快易捷液氢加氢站技术规范

ICS27.010CCSM7461T/SNEIAX-2024“快易捷”液氢加氢站技术规范Technicalspecificationsfor"fast,easy,andfast"liquidhydrogenrefuelingstations20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施山东省新能源产业协会   发布I4基本规定25加注系统一般要求25.1工作等级125.225.335.435.535.635.735.846就地式液氢加注系统57加氢岛和加氢机6..20影像监控系统13-草。本文件在GB50156、GB50516的基础上，对液氢站加注系统进行了明确规定，其中内容并不限于加注系统结构、布置、安全、消防等要求，并对液氢储罐及加氢机提出了明确的要求。⑤液氢加注系统中应至少布置两个高清防爆摄像头，且应与总控中心、消防部门联网，摄像头的布置应至少清晰的体现：加气车辆及人员、橇内设备及液氢罐周边视频。就地式液氢加注系统的布置如下图中：图2就地式液氢加注系统布局就地式液氢加注系统中各零部件距离可以缩小至只保留维修间距，以进一步缩小占地面积；各零部件应按产品设计要求及安装图，可靠地与地面进行固定；就地式液氢加注系统应设置防护栏，护栏高度、与各设备间距应按表6中规定进行。就地式液氢加注系统可以选择自带储液泵池的地下式增压泵，并按要求进行安装、固定。其它条款遵从橇装式液氢加注系统。加氢岛地面高度及宽度尺寸等要求应按照加氢机安装使用规范，并结合相关标准进行建设。加氢岛上应设置遮阳、挡雨设施，并保证其建设的稳固性。加氢机安装时应参照GB/T31138中规定，对其附属管路、阀门、电气连接处进行检查，确保安全可靠后方可试机或运行；加氢机操作说明应简单、明了并以图示方式张贴在显眼位置，紧急停机标识、消除静电标识应便于操作且醒目。加氢速率、加氢斜率及加氢压力应根据现场情况（环境温度、储氢容量等）自动判断，不应有人为干预行为。具体参照SAEJ2601中相关规定执行。加氢岛上应安装系统状态指示标识或屏幕，应即时显示加氢系统状态信息。加氢位应设置车辆停车线及人员操作相对安全区域，并划线、标识。自助式加氢站应有操作违规行为抓拍、警告系统，并向外发出报警、连锁停止加氢功能。宜布置在工厂或混建站常年最小频率风向的下风侧，并应远离有明火或散发火花的地点;宜布置为独立建筑物、构筑物;布置在人员密集地段和主要交通要道邻近处时，以液氢加注系统的周围围挡计算，间距5米内不得有人行道和非机动车道，10米内不得有大型商业中心或市场，20米内无明火作业场所;液氢罐车停车区应设置在下风口，且安全注意事项、卸氢操作规程等应以图文形式张贴在停车位对应的围挡墙面上，且停车后不得遮挡。液氢加注系统供电系统应不低于所有电气设备总容量的1.1倍，且距离护栏的圆周尺寸不得小于5米。为确保氢站的安全运营，距氢站围挡及设备最高点以外（上）五轴方向40米范围内应为禁飞区和禁燃区，并设置标识、警告牌等设施。如图3所示：图3五轴方向示意图液氢加注系统爆炸危险区域等级范围划分参照GB50156中附录C中规定，并结合易泄露风险规定如下，表8：表8风险等级划分及预防措施设备区域名称风险等级风险代号风险描述预防措施加氢机内部严重风险A内部空间小，管路接口及阀门处泄漏易产生氢气聚集内部设氢浓度传感器，实时监控，并可以连锁停机功能液氢橇内部一般风险B内部为敞开式设计，通风良好，且上方有防爆强制通风设备内部设置氢探、火探，并具有预警和连锁停机功能液氢罐、放空管严重风险A液体泄漏易造成低温冻伤，气化后泄漏点上方10米、圆周5米范围内易形成局部高密度易燃易爆区域配备氢浓度检测仪；设置围挡进行隔离。气化器低风险C入口有液氢进入，出口有氢气流出，且具有高压特性设置在距地面2米以上，非工作人员无法接触卸车位较低风险D涉及氮气、氢气置换，压力不高，有微泄露风险-氢气放空管应参照GB50156中附录C中C.0.23氢气设备放空管的爆炸危险区域划分。如图4所示：图4氢气放空管爆炸危险区域气液放空管气液放空管距离气液放空管口（释放源）高度7.5米，向地面方向半径4.5米以及放空管口圆周4.5米范围均列为A类爆炸危险区域。10.1采用皮带传动方式的增压泵或浅液泵液驱系统，应满足GB/T10715中技术要求；10.2橇箱内所有电气、仪表按GB50177中有爆炸危险环境的电气设施选型，不应低于氢气爆炸混合物的级别IIC，见表9。表9Ⅱ类电气设备等级划分Ⅱ类电气设备，按其适用于爆炸性气体环境混合物的最大试验安全间隙（MESG）和最小点燃电流比（MICR）分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级，见表9：类、级别MESG/mmMICRⅡAMESG≥0.9MICR＞0.8ⅡB0.5＜MESG＜0.90.45≤MICR≤0.8ⅡCMESG≤0.5MICR＜0.45爆炸性环境用电气设备可根据实际情况从表10中选取。表10外表面温度组别表面温度组别T1T2T3T4T5T6允许表面最高温度450℃300℃200℃135℃100℃85℃有爆炸危险环境的电气设计和电气设备、线路接地，应按现行国家标准GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定执行。驱动电机及电气仪表的防爆类型选型应按表11中规定进行；表11防爆类型防爆类型应用场景代号对应防爆分区隔爆型正常工作时可能暴露在氢气或液氢环境中，且工作电流＜150mAd1区本安型连续或长期暴露在氢气或液氢环境中，且工作电流＜100mAi0区在有爆炸危险环境内的电缆及导线敷设.应符合现行国家标准GB50217《电力工程电缆设计规范》的规定。敷设导线或电缆用的保护钢管，必须在下列各处做隔离密封:导线或电缆引向电气设备接头部件前;相邻的环境之间；本安型仪表及电气设备电气连接时，线管接头、弯管处允许使用镀锌管件进行密封连接。卸车操作前应先对人体、管路进行放静电，将罐车接地线与氢站接地进行连接，人体放静电则需用手触摸静电桩。操作人员进入卸车位后，应更换专用护具及防护服，并严格按规定正确使用。液氢罐车到达站内卸车前，需对罐车与液氢罐间的连接管路，应分别经过氮气、氢气置换，方可进入使用。置换要求：1、氮气置换：根据系统压力设置置换压力0.6-0.8Mpa，待管路内部压力与置换压力等同后，通过放散阀进行放散，如此往复3-5次后，用气体分析仪对管内气体成分进行分析，要求氧含量＜1%或氮气含量＞99%（体积比），方可使用氢气置换。2、氢气置换：当上述指标达成后，进入氢气置换，压力0.6-0.8Mpa，待管路内部压力与置换压力等同后，通过放散阀进行放散，如此往复3-5次后，用气体分析仪对管内气体成分进行分析，要求氧含量＜1%或氢气含量＞99%（体积比），置换结束。打开罐车出液口中的切断阀，进行液体传输、加注，当罐车内压力达到0.1Mpa时，应关闭切断阀。整个过程应采用自动控制来实现。卸车过程如需使用金属类工具，则应选用铜制工具，严禁使用其他类金属工具。液氢加注系统选用自带储液泵池的地下式增压泵时，可以不按表6中规定的安全距离进行。但必须满足表12中要求：表12自带储液泵池的与周边设施的距离地下设施设备设施四周围墙液氢罐气化器地平面储液泵池≥2米≥2米≥0.5米≥0.5米放空管≥5米地下增压井，应设置氢气、氮气泄漏检测装置，并与站内控制系统联动，同时输出声光报警信号。地下增压井侧方应设置应急照明系统，且满足上述防爆要求。地下增压井内应设置蓄水池及自动排水系统，当超过设定值时，应能自动启动排水功能，水泵可以不设在地下增压井内。地下增压井地面以上延井口四周应根据当地年平均降水量，设置高≥0.2米，宽度≥0.12米的混凝土阻水台，且该阻水台不得它用或共用。地下增压井底面以上可以设置遮阳棚，距离地面高度应≥2.5米，且四周1米内不应有遮挡物，以保持良好的通风。储液泵池的安装应选用支架形式进行安装，且应高出底平面0.5米以上，以便维修。加氢岛应按加氢机数量配备消防器材，每台加氢机至少配备一个5Kg干粉灭火器，且每个加氢岛至少2个；液氢（站）橇中应至少配置2个5Kg干粉灭火器，并在橇内上方分别安装4个2Kg自动灭火装置，其位置应确保可以完全覆盖易燃区域，如图1。图1液氢橇灭火装置布控图自动灭火点4处干粉灭火器干粉灭火器自动灭火点4处干粉灭火器干粉灭火器液氢加注系统应具备完善的安全控制系统并实施自动控制功能，至少应包含：氢气探测器、火焰探测器、各加氢设备的压力、温度、流量、转速等异常判断并实施预警、停机、切断、强制通风、启动自动灭火程序等功能。液氢加注系统用增压泵按安装形式可分为：内置式和外置式两种。内置式增压泵应外部应带有良好的绝热性能的泵池，以确保增压泵吸入端周围的液氢保持在-252.5℃，且增压泵与泵池之间应进行氮气密封试验，试验压力为最大工作压力的1.2倍。外置式增压泵液氢入口及液氢连接管路应保持良好的绝热性能，液氢泵入口管道中应设置过滤器，精度≤5μm，且应保证通经面积可以满足增压泵进液流量需求。总控室内设置监控系统是自助加注站的一个特点，营业员可以通过该系统关注和控制每台加注机的作业情况，并与顾客进行对话沟通，提供服务和指导。在发生紧急情况时，可以启动紧急切断开关停止所有加注机的运行并通过站内广播引导顾客离开危险区域。14储罐内容器的最低设计温度不应高于-253℃;储罐内容器的工作压力范围宜选用0.10MPa-0.98MPa，设计压力不应小于安全阀的整定压力;液氢储罐应采用高真空多层或其他高性能真空的绝热形式，蒸发量应符合表2中规定;液氢储罐在任何情况下的最大充满率应不大于95%，额定充满率应符合表1规定：表1液氢罐额定充满率冷态几何容积Vm³额定充满率%立式容器卧式容器V≤50908850＜V≤5009090液氢储罐的静态蒸发率和静态日升压速率应符合表2规定：表2静态蒸发率和静态日升压速率几何容积Vm³静态蒸发率（上限值）%/d立式容器静态日升压速率（上限值）kpa/d卧式容器静态日升压速率（上限值）kpa/d液氢液氮液氢液氮52.110.34145-101.510.23145-151.210.18145-201.110.1614590251.010.1514585300.90.1314580350.860.12514376400.830.1214273500.780.1113968650.720.1013563800.660.09130581000.630.085126551500.495-117522000.465--482500.435--463000.415--435000.365--39罐体夹层的漏放气速率应符合表3规定。表3真空夹层漏放气速率冷态几何容积Vm³漏放气速率Pa.m³/s5≤V≤10≤1×10-610＜V＜100≤5×10-6100≤V≤500≤1×10-5内容器安全阀不应少于2个(组)，其中1个(组)应为备用，每个(组)安全阀的排放能力应满足储罐过度充装、环境影响、火灾时热量输人等工况产生的氢气排放需要;内容器安全阀的整定压力不应大于1.08MPa，安全阀的最大泄放压力不应大于1.1MPa;液氢罐上应设置超压装置压力表、泄气口及声光报警接口等。安全阀与储罐之间应设切断阀，切断阀在正常操作时应处于铅封开启状态或在连接使用安全阀与备用安全阀的管道上设置三通切换阀，保证至少有50%的安全阀始终处于使用状态;液氢储罐液相管道靠近储罐应设置一道可远程控制操作的紧急切断阀，该阀与液氢储罐之间所有管道的连接应采用焊接;液氢储罐内容器应设置泄压管道，管道上应设可远程控制开、关的阀门。当压力达到0.95MPa时，应向控制室发出超压报警信号;在控制室设置液位高报警、高高报警和液位低报警系统，液位高高报警时，应联锁关闭进液管道紧急切断阀。液氢储罐的基本设计参数，包括工作条件、液氢危害特性、结构、材料、制造工艺;描述所有可能出现的工况条件，主要包括：内容器冷冲击试验、夹套抽空、运输、吊装、首次充液、正常充液、增压、对外供液等工况;设计时，通过分析所有工况下可能发生的失效模式指定技术措施;提出液氢少量泄漏、大量涌出、爆炸状况下的处置措施;告知用户可能出现的破坏形式及破坏可能带来的危害性后果，提出防止容器出现破坏的措施;提出一旦容器发生破坏时操作人员的防护装置、应该采取的措施，便于用户制订合适的应急预案。液氢增压泵的设置应满足防爆要求;泵的进、出口及传输管道应具有保温措施;在泵出口管道上应设置止回阀和全启封闭式安全阀;在泵出口管道上应设置压力、温度传感器，并应在控制室和防爆操作柱上显示，当达到限值时应实施报警与联锁控制;气化器的选用应符合当地冬季气温条件下的使用要求;气化器的设计压力不应小于最大工作压力的1.2倍;气化器出口气体温度应满足高压储氢设施使用温度要求;气化器出口应设置温度和压力检测仪表，并应分别在现场及控制室指示温度和压力，同时参与液氢增压泵的联锁逻辑。液氢橇装设备主箱体内应能容纳液氢储罐、液氢增压泵、管路系统、计量与防爆控制系统等设备，主箱体侧板和箱顶应设置有利于氢气扩散的结构;液氢橇装设备的主箱体应采取通风措施，并应符合本标准第14.1.4条的规定;箱体不得采用可燃材料，且主体材料应为金属材料;箱体内设备之间的防火间距应符合本标准第5.0.14条的规定。液氢罐车或罐箱宜采用压差输送的卸车工艺或采用泵卸车工艺。卸车应尽量减少氢气排放。连接液氢罐车的卸液管道上应设置切断阀和止回阀，气相管道上应设置切断阀。输送液氢的装卸阀门、软管和快速装卸接头应采用真空绝热或其他保温结构。卸车软管应采用与液氢介质相容的材料，公称压力不得小于装卸系统工作压力的2倍，最小爆破压力不应小于公称压力的4倍。快速装卸接头应有良好的密封结构，装卸接头应带有防尘盖。液氢管道应设置吹扫置换系统。液氢的装卸软管和快速装卸接头在装配前后均应进行充分的吹扫置换。采用液氢储氢方式的加氢设施，宜采用液氢增压泵和高压气化器增压方式。液氢增压系统的设置尚应符合现行国家标准《加氢站技术规范》GB50516的有关规定。液氢管道和低温氢气管道的设计除应符合现行国家标准《液氢车辆燃料加注系统接口》GB/T30719的有关规定外，尚应符合下列规定:管道系统的设计压力不应小于最大工作压力的1.1倍，且不应小于所连接设备(或容器)的设计压力与静压头之和;管道的设计温度不应高于一253℃;管道及其组成件应采用奥氏体不锈钢，并应进行低温冲击试验，低温冲击试验应符合本标准附录D的有关规定;液氢管道之间的连接宜采用焊接连接、卡套连接或真空法兰连接，焊接接头应采用不带垫板的全焊透对接焊接接头，低温气相管道的连接应符合本标准第10.6.3条的规定，增压泵后宜采用卡套连接;两端关闭且有可能存留液氢或低温氢气的管道，应设置安全阀或其他泄压装置，整定压力应大于内容器安全泄放装置的整定压力，但不应高于管道的设计压力，泄压排放的气体应接人放空管;在操作过程中可能变冷结霜的管道应与常温构件保持300mm及以上的间距，对于低温介质的出口和排放方向，周边可能产生液化空气滴落的下方应设置滴液盘。液氢阀门与管道的连接宜采用焊接连接、卡套连接或真空法兰连接，其中焊接接头应采用不带垫板的全焊透对接焊接接头。真空绝热阀门及与之相连的真空绝热管道应具有独立的真空腔，且不得与罐体的真空腔连通。增压泵后宜采用卡套连接。远程控制的阀门均应具有手动操作功能。低温管道所采用的绝热保冷材料应为防