《压力型水电解制氢系统安全要求GBT+37563-2019》详细解读

《压力型水电解制氢系统安全要求GB/T37563-2019》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4制氢系统危险和有害因素5基本要求6环境条件7设备及管路8电气及仪表控制contents目录9运行和维护10作业人员11应急处理附录A(资料性附录)典型制氢系统框图附录B(资料性附录)制氢系统主要危险化学品及单元设备危险和有害因素参考文献011范围压力型水电解制氢系统本标准适用于工作压力大于或等于0.3MPa且小于或等于5.0MPa的碱性水电解系统和质子交换膜水电解系统。适用对象标准中明确规定了压力型水电解制氢系统存在的危险和有害因素。危险和有害因素为确保系统的安全运行，标准中提出了一系列基本的安全要求。安全基本要求包括环境条件、系统组件、运行维护、作业人员和应急处理等方面的详细要求。具体方面的要求涉及内容010203022规范性引用文件GB/T29729氢系统安全的基本要求，此标准规定了氢系统安全的基本原则和要求，与本安全要求共同构成了确保水电解制氢系统安全运行的规范体系。GB/T24499氢能术语，该标准提供了氢能领域相关的术语和定义，为理解和解释本安全要求中的专业词汇提供了基础。GB30871化学品生产单位特殊作业安全规范，该标准涉及化学品生产过程中的特殊作业安全要求，对于水电解制氢系统的操作和维护具有指导意义。主要引用文件建筑物防雷设计规范，由于水电解制氢系统可能受到雷电的影响，因此该防雷设计规范对于确保系统的安全运行具有重要意义。GB/T50057化工企业安全生产应急管理六条禁令，该禁令针对化工企业的安全生产应急管理提出了严格要求，对于水电解制氢系统的应急处理具有参考价值。AQ/T3048其他相关引用文件033术语和定义术语解释01指工作压力大于或等于0.3MPa且小于或等于5.0MPa的水电解制氢设备及其相关的辅助设备和安全保护装置组成的系统。使用碱性水溶液作为电解质，通过电解水产生氢气和氧气的系统。使用质子交换膜作为电解质，在阳极和阴极之间通过电解水产生氢气和氧气的系统。0203压力型水电解制氢系统碱性水电解系统质子交换膜水电解系统本标准不涉及其他类型的水电解制氢系统，如固体氧化物水电解系统等。术语和定义是理解本标准的基础，应准确理解和应用。本标准所指的压力型水电解制氢系统包括碱性水电解系统和质子交换膜水电解系统，工作压力在0.3MPa至5.0MPa之间。定义范围044制氢系统危险和有害因素氢气泄漏风险由于设备老化、操作不当或管道破裂等原因，可能导致氢气泄漏，引发安全事故。泄漏监测与报警应安装氢气泄漏监测装置，及时发现并处理泄漏情况，同时设置报警系统以提醒操作人员。氢气泄漏高压设备风险制氢系统通常在高压下运行，如操作不当或设备故障，可能导致爆炸或泄漏等事故。安全阀与压力表应安装安全阀和压力表，确保系统压力在安全范围内，防止超压引发事故。高压危险碱性水电解系统中使用的碱液具有腐蚀性，如操作不当或设备破损，可能导致碱液泄漏，对人员和设备造成危害。碱液腐蚀风险应采取有效的防腐措施，如使用耐腐蚀材料、定期检查设备等。同时，应制定碱液泄漏应急处理预案，确保在发生泄漏时能够迅速响应并妥善处理。防腐措施与泄漏处理碱液腐蚀与泄漏电气安全风险电气安全防护应确保电气设备安全可靠，采取接地、防雷等措施。同时，定期对电气设备进行检查和维护，确保其正常运行。电气故障风险制氢系统中涉及电气设备，如发生电气故障，可能引发火灾、触电等安全事故。055基本要求应考虑系统组件的兼容性，避免因材料、工艺等问题导致的安全风险。设计时应充分考虑系统的可维护性和可检修性，便于及时发现并处理潜在的安全隐患。系统设计应遵循本质安全原则，确保在各种操作条件下均能保持安全稳定运行。5.1系统设计安全要求压力容器、管道等关键组件应符合相关标准和规范，确保其承压能力和密封性能。5.2系统组件安全要求电气设备应符合防爆、防水、防尘等要求，避免因电气故障引发的安全事故。自动化控制系统应稳定可靠，具备必要的安全联锁保护功能，防止误操作或设备故障导致的危险。010203应建立完善的运行维护管理制度，明确各项操作规程和安全防护措施。定期对系统进行安全检查和维护，确保各组件处于良好的工作状态。加强对作业人员的培训和管理，提高其安全意识和操作技能。5.3运行维护安全要求5.4作业人员安全要求010203作业人员应经过专业培训并考核合格后方可上岗操作，确保其具备必要的专业知识和操作技能。作业人员应严格遵守安全操作规程和劳动纪律，杜绝违章作业行为。定期对作业人员进行安全教育和培训，提高其应对突发事件的能力和自我保护意识。066环境条件温度范围系统应在规定的温度范围内运行，以确保性能和安全性。温度监控应安装温度传感器以实时监测环境温度，并在超出范围时触发警报。环境温度湿度控制系统所处环境的湿度应控制在一定范围内，以防止设备腐蚀和电路故障。湿度监测环境湿度应设置湿度传感器以监测环境湿度，并在必要时进行调整。0102尘埃控制系统所处环境应保持清洁，以减少尘埃对设备性能的影响。定期清洁应定期对系统进行清洁，以去除积累的尘埃和污垢。环境清洁度系统应具备一定的抗电磁干扰能力，以确保在复杂电磁环境中的稳定运行。电磁干扰系统应能承受一定程度的振动和冲击，以保证在恶劣环境下的可靠性。振动与冲击外部影响077设备及管路设备完整性水电解制氢系统的设备应设计合理，结构完整，无明显缺陷，能够承受正常工作条件下的压力和温度。材质选择安全防护装置7.1设备安全要求设备的制造材料应符合相关标准，具有足够的强度和耐腐蚀性，以保证设备的安全运行。设备上应设置必要的安全防护装置，如压力传感器、温度传感器、液位传感器等，以实时监测设备的运行状态，并在异常情况下及时报警或采取紧急措施。管路设计水电解制氢系统的管路应布局合理，避免弯曲过多或过长，以减少流体阻力，提高系统的效率。同时，管路应设置必要的支撑和固定装置，以防止管路振动或移位。7.2管路安全要求管路材质管路的制造材料应符合相关标准，具有足够的强度和耐腐蚀性。对于高压氢气管道，应采用无缝钢管或其他符合要求的特种材料。泄漏检测与防护管路系统应设置泄漏检测装置，及时发现并处理泄漏事故。同时，应在适当位置设置阻火器、止回阀等安全装置，以防止氢气回流或泄漏引发火灾或爆炸事故。定期检查按照设备制造商的推荐要求，对设备和管路进行必要的清洗、润滑、更换易损件等维护保养工作，以延长设备和管路的使用寿命。维护保养记录管理应建立完善的设备和管路维护检查记录管理制度，记录每次检查和维护保养的情况，以便及时发现问题并采取相应措施。应定期对水电解制氢系统的设备和管路进行检查，包括外观检查、性能测试、紧固件检查等，以确保设备和管路的完好无损。7.3设备与管路的维护检查088电气及仪表控制电气系统组成包括电源、电气控制柜、电缆、接线盒、传感器和执行器等部分，确保制氢系统的电气安全和稳定运行。安全防护措施采取过流、过压、欠压、接地等保护措施，防止电气故障引发安全事故。爆炸危险环境电气设计对于可能产生爆炸性气体混合物的环境，电气设计应符合防爆要求，选用防爆型电气设备。8.1电气系统仪表控制系统组成包括压力表、温度计、流量计、液位计等测量仪表，以及自动控制系统和安全联锁装置等，实现对制氢过程的全面监控和自动控制。01.8.2仪表控制系统自动化程度要求根据制氢系统的规模和工艺要求，确定合理的自动化程度，提高生产效率和安全性。02.安全联锁装置设置在关键工艺参数出现异常时，安全联锁装置应能自动切断危险源，防止事故扩大。同时，应定期对安全联锁装置进行检查和测试，确保其有效性。03.099运行和维护系统检查在启动前应对整个系统进行全面检查，确保所有设备、管道、阀门和仪表等完好无损，处于正常工作状态。安全防护确保所有的安全防护装置，如安全阀、压力表、温度计等均已安装并校验合格。电解槽准备检查电解槽内的电解液水平，确保液位在正常范围内，同时检查电解槽的密封性和绝缘性。9.1运行前的准备01参数监控定期对系统的各项运行参数进行监控，包括电流、电压、温度、压力等，确保它们在正常范围内。9.2运行中的监控和操作02电解液管理定期检查电解液的浓度和纯度，根据需要添加或更换电解液，以保持其良好的导电性和稳定性。03气体分析定期对产生的氢气进行纯度分析，确保其质量符合标准要求。9.3停机和维护正常停机在系统停机前，应逐步降低电流和电压，直至系统完全停止运行。停机后应对系统进行全面检查，确保设备处于安全状态。紧急停机在出现异常情况时，应立即切断电源，停止系统运行，并进行相应的应急处理。维护保养定期对系统进行维护保养，包括清洁设备、更换磨损部件、检查紧固件等，以确保系统的正常运行和延长使用寿命。1010作业人员作业人员应具备相应的水电解制氢技术知识和实践经验，熟悉相关安全操作规程。专业素质作业人员应具有较强的安全意识，能够正确识别和处理水电解制氢系统中的危险和有害因素。安全意识作业人员应身体健康，无妨碍从事水电解制氢工作的疾病和生理缺陷。健康状况10.1作业人员基本要求作业人员在操作前应按规定穿戴好个人防护用品，确保自身安全。个人防护作业人员应严格按照水电解制氢系统的操作规程进行作业，禁止违章操作。操作规程作业人员在作业前应了解作业现场的危险因素和应急处理措施，做到心中有数。危险预知10.2作业安全要求定期复训作业人员应定期接受水电解制氢技术和安全知识的复训，不断提高自身的专业水平和安全意识。安全教育企业应定期对作业人员进行安全教育，强化作业人员的安全意识和危险预知能力。岗前培训新入职的作业人员应接受水电解制氢技术和安全知识的岗前培训，考核合格后方可上岗。10.3培训与教育1111应急处理VS针对可能出现的紧急情况，制定详细的应急处理预案，包括应急组织、通讯联络、现场处置、医疗救护、安全防护等方面。预案演练定期组织应急处理预案演练，提高应急响应速度和处置能力，确保在紧急情况下能够迅速、有效地应对。制定应急处理预案应急处理预案发现氢气泄漏时，应立即切断电源，关闭氢气阀门，迅速撤离泄漏污染区，并进行妥善处理。泄漏处置若发生火灾，应立即切断电源，关闭氢气阀门，使用适合的灭火器材进行灭火，并及时报警。火灾处置应急处置措施配备必要的应急设备，如灭火器、应急照明、通讯设备等，确保在紧急情况下能够及时使用。应急设备储备必要的应急物资，如防护服、防毒面具、急救药品等，以应对可能出现的紧急情况。应急物资应急设备与物资人员培训与演练演练实施定期组织应急演练，模拟可能出现的紧急情况，检验应急处理预案的可行性和有效性。人员培训定期对相关人员进行应急处理培训，提高应急意识和处置能力。12附录A(资料性附录)典型制氢系统框图A.1典型制氢系统组成电解槽水电解反应发生的主要设备，包括阳极、阴极和电解质等组成部分。气液分离器用于将电解产生的氢气和氧气与电解液进行分离。纯化装置进一步提纯氢气，去除其中的杂质和水分，以满足特定应用需求。储氢罐用于储存纯化后的氢气，以备后续使用或销售。0104020503A.2典型制氢系统流程原料水供应电解反应气液分离电解产生的氢气和氧气与电解液一起进入气液分离器，进行分离。气体纯化分离后的氢气进入纯化装置，进行进一步提纯处理。氢气储存与输出纯化后的氢气被储存于储氢罐中，并根据需求进行输出供应。在电解槽中，通过施加直流电使水发生电解反应，生成氢气和氧气。将原料水送入电解槽中，作为水电解的原料。2014A.3典型制氢系统安全要点确保电解槽的密封性和稳定性，防止气体泄漏和电解液溅出。设置合适的安全阀和压力传感器，以监测和控制系统压力在安全范围内。对纯化装置进行定期维护和检查，确保其正常运行并达到预期的纯化效果。在储氢罐周围设置明显的安全警示标识，并采取相应的防火和防爆措施。0401020313附录B(资料性附录)制氢系统主要危险化学品及单元设备危险和有害因素氢气易燃易爆，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。氧气助燃，具有氧化性，与可燃物混合能形成爆炸性混合物。氢氧化钾（或氢氧化钠）强腐蚀性，与酸发生中和反应并放热，具有强刺激性。主要危险化学品电解槽电解过程中可能产生氢气泄漏，形成爆炸性环境；同时，电解槽内的高温、高压环境也可能对设备造成损害，进而引发安全事故。单元设备危险和有害因素01气液分离器若设计或操作不当，可能导致气体和液体无法有效分离，造成下游设备故障或安全事故。02储氢罐作为高压储存氢气的设备，若储氢罐质量不过关或操作不当，可能引发氢气泄漏、爆炸等严重安全事故。03