《壓力型水電解制氫系統(tǒng)安全要求GBT+37563-2019》詳細(xì)解讀

《壓力型水電解制氫系統(tǒng)安全要求GB/T37563-2019》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4制氫系統(tǒng)危險和有害因素5基本要求6環(huán)境條件7設(shè)備及管路8電氣及儀表控制contents目錄9運行和維護10作業(yè)人員11應(yīng)急處理附錄A(資料性附錄)典型制氫系統(tǒng)框圖附錄B(資料性附錄)制氫系統(tǒng)主要危險化學(xué)品及單元設(shè)備危險和有害因素參考文獻(xiàn)011范圍壓力型水電解制氫系統(tǒng)本標(biāo)準(zhǔn)適用于工作壓力大于或等于0.3MPa且小于或等于5.0MPa的堿性水電解系統(tǒng)和質(zhì)子交換膜水電解系統(tǒng)。適用對象標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了壓力型水電解制氫系統(tǒng)存在的危險和有害因素。危險和有害因素為確保系統(tǒng)的安全運行，標(biāo)準(zhǔn)中提出了一系列基本的安全要求。安全基本要求包括環(huán)境條件、系統(tǒng)組件、運行維護、作業(yè)人員和應(yīng)急處理等方面的詳細(xì)要求。具體方面的要求涉及內(nèi)容010203022規(guī)范性引用文件GB/T29729氫系統(tǒng)安全的基本要求，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氫系統(tǒng)安全的基本原則和要求，與本安全要求共同構(gòu)成了確保水電解制氫系統(tǒng)安全運行的規(guī)范體系。GB/T24499氫能術(shù)語，該標(biāo)準(zhǔn)提供了氫能領(lǐng)域相關(guān)的術(shù)語和定義，為理解和解釋本安全要求中的專業(yè)詞匯提供了基礎(chǔ)。GB30871化學(xué)品生產(chǎn)單位特殊作業(yè)安全規(guī)范，該標(biāo)準(zhǔn)涉及化學(xué)品生產(chǎn)過程中的特殊作業(yè)安全要求，對于水電解制氫系統(tǒng)的操作和維護具有指導(dǎo)意義。主要引用文件建筑物防雷設(shè)計規(guī)范，由于水電解制氫系統(tǒng)可能受到雷電的影響，因此該防雷設(shè)計規(guī)范對于確保系統(tǒng)的安全運行具有重要意義。GB/T50057化工企業(yè)安全生產(chǎn)應(yīng)急管理六條禁令，該禁令針對化工企業(yè)的安全生產(chǎn)應(yīng)急管理提出了嚴(yán)格要求，對于水電解制氫系統(tǒng)的應(yīng)急處理具有參考價值。AQ/T3048其他相關(guān)引用文件033術(shù)語和定義術(shù)語解釋01指工作壓力大于或等于0.3MPa且小于或等于5.0MPa的水電解制氫設(shè)備及其相關(guān)的輔助設(shè)備和安全保護裝置組成的系統(tǒng)。使用堿性水溶液作為電解質(zhì)，通過電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣的系統(tǒng)。使用質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)，在陽極和陰極之間通過電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣的系統(tǒng)。0203壓力型水電解制氫系統(tǒng)堿性水電解系統(tǒng)質(zhì)子交換膜水電解系統(tǒng)本標(biāo)準(zhǔn)不涉及其他類型的水電解制氫系統(tǒng)，如固體氧化物水電解系統(tǒng)等。術(shù)語和定義是理解本標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，應(yīng)準(zhǔn)確理解和應(yīng)用。本標(biāo)準(zhǔn)所指的壓力型水電解制氫系統(tǒng)包括堿性水電解系統(tǒng)和質(zhì)子交換膜水電解系統(tǒng)，工作壓力在0.3MPa至5.0MPa之間。定義范圍044制氫系統(tǒng)危險和有害因素氫氣泄漏風(fēng)險由于設(shè)備老化、操作不當(dāng)或管道破裂等原因，可能導(dǎo)致氫氣泄漏，引發(fā)安全事故。泄漏監(jiān)測與報警應(yīng)安裝氫氣泄漏監(jiān)測裝置，及時發(fā)現(xiàn)并處理泄漏情況，同時設(shè)置報警系統(tǒng)以提醒操作人員。氫氣泄漏高壓設(shè)備風(fēng)險制氫系統(tǒng)通常在高壓下運行，如操作不當(dāng)或設(shè)備故障，可能導(dǎo)致爆炸或泄漏等事故。安全閥與壓力表應(yīng)安裝安全閥和壓力表，確保系統(tǒng)壓力在安全范圍內(nèi)，防止超壓引發(fā)事故。高壓危險堿性水電解系統(tǒng)中使用的堿液具有腐蝕性，如操作不當(dāng)或設(shè)備破損，可能導(dǎo)致堿液泄漏，對人員和設(shè)備造成危害。堿液腐蝕風(fēng)險應(yīng)采取有效的防腐措施，如使用耐腐蝕材料、定期檢查設(shè)備等。同時，應(yīng)制定堿液泄漏應(yīng)急處理預(yù)案，確保在發(fā)生泄漏時能夠迅速響應(yīng)并妥善處理。防腐措施與泄漏處理堿液腐蝕與泄漏電氣安全風(fēng)險電氣安全防護應(yīng)確保電氣設(shè)備安全可靠，采取接地、防雷等措施。同時，定期對電氣設(shè)備進(jìn)行檢查和維護，確保其正常運行。電氣故障風(fēng)險制氫系統(tǒng)中涉及電氣設(shè)備，如發(fā)生電氣故障，可能引發(fā)火災(zāi)、觸電等安全事故。055基本要求應(yīng)考慮系統(tǒng)組件的兼容性，避免因材料、工藝等問題導(dǎo)致的安全風(fēng)險。設(shè)計時應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的可維護性和可檢修性，便于及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的安全隱患。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循本質(zhì)安全原則，確保在各種操作條件下均能保持安全穩(wěn)定運行。5.1系統(tǒng)設(shè)計安全要求壓力容器、管道等關(guān)鍵組件應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保其承壓能力和密封性能。5.2系統(tǒng)組件安全要求電氣設(shè)備應(yīng)符合防爆、防水、防塵等要求，避免因電氣故障引發(fā)的安全事故。自動化控制系統(tǒng)應(yīng)穩(wěn)定可靠，具備必要的安全聯(lián)鎖保護功能，防止誤操作或設(shè)備故障導(dǎo)致的危險。010203應(yīng)建立完善的運行維護管理制度，明確各項操作規(guī)程和安全防護措施。定期對系統(tǒng)進(jìn)行安全檢查和維護，確保各組件處于良好的工作狀態(tài)。加強對作業(yè)人員的培訓(xùn)和管理，提高其安全意識和操作技能。5.3運行維護安全要求5.4作業(yè)人員安全要求010203作業(yè)人員應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)并考核合格后方可上崗操作，確保其具備必要的專業(yè)知識和操作技能。作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程和勞動紀(jì)律，杜絕違章作業(yè)行為。定期對作業(yè)人員進(jìn)行安全教育和培訓(xùn)，提高其應(yīng)對突發(fā)事件的能力和自我保護意識。066環(huán)境條件溫度范圍系統(tǒng)應(yīng)在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)運行，以確保性能和安全性。溫度監(jiān)控應(yīng)安裝溫度傳感器以實時監(jiān)測環(huán)境溫度，并在超出范圍時觸發(fā)警報。環(huán)境溫度濕度控制系統(tǒng)所處環(huán)境的濕度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，以防止設(shè)備腐蝕和電路故障。濕度監(jiān)測環(huán)境濕度應(yīng)設(shè)置濕度傳感器以監(jiān)測環(huán)境濕度，并在必要時進(jìn)行調(diào)整。0102塵?？刂葡到y(tǒng)所處環(huán)境應(yīng)保持清潔，以減少塵埃對設(shè)備性能的影響。定期清潔應(yīng)定期對系統(tǒng)進(jìn)行清潔，以去除積累的塵埃和污垢。環(huán)境清潔度系統(tǒng)應(yīng)具備一定的抗電磁干擾能力，以確保在復(fù)雜電磁環(huán)境中的穩(wěn)定運行。電磁干擾系統(tǒng)應(yīng)能承受一定程度的振動和沖擊，以保證在惡劣環(huán)境下的可靠性。振動與沖擊外部影響077設(shè)備及管路設(shè)備完整性水電解制氫系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)完整，無明顯缺陷，能夠承受正常工作條件下的壓力和溫度。材質(zhì)選擇安全防護裝置7.1設(shè)備安全要求設(shè)備的制造材料應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具有足夠的強度和耐腐蝕性，以保證設(shè)備的安全運行。設(shè)備上應(yīng)設(shè)置必要的安全防護裝置，如壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器等，以實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，并在異常情況下及時報警或采取緊急措施。管路設(shè)計水電解制氫系統(tǒng)的管路應(yīng)布局合理，避免彎曲過多或過長，以減少流體阻力，提高系統(tǒng)的效率。同時，管路應(yīng)設(shè)置必要的支撐和固定裝置，以防止管路振動或移位。7.2管路安全要求管路材質(zhì)管路的制造材料應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具有足夠的強度和耐腐蝕性。對于高壓氫氣管道，應(yīng)采用無縫鋼管或其他符合要求的特種材料。泄漏檢測與防護管路系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置泄漏檢測裝置，及時發(fā)現(xiàn)并處理泄漏事故。同時，應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)置阻火器、止回閥等安全裝置，以防止氫氣回流或泄漏引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。定期檢查按照設(shè)備制造商的推薦要求，對設(shè)備和管路進(jìn)行必要的清洗、潤滑、更換易損件等維護保養(yǎng)工作，以延長設(shè)備和管路的使用壽命。維護保養(yǎng)記錄管理應(yīng)建立完善的設(shè)備和管路維護檢查記錄管理制度，記錄每次檢查和維護保養(yǎng)的情況，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施。應(yīng)定期對水電解制氫系統(tǒng)的設(shè)備和管路進(jìn)行檢查，包括外觀檢查、性能測試、緊固件檢查等，以確保設(shè)備和管路的完好無損。7.3設(shè)備與管路的維護檢查088電氣及儀表控制電氣系統(tǒng)組成包括電源、電氣控制柜、電纜、接線盒、傳感器和執(zhí)行器等部分，確保制氫系統(tǒng)的電氣安全和穩(wěn)定運行。安全防護措施采取過流、過壓、欠壓、接地等保護措施，防止電氣故障引發(fā)安全事故。爆炸危險環(huán)境電氣設(shè)計對于可能產(chǎn)生爆炸性氣體混合物的環(huán)境，電氣設(shè)計應(yīng)符合防爆要求，選用防爆型電氣設(shè)備。8.1電氣系統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)組成包括壓力表、溫度計、流量計、液位計等測量儀表，以及自動控制系統(tǒng)和安全聯(lián)鎖裝置等，實現(xiàn)對制氫過程的全面監(jiān)控和自動控制。01.8.2儀表控制系統(tǒng)自動化程度要求根據(jù)制氫系統(tǒng)的規(guī)模和工藝要求，確定合理的自動化程度，提高生產(chǎn)效率和安全性。02.安全聯(lián)鎖裝置設(shè)置在關(guān)鍵工藝參數(shù)出現(xiàn)異常時，安全聯(lián)鎖裝置應(yīng)能自動切斷危險源，防止事故擴大。同時，應(yīng)定期對安全聯(lián)鎖裝置進(jìn)行檢查和測試，確保其有效性。03.099運行和維護系統(tǒng)檢查在啟動前應(yīng)對整個系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確保所有設(shè)備、管道、閥門和儀表等完好無損，處于正常工作狀態(tài)。安全防護確保所有的安全防護裝置，如安全閥、壓力表、溫度計等均已安裝并校驗合格。電解槽準(zhǔn)備檢查電解槽內(nèi)的電解液水平，確保液位在正常范圍內(nèi)，同時檢查電解槽的密封性和絕緣性。9.1運行前的準(zhǔn)備01參數(shù)監(jiān)控定期對系統(tǒng)的各項運行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，包括電流、電壓、溫度、壓力等，確保它們在正常范圍內(nèi)。9.2運行中的監(jiān)控和操作02電解液管理定期檢查電解液的濃度和純度，根據(jù)需要添加或更換電解液，以保持其良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。03氣體分析定期對產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行純度分析，確保其質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。9.3停機和維護正常停機在系統(tǒng)停機前，應(yīng)逐步降低電流和電壓，直至系統(tǒng)完全停止運行。停機后應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確保設(shè)備處于安全狀態(tài)。緊急停機在出現(xiàn)異常情況時，應(yīng)立即切斷電源，停止系統(tǒng)運行，并進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)急處理。維護保養(yǎng)定期對系統(tǒng)進(jìn)行維護保養(yǎng)，包括清潔設(shè)備、更換磨損部件、檢查緊固件等，以確保系統(tǒng)的正常運行和延長使用壽命。1010作業(yè)人員作業(yè)人員應(yīng)具備相應(yīng)的水電解制氫技術(shù)知識和實踐經(jīng)驗，熟悉相關(guān)安全操作規(guī)程。專業(yè)素質(zhì)作業(yè)人員應(yīng)具有較強的安全意識，能夠正確識別和處理水電解制氫系統(tǒng)中的危險和有害因素。安全意識作業(yè)人員應(yīng)身體健康，無妨礙從事水電解制氫工作的疾病和生理缺陷。健康狀況10.1作業(yè)人員基本要求作業(yè)人員在操作前應(yīng)按規(guī)定穿戴好個人防護用品，確保自身安全。個人防護作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格按照水電解制氫系統(tǒng)的操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，禁止違章操作。操作規(guī)程作業(yè)人員在作業(yè)前應(yīng)了解作業(yè)現(xiàn)場的危險因素和應(yīng)急處理措施，做到心中有數(shù)。危險預(yù)知10.2作業(yè)安全要求定期復(fù)訓(xùn)作業(yè)人員應(yīng)定期接受水電解制氫技術(shù)和安全知識的復(fù)訓(xùn)，不斷提高自身的專業(yè)水平和安全意識。安全教育企業(yè)應(yīng)定期對作業(yè)人員進(jìn)行安全教育，強化作業(yè)人員的安全意識和危險預(yù)知能力。崗前培訓(xùn)新入職的作業(yè)人員應(yīng)接受水電解制氫技術(shù)和安全知識的崗前培訓(xùn)，考核合格后方可上崗。10.3培訓(xùn)與教育1111應(yīng)急處理VS針對可能出現(xiàn)的緊急情況，制定詳細(xì)的應(yīng)急處理預(yù)案，包括應(yīng)急組織、通訊聯(lián)絡(luò)、現(xiàn)場處置、醫(yī)療救護、安全防護等方面。預(yù)案演練定期組織應(yīng)急處理預(yù)案演練，提高應(yīng)急響應(yīng)速度和處置能力，確保在緊急情況下能夠迅速、有效地應(yīng)對。制定應(yīng)急處理預(yù)案應(yīng)急處理預(yù)案發(fā)現(xiàn)氫氣泄漏時，應(yīng)立即切斷電源，關(guān)閉氫氣閥門，迅速撤離泄漏污染區(qū)，并進(jìn)行妥善處理。泄漏處置若發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)立即切斷電源，關(guān)閉氫氣閥門，使用適合的滅火器材進(jìn)行滅火，并及時報警?；馂?zāi)處置應(yīng)急處置措施配備必要的應(yīng)急設(shè)備，如滅火器、應(yīng)急照明、通訊設(shè)備等，確保在緊急情況下能夠及時使用。應(yīng)急設(shè)備儲備必要的應(yīng)急物資，如防護服、防毒面具、急救藥品等，以應(yīng)對可能出現(xiàn)的緊急情況。應(yīng)急物資應(yīng)急設(shè)備與物資人員培訓(xùn)與演練演練實施定期組織應(yīng)急演練，模擬可能出現(xiàn)的緊急情況，檢驗應(yīng)急處理預(yù)案的可行性和有效性。人員培訓(xùn)定期對相關(guān)人員進(jìn)行應(yīng)急處理培訓(xùn)，提高應(yīng)急意識和處置能力。12附錄A(資料性附錄)典型制氫系統(tǒng)框圖A.1典型制氫系統(tǒng)組成電解槽水電解反應(yīng)發(fā)生的主要設(shè)備，包括陽極、陰極和電解質(zhì)等組成部分。氣液分離器用于將電解產(chǎn)生的氫氣和氧氣與電解液進(jìn)行分離。純化裝置進(jìn)一步提純氫氣，去除其中的雜質(zhì)和水分，以滿足特定應(yīng)用需求。儲氫罐用于儲存純化后的氫氣，以備后續(xù)使用或銷售。0104020503A.2典型制氫系統(tǒng)流程原料水供應(yīng)電解反應(yīng)氣液分離電解產(chǎn)生的氫氣和氧氣與電解液一起進(jìn)入氣液分離器，進(jìn)行分離。氣體純化分離后的氫氣進(jìn)入純化裝置，進(jìn)行進(jìn)一步提純處理。氫氣儲存與輸出純化后的氫氣被儲存于儲氫罐中，并根據(jù)需求進(jìn)行輸出供應(yīng)。在電解槽中，通過施加直流電使水發(fā)生電解反應(yīng)，生成氫氣和氧氣。將原料水送入電解槽中，作為水電解的原料。2014A.3典型制氫系統(tǒng)安全要點確保電解槽的密封性和穩(wěn)定性，防止氣體泄漏和電解液濺出。設(shè)置合適的安全閥和壓力傳感器，以監(jiān)測和控制系統(tǒng)壓力在安全范圍內(nèi)。對純化裝置進(jìn)行定期維護和檢查，確保其正常運行并達(dá)到預(yù)期的純化效果。在儲氫罐周圍設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)識，并采取相應(yīng)的防火和防爆措施。0401020313附錄B(資料性附錄)制氫系統(tǒng)主要危險化學(xué)品及單元設(shè)備危險和有害因素氫氣易燃易爆，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。氧氣助燃，具有氧化性，與可燃物混合能形成爆炸性混合物。氫氧化鉀（或氫氧化鈉）強腐蝕性，與酸發(fā)生中和反應(yīng)并放熱，具有強刺激性。主要危險化學(xué)品電解槽電解過程中可能產(chǎn)生氫氣泄漏，形成爆炸性環(huán)境；同時，電解槽內(nèi)的高溫、高壓環(huán)境也可能對設(shè)備造成損害，進(jìn)而引發(fā)安全事故。單元設(shè)備危險和有害因素01氣液分離器若設(shè)計或操作不當(dāng)，可能導(dǎo)致氣體和液體無法有效分離，造成下游設(shè)備故障或安全事故。02儲氫罐作為高壓儲存氫氣的設(shè)備，若儲氫罐質(zhì)量不過關(guān)或操作不當(dāng)，可能引發(fā)氫氣泄漏、爆炸等嚴(yán)重安全事故。03