水电解制氢系统技术要求.docx

1、水电解制氢系统技术要求水电解制氢系统技术要求 GB/T 19774-2005（非移动式系统）检查内容5. 1 . 1通用要求5.1. 1. 1水电解制氢系统包括下列单体设备或装置：水电解槽及其辅助设备一 一分离器、冷却器、，压力调节阀、碱液过滤器、碱液循环泵；原料水制备装置; 碱液制备及贮存装置；氢气纯化装置；氢气储罐；氢气压缩机；气体检测装置； 直流电源、自控装置等。5. 1 . 1. 2水电解制氢系统可米用固定式或移动式5. 1 . 1. 3水电解制氢系统的副产品氧气，可根据需要回收利用或直接排入大 气。当回收利用时5. 1 . 3工作条件5. 1 . 3. 1水电解制氢系统的工作压力（加

2、 分为：常压、低压和中压三类， 它们的压力范围规定为：常压水电解制氢系统，p v 0. 1MPa低压水电解制氢系统，0. 1MPapv 1 . 6MPa；中压水电解制氨系统，1. 6MPa pv 10MPa5. 1 . 3. 2环境温度根据用户要求确定水电解制氢系统的工作环境温度。在没有确定的数据时，宜按工作环境温度小于 45 C为依据。）5. 1 . 3. 3水电解制氢系统所处场所有爆炸危险的区域及等级的划分，应符合GB50177的规定宜为10kV、380V水电解制氢系统每台水电解槽成独立配置直流电源。）5. 1. 3. 5水电解用原料水的水质应符合表 2规定。5. 1. 3. 6水电解制氢

3、系统采用苛性破性水溶液时，所使用的氢氧化钾或氢氧 化钠应符合GB/T2306、GB/T629的规定。在苛性碱性水溶液电解制氢系统运行中， 苛性碱性水溶液（电解液）的质量要求应符合表3的规定5. 1 . 3. 7水电解制氢系统应设置吹扫置换接口。吹扫置换气采用含氧量小于0. 5%的氮气。5. 1 . 3. 8冷却水的水压宜为0. 15MPa0. 35MPa，循环冷却水的水质应符 合表4的要求。5. 1 . 3. 9仪表或气动用压缩空气的气源压力应按仪表或气动要求确定，其质量宜符合GB/T4830的规定或相关产品的要求5. 2单体设备5. 2 . 1通用要求5. 2 . 1. 1水电解制氢系统的单

4、体设备，应根据水电解制氢系统的规模、用氢 特性、氢气品质的不同要求，合理配置不同的单体设备。5. 2 . 1. 2单体设备的技术性能、工作参数应满足或高于水电解制氢系统的总 体要求。5. 2 . 1. 3单体设备的材质单体设备内或连接部位与电化学反应过程或氢气/氧气直接接触或间接接触的 内表面、零部件或密圭寸件所选用的材料应具有下列特性: 5. 2 . 1. 3. 1在所有的工作条件下，具有必要的化学稳定性。5. 2. 1 . 3. 2在运行中不会发生各种形式的催化反应、电化学反应或其他形式 的化学反应引起的寄生性副反应，以避免这些反应形成对氢气/氧气的污染。5. 2 . 1. 3. 3应符合

5、各项机械性能要求，并在工作条件下保持稳定的力学性能。5. 2. 1. 3. 4所选用材料的化学组成、结构形态，不应发生或避免发生氢脆或 氢腐蚀。5 . 2.1 . 3 . 5所选用的材料的化学组成、结构形态，在运行中不发生应力腐蚀、 裂纹或氧腐蚀。5 . 2 . 1 .4对移动式水电解制氢系统的防护罩或外売的设置，应符合下列规定5 . 2 . 1. 4. 1当直接接触或间接接触潮湿气体后，可能影响单体设备或零部件 技术性能或使用功能时，应采取防护措施或选用防潮材质。5 . 2 . 1 . 4 . 2防护罩或外壳应采用不燃材料；最小厚度宜为 0 . 6mm，一般可 采用镀锌钢板等。对面积较大的防

6、护罩，按强度或刚性要求，采取加强揹施或双 层结构。5 . 2 . 1 . 4 . 3防护罩或外壳需设保温层时，应按 GB/T8175设计，其保温材 料，应采用不燃材料，并设置避免材料飞扬、散落的措施。5 . 2 . 1 . 4 . 4防护罩或外壳的内表面必须平整、无氢气积聚空间，并在顶部最高处设排气口，若有二处或二处以上顶部有最高处时， 则应在每个最高处均设排 气口。5 . 2 . 1. 4.5防护罩或外壳内应设有氢气浓度报警装置，并与排风机或吹扫置 换气体关断阀连锁。5.2 . 1 . 4.6防护單或外壳内应在方便检查、维修的位置设检査口、维修口, 其数量和尺寸应按检查、维修对象或功能确定。

7、检查口、维修口应设有视窗或盖 板。5. 2 . 2水电解5. 2 . 2. 1水电解槽是水电解制氢系统的主体设备，它的性能参数将决定水电 解制氢的技术性能水电解槽的性能参数、结构应以降低单位氢气电能消耗、减少 制造成本、延长使用寿命为基本要求应合理选择水电解槽的结构型式、 电解小室及其电极、隔膜的构造、涂层和材质。5. 2 . 2. 2水电解槽的氢气生产能力、纯度和杂质含量应按制造厂家的企业标 准和用户的要求协商确定。5. 2 . 2. 3电解小室的电极材质、涂层等应根据槽体设计、水电解制氢系统的 总体要求确定。5. 2 . 2. 4隔膜材质，隔膜石棉布应符合 TC211的规定。应按槽体设计的

8、技术 要求和供货条件确定。5. 2 . 2 . 5密封垫片的选择应确保水电解槽在工作状态不渗漏，并能承受槽体 开、停车时的工作状态变化，其质量应符合 GB/T3985或具体水电解槽槽体设 计所选材质的相关标准。5 . 2 . 2 . 6螺形弹簧的制造要求应符合 GB/T1972的规定。5 . 2 . 2. 7铸件内外表面应光滑，不得有气泡、裂纹及厚度显著不均的缺陷， 诗钢件应符合GB/T11352的规定。5 . 2 . 2 . 8主要焊接结构的焊缝不得有气孔、夹渣和裂纹等缺陷。5 . 2 . 2 . 9 . 1镀件的镀层表面不得鼓泡、起皮、局部无镀层和划伤等严重缺陷。镀层表画质量应进行100

9、%检验5. 2 . 2. 9. 2镀件的镀层厚度、结合强度及孔隙率的质量和检查应分别符合JB2111、JB2112和 JB2115 的规定。5. 2 . 2. 9. 3镀件的钡层厚度，结合强度及孔隙率的检验抽样和抽样方法按GB/T2829的规定。镀件可以采用相同工艺同时电镀的试件进行试验。5. 2 . 3压力容器5. 2 . 3 . 1水电解制氢系统的压力容器主要用于气液分离、冷却和储存。压力容器的设计、制造、检验和验收应符合压力容器安全技术监察规程、GB150、GB151的规定。5 . 2 . 3.2容器的工作压力是指在水电解制氢系统正常工作状态下，容器顶部可能达到的最高压力。5 . 2 .

10、 3 . 3容器的材质应满足氢气/氧气和电解液在系统工作状态的要求。当采用不锈钢板时应符合GB/T4237的规定：采用碳素钢板时应符合 GB6654的规定。5 . 2 . 3 . 4容器的规格、尺寸、壁厚应按计算确定，并留有必要的裕量。5 . 2 . 3 . 5容器的布置应根据水电解制氢系统的总体设计，并尽力做到顺应制氨流程、连接管路短、方便操作和维修5.2 . 4氢气储罐5 . 2 . 4 . 1水电解制氢系统根据氢气使用特点或用户要求，设置相应的氢气储罐。5 . 2 . 4 . 2氢气储罐的储存能力应按氢气使用特点、氢气生产能力和电力供应状况确定压力型氢气罐的氢气储存容量应根据最大进气压力

11、和允许出气压力确5. 2 . 4. 3氢气储罐有常压型和压力型两类常压型氢气宣采用湿式贮气柜，工作压力为 4. OkPa压力型氢气罐有筒形或球形压力容器，也可用氢气钢瓶组或长管氢气钢瓶等。工 作压力应按水电解制氢系统工艺流程、氢气使用特点确定氢气球形罐的制造、检 验应符合GB12337的规定，氢气钢瓶应符合 GB5099和气瓶安全监察规程 的规定5. 2 . 4. 4压力型氢气罐上或其进气/出气管第 1个切断阀前必须设泄压用安 全园，安全阀应符合GB/T12241的规定。常压型氢气罐，应设自动放空管。5. 2 . 5气压缩机5. 2 . 5. 1用于氢气增压的氢气压缩机，应根据水电解制氢系统流

12、程和用户要 求设置，其形式有从常压增压至低压或中压或高压，从低压增压至中压或高压； 从中压增压至高压甚至超高压等多种型式。5. 2 . 5. 2根据氢气压缩机进气/排气压力、氢气纯度的要求，选用活塞式、 膜式等类型压缩机。525.3氢气压缩机的性能、结构和材质均应满足氢气特性的要求， 设置可幕的防 爆、防滲漏措施氢气压缩机应配置防爆型电动机，其防爆等级为 dICTI，应符合GB50058的规定。5. 2. 5. 4氢气压缩机应分级设置安全泄压装置一一安全网。安全应装防护罩， 排出的氢气应接至室外。氢气压缩机的进气管应设有低压超限报装置、停机连锁5 . 2 . 5.5氢气压编机前应设置有氢气缓冲

13、鍵。对于氢气输送用氢气压缩机， 应在进气管与排气管之间设置旁通循环管。定采用 DIICTI等级的防爆电器。移动式水电解制氮系统中的氢气压缩机，应固定在底座上，并应设置隔振措施； 压缩机的安装、验收应符合 GB50275的规定。5. 2 . 6気气纯化器5. 2 . 6. 1氢气纯化器用于去除氢气中的氧杂质、水分等。采用催化法去除氧 杂质，采用降温法和吸附法去除氢气中的水分。5. 2 . 6. 2氢气纯化器中的各类容器的设计、制造、检验、验收均应符合压 力容器安全技术监察规程）和 GB150、GB151的规定。5. 2 . 6. 3氢气纯化过程的温度控制等，宜采用自动控制装置控制。5. 2 .

14、6. 4氢气纯化后的氧、水分的痕量杂质浓度的检测可采用 GB/T5831、GB/T6285、GB/T5832. 1、GB/T5832. 2、GB/T8984. 1、GB/T8984 . 2 的方法。根据用户要求，宜设置连续检测仪器。5 . 2.7压力调节器/阀5 . 2 . 7 . 1压力调节器/阀用于水电解柚出口氢气侧、氧气側的压力平衡或水 电解制氢系统外供氢气/氧气的压力调节。5 . 2 . 7 . 2压力调节器/应符合气动调节、自力式调节阀的相关标准或企业标 准。5 . 2.8氢气关闭阀/切断5 . 2 . 8.1根据水电解制氢系统的生产过程的气流切断、分析、测试、吹除置 换的要求应在相

15、关位置设置关闭阀/切断阀。置确定，此类门的选择应充分考虑氢气的特性， 而纯氢系统的门的选择还应考虑 纯氢不会被污染。当氢气系统采用电动阀时，应按 GB50058的规定选用相应防爆等级的阀门。5. 2 . 8. 3水电解制氢系统的阀门，在安装前应逐个进行气密性泄漏量检测， 应符合GB5017、GB50235的规定。5. 2 . 9阻火器5. 2 . 9. 1水电解制氢系统的氢气排空口前，应装设阻火器 ？防止雷击等外部 火源返回引起氢气着火。5. 2 . 9. 2阻火器的阻火层结构有砾石型、金属丝网型和波纹型。氢气阻火器 可采用GB13347规定的要求与方法。5. 2 . 9. 3氢气阻火器宜安装

16、在靠近氢气排空口处。阻火器后的氢气管道应采用不锈钢管材。5. 3管路及附件5. 3. 1材质选择水电解制氢系统的管路、附件的材质选择，应符合 GB50177GB50316 GB50235的规定。5 . 3.2管路、附件的布置5 . 3 . 2.1符合水电解制氢系统带控制点的工艺流程图的要求5 . 3 . 2 . 2应方便运行操作、安装和维修。5 . 3 . 2.3对于有热胀冷缩的管段，布置时应结合柔性计算和热补偿要求，妥 善安排。5. 3. 3氢气流速氢气管道内氢气流速和管径、附件形式的选择，应符合 GB50177、GB50316的规定。5. 3. 4管道支架管道支架的设置、计算，应符合 GB

17、50316的规定。支架应避免焊接在单体设备上5. 3. 5冷却水管路应根据其工作温度确定是否采取保温措施。 当需要进行保温时，其保温材料应为不燃材料。对不得中断冷却水供应的冷却水管路， 应设有断水保护装置，并设置报警和停机 连锁5. 4电气设备及配线5. 4. 1直流电源的配5. 4. 1. 1每台水电解槽的直流电源一般单独地采用晶闸管整流器或硅整流器。整流器应设有调压功能，并具备自动稳流功能。5. 4. 1. 2水电解槽用整流器的选择，应符合下列要求额定直流电压应大于水电解槽工作电压，调压范固宜为 0 . 61 . 05倍水电解 槽额定电压额定直流电流不应小于水电解槽工作电流， 并宜为水电解

18、槽额定电流 的1.1倍。5 . 4 . 1 . 3氢气生产环境的电气设施的设防，按 GB50177的规定，应为1区或2区。在有爆炸危险环境中的电气设备及配线应按 GB50058JB3836的规定进行选用、配置5. 4. 3电气接地 5. 4. 3. 1水电解槽应按结构特点进行接地电阻检查。对两端分别接入直流电 源正负极的水电解槽，其对地电阻不小于 1 . 0M2。5. 4. 3. 2氢气设备、管道的法兰、阀门连接处应采用金属（铜质）连接线跨 接。5. 4. 3. 3防爆电器、配线接地电阻检查。5. 4. 3. 4氢气压缩机应采取导除静电的接地施，接地电阻不大于 30欧 5. 5自动控制和监测5

19、. 5. 1通用要求水电解制氢系统的自动控制、监测装置的硬件、软件应能承受可能事故的发生，并能承担当故障发生时，即时报、停机，并进行必要的妥兽处理5. 5. 2自控及监测装置5. 5. 2. 1压力传感器设置压力传感器的有：水电解槽出口氢侧/氧側压力和压力差， 氢气压缩机入口 压力，氢气罐压力5. 2. 5. 6中正压空气的压力等5. 5. 2. 2温度传感器设置温度传感器的有：水电解槽出口气体或电解液温度、 氢气压缩机等的冷却水 出口温度等。5. 5. 2. 3液位传感器设置液位传感器的有：分离器的液位等5. 5. 2. 4气体浓度检测探测器 5. 5. 2 . 4. 1水电解槽出口氢气中含

20、氧量和氧气中含氢量；氢纯化设备出口氢 气中含氧量、露点；回收利用氧气时，氧中氢浓度，必须设置气体浓度连续测定, 并带报警装置。5. 5. 2. 4. 2氢浓度探测、报警装置，应符合 GB16808、GB12358的要求。5. 5. 2 . 4. 3气体浓度检测分析仪的最小分度值应不大于 0. 01 %（体积比）5. 5. 3自动停车5. 5. 3. 1当水电解制氢系统的自控、监测装置报警后，应即时分析，并对系 统进行必要调整，系统恢复正常工作状态。若报警后，经调整，仍不能纠正，并 恢复正常工作时，则应按程序要求停机5. 5. 3. 2当出现下列情况之一时，应停机检查：氢气或氧气的纯度下降至允许

21、值下限时；当回收利用氧气时，氧气中氢浓度超过规定值时；水电解槽的电解小室电压，经多次测定均不正常时；水电解槽出口氢侧/氧侧气体压力不平衡，其压力差超过允许值时；氢气压缩机进气侧的氢气压力低于允许值时；电力供应故障；监测的空气中氢浓度超过1 . 0%时。5.6安装、组装5. 6. 1通用要求 5. 6. 1. 1水电解制氢系统的安装、组装应按设备制造厂的设计图纸、技术要 求或工程设计图纸进行5. 6. 1. 2水电解制氢系统的安装、组装及试验，应符合 GB50177的要求。5. 6. 2水电解的安装5. 6. 2. 1水电解槽的安装方式有：整体安装和分散安装5. 6. 2. 1 . 1压力型水电

22、解槽，一殷采用整体安装方式，即在制造工厂进行槽 体组装后，运至使用现场整体安装。根据水电解槽的规格、尺寸和重量制定吊装、 就位方案，在进行充分准备后就位安装。然后按设计图纸和技术要求进行气密检 查。5. 6. 2 . 1 . 2常压型水电解槽，一般采用分散式安装，即将电解的极框、主副 极板、隔膜和气道、液道等零部件运至使用现场，在现场按制造厂的设计图纸、 技术要求进行组装。组装工作由制造厂家和用户共同进行或在制造厂的技术人员 的指导下进行，并按合同各自完成自己的职责5. 6.2. 1 . 3移动式水电解制氢系统的水电解槽，宜在制造厂进行组装，在用户现场仅需按制造厂图纸和说明书进行就位和各类管线

23、的连接。5. 6. 2. 2安装后的检查5. 6. 2. 2 . 1整体安装的水电解槽，安装后进行各种相关尺寸、连接管线准确 性的检查；电气接地电阻的检查，水电解相正负极连接的检査等。5. 6. 2 . 2 . 2分散安装的水电解，组装完成后，首先检査各种相关尺寸、连接管线的准确性；接通蒸汽进行蒸煮、夹紧和槽体的气密性试验：检查电气接地的 正确性和接地电阻；水电解槽正负极连接的检查等。 新水电解槽的组装、检查工 作，制造厂家应派技术人员驻现场，并负责解决有关设备质量及其相关问题。尺寸、连接管线准确性的检查：电气接地电阻检査等。5. 6. 3氢气压缩机的安装5. 6. 3.1氢气压缩机安装前应检

24、査制造厂提供的出厂合格证，熟悉技术说明书 和相关图纸资料。5. 6. 3. 2氢气压缩机的安装和验收应符合 GB50275的规定，并按压缩机的有 关标准和制造厂的技术说明书中的要求进行。5. 6. 3. 3氢气压缩机在接入水电解制氢系统试运行前，应进行下列工作。5. 6. 3. 3. 1检查电气接线和接地的准确性5. 6. 3. 3. 2进行单机空负荷试车，并对各类零部件的运转、活动情况和各部 分气密性及安全装置进行检查；5. 6. 3. 3. 3采用含氧量小于0. 5%的氮气进行吹扫置换5. 6. 4氢气罐的安装5. 6. 4. 1氢气罐的安装前，应按压力容器安全技术监察规程和设计图纸 要求

25、，核对、检查出厂合格证、压力容器检验文件和各种技术资料的完整性。5. 6. 4. 2根据氢气的规格尺寸、重量和现场情况，制定安装就位方案和相关 安全措施。按设计图纸、技术说明文件进行罐内外和各相关尺寸检査。 在认真进 行各项准备工作后，方可进行安装就位。5. 6. 4. 3安装就位后，按设计图纸和技术说明文件核对安装位置和各相关尺寸，合格后进行各种管线、附件的安装。5. 6. 4. 4安装完成后，应进行各种相关尺寸、连接管线连接准确性的检查； 接地电阻的检查等。5. 6. 5氢气/氧气管道、阀门及附件的安装5. 6. 5. 1氢气/氧气管道、门附件的安装应符合 GB50316、GB50235的

26、要求。5.6.5.2氢气/氧气管道的管材、岡门附件？应符合GB/T8163和GB/T14975的规定，GB/T8163和GB/T14975无规定的管材、园门附件应符合阀门、附件 制造厂家企业标准的规定5. 6. 5. 3各类阀门应有可靠的支承，确保阀门的正确动作，并不得引起管路 的振动或影响单体设备连接处的强度等5. 6. 5. 4氢气/氧气管道安装后，应进行强度试验、气密性试验和泄漏量试验，此类试验应抟 GB50177、GB50030、GB50235的规定进行。氧气管道及其 阀门、附件的脱脂应符合 GB50030、HGJ202的规定7标志7. 1通用要求7.1.1水电解制氢系统及其单体设备的

27、标志制作、安装位置，应符合GB/T13306 的规定7. 1 . 2标志的内容应简洁、明确，显示主要性能参数、指标和要求。标志应固 定在易于观察的明显位置。7. 1 . 3每套水电解制氢系统应设标志牌；主要单体设备，根据需要分别设标志 牌。7. 2标志牌内容7. 2 . 1移动式水电解制氢系统标志牌应包括下列内容7. 2 . 1. 1制造厂家名称、地址。7. 2 . 1. 2产品型号和商标。7. 2. 1. 3制造日期、编号。7. 2 . 1. 4主要技术参数: a）氢气产量（m2/h或kg/h）氧气产量（m2/h或kg/h）b ）氢气纯度（）或杂质含量（10 ）氧气纯度（）或杂质含量（10 ）c） 氢气压力（MPa）;氧气压力（MPa）;d） 电气输入：电压（V）,电流（A），频率（Hz/相）；e） 环境工作温度（C ）；f） 工作场所，室内或室外；g） 易燃易爆警示或要求（移动式）h） 设备外形尺丁（ mm）、质量（kg）等