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中华人民共和国国家标准氢气站设计规GB 50177-2005 2
摘自:龙房川
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发布时间:2010/5/26
中华人民共和国国家标准氢气站设计规GB 50177-2005     2
 5 设备选择
 5.0.1 氢气站的设计容量,应根据氢气的用途、使用特点,宜按下列因素确定:
 1 各类用氢设备的昼夜平均小时耗量或班平均小时耗量;
 2 连续用氢设备的最大小时耗量与其余用氢设备的昼夜平均小时耗量或班平均小时耗量之和;
 3 外销氢气的氢气站,应根据外供氢气量或市场需求状况和商业的经济规模确定。
 5.0.2 水电解制氢装置的型号、容量和台数,应根据下列因素经技术经济比较后确定:
 1 根据氢气耗量、使用特点等合理选用电耗小、电解小室电压低、价格合理、性能可靠的水电解制氢装置;
 2 新建氢气站设置2台及以上水电解制氢装置时,其型号宜相同;
 3 水电解制氢装置宜设备用,当采取储气等措施确保不中断供气或与用气设备同步检修时,可不设备用。
 5.0.3 水电解制氢装置所需的原料水制备、碱液制备等辅助设备,宜按下列要求选用:
 1 原料水制取装置的容量,不应小于4h原料水耗量;原料水储水箱容积不应小于8h原料水耗量;原料水泵供水压力,应大于制氢装置工作压力。
 2 原料水制取装置、储水箱及其水泵的材质,应采用不污染原料水水质和耐腐蚀的材料制作。
 3 碱液箱容积,应大于每套水电解制氢装置及碱液管道的全部体积之和;碱液泵的流量,可按每套水电解制氢装置所需碱液量和灌注时间确定。
 5.0.4 变压吸附提纯氢系统的吸附器组的容量和吸附器数量,应根据下列因素经技术经济比较后确定:
 1 原料气的压力、组成和产品氢气的纯度、杂质含量、压力;
 2 产品氢气的耗量和用氢特点;
 3 氢气回收率。
 5.0.5 甲醇转化制氢系统的容量,应按下列因素确定:
 1 产品氢气的耗量和用氢特点;
 2 产品氢气的纯度、杂质含量和压力;
 3 氢气回收率;
 4 甲醇的储存、输送应符合相关国家标准的规定;
 5 现场工作条件。
 5.0.6 氢气储存方式,应根据下列因素经技术经济比较后确定:
 1 氢气站规模、用氢设备耗量和使用特性;
 2 储氢系统输入压力、供氢压力;
 3 现场工作条件。
 5.0.7 氢气罐的形式,应根据所需储存的氢气容量、压力状况确定。当氢气压力小于6kPa时,应选用湿式储气罐;当氢气压力为中、低压,单罐容量大于或等于5000Nm3时,宜采用球形储罐;当氢气压力为中、低压,单罐容量小于5000Nm3时,宜采用筒形储罐;氢气压力为高压时,宜采用长管钢瓶式储罐等。
 5.0.8 氢气压缩机的选型、台数,应根据进气压力、排气压力、氢气纯度和用户最大小时氢气耗量或用户使用特性等确定。氢气压缩机台数不宜少于2台。连续运行的往复式氢气压缩机应设备用。
 5.0.9 氢气灌装用压缩机的型号、排气量,应根据充灌台或充装容器的规格、数量,充装时间和进气压力、排气压力等确定。灌装用氢气压缩机,可不设备用。
 5.0.10 当纯化后的氢气灌瓶时,应采用膜式压缩机,并宜设置空钢瓶处理系统,包括钢瓶抽真空设备和钢瓶加热装置。
 5.0.11 氢气灌装用充灌台应设两组或两组以上,一组灌装、一组倒换钢瓶。每组钢瓶的数量,应以外销氢气量或灌装用氢气压缩机的排气量、氢气充装时间确定。
 氢气灌装用钢瓶集装格通常设两组以上,钢瓶集装格的数量和每格的钢瓶数量,应根据外销氢气量和方便运输或吊装等因素确定。
 氢气长管钢瓶拖车的钢瓶规格、数量,应按用户的氢气用量、供应周期等确定。
 5.0.12 氢气汇流排应设两组或两组以上,一组供气、一组倒换钢瓶。每组钢瓶的数量,应按用户最大小时耗量和供气时间确定。
 5.0.13 氢气站、供氢站内具有下列情况之一时,宜设起吊设施:
 1 站内设备需要吊装时;
 2 氢气的灌装、储运采用钢瓶集装格。
 起吊设施的起吊重量,应按吊装件的最大荷重确定。
 6 工艺布置
 6.0.1 当氢气站内的制氢装置、储氢装置等设备为室外布置时,可将氢气站内的建筑物、构筑物和室外设备视为一套工艺装置。在装置内部,根据氢气生产工艺需要将其分隔为设备区、建筑物区等。
 6.0.2 氢气站工艺装置内的设备、建筑物平面布置的防火间距,不应小于表6.0.2的规定。
 6.0.3 氢气站工艺装置内兼作消防车道的道路,应符合下列规定:
 1 道路应相互贯通。当装置宽度小于或等于60m,且装置外两侧设有消防车道时,可不设贯通式道路;
 2 道路的宽度不应小于4m,路面上的净空高度不应小于4.5m。
 6.0.4 当同一建筑物内,布置有不同火灾危险性类别的房间时,其间的隔墙应为防火墙。
 同一建筑物内,宜将人员集中的房间布置在火灾危险性较小的一端。
 6.0.5 氢气站内应将有爆炸危险的房间集中布置。有爆炸危险房间不应与无爆炸危险房间直接相通。必须相通时,应以走廊相连或设置双门斗。
 6.0.6 制氢间、氢气纯化间、氢气压缩机间的电气控制盘、仪表控制盘的布置,应符合下列规定:
 1 宜布置在相邻的控制室内;
 2 控制室应以防火墙与上述房间隔开。
 6.0.7 当氢气站内同时灌充氢气和氧气时,灌瓶间等的布置应符合下列规定:
 1 应分别设置氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间及氧气灌瓶间、实瓶间、空瓶间;
 2 灌瓶间可通过门洞与空瓶间和实瓶间相通,并均应设独立的出入口。
 6.0.8 当氢气实瓶数量不超过60瓶时,实瓶、空瓶和氢气灌充器或氢气汇流排,可布置在同一房间内,但实瓶、空瓶必须分开存放。
 6. 0.9 在同一房间内,可设置制氢装置、氢气纯化装置或各种型号的氢气压缩机。
 6.0.10 当氢气站内同时设有氢气压缩机和氧气压缩机时,不得将氧气压缩机与氢气压缩机设置在同一房间内。
 6.0.11 水电解制氢间内的主要通道不宜小于2.5m;水电解槽之间的净距不宜小于2.Om;水电解槽与墙之间的净距不宜小于1.5m。水电解槽与其辅助设备及辅助设备之间的净距,应按技术功能确定。
 常压型水电解制氢装置的平面布置间距,应视规格、尺寸和检修要求确定。
 6.0.12 氢气压缩机之间的净距不宜小于1.5m,与墙之间的净距不宜小于1.0m。当规定的净距不能满足零部件抽出时,则净距应比抽出零部件的长度大0.5m。
 氢气压缩机与其附属设备之间的净距,可按工艺要求确定。
 6.0.13 氢气纯化间主要通道净宽度不宜小于1.5m。纯化设备之间及其与墙之间的净距均不宜小于1.0m。
 6.0.14 氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间和汇流排间的通道净宽度,应根据气瓶运输方式确定,但不宜小于1.5m,并应有防止瓶倒的措施。
 6.0.15 氢气压缩机和电动机之间联轴器或皮带传动部位,应采取安全防护措施。当采用皮带传动时,应采取导除静电的措施。
 6.0.16 氢气罐不应设在厂房内。在寒冷地区,湿式氢气罐和固定容积含湿氢气罐底部,应采取防冻措施。
 7 建筑结构
 7.0.1 氢气站、供氢站的耐火等级不应低于二级,并宜为单层建筑。
 7.0.2 有爆炸危险房间,宜采用钢筋混凝土柱承重的框架或排架结构。当采用钢柱承重时,钢柱应设防火保护,其耐火极限不得低于2.0h。
 7.0.3 氢气站、供氢站内有爆炸危险房间应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GBJ 16的规定,设置泄压设施。
 7.0.4 氢气站、供氢站有爆炸危险房间的泄压设施的设置,应符合下列规定:
 1 泄压设施宜采用非燃烧体轻质屋盖作为泄压面积,易于泄压的门、窗、轻质墙体也可作为泄压面积;
 2 泄压面积的计算应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GBJ 16的要求;
 3 泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危险的部位;
 4 氢气压缩机间宜采用半敞开或敞开式的建筑物。
 7.0.5 有爆炸危险房间的安全出入口,不应少于2个,其中1个应直通室外。但面积不超过100m2的房间,可只设1个直通室外出入口。
 7.0.6 有爆炸危险房间与无爆炸危险房间之间,应采用耐火极限不低于3.0h的不燃烧体防爆防护墙隔开。当设置双门斗相通时,门的耐火极限不应低于1.2h。
 有爆炸危险房间与无爆炸危险房间之间,当必须穿过管线时,应采用不燃烧体材料填塞空隙。
 7.0.7 有爆炸危险房间的门窗均应向外开启,并宜采用撞击时不产生火花的材料制作。
 7.0.8 氢气灌瓶间、空瓶间、实瓶间和氢气汇流排间,应设置气瓶装卸平台,其宽度不宜小于2m,高度应按气瓶运输工具高度确定,宜高出室外地坪0.6~1.2m,气瓶装卸平台,应设置大于平台宽度的雨篷,雨篷及其支撑材料应为不燃烧体。
 7.0.9 氢气灌瓶间内,应设置高度不低于2m的防护墙。
 氢气灌瓶间、氢气汇流排间和实瓶间,应采取防止阳光直射气瓶的措施。
 7.0.10 有爆炸危险房间的上部空间,应通风良好。顶棚内表面应平整,避免死角。
 7.0.11 制氢间、氢气压缩机间、氢气纯化间、氢气灌瓶间等的厂房跨度大于9.Om时,宜设天窗。天窗、排气孔应设在最高处。
 7.0.12 制氢间的屋架下弦的高度,应满足设备安装和排热的要求,并不得低于5.0m。
 氢气压缩机间、氢气纯化间屋架下弦的高度,应满足设备安装和维修的要求,并不得低于4.5m。
 氢气灌瓶间、氢气汇流排间屋架下弦的高度,不宜低于4.5m。氢气集装瓶间屋架下弦的高度,应按起吊设备确定,并不宜低于6m。
 8 电气及仪表控制
 8.0.1 氢气站、供氢站的供电,按现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052规定的负荷分级,除中断供氢将造成较大损失者外,宜为三级负荷。
 8.0.2 有爆炸危险房间或区域内的电气设施,应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的规定。
 8.0.3 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、组别(ⅡCT1)。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《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的规定执行。
 8.0.4 有爆炸危险房间的照明应采用防爆灯具,其光源宜采用荧光灯等高效光源。灯具宜装在较低处,并不得装在氢气释放源的正上方。
 氢气站内宜设置应急照明。
 8.0.5 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《电力工程电缆设计规范》GB 50217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:
 1 导线或电缆引向电气设备接头部件前;
 2 相邻的环境之间。
 8.0.6 有爆炸危险房间内,应设氢气检漏报警装置,并应与相应的事故排风机联锁。当空气中氢气浓度达到0.4%(体积比)时,事故排风机应能自动开启。
 8.0.7 氢气站应根据氢气生产系统的需要设置下列分析仪器:
 1 氢气纯度分析仪(连续);
 2 纯氢、高纯氢气中杂质含量分析;
 3 原料气纯度或组分分析;
 4 对水电解制氢装置,应设置氧中氢含量和氢中氧含量在线分析仪;当回收氧气时,应设氧中氢含量超量报警装置。
 5 根据需要设制氢过程分段气体浓度分析仪。
 8.0.8 氢气站、供氢站应根据需要设置下列计量仪器:
 1 原料气体流量计;
 2 产品氢气或对外供氢的氢气流量计。
 8.0.9 氢气站采用水电解制氢装置时,水电解槽的直流电源的配置,应符合下列规定:
 1 每台水电解槽,应采用单独的晶闸管整流器或硅整流器供电。整流器应有调压功能,并宜具备自动稳流功能;
 2 整流器应配有专用整流变压器。三相整流变压器绕组的一侧,应按三角形(△)接线;
 3 整流装置对电网的谐波干扰,应按国家限制谐波的有关规定执行。
 8.0.10 水电解制氢系统的直流电源的设置,应符合下列规定:
 1 高压整流变压器和饱和电抗器,应设在单独的变压器室内。变压器室的设计,应符合现行国家标准《10kV及以下变电所设计规范》GB 50053的规定;
 2 整流变压器室远离高压配电室时,高压进线侧宜设负荷开关或隔离开关;
 3 整流器或成套低压整流装置,应设在与电解间相邻的电源室内。电源室的设计,应符合现行国家标准《低压配电设计规范》GB 50054的规定;
 4 直流线路应采用铜导体,宜敷设在较低处或地沟内。当必须采用裸母线时,应有防止产生火花的措施;
 5 电解间应设置直流电源的紧急断电按钮,按钮宜设在便于操作处。
 8.0.11 氢气灌瓶间与氢气压缩机间之间,应设联系信号。
 8.0.12 氢气站、供氢站,应设下列主要压力检测项目:
 1 站房出口氢气压力;
 2 氢气罐压力;
 3 制氢装置出口压力显示、调节;
 4 水电解制氢装置的氢侧、氧侧压力和压差控制、调节;
 5 变压吸附提纯氢系统的每个吸附器的压力显示、吸附压力调节;
 6 氢气压缩机进气、排气压力。
 根据氢气生产工艺要求,尚需设置压力调节装置。
 8.0.13 氢气站、供氢站,应设下列主要温度检测项目:
 1 制氢装置出口气体温度显示;
 2 水电解槽(分离器)温度显示、调节;
 3 变压吸附器入口气体温度显示;
 4 氢气压缩机出口氢气温度显示。
 8.0.14 氢气站、供氢站应设自动控制系统;需要时可按无人值守要求配置。
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