氢气站设计国家规范.docx
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氢气站设计国家规范
氢气站设计规范
1总则
1.0.1为在氢气站、供氢站的设计中正确贯彻国家基本建设的方针政策,确保安全生产,节约能源,保护环境,满足生产要求,做到技术先进,经济合理,制定本规范。
1.0.2本规范适用于新建、改建、扩建的氢气站、供氢站及厂区和车间的氢气管道设计。
1.0.3氢气站、供氢站的生产火灾危险性类别,应为“甲”类。
氢气站、供氢站内有爆炸危险房间或区域的爆炸危险等级应划分为1区或2区,并应符合本规范附录A的规定。
1.0.4氢气站、供氢站和氢气管道的设计,除执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语
2.0.1氢气站hydrogenstation
采用相关的工艺(如水电解,天然气转化气、甲醇转化气、焦炉煤气、水煤气等为原料气的变压吸附等)制取氢气所需的工艺设施、灌充设施、压缩和储存设施、辅助设施及其建筑物、构筑物或场所的统称。
2.0.2供氢站hydrogensupplystation
不含氢气发生设备,以瓶装或/和管道供应氢气的建筑物、构筑物、氢气罐或场所的统称。
2.0.3氢气罐hydrogengasreceiver
用于储存氢气的定压变容积(湿式储气柜)及变压定容积的容器的统称。
2.0.4明火地点Openflamesite
室内外有外露的火焰或赤热表面的固定地点。
2.0.5散发火花地点sparkingsite
有飞火的烟囱或室外的砂轮、电焊、气焊(割)等固定地点。
2.0.6氢气灌装站fillinghydrogengasstation
设有灌充氢气用氢气压缩、灌充设施及其必要的辅助设施的建筑物、构筑物或场所的统称。
2.0.7水电解制氢装置theinstallationofhydrogengasproduced
byelectro1ysisingwater
以水为原料,由水电解槽、氢(氧)气液分离器、氢(氧)气冷却器、氢(氧)气洗涤器等设备组合的统称。
2.0.8水电解制氢系统thesystemofhydrogengasproducedby
electrolysisingwater
以水电解工艺制取氢气,由水电解制氢装置及氢气加压、储存、纯化、灌充等操作单元组成的工艺系统的统称。
2.0.9变压吸附提纯氢装置theinstallationofhydrogen
purificationbypressureswingadsorption
以各类含氢气体为原料,经多个吸附塔,采用变压吸附法,从原料气中提取氢气的工艺设备组合的统称。
2.0.10变压吸附提纯氢系统hydrogenpurificationsystemby
pressureswingadsorption
以变压吸附法从各类含氢气体中提纯制取氢气,由变压吸附装置及氢气加压、储存、纯化、灌充等操作单元组成的工艺系统的统称。
2.0.11甲醇蒸气转化制氢装置theinstallationofhydrogengas
producedbythemethanoltransforming
以甲醇和水为原料,采用催化转化工艺,在一定温度下将甲醇裂解转化制取氢气的生产设备组合的统称。
2.0.12低压氢气压缩机thelowpressurecompressorforthe
hydrogengas
输出压力小于1.6MPa的氢气压缩机。
2.0.13中压氢气压缩机themiddlepressurecompressorforthe
hydrogengas
输出压力大于或等于1.6MPa,小于10.0MPa的氢气压缩机。
2.0.14高压氢气压缩机thehighpressurecompressorforthe
hydrogengas
输出压力大于或等于10.0MPa的氢气压缩机。
2.0.15钢瓶集装格thebundleofhydrogengascylinders
由专用框架固定,采用集气管将多只气体钢瓶接口并连组合的气体钢瓶组单元。
2.0.16氢气汇流排间thehydrogengasmanifoldsroom
设有采用氢气钢瓶供应氢气用的汇流排组等设施的房间。
2.0.17氢气灌装间thehydrogengasfillingroom
设有供灌充氢气钢瓶用的氢气灌充台或钢瓶集装格等设施的房间。
2.0.18实瓶solidcylinder
存有气体灌充压力气体的气瓶,一般水容积为40L、设计压力为12.0~20.0MPa的气体钢瓶。
2.0.19空瓶emptycylinder
无内压或留有残余压力的气体钢瓶。
2.0.20湿氢wethydrogen
在所处温度、压力下,水含量达饱和或过饱和状态的氢气。
2.0.21倒气用氢气压缩机thehydrogengascompressorforturning
systemover
在制氢或供氢系统中,氢气增压、储存或灌充用的氢气压缩机。
3总平面布置
3.0.1氢气站、供氢站、氢气罐的布置,应按下列要求经综合比较确定:
1、宜布置在工厂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;
2、宜布置为独立建筑物、构筑物;
3、不得布置在人员密集地段和主要交通要道邻近处;
4、氢气站、供氢站、氢气罐区,宜设置不燃烧体的实体围墙,其高度不应小于2.5m;
5、宜留有扩建的余地。
3.0.2氢气站、供氢站、氢气罐与建筑物、构筑物的防火间距,不应小于表3.0.2的规定。
表3.0.2氢气站、供氢站、氢气罐与建筑物、构筑物的防火间距(m)
建筑物、构筑物
氢气站或供氢站
氢气罐总容积(m3)
≤1000
1001~10000
100001~50000
﹥50000
其它建筑物耐火等级
一、二级
三级
四级
12
14
16
12
15
20
15
20
25
20
25
30
25
30
35
民用建筑
25
25
30
35
40
重要公共建筑
50
50
35~500kV且每台变压器为1000kV.A以上室外变配电站以及总油量超过5t的总降压站
25
25
30
35
40
明火或散发火花的地点
30
25
30
35
40
架空电力线
≥1.5倍电杆高杆
≥1.5倍电杆高度
注:
1、防火间距应按相邻建筑物、构筑物的外墙、凸出部分外缘、储罐外壁的最近距离计算。
2、固定容积的氢气罐,总容积按其水容量(m3)和工作压力(绝对压力)的乘积计算。
3、总容积不超过20m3的氢气罐与所属的厂房的防火间距不限。
4、与高层厂房之间的防火间距,应按本表相应增加3m。
5、氢气罐与氢气罐之间的防火间距,不应小于相邻较大罐直径。
3.0.3氢气站、供氢站、氢气罐与铁路、道路的防火间距,不应小于表3.0.3的规定。
表3.0.3氢气站、供氢站、氢气罐与铁路、道路的防火间距(m)
铁路、道路
氢气站
氢气罐
厂外铁路线(中心线)
非电力牵引车
30
25
电力牵引车
20
20
厂内铁路线(中心线)
非电力牵引车
20
20
电力牵引车
15
厂外道路(相邻侧路边)
15
15
厂内道路
主要道路
10
10
次要道路
5
5
围墙
5
5
注:
防火间距应从氢气站、供氢站建筑物、构筑物的外墙、凸出部分外缘及氢气罐外壁计算。
3.0.4氢气罐或罐区之间的防火间距,应符合下列规定:
1、湿式氢气罐之间的防火间距,不应小于相邻较大罐(罐径较大者,下同)的半径;
2、卧式氢气罐之间的防火间距,不应小于相邻较大罐直径的2/3;立式罐之间、球形罐之间的防火间距,不应小于相邻较大罐的直径;
3、卧式、立式、球形氢气罐与湿式氢气罐之间的防火间距,应按其中较大者确定;
4、一组卧式或立式或球形氢气罐的总容积,不应超过30000m3。
组与组的防火间距,卧式氢气罐不应小于相邻较大罐长度的一半;立式、球形罐不应小于相邻较大罐的直径,并不应小于1Om。
3.0.5氢气站需与其他车间呈L形、П形或Ш形毗连布置时,应符合下列规定:
1、站房面积不得超过1000m2;
2、毗连的墙应为无门、窗、洞的防火墙;
3、不得同热处理、锻压、焊接等有明火作业的车间相连;
4、宜布置在厂房的端部,与之相连的建筑物耐火等级不应低于二级。
3.0.6供氢站内氢气实瓶数不超过60瓶或占地面积不超过500m2时,可与耐火等级不低于二级的用氢车间或其他非明火作业的丁、戊类车间毗连,其毗连的墙应为无门、窗、洞的防爆防护墙,并宜布置在靠厂房的外墙或端部。
3.0.7氢气站内的氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间,宜布置在厂房的边缘部分。
4工艺系统
4.0.1氢气站制氢系统的类型应按下列因素确定:
1、氢气站的规模;
2、当地氢源状况,制氢用原料及电力的供应状况;
3、用户对氢气纯度及其杂质含量、压力的要求;
4、用户使用氢气的特性,如负荷变化情况、连续性要求等;
5制氢系统的技术经济参数、特性。
4.0.2水电解制氢系统应设有下列装置:
1、设置压力调节装置,以维持水电解槽出口氢气与氧气之间一定的压力差值,宜小于0.5kPa;
2、每套水电解制氢装置的氢出气管与氢气总管之间、氧出气管与氧气总管之间,应设放空管、切断阀和取样分析阀;
3、设有原料水制备装置,包括原料水箱、原料水泵等。
原料水泵出口压力应与制氢系统工作压力相适应;
4、设有碱液配制、回收装置。
水电解槽入口应设碱液过滤器。
4.0.3水电解制氢系统制取的氧气,可根据需要进行回收或直接排入大气,并应符合下列规定:
1、当回收电解氧气时,必须设置氧中氢自动分析仪和手工分析装置,并设有氧中氢超浓度报警装置;
2、电解氧气回收或直接排入大气时,均应采取措施保持氧气与氢气压力的平衡。
4.0.4变压吸附提纯氢系统的设置,应根据下列因素确定:
1、拟用的原料气的压力、组成和杂质含量;
2、产品氢气的压力、纯度和杂质含量;
3、氢气使用的连续性、负荷变化状况;
4、技术经济参数。
4.0.5变压吸附提纯氢系统,应设有下列装置:
1、原料气的预处理设施(视原料气中的杂质含量确定);
2、吸附器组及程序控制阀;
3、氢气的精制(视用户对氢气纯度及杂质含量等要求确定);
4、氢气和解吸气的缓冲设施;
5、解吸气回收利用设施;
6、根据需要设置原料气、产品氢气、解吸气的增压设施。
4.0.6甲醇转化制氢系统,应设有下列装置:
1、原料甲醇及脱盐水的储存、输送装置;
2、甲醇转化反应器及其辅助装置,如加热炉或加热器、热回收设备等;
3、变压吸附提纯氢装置。
4.0.7氢气压缩机前应设氢气缓冲罐。
数台氢气压缩机可并联从同一氢气管道吸气,但应采取措施确保吸气侧氢气为正压。
输送氢气用压缩机后应设氢气罐,并应在氢气压缩机的进气管与排气管之间设旁通管。
4.0.8氢气压缩机安全保护装置的设置,应符合下列规定:
1、压缩机出口与第1个切断阀之间应设安全阀;
2、压缩机进、出口应设高低压报警和超限停机装置;
3、润滑油系统应设油压过低或油温过高的报警装置;
4、压缩机的冷却水系统应设温度或压力报警和停机装置;
5
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- 氢气 设计 国家 规范