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文檔簡介

ICS27.180

CCSF19DB1307

張家口市地方標(biāo)準(zhǔn)

DB1307/T405—2023

水電解制氫裝置

工業(yè)、商業(yè)和住宅應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(ISO22734:2019,Hydrogengeneratorsusingwaterelectrolysis-Industrial,

commercial,andresidentialapplications,NEQ)

2023-02-03發(fā)布2023-08-03實(shí)施

張家口市市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB1307/T405—2023

水電解制氫裝置工業(yè)、商業(yè)和住宅應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1范圍

本文件規(guī)定了水電解制氫裝置(以下簡稱制氫裝置)的應(yīng)用范圍、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和安全要求

等內(nèi)容。

本文件適用于堿性制氫裝置和質(zhì)子交換膜(PEM)制氫裝置。

本文件適用于工業(yè)用和商業(yè)用,以及在車棚、車庫和住宅中類似區(qū)域的室內(nèi)外用制氫裝置。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

GB/T3215石油、石化和天然氣工業(yè)用離心泵

GB3836(所有部分)爆炸性環(huán)境

GB/T3836(所有部分)爆炸性環(huán)境

GB/T4208外殼防護(hù)等級(IP代碼)

GB4706.1-2005家用和類似用途電器的安全第1部分:通用要求

GB4706.27家用和類似用途電器的安全第2部分:風(fēng)扇的特殊要求

GB4793.1-2007測量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求第1部分:通用要求

GB4943.1-2011信息技術(shù)設(shè)備安全第1部分:通用要求

GB/T5226.1-2019機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分:通用技術(shù)條件

GB/T12265機(jī)械安全防止人體部位擠壓的最小間距

GB12358作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報(bào)警儀通用技術(shù)要求

GB/T13140.3家用和類似用途低壓電路用的連接器件第2部分:作為獨(dú)立單元的帶無螺紋型夾緊

件的連接器件的特殊要求

GB/T14048.1低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分:總則

GB/T14536.1-2008家用和類似用途電自動控制器第1部分:通用要求

GB/T16754機(jī)械安全急停功能設(shè)計(jì)原則

GB/T16895.5低壓電氣裝置第4-43部分:安全防護(hù)過電流保護(hù)

GB/T16895.21低壓電氣裝置第4-41部分:安全防護(hù)電擊防護(hù)

GB/T17464連接器件電氣銅導(dǎo)線螺紋型和無螺紋型夾緊件的安全要求適用于0.2mm2以上至35

mm2(包括)導(dǎo)線的夾緊件的通用要求和特殊要求

GB/T18272.7工業(yè)過程測量和控制系統(tǒng)評估中系統(tǒng)特性的評定第7部分:系統(tǒng)安全性評估

GB/T18717.1用于機(jī)械安全的人類工效學(xué)設(shè)計(jì)第1部分:全身進(jìn)入機(jī)械的開口尺寸確定原則

GB/T18717.2用于機(jī)械安全的人類工效學(xué)設(shè)計(jì)第2部分:人體局部進(jìn)入機(jī)械的開口尺寸確定原則

GB/T18940封閉管道中氣體流量的測量渦輪流量計(jì)

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DB1307/T405—2023

GB/T19074工業(yè)通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)的機(jī)械安全裝置護(hù)罩

GB/T19774水電解制氫系統(tǒng)技術(shù)要求

GB/T19840回轉(zhuǎn)容積泵技術(shù)要求

GB/T20636連接器件電氣銅導(dǎo)線螺紋型和非螺紋型夾緊件的安全要求適用于35mm2以上至300

mm2導(dǎo)線的特殊要求

GB/T20727封閉管道中流體流量的測量熱式質(zhì)量流量計(jì)

GB/T20728封閉管道中流體流量的測量科里奧利流量計(jì)的選型、安裝和使用指南

GB/T21109.1過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全第1部分:框架、定義、系統(tǒng)、硬件和軟件

要求

GB/T23821機(jī)械安全防止上下肢觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離

GB/T26443安全色和安全標(biāo)志安全標(biāo)志的分類、性能和耐久性

GB/T27921-2011風(fēng)險(xiǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)

GB32311水電解制氫系統(tǒng)能效限定值及能效等級

GB/T37562壓力型水電解制氫系統(tǒng)技術(shù)條件

GB/T37563壓力型水電解制氫系統(tǒng)安全要求

GB50058爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50177氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

標(biāo)準(zhǔn)狀況

氣體在溫度為0℃、壓力為101.325kPa條件下的狀態(tài)。

3.2

吹掃

足夠體積的吹掃氣通過外殼及其通風(fēng)管道的過程,在設(shè)備供電前,使任何可燃性氣體環(huán)境濃度遠(yuǎn)低

于燃燒下限。

3.3

吹掃氣

用于維持保護(hù)性正壓或用于稀釋可燃性氣體或蒸氣濃度遠(yuǎn)低于燃燒下限的氣體。

3.4

電解小室

組成水電解槽的基本單元,每個(gè)電解小室由陽極、陰極和隔膜等組成。

3.5

風(fēng)險(xiǎn)評估

包括風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的全過程。

2

DB1307/T405—2023

3.6

富氧環(huán)境

空氣中氧的體積分?jǐn)?shù)大于23.5%的環(huán)境。

3.7

隔膜

電解小室中分隔氫氣、氧氣,但允許離子傳輸?shù)慕M件。

3.8

工業(yè)用

制氫裝置由有資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員在生產(chǎn)設(shè)施中使用。

3.9

機(jī)械通風(fēng)

通過機(jī)械裝置將室內(nèi)、外殼內(nèi)的空氣替換為新鮮空氣,以防止出現(xiàn)或消除危險(xiǎn)濃度的氫氣。

3.10

離子傳輸介質(zhì)

電解小室中傳輸離子的介質(zhì)。

3.11

嵌入式制氫裝置

預(yù)期安裝在機(jī)柜內(nèi)、墻壁上準(zhǔn)備好的凹座或類似位置的制氫裝置。

3.12

商業(yè)用

制氫裝置由專業(yè)人員或非專業(yè)人員在非生產(chǎn)型商業(yè)設(shè)施如商店、旅館、寫字樓、教育機(jī)構(gòu)、倉庫以

及其他非住宅地點(diǎn)使用。

3.13

外殼

容納和支撐結(jié)構(gòu),用來保護(hù)制氫裝置免受特殊環(huán)境和氣候條件影響,并且防止人員和牲畜意外接觸

制氫裝置的危險(xiǎn)部分。

3.14

危險(xiǎn)狀態(tài)

可以負(fù)面影響制氫裝置運(yùn)行安全的狀態(tài)。

注:危險(xiǎn)狀態(tài)的例子包括富氧環(huán)境、氫氣濃度高于燃燒下限、爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)燃源、壓力過高、

溫度過高等。

3.15

稀釋

連續(xù)以一定速率供給吹掃氣,使外殼內(nèi)的可燃性物質(zhì)的濃度在任何潛在點(diǎn)燃源附近保持在爆炸(燃

燒)極限之外。

3

DB1307/T405—2023

3.16

稀釋區(qū)域

在釋放源附近,可燃性物質(zhì)濃度未被稀釋到低于燃燒下限的區(qū)域。

注:用惰性氣體稀釋氧氣可能造成可燃性氣體或蒸氣濃度高于燃燒上限。

3.17

自然通風(fēng)

用完全通過自然氣流產(chǎn)生的新鮮空氣替換室內(nèi)、外殼內(nèi)的空氣,以防止出現(xiàn)或消除危險(xiǎn)濃度的氫氣。

3.18

最高工作壓力

當(dāng)制氫裝置在其設(shè)計(jì)和控制參數(shù)(包括預(yù)期的瞬態(tài))內(nèi)運(yùn)行時(shí),承壓部件可能達(dá)到的最高壓力。

3.19

最高允許工作壓力

在指定的相應(yīng)溫度下,容器或系統(tǒng)所允許承受的最大壓力。

4技術(shù)要求

4.1通用要求

4.1.1依據(jù)氫氣使用目的和要求,制氫裝置包括水電解槽、氣液處理單元、直流電源、自動控制系統(tǒng)以

及氫氣/氧氣純化干燥單元、原料水制備單元、堿液制備單元、氣體檢測儀器等。制氫裝置的單元設(shè)備

應(yīng)符合GB/T19774、GB/T37562的有關(guān)規(guī)定。

4.1.2制氫裝置可采用固定式、移動式或便攜式。

4.1.3制氫裝置及其輔助設(shè)施根據(jù)工業(yè)、商業(yè)和住宅應(yīng)用的需要,宜設(shè)置在其應(yīng)用區(qū)域/場所的建筑物/

構(gòu)筑物內(nèi)或室外布置,應(yīng)符合GB50177的有關(guān)規(guī)定。

4.1.4制氫裝置的供電宜采用可再生能源電力(光伏發(fā)電、風(fēng)電、水電等),其能效應(yīng)符合GB32311的

有關(guān)規(guī)定。

4.1.5制氫裝置的設(shè)計(jì)、制造、安裝應(yīng)符合GB/T19774、GB/T37562、GB/T37563和本文件等的要求。

4.2工作條件

4.2.1制氫裝置的使用區(qū)域應(yīng)通風(fēng)良好,環(huán)境溫度宜為5℃~45℃。

4.2.2制氫裝置所處場所爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的等級范圍劃分,應(yīng)符合GB50177、GB50058和GB3836等的

有關(guān)規(guī)定。

4.2.3制氫裝置供電系統(tǒng)的輸入電壓等級應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場地供電狀況確定。

4.2.4水電解用原料水的品質(zhì)應(yīng)符合下列要求。

4.2.4.1堿性水電解槽的原料水品質(zhì)應(yīng)符合表1規(guī)定。

表1堿性水電解槽原料水水質(zhì)

名稱單位指標(biāo)

電導(dǎo)率(25℃)mS/m≤1

鐵離子含量mg/L<1.0

氯離子含量mg/L<2.0

懸浮物mg/L<1.0

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4.2.4.2PEM水電解槽的原料水品質(zhì)至少應(yīng)符合表2規(guī)定。

表2PEM水電解槽原料水水質(zhì)

名稱單位指標(biāo)

電導(dǎo)率(25℃)mS/m≤0.10

可氧化物質(zhì)含量(以O(shè)計(jì))mg/L≤0.08

吸光度(254nm,1cm光程)—≤0.01

蒸發(fā)殘?jiān)?05℃±2℃)mg/L≤1.0

可溶性硅(以SiO2計(jì))mg/L≤0.02

4.2.5使用的吹掃氣宜為純度大于99%的氮?dú)狻?/p>

4.2.6氧氣可根據(jù)需要回收利用或直接排放至室內(nèi)或室外。

4.2.6.1氧氣排放到室內(nèi)或室外時(shí),應(yīng)規(guī)定氧氣直接排放到外殼外部還是外殼內(nèi)部。氧氣排放口應(yīng)符合

4.4.7的防護(hù)等級要求。

4.2.6.2氧氣排放到室外時(shí),氧氣應(yīng)從殼體接管排出至室外而不會造成危險(xiǎn)狀態(tài)。

4.2.6.3氧氣排放到外殼內(nèi)或室內(nèi)時(shí),為防止外殼內(nèi)部形成危險(xiǎn)的富氧環(huán)境,在排入外殼內(nèi)的氧氣離開

殼體前,其應(yīng)被通風(fēng)氣流稀釋至在空氣中的體積分?jǐn)?shù)小于23.5%。

4.2.6.4對于將氧氣排入外殼內(nèi)或室內(nèi)的制氫裝置,為防止房間內(nèi)氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)超過23.5%,

應(yīng)按7.2.3的要求在安裝說明中給出房間通風(fēng)要求,并應(yīng)按6.4的要求張貼存在氧氣的警告標(biāo)志。

4.2.6.5外殼排風(fēng)的設(shè)計(jì)應(yīng)稀釋氧氣濃度,確保由外殼排放到周圍環(huán)境中的任何氣流都不會造成危險(xiǎn)狀

態(tài)。如果采用機(jī)械通風(fēng)降低氧氣濃度,則應(yīng)設(shè)置檢測排風(fēng)不足并引發(fā)停車的裝置。

4.2.7制氫裝置的產(chǎn)品氫氣由規(guī)定的氫氣管道和連接裝置送出。

4.2.7.1開車、停車和維修時(shí),氫氣應(yīng)通過氫氣排放管道和閥門附件直接排至室外,且不得造成危險(xiǎn)狀

態(tài)。氫氣排放口應(yīng)符合4.4.7的防護(hù)等級要求。

4.2.7.2氫氣排放到室外的管線設(shè)置應(yīng)符合GB50177的規(guī)定。

4.2.7.3為防止房間內(nèi)氫氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)大于1%,應(yīng)按7.2.3的要求在安裝說明中給出房間通風(fēng)

要求,并應(yīng)按6.4的要求張貼存在氫氣的警告標(biāo)志。

4.3風(fēng)險(xiǎn)管理

4.3.1應(yīng)采用GB/T27921-2011中附錄B等規(guī)定的一種或幾種結(jié)構(gòu)化技術(shù)對制氫裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評

估。

4.3.2風(fēng)險(xiǎn)評估宜是定量的或半定量的。緩解措施至少應(yīng)處理引發(fā)危險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)的單一故障。風(fēng)險(xiǎn)評估應(yīng)

表明,緩解措施適于使每種風(fēng)險(xiǎn)場景的概率和/或影響實(shí)現(xiàn)預(yù)期的降低,并將制氫裝置的風(fēng)險(xiǎn)控制在可

接受水平。

注1:個(gè)別緩解措施有可能相互作用,從而影響分析的多個(gè)方面的概率和/或效果。例如,使用外殼

會降低著火的概率,但可能會增加爆燃的后果。

注2:用戶/操作人員有可能基于制氫裝置的特定位置做最終風(fēng)險(xiǎn)評估。

4.3.3制氫裝置的設(shè)計(jì)和制造應(yīng)確保在運(yùn)行過程中發(fā)生氫氣泄漏時(shí),可防止、最小化、檢測和/或控制

可燃性環(huán)境的形成。

4.4機(jī)械設(shè)備

4.4.1一般要求

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4.4.1.1制氫裝置的所有部件和材料應(yīng):

a)在預(yù)期使用期間,適合于所承受的溫度和壓力;

b)在預(yù)期使用期間,耐受所暴露于的反應(yīng)、過程和其他狀況;

c)適合其預(yù)定用途,并根據(jù)制造商的說明在其額定值范圍內(nèi)使用。

4.4.1.2制氫裝置應(yīng)符合GB/T5226.1或GB4793.1中適用的機(jī)械強(qiáng)度要求。

4.4.2一般材料要求

4.4.2.1制氫裝置使用的材料應(yīng)適合其用途。

4.4.2.2制氫裝置所有直接接觸水分、離子傳輸介質(zhì)、氫氣或氧氣工藝氣流的內(nèi)、外部件的材料,應(yīng)在

額定使用壽命期間具備下列屬性:

a)當(dāng)暴露于第4章規(guī)定的工作條件時(shí),保持機(jī)械穩(wěn)定性;

b)抵御所容納流體的化學(xué)和物理作用;

c)與共用的其他材料相容,以排除協(xié)同和不良效應(yīng)。

4.4.2.3運(yùn)行過程中可能接觸氧氣的材料的自燃溫度,在最高工作壓力的純氧氣氛中,應(yīng)比可接觸到的

最高溫度高出至少50℃。

4.4.2.4所有接觸氧氣的容器和管道均應(yīng)進(jìn)行脫脂處理。

4.4.3外殼要求

4.4.3.1最低強(qiáng)度

制氫裝置的支撐機(jī)構(gòu)和外殼應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛性、抗腐蝕性和其他物理特性來支撐和保護(hù)所有

組件和管道,并應(yīng)耐受在運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行過程中的機(jī)械應(yīng)力和沖擊。電氣外殼應(yīng)符合GB/T5226.1的

要求。

4.4.3.2外殼的環(huán)境耐受性

應(yīng)根據(jù)按GB/T4208規(guī)定分類的、預(yù)期的安裝環(huán)境設(shè)計(jì)和試驗(yàn)制氫裝置外殼。

4.4.3.3防火性能

外殼防火應(yīng)符合GB4793.1-2007中第9章的有關(guān)要求。

4.4.3.4絕熱材料

制氫裝置外殼的絕熱材料應(yīng)通過機(jī)械或粘結(jié)方式保持在原位,并且防止預(yù)期負(fù)荷和維修操作帶來的

位移或毀壞。

4.4.3.5罩板

a)罩板應(yīng)按GB/T18717.1和GB/T18717.2的有關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

b)如果處在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域,罩板、蓋子和門應(yīng)按GB/T3836.1的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),在其打開或關(guān)閉

時(shí)不會產(chǎn)生火花。

c)允許維修人員進(jìn)入的外殼應(yīng)具有向外開的檢修門。如果裝有門閂,它應(yīng)安裝在內(nèi)側(cè),且無需鑰

匙或特殊工具操作。

4.4.3.6通風(fēng)口

通風(fēng)口的設(shè)計(jì)應(yīng)使其在正常使用時(shí),將阻塞的可能性降至最低。

4.4.3.7防止靜電累積

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外殼上應(yīng)安裝與地相連接的端子以防止靜電累積。

4.4.4承壓件

4.4.4.1一般要求

所有承壓件的額定壓力應(yīng)等于或大于制氫裝置規(guī)定的承壓系統(tǒng)的最高允許工作壓力。泄壓裝置或壓

力安全系統(tǒng)應(yīng)防止承壓件超壓。泄壓裝置或壓力安全系統(tǒng)的壓力設(shè)定點(diǎn)不應(yīng)超過系統(tǒng)的最高允許工作壓

力并應(yīng)高于系統(tǒng)的最高工作壓力。

4.4.4.2壓力容器及氣瓶

裝置中壓力容器的材料、設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、修理、使用、檢查和安全附件及儀表應(yīng)當(dāng)符合

TSG21、TSGR0005的要求。裝置中氣瓶的材料、設(shè)計(jì)、制造、附件、充裝使用、定期檢驗(yàn)應(yīng)當(dāng)符合TSG

23的要求。

4.4.4.3電解槽

a)電解槽的設(shè)計(jì)應(yīng)能承受5.2.4.4中規(guī)定的壓力試驗(yàn)而不發(fā)生破裂或永久變形。

b)在進(jìn)行5.2.4.4b)的壓力試驗(yàn)時(shí),電解槽應(yīng)無破裂、永久變形或其他物理性損壞。

c)在正常或異常運(yùn)行期間,如果電解槽的氫側(cè)和氧側(cè)可能存在壓力差,制造商應(yīng)規(guī)定最高允許差

壓。應(yīng)按4.3和4.6要求的風(fēng)險(xiǎn)評估,確定是否監(jiān)測氫氧側(cè)壓力差以及制氫裝置的停車條件。驗(yàn)證試驗(yàn)

方法見5.2.4.4c)。

d)電解槽應(yīng)按5.2.5進(jìn)行泄漏試驗(yàn),無泄漏為合格。

4.4.4.4管道和管件

a)聚合物或彈性體管道和接頭應(yīng)適用于可燃性流體工況。

b)管道內(nèi)表面應(yīng)完全清理去除大于10μm的顆粒,并且管口應(yīng)清理去除堵塞物和毛刺。

c)氧氣管道應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行脫脂處理。

d)輸送干燥氫氣或氧氣的管道系統(tǒng)應(yīng)由具有足夠電導(dǎo)率的管道構(gòu)成,以防止靜電積聚;或應(yīng)設(shè)置

收集和排除非導(dǎo)電管道累積的靜電到大地的裝置;或應(yīng)限制氣流速度在產(chǎn)生靜電荷累積的值以下。

4.4.4.5泄壓裝置或壓力安全系統(tǒng)

a)應(yīng)采用一個(gè)或多個(gè)泄壓裝置或壓力安全系統(tǒng)防止各帶壓系統(tǒng)或設(shè)備超壓。

b)泄壓裝置應(yīng)與可能超壓設(shè)備直接相連。在泄壓裝置和被保護(hù)設(shè)備之間不得設(shè)置自動或手動隔離

閥門。

c)氫氣和氧氣泄壓裝置應(yīng)排放到室外。

4.4.4.6壓力調(diào)節(jié)器

a)壓力調(diào)節(jié)器應(yīng)適合于所接觸流體的壓力和溫度條件。

b)壓力調(diào)節(jié)器應(yīng)為非排放型;或應(yīng)按7.2的要求,采取確保壓力調(diào)節(jié)器排放到安全場所的措施。

4.4.4.7關(guān)閉閥

a)在停車、測試、維護(hù)期間,或在緊急狀態(tài)下,應(yīng)為需要控制或截?cái)噙^程流體流動的所有設(shè)備和

系統(tǒng)設(shè)置關(guān)閉閥。

b)關(guān)閉閥應(yīng)適合于所接觸流體的壓力和溫度條件。

c)安裝在關(guān)閉閥上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)能承受閥體傳遞的熱量。

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4.4.5風(fēng)扇和通風(fēng)機(jī)

風(fēng)扇和通風(fēng)機(jī)應(yīng)遵守GB4706.27、GB/T19074的規(guī)定,其電氣要求應(yīng)符合GB/T5226.1的規(guī)定。

風(fēng)扇和通風(fēng)機(jī)的類型應(yīng)適合其應(yīng)用。

4.4.6泵

a)若適用,泵應(yīng)遵守GB/T3215、GB/T19840的規(guī)定。

b)當(dāng)在有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域使用時(shí),如果在泵的電機(jī)和泵頭之間設(shè)有連接帶(皮帶傳動),其應(yīng)采用

防靜電材料制作。

4.4.7環(huán)境耐受性

4.4.7.1設(shè)有外殼的制氫裝置應(yīng)適合按GB/T4208分類的、預(yù)期的安裝環(huán)境。

4.4.7.2如果存在固體異物和/或水進(jìn)入危險(xiǎn),制氫裝置的防護(hù)等級至少應(yīng):

a)符合GB/T4208規(guī)定的IP22要求,適用于室內(nèi)、工業(yè)用途;

b)符合GB/T4208規(guī)定的IP34要求,適用于室內(nèi)、住宅用途;

c)符合GB/T4208規(guī)定的IP44要求,適用于室外用途。

4.4.7.3如果在氫氣和氧氣排放口存在固體異物和/或水進(jìn)入危險(xiǎn),則排放口的防護(hù)等級應(yīng)符合GB/T

4208規(guī)定的IP22要求。

4.4.8設(shè)備的溫度限值和耐熱

設(shè)備的溫度限值和耐熱應(yīng)符合GB4793.1-2007中第10章的要求。

4.5電氣設(shè)備、接線和通風(fēng)

4.5.1防火和防爆要求

4.5.1.1一般要求

制氫裝置應(yīng)防止正常運(yùn)行中意外釋放氫氣,并應(yīng)通過5.2.5或5.3.4中的適用試驗(yàn)確定是否合格。

4.5.1.2制氫裝置爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分

制氫裝置外殼應(yīng)按GB3836.14的要求進(jìn)行爆炸危險(xiǎn)場所分類。并應(yīng)按GB3836.14、GB50177的要

求確定制氫裝置周圍爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的等級和范圍。

4.5.1.3爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的防爆要求

a)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)備應(yīng)符合GB/T3836.1和與所用防爆型式相關(guān)的GB3836和GB/T3836的適

當(dāng)部分的要求。

b)當(dāng)設(shè)備預(yù)期不在GB3836和GB/T3836范圍覆蓋的條件下運(yùn)行(例如富氧環(huán)境),則應(yīng)進(jìn)行相

關(guān)特定使用條件的附加測試。

注:當(dāng)使用隔爆外殼“d”(GB/T3836.2)和本質(zhì)安全型“i”(GB/T3836.4)防爆型式時(shí),這尤為

重要。

4.5.1.4防止可燃混合物積聚的防護(hù)方法

可以通過被動或主動手段來提供防護(hù),以確保制氫裝置外殼內(nèi)(稀釋區(qū)域除外)氫氣在空氣中的體

積分?jǐn)?shù)低于1%。被動方法包括,但不限于:

a)使用管口和類似的流量限制方法,將最大釋放速率限制在可預(yù)測值;

b)使用永久緊固和安裝的接頭,將最大釋放速率限制在可預(yù)測值;

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c)自然通風(fēng)。

主動的方法包括,但不限于:

d)比較氫氣流量或與控制設(shè)置相關(guān)的壓力測量值,以觸發(fā)保護(hù)措施,例如在檢測到超出規(guī)定的狀

況時(shí),對不適用于該危險(xiǎn)場所的電氣設(shè)備斷電和啟動通風(fēng)設(shè)備;

e)基于制造商確定的泄入外殼的最大預(yù)期氫氣泄漏速率,持續(xù)通風(fēng)以維持外殼內(nèi)(稀釋區(qū)域除外)

的氫氣濃度低于1%體積分?jǐn)?shù);

f)符合4.5.1.8要求的氫氣檢測系統(tǒng)在檢出氫氣小于1%的適當(dāng)體積分?jǐn)?shù)時(shí),開啟通風(fēng)設(shè)備。

4.5.1.5通風(fēng)

a)當(dāng)按4.5.1.4的要求使用通風(fēng)保護(hù)方法時(shí),應(yīng)規(guī)定通風(fēng)系統(tǒng)所需的最小通風(fēng)速率。

b)通風(fēng)失效應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)氣停止。

4.5.1.6啟動吹掃

a)按4.5.1.4的要求依靠通風(fēng)防止可燃混合物積聚的制氫裝置外殼,在不適用于該危險(xiǎn)場所的任

何部件通電前,應(yīng)使用稀釋所需的最大通風(fēng)速率充分置換吹掃。

b)所有應(yīng)在吹掃前通電的設(shè)備或完成吹掃所需的設(shè)備,應(yīng)適用于該危險(xiǎn)場所。

4.5.1.7相鄰隔室的通風(fēng)

如果通風(fēng)的電氣或機(jī)械隔室與氫氣發(fā)生室相鄰,除非該隔室內(nèi)的設(shè)備適用于該危險(xiǎn)場所,否則它們

相對于氫氣發(fā)生室應(yīng)處于正壓狀態(tài),并符合4.4.3.3的有關(guān)要求。

4.5.1.8氫氣檢測系統(tǒng)

a)根據(jù)4.3風(fēng)險(xiǎn)評估,當(dāng)需要?dú)錃鈾z測器保證安全時(shí),其應(yīng)符合GB12358的規(guī)定。

b)氫氣檢測器應(yīng)安裝在氫氣易泄漏和積聚處。

4.5.1.9通風(fēng)系統(tǒng)測試

應(yīng)按5.2.10的規(guī)定驗(yàn)證通風(fēng)系統(tǒng)。

4.5.2電氣設(shè)備

4.5.2.1一般要求

a)電氣安全應(yīng)確保在運(yùn)行和例行維護(hù)期間,免受電擊、火災(zāi)和燒傷的影響。

b)應(yīng)視情況,按GB/T5226.1或GB4793.1的有關(guān)要求設(shè)計(jì)和制造制氫裝置。

c)電氣間隙、爬電距離以及電路的固體絕緣層厚度,應(yīng)符合GB/T14536.1-2008中第20章的有

關(guān)要求。

d)接線方法應(yīng)符合GB/T5226.1的有關(guān)要求。

4.5.2.2接地和聯(lián)結(jié)

a)設(shè)備的聯(lián)結(jié)和接地應(yīng)符合GB/T5226.1的有關(guān)要求,但以下情況除外:

通過限制雜散電流,應(yīng)與大地絕緣從而確保工藝流程安全和可靠運(yùn)行的部件,如電解小室的金

屬外殼和部件,應(yīng)按照GB/T5226.1的要求進(jìn)行保護(hù)以防觸電。

b)接觸電流和保護(hù)導(dǎo)體電流應(yīng)符合GB4793.1或GB4943.1-2011中5.1.1的要求。

4.5.2.3過流保護(hù)

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a)應(yīng)按GB/T16895.5或相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,采用斷路器、過載繼電器和/或熔斷器,給每個(gè)電氣

設(shè)備和裝置提供過載和過流保護(hù)。

b)在正常啟動和運(yùn)行條件下,過流保護(hù)應(yīng)不易受到干擾。

4.5.2.4電加熱器

電加熱器應(yīng)符合GB/T5226.1的有關(guān)規(guī)定。加熱器外殼的兩端應(yīng)采用密封連接。在加熱器線圈和外

殼之間應(yīng)使用合適的絕緣材料,其絕緣電阻應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)定。

4.5.2.5軟線固定裝置和導(dǎo)線拉脫

在適用的情況下,電源軟線固定裝置可承受的拉力和扭矩應(yīng)符合GB4793.1-2007中6.10.2的要求;

導(dǎo)線連接器件的拉脫要求應(yīng)符合GB/T14048.1、GB/T13140.3、GB/T17464或GB/T20636的規(guī)定。

4.5.2.6外接導(dǎo)線端子

外接導(dǎo)線端子應(yīng)符合GB4793.1-2007中6.6.2的要求。

4.6控制系統(tǒng)

4.6.1概述

4.6.1.1制氫裝置應(yīng)配備控制系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)安全可靠運(yùn)行,并避免危險(xiǎn)狀態(tài)發(fā)生。

4.6.1.2根據(jù)4.3風(fēng)險(xiǎn)評估,應(yīng)識別分析可能降低系統(tǒng)性能和/或安全性的失效和故障。安全分析應(yīng)為

設(shè)置4.6.2所述的安全控制電路功能所需的保護(hù)參數(shù)提供依據(jù)。應(yīng)在安全分析中考慮用于檢測和執(zhí)行控

制的儀表的響應(yīng)時(shí)間和精度。

4.6.1.3適用時(shí),應(yīng)考慮下列故障和情況:

a)電解槽電壓高于規(guī)定的最高電壓;

b)電解槽電壓低于規(guī)定的最低電壓;

c)電解槽電壓超過規(guī)定的電解槽不均衡電壓;

d)電解槽溫度高于規(guī)定的最高溫度;

e)電解槽電流高于規(guī)定的最大電流;

f)電解小室差壓高于規(guī)定的最大差壓;

g)電解小室差壓低于規(guī)定的最小差壓;

h)電解液液位高于規(guī)定的最高液位;

i)電解液液位低于規(guī)定的最低液位;

j)電解液流量低于規(guī)定的最低流量;

k)氫氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)超過4.5.1.4或4.6.1中規(guī)定的限值;

l)氫氣在氧氣中的體積分?jǐn)?shù)超過4.6.1中規(guī)定的限值;

m)氧氣在氫氣中的體積分?jǐn)?shù)超過4.6.1中規(guī)定的限值;

n)壓力不符合規(guī)定的工作壓力范圍;

o)氧側(cè)壓力高于規(guī)定的最高壓力;

p)失去4.5.1規(guī)定的保護(hù)性通風(fēng);

q)環(huán)境或過程溫度高于規(guī)定的最高溫度;

r)環(huán)境或過程溫度低于規(guī)定的最低溫度;

s)危險(xiǎn)液體泄漏;

t)原料水純度低于規(guī)定的最低水平;

u)泄壓裝置動作;

v)限位開關(guān)失效;

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w)關(guān)閉閥上的限位開關(guān)檢測到閥門失效;

x)緊急停車。

4.6.1.4制氫裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)確保安全控制電路部件的單一故障不會級聯(lián)至危險(xiǎn)狀態(tài)。如GB/T5226.1所

述,防止級聯(lián)失效的措施包括但不限于:

a)機(jī)械中的保護(hù)裝置(例如聯(lián)鎖防護(hù)裝置、脫扣裝置);

b)電氣回路的聯(lián)鎖保護(hù);

c)使用成熟的技術(shù)和元件;

d)提供部分或全部的冗余或多樣性;

e)進(jìn)行功能試驗(yàn)。

4.6.1.5風(fēng)險(xiǎn)評估應(yīng)判斷是否存在空氣中氫氣、氧氣中氫氣或氫氣中氧氣等可燃?xì)怏w混合物的危險(xiǎn),是

否需要檢測和需要按4.6.5緊急停車。應(yīng)在按體積分?jǐn)?shù),氫氣在空氣中超過其燃燒下限的50%,氧氣中

氫氣超過其燃燒下限的50%,或氫氣中氧氣超過其燃燒下限的50%時(shí),觸發(fā)緊急停車。應(yīng)在風(fēng)險(xiǎn)評估

中考慮氣體混合物檢測控制的響應(yīng)時(shí)間和精度。

4.6.2安全控制電路

4.6.2.1如果風(fēng)險(xiǎn)評估要求對異常狀態(tài)(故障)做出響應(yīng),則應(yīng)根據(jù)4.3的要求,對制氫裝置的每個(gè)安

全關(guān)鍵部件的潛在失效模式和漂移值進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。

4.6.2.2根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果,確定為關(guān)鍵功能部件的電氣部件應(yīng)配備有安全控制電路。安全控制電路的

設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T18272.7和GB/T21109.1的有關(guān)要求。

4.6.2.3安全控制電路的設(shè)計(jì)應(yīng)確保關(guān)鍵功能部件發(fā)生故障后,制氫裝置進(jìn)入如下安全狀態(tài):

a)安全控制應(yīng)動作,在其控制下安全中斷預(yù)定功能;

b)若安全,控制系統(tǒng)可允許完成一個(gè)運(yùn)行周期,但不應(yīng)啟動或應(yīng)鎖定隨后的周期。

4.6.3失效時(shí)的控制功能

如果發(fā)生控制電路邏輯故障,或控制電路失效或損壞:

a)制氫裝置不應(yīng)意外啟動;

b)如已發(fā)出停車命令,則不應(yīng)阻止制氫裝置停車;

c)應(yīng)可以自動或手動停止運(yùn)動部件;

d)保護(hù)性安全裝置應(yīng)保持完全有效。

4.6.4開車

4.6.4.1制氫裝置應(yīng)具有僅當(dāng)制造商安全分析中規(guī)定的所有安全措施到位且功能正常時(shí),才觸發(fā)制氫裝

置運(yùn)行的啟動控制。應(yīng)提供適當(dāng)?shù)穆?lián)鎖以實(shí)現(xiàn)正確的順序開車。

4.6.4.2制氫裝置只能通過啟動控制開車。在自動周期的正常序列中,從待機(jī)模式重新開車,則不需要

啟動控制。

4.6.5緊急停車

4.6.5.1制氫裝置應(yīng)具有緊急停車功能,立即給發(fā)生危險(xiǎn)的系統(tǒng)斷電。

4.6.5.2如果設(shè)置了緊急停車安全控制電路,其設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T5226.1的要求。

4.6.5.3緊急停車按鈕的設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T16754的要求。緊急停車按鈕應(yīng)被清楚地標(biāo)出,并且易于接

近。

4.6.5.4制氫裝置可配備與可選的遠(yuǎn)程緊急停車裝置連接的器件。

4.6.6停車

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4.6.6.1制氫裝置應(yīng)具有與緊急停車功能分開的停車功能,觸發(fā)制氫裝置的受控停止。

4.6.6.2根據(jù)安全分析和制氫裝置功能要求,制氫裝置可立即停車,或處于指定系統(tǒng)通電的受控狀態(tài)。

4.6.7報(bào)警

4.6.7.1設(shè)置的報(bào)警(聲音、視覺等)應(yīng)是無歧義和易發(fā)現(xiàn)的,并不應(yīng)將作業(yè)人員吸引至危險(xiǎn)位置。

4.6.7.2報(bào)警信號應(yīng)包含足夠信息,以便維修人員進(jìn)行故障診斷。

4.6.8吹掃氣量

當(dāng)吹掃氣由壓縮氣體容器提供時(shí),應(yīng)有剩余供氣的明顯指示。若剩余氣量不足以進(jìn)行規(guī)定的吹掃時(shí),

制氫裝置不得開車或應(yīng)停車。

4.6.9復(fù)位

4.6.9.1復(fù)位是將制氫裝置從故障狀態(tài)恢復(fù)到準(zhǔn)備開車狀態(tài)。

4.6.9.2僅當(dāng)安全分析中規(guī)定的所有保護(hù)措施到位且功能正常時(shí),才應(yīng)有可能復(fù)位。制氫裝置的復(fù)位不

應(yīng)觸發(fā)危險(xiǎn)狀態(tài)。

4.6.10暫停安全防護(hù)

如有必要暫停安全防護(hù)(例如進(jìn)行維護(hù)時(shí)),則應(yīng)配備能鎖定在期望模式的模式選擇器件或裝置,

以防止意外操作。

4.7離子傳輸介質(zhì)

4.7.1電解質(zhì)

在規(guī)定的工作壽命或維修間隔內(nèi),電解質(zhì)應(yīng):

a)在整個(gè)運(yùn)行條件范圍內(nèi),保持化學(xué)穩(wěn)定;

b)不會引發(fā)共用的另一種材料的不良屬性,以致具有在兩種材料單獨(dú)使用時(shí)不具有的協(xié)同和不良

效應(yīng);

c)不會催化或促進(jìn)化學(xué)或電化學(xué)的任何形式寄生副反應(yīng),以致污染產(chǎn)品氫氣或氧氣;

d)具有足夠的離子電導(dǎo)率。

4.7.2隔膜

同時(shí)產(chǎn)生氫氣和氧氣的水電解槽應(yīng)裝有隔膜,以分隔產(chǎn)品氫氣和氧氣。隔膜應(yīng):

a)在整個(gè)運(yùn)行條件范圍內(nèi),保持化學(xué)穩(wěn)定;

b)從天然纖維、合成聚合物、陶瓷或以上的組合中選取,且不應(yīng)包含石棉;

c)具有足夠的離子電導(dǎo)率,以使制氫裝置安全運(yùn)行;

d)具有足夠的電阻率,以使制氫裝置安全運(yùn)行;

e)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,以滿足裝配后小室陰陽極之間的設(shè)計(jì)差壓;

f)電解過程中不會溶出有害雜質(zhì);

g)在含水運(yùn)行條件下,具有足夠低的氫氣和氧氣跨膜滲透性,以避免產(chǎn)生可燃性氣體混合物。

4.8維修人員的防護(hù)

4.8.1制氫裝置外殼的內(nèi)外部及內(nèi)部組件的設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T23821、GB/T12265等的相關(guān)規(guī)定。

4.8.2應(yīng)防止未經(jīng)授權(quán)人員接近任何帶電部分。制氫裝置內(nèi)暴露的帶電部分的入口,應(yīng)有禁止不合

格人員進(jìn)入的警告標(biāo)志。

4.8.3應(yīng)提供防護(hù),以保護(hù)維修人員免受暴露的帶電部分的接觸電擊和任何轉(zhuǎn)動裝置的傷害。

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5試驗(yàn)方法

5.1概述

對每個(gè)新設(shè)計(jì)的制氫裝置都應(yīng)進(jìn)行5.2的型式(質(zhì)量)試驗(yàn),以驗(yàn)證制氫裝置符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對按

型式試驗(yàn)驗(yàn)證過的設(shè)計(jì)成批生產(chǎn)的制氫裝置,僅需進(jìn)行5.3的例行試驗(yàn)。

5.2型式(質(zhì)量)試驗(yàn)

5.2.1試驗(yàn)準(zhǔn)備

5.2.1.1型式試驗(yàn)可在工廠或安裝現(xiàn)場進(jìn)行。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),應(yīng)按制造商說明書安裝整套制氫裝置,包

括所有空氣過濾器、啟動裝置、通風(fēng)或排氣系統(tǒng)和全部現(xiàn)場提供的設(shè)備。

5.2.1.2應(yīng)在制造商規(guī)定的額定值范圍內(nèi),采用正常使用的制氫裝置,在最不利組合和配置下進(jìn)行試驗(yàn)。

5.2.2試驗(yàn)條件

5.2.2.1環(huán)境條件

除非制造商另有規(guī)定,試驗(yàn)應(yīng)在下述環(huán)境進(jìn)行:

a)環(huán)境溫度為15℃~35℃;

b)相對濕度符合制造商要求,且不超過75%;

c)大氣壓力為75kPa~106kPa;

d)無霜、露、滲水、雨水和太陽輻射等。

5.2.2.2制氫裝置狀態(tài)

a)概述

1)除非另有規(guī)定,每項(xiàng)試驗(yàn)都應(yīng)以制氫裝置正常使用的狀態(tài)進(jìn)行,且在5.2.2.2b)~5.2.2.2c)

給出的最不利組合條件下進(jìn)行。

2)如果由于尺寸或重量原因不能對整臺制氫裝置進(jìn)行某些試驗(yàn),則允許對子組件進(jìn)行試驗(yàn),前提是

已驗(yàn)證組裝好的設(shè)備符合本文件的要求。

3)預(yù)期安裝在墻上凹座、機(jī)柜內(nèi)等的設(shè)備,應(yīng)按制造商說明書進(jìn)行安裝。

b)工作周期

1)短時(shí)或間歇工作的設(shè)備應(yīng)按制造商說明書的規(guī)定,以最長的一段時(shí)間工作和以最短的一段時(shí)間恢

復(fù)。

2)啟動階段顯著發(fā)熱,依靠連續(xù)工作耗散熱量的短時(shí)或間歇工作的設(shè)備,也應(yīng)以最短的一段額定時(shí)

間工作,然后以最短的一段額定時(shí)間恢復(fù)。

c)裝料

1)在正常使用時(shí)需裝入特定材料的設(shè)備,比如需裝入干燥劑或電解液的設(shè)備,應(yīng)裝入使用說明書中

規(guī)定的最不利數(shù)量材料。如果使用說明書允許正常使用時(shí)不裝料,則可空置。

2)如果規(guī)定的材料在試驗(yàn)期間可能引發(fā)危險(xiǎn),則可使用另一種材料,但應(yīng)證明試驗(yàn)結(jié)果不受影響。

5.2.3電氣試驗(yàn)

5.2.3.1保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)性試驗(yàn)

a)應(yīng)按GB/T16895.21或GB4793.1要求的回路阻抗試驗(yàn),驗(yàn)證4.5.2.2中的保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)

性。

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b)在制氫裝置供電前,宜驗(yàn)證保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)性,因大部分短路保護(hù)裝置依賴于這種連續(xù)性進(jìn)

行正確操作。同樣地,在進(jìn)行5.2.3.2的電壓試驗(yàn)前,宜驗(yàn)證保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)性。

5.2.3.2電氣絕緣強(qiáng)度

a)除下述內(nèi)容外,應(yīng)按GB4793.1-2007中6.8的要求驗(yàn)證4.5.2.1中規(guī)定的電氣絕緣強(qiáng)度:

1)對于現(xiàn)有試驗(yàn)艙太大的制氫裝置不要求進(jìn)行潮濕預(yù)處理;此大型制氫裝置的電壓測試要求在任何

情況下都不應(yīng)低于GB/T5226.1-2019中18.4的要求。

2)可采用GB4793.1-2007,6.8.4中的任何試驗(yàn)方法。

b)或者,可采用GB4706.1-2005中第16章的試驗(yàn)方法。

c)如果制氫裝置使用了可能被此試驗(yàn)規(guī)定的電壓損壞的元件(如固態(tài)器件),并且這個(gè)元件符合

4.5.2.1中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),則被測試的電路可在此元件處斷開,以消除毀壞此元件的可能性。

d)電壓試驗(yàn)宜在按5.2.3.1要求的保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)性驗(yàn)證之后進(jìn)行,以減少可觸及導(dǎo)電表面偶

然通電的可能性,并確保試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行正常。

e)絕緣強(qiáng)度宜在制氫裝置送電前驗(yàn)證,以降低短路和暴露于危險(xiǎn)電壓的可能性。

5.2.3.3功能試驗(yàn)

a)應(yīng)按規(guī)定的試驗(yàn)步驟測試電氣設(shè)備功能,尤其是那些關(guān)系到安全和防護(hù)的功能。至少,控制系

統(tǒng)、安全控制電路和4.6確定的電氣部件的功能,應(yīng)按4.6中適用條款的要求進(jìn)行驗(yàn)證。

b)功能試驗(yàn)宜在按5.2.3.1和5.2.3.2要求的保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)性和電氣絕緣強(qiáng)度驗(yàn)證后馬上進(jìn)

行,并應(yīng)在制氫裝置滿負(fù)荷運(yùn)行之前進(jìn)行。

5.2.3.4電源

應(yīng)按GB4793.1-2007中5.1.3的規(guī)定,檢查6.2中的電源標(biāo)志。

5.2.3.5接觸電流和保護(hù)導(dǎo)體電流

4.5.2.2b)中接觸電流和保護(hù)導(dǎo)體電流應(yīng)按GB4793.1或GB4943.1-2011中5.1.2~5.1.8的規(guī)定

進(jìn)行限制和試驗(yàn)。

5.2.3.6軟線固定裝置和導(dǎo)線連接拉脫試驗(yàn)

應(yīng)按GB4793.1-2007中6.10.2規(guī)定的試驗(yàn),驗(yàn)證4.5.2.5規(guī)定的電源線連接要求。根據(jù)使用情況,

應(yīng)按GB/T14048.1、GB/T13140.3、GB/T17464或GB/T20636規(guī)定的試驗(yàn),驗(yàn)證4.5.2.5規(guī)定的導(dǎo)線

連接器件的要求。

5.2.3.7外接導(dǎo)線端子試驗(yàn)

應(yīng)按GB4793.1-2007中6.6.2的試驗(yàn),驗(yàn)證4.5.2.6規(guī)定的外接導(dǎo)線端子的要求。

5.2.3.8啟動電流試驗(yàn)

為驗(yàn)證按4.5.2.3規(guī)定的過流保護(hù)的正確設(shè)計(jì),制氫裝置應(yīng)連續(xù)啟動和運(yùn)行3次,期間不會激活過

流保護(hù)裝置,且無任何部件故障。

5.2.4壓力試驗(yàn)

5.2.4.1簡述

除非另有說明,本章提到的壓力都是表壓。

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5.2.4.2裝有液體部件的壓力試驗(yàn)

a)包括接頭和連接件的4.4.4中輸送液體的所有承壓部件,其強(qiáng)度和完整性應(yīng)按照GB

4793.1-2007中11.7的方法進(jìn)行試驗(yàn)。

b)電解槽僅需按5.2.4.4的要求進(jìn)行試驗(yàn)。

c)在制氫裝置正常運(yùn)行時(shí),通過連接件(互連)承受相同內(nèi)壓的部件可被視為獨(dú)立試驗(yàn)單元,可

單獨(dú)加壓,并且認(rèn)為必要時(shí),可使用任何方便方式將其與制氫裝置其余部分隔離。

5.2.4.3裝有氣體和氣/液混合物部件的壓力試驗(yàn)

a)包括接頭和連接件的4.4.4中輸送氣體或氣/液混合物的所有承壓部件,其強(qiáng)度和完整性要求

應(yīng)按照GB4793.1-2007中11.7做下列修改的方法進(jìn)行試驗(yàn):

1)試驗(yàn)壓力應(yīng)至少為最高允許工作壓力的1.5倍;

2)最小試驗(yàn)壓力應(yīng)為70kPa;

3)試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)為2min±10s。

4)電解槽僅需按5.2.4.4的要求進(jìn)行試驗(yàn)。

b)在制氫裝置正常運(yùn)行時(shí),通過連接件(互連)承受相同內(nèi)壓的部件可被視為獨(dú)立試驗(yàn)單元,可

單獨(dú)加壓,并且認(rèn)為必要時(shí),可使用任何方便方式將其與制氫裝置其余部分隔離。

c)如果采用氣壓試驗(yàn),宜使用非反應(yīng)性試驗(yàn)氣體,比如氮?dú)饣蚝狻?/p>

5.2.4.4電解槽的壓力試驗(yàn)

a)一般要求

1)應(yīng)對電解槽進(jìn)行5.2.4.4b)的等壓試驗(yàn)。若在正?;虍惓_\(yùn)行期間,電解槽的氧側(cè)和氫側(cè)可能

出現(xiàn)壓力差,則應(yīng)對電解槽附加進(jìn)行5.2.4.4c)的差壓試驗(yàn)。

注:電解槽試驗(yàn)稍有不同,因?yàn)椴幌衿渌袎杭娊獠郾旧砭褪菈毫υ?。如果電解槽故障,就?/p>

去了壓力和氫氣源。

2)堅(jiān)固的電解槽可按5.2.4.2和5.2.4.3的要求與其他壓力設(shè)備共同試驗(yàn)。

b)等壓試驗(yàn)

每個(gè)電解槽的氧側(cè)和氫側(cè)應(yīng)連接到等壓源并同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。除了對最高允許工作壓力≤50kPa的電

解槽應(yīng)進(jìn)行30分鐘1.3倍最高工作壓力的試驗(yàn)外,壓力試驗(yàn)應(yīng)按5.2.4.3的要求進(jìn)行。

c)差壓試驗(yàn)

1)電解槽應(yīng)加熱或冷卻至最高或最低運(yùn)行溫度,取其較苛刻的一種。壓力試驗(yàn)應(yīng)按5.2.4.3的要求

進(jìn)行,但壓力應(yīng)施加在陽極或陰極通道上,而不是兩極同時(shí)施加,且試驗(yàn)壓力應(yīng)為最大允許差壓的1.3

倍。

2)陽極側(cè)和陰極側(cè)之間的泄漏速率應(yīng)在試驗(yàn)期間連續(xù)測量或在加壓前后測量。陽極側(cè)和陰極側(cè)之間

的泄漏速率不應(yīng)因此試驗(yàn)而增加,并應(yīng)在該試驗(yàn)溫度下的規(guī)定范圍內(nèi)。

5.2.5泄漏試驗(yàn)

5.2.5.1簡述

a)應(yīng)進(jìn)行5.2.5中適用的泄漏試驗(yàn),以補(bǔ)充5.2.4的壓力試驗(yàn)。

b)所有功能部件應(yīng)處于打開位置,以使所需的試驗(yàn)壓力作用在試驗(yàn)區(qū)的所有部分。

c)在制氫裝置正常運(yùn)行時(shí),通過連接件(互連)承受相同內(nèi)壓的部件可作為獨(dú)立試驗(yàn)單元,分別

試驗(yàn),并且認(rèn)為必要時(shí),可使用任何方便方式將其與制氫裝置其余部分隔離。

5.2.5.2正常泄漏試驗(yàn)

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a)應(yīng)在制氫裝置上重復(fù)進(jìn)行做下列修改的5.2.4的試驗(yàn):

試驗(yàn)壓力不應(yīng)小于最高工作壓力,對于差壓電解槽不應(yīng)小于最大工作差壓。當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)壓力時(shí),應(yīng)

停止試驗(yàn)流體,并應(yīng)監(jiān)測制氫裝置內(nèi)壓力至少2分鐘,不應(yīng)有任何可測量的壓力降。在測定壓力降時(shí)應(yīng)

考慮溫度補(bǔ)償。

b)對于差壓電解槽必須附加進(jìn)行5.2.4.4c)的試驗(yàn),相同的要求適用于陽極側(cè)和陰極側(cè)之間的

泄漏速率。陽極側(cè)和陰極側(cè)之間的泄漏速率應(yīng)在該試驗(yàn)溫度下的規(guī)定范圍內(nèi)。

c)應(yīng)采用與制氫裝置試驗(yàn)部分相容,并且不會導(dǎo)致危險(xiǎn)試驗(yàn)狀態(tài)的試驗(yàn)流體。

注1:氫氣側(cè)使用的典型試驗(yàn)流體為氫氣或氦氣,或氮中氫示蹤氣;氧氣側(cè)使用的典型試驗(yàn)流體為

氮?dú)饣蚝狻?/p>

注2:潛在危險(xiǎn)包括高于燃燒下限的氫氣/空氣和氫氣/氧氣混合物。

5.2.5.3氫氣組件連接件和管道接頭的附加泄漏測試

a)簡述

氫氣管道連接件除了進(jìn)行5.2.5.2的泄漏試驗(yàn)外,還應(yīng)按5.2.5.3b)或5.2.5.3c)的要求進(jìn)行

泄漏試驗(yàn)。

b)氣泡試驗(yàn)

1)應(yīng)使用氮?dú)饣蚝獾榷栊栽囼?yàn)氣體,對氫氣組件系統(tǒng)進(jìn)行壓力不小于最高工作壓力的泄漏試驗(yàn)。

應(yīng)在達(dá)到試驗(yàn)壓力,并且輸氫管道接頭和組件連接件完全被適合于其表面的泄漏檢測液覆蓋后,進(jìn)行泄

漏試驗(yàn)。泄漏檢測液的涂敷方式應(yīng)防止涂敷過程產(chǎn)生氣泡。每個(gè)氫氣連接件應(yīng)至少加壓10分鐘。不得

觀察到氣體泄漏導(dǎo)致的可見氣泡。

2)如果試驗(yàn)的組件由不銹鋼、鎳或鉻合金制成,則泄漏檢測液中硫的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)小于10cm3/m3,鹵

素的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)小于10cm3/m3。如果試驗(yàn)的組件由聚乙烯或結(jié)構(gòu)塑料制成,則泄漏檢測液不應(yīng)促進(jìn)環(huán)境

應(yīng)力開裂。

3)如不相容,電解小室可不進(jìn)行氣泡試驗(yàn),且不與泄漏檢測液接觸。

c)示蹤氣體泄漏檢測

作為氣泡試驗(yàn)的替代,可按示蹤氣體檢測器說明書和制氫裝置的相關(guān)要求,采用校驗(yàn)過的示蹤氣體

檢測器,檢測輸氫連接件、電解槽和管接頭是否泄漏。示蹤氣體應(yīng)使用不可燃?xì)怏w,如氫氣體積分?jǐn)?shù)小

于5.7%的氮?dú)浠旌蠚?。也可采用氦質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測。

5.2.6溫度試驗(yàn)

應(yīng)按GB4793.1-2007中第10章的試驗(yàn)方法,測試驗(yàn)證4.4.8規(guī)定的設(shè)備的溫度限值和耐熱。

5.2.7環(huán)境試驗(yàn)

制氫裝置的組件、電氣外殼和工藝外殼應(yīng)按GB/T4208的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn),以驗(yàn)證其符合4.4.7和

4.4.3.2中的防護(hù)等級。

5.2.8性能測試

5.2.8.1氫氣和氧氣產(chǎn)氣量試驗(yàn)

a)應(yīng)在100%產(chǎn)量運(yùn)行1小時(shí),按照GB/T19774、GB/T37562、GB/T18940或GB/T20728或GB/T

20727等規(guī)定的方法測量氫氣產(chǎn)量。

b)如適用于工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用,應(yīng)在100%產(chǎn)量運(yùn)行1小時(shí),按照GB/T18940或GB/T20728或GB/T

20727等規(guī)定的方法測量氧氣產(chǎn)量。

5.2.8.2氫氣和氧氣品質(zhì)試驗(yàn)

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a)應(yīng)驗(yàn)證規(guī)定的氫氣、氧氣品質(zhì)。氫氣純度應(yīng)滿足GB/T19774的要求,氧氣純度應(yīng)符合制造商

的規(guī)定。

b)氫氣、氧氣純度的檢測應(yīng)符合GB/T19774、GB/T37562的要求。

5.2.9機(jī)械強(qiáng)度

應(yīng)采用GB/T5226.1或GB4793.1中適用的試驗(yàn),驗(yàn)證制氫裝置符合4.4.1中的機(jī)械強(qiáng)度要求。

5.2.10排放試驗(yàn)

5.2.10.1簡述

5.2.10規(guī)定的排放試驗(yàn)適用于室內(nèi)安裝的、制造商提供排放系統(tǒng)的制氫裝置。

5.2.10.2排放泄漏試驗(yàn)

進(jìn)行泄漏試驗(yàn)的排放系統(tǒng)應(yīng)按預(yù)期安裝在制氫裝置上,并帶有制造商建議的最大長度排放管道組件。

排放組件泄漏試驗(yàn)應(yīng)符合5.2.5中的要求。

5.3例行試驗(yàn)

5.3.1一般要求

a)每臺制氫裝置在正式投運(yùn)前,應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行例行試驗(yàn)。

b)例行試驗(yàn)可以是工廠驗(yàn)收試驗(yàn)的組成部分。

5.3.2保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)性試驗(yàn)

保護(hù)聯(lián)結(jié)電路連續(xù)性試驗(yàn)應(yīng)按5.2.3.1的規(guī)定或按GB4793.1-2007中F.1的要求進(jìn)行。

5.3.3電壓試驗(yàn)

電氣絕緣試驗(yàn)應(yīng)按5.2.3.2的規(guī)定或按GB4793.1-2007中F.2和F.3的要求進(jìn)行。

5.3.4泄漏試驗(yàn)

每臺制氫裝置的管道完整性試驗(yàn)應(yīng)按5.2.5的規(guī)定進(jìn)行。每臺制氫裝置的電解槽完整性試驗(yàn)應(yīng)按

5.2.5.2的規(guī)定進(jìn)行。

5.3.5功能試驗(yàn)

當(dāng)連接額定電源和公用系統(tǒng)時(shí),至少應(yīng)驗(yàn)證每臺制氫裝置的下列功能:

a)安全控制回路及每個(gè)相關(guān)傳感器和部件的功能;

b)正常系統(tǒng)開車,無系統(tǒng)警告或報(bào)警;

c)以規(guī)定的產(chǎn)量和壓力正常產(chǎn)氫,在足以使電解質(zhì)達(dá)到并穩(wěn)定在其標(biāo)稱溫度的時(shí)間內(nèi)無系統(tǒng)警告

或報(bào)警;

d)正常系統(tǒng)停車,無系統(tǒng)警告或報(bào)警。

6標(biāo)志和標(biāo)簽

6.1一般要求

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