加氢站用储氢装置

加氢站用储氢装置

1 范围

本标准规定了加氢站用气态氢储存装置（以下简称储氢装置）的安全技术要求。 本标准适用于设计压力不大于100 MPa，使用温度不低于-40 °C且不高于60 °C，充装高压氢气的加氢站用固定式储气罐储氢装置和无缝管式储气瓶储氢装置。 2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB 4962 氢气使用安全技术规程

GB/T 24499 氢气、氢能与氢能系统术语

GB/T 26466 固定式高压储氢用钢带错绕式容器 GB/T 29729 氢系统安全的基本要求

GB 50166 火灾自动报警系统施工及验收规范 GB 50516 加氢站技术规范

JB 4732 钢制压力容器——分析设计标准（2005年确认） TSG 21 固定式压力容器安全技术监察规程 3 术语和定义

GB/T 24499界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1

储氢装置 hydrogen storage device

加氢站中用于充装高压氢气且安装在固定位置的装置，包括储气罐储氢装置和无缝管式储气瓶储氢装置。 3.2

无缝管式储气瓶储氢装置 seamless tube for storage of high-pressure hydrogen

用于充装高压氢气，由单个或者多个钢质无缝管式储气瓶、管道、阀门与管件等组成且安装在固定位置的装置。 3.3

储气罐储氢装置 storage device for high-pressure hydrogen

用于充装高压氢气，由单个或者多个储气罐、管道、阀门与管件等组成且安装在固定位置的装置。 3.4

工作压力 working pressure

正常工作情况下，储氢装置内氢气可能达到的最高压力（表压）。 3.5

排放管 vent pipe

储氢装置中用于直接向大气中排放氢气的管道。 3.6

设计压力 design pressure 设定的储氢装置最高压力，与相应的设计温度一起作为储氢装置的基本设计载荷条件，其值不低于工作压力。 4 安全技术要求 4.1 通用要求

4.1.1 充入储氢装置的氢气质量应符合相关标准及设计文件的规定。 4.1.2 与储氢装置连接的管道应符合相应规范、标准及设计文件的规定。 4.1.3 储氢装置应尽量减少接头或者其它可能产生泄漏的潜在危险点的数量。

4.1.4 储氢装置的储氢能力应满足设计压力、供氢方式、供氢压力、充氢压力、氢气充装量以及均衡连续供气的要求；储氢装置的设计压力宜按2级或者3级分级设置。 4.1.5 不同设计压力的储氢装置相互连通时，应设置减压装置，确保较低设计压力的储氢装置不超压。 4.1.6 储氢装置中与氢直接接触的零部件材料，应经验证与氢具有良好的相容性。 4.1.7 储氢装置用管道、阀门、压力表、爆破片等，在设计选型时应考虑氢脆的影响， 4.1.8 储氢装置安装区域应通风良好，并配备消防设施和氢气泄漏报警设施。

4.1.9 储氢装置安装区域应设置明显的禁火标志，如易燃气体、严禁吸烟、严禁明火等。 4.1.10 储氢装置的防雷、防静电与接地应符合GB 50516的规定。 4.1.11 储氢装置的安全泄放量应根据氢气的增压方式确定。采用压缩机增压时，安全泄放量应取压缩机在单位时间内的最大排气量。

4.1.12 储氢装置的置换除应满足GB 4962的有关规定外，还应符合下列规定：

a) 置换用氮气中氧的体积分数不得大于0.5%； b) 置换后的气体应通过排放管排放。 4.2 设计、制造

4.2.1 储氢装置中储气罐和钢质无缝管式储气瓶的设计、制造应符合TSG 21、JB 4732的有关规定。钢带错绕式储氢罐的设计、制造还应符合GB/T 26466的相关规定。 4.2.2 储氢装置的设计单位应取得相应的压力容器设计资质，并应向设计委托方提供完整的设计文件，包括应力分析报告、设计图样、制造技术条件、风险评估报告、安装与使用维修说明、储氢装置安全泄放量、安全阀排量或者爆破片泄放面积的计算书。 4.2.3 储氢装置应进行疲劳分析。

4.2.4 储氢装置的工作压力应根据车载储氢气瓶的充氢方式和公称工作压力确定，通常不小于1.38倍公称工作压力。

4.2.5 储氢装置中管道组成件的设计压力不应小于其工作压力的1.1倍。

4.2.6 储氢装置的设计寿命（循环次数）不得低于预期使用年限内的压力循环次数。

4.2.7 储氢装置的最低设计金属温度应小于等于使用地区历年来月平均最低气温的最低值。

4.2.8 无缝管式储气瓶储氢装置的瓶体不得进行焊接。 4.3 安全附件 4.3.1 一般要求

4.3.1.1 储氢装置至少应设置如下安全附件：

a) 超压泄放装置；

b) 压力测量仪表、压力传感器； c) 氢气泄漏报警装置； d) 氮气吹扫置换接口；

e) 位于储氢装置顶部的氢气排放管。

4.3.1.2 储氢装置超压泄放装置（包括安全阀和爆破片）、置换管道均应设置排放管。 4.3.1.3 储氢装置超压泄放装置的动作压力不得超过储氢装置的设计压力。 4.3.2 超压泄放装置

4.3.2.1 超压泄放装置应满足以下基本要求：

a) 制造单位应持有特种设备制造许可证；

b) 应经过国家质量监督检验检疫总局核准的型式试验机构进行相应的型式试验，并且取得型式试

验证明文件；

c) 出厂时应附带产品合格证或者质量合格证明书，并且应在产品上装设牢固的金属铭牌； d) 排放能力不得小于储氢装置的安全泄放量； e) 与被保护的储氢装置或者管道之间应直接相连；

f) 支撑结构应有足够的强度和刚度，以保证能承受该泄放装置泄放时所产生的反作用力。 4.3.2.2 安全阀还应满足以下要求：

a) 经校准合格铅封后，方可安装；

b) 应设置在排放管路上容易安装、检查、维护的部位，安全阀的阀体应垂直向上； c) 储氢装置与安全阀之间连接管的通孔的面积不得小于安全阀的进口截面积，且连接管应尽可能

短；

d) 应每年至少校验一次。

4.3.2.3 爆破片还应满足以下要求：

a) 爆破时不应产生火花和金属碎片； b) 应根据使用寿命进行定期更换； c) 应设有安全保护盖。 4.3.3 阀门

4.3.3.1 储氢装置的氮气吹扫口前应设置切断阀、止回阀。 4.3.3.2 储氢装置的切断阀宜采用截止阀或者球阀。 4.3.4 排放管

4.3.4.1 排放管应垂直设置，并应高于屋面或者操作平台2m以上。 4.3.4.2 排放管应设置2只切断阀和取样口。

4.3.4.3 排放管设计时应考虑排出气体的作用反力。

4.3.4.4 排放管内直径应大于超压泄放装置的出口直径；若多个泄放装置采用排放总管时，总管的截面积应大于各泄放装置泄放口截面积总和。

4.3.4.5 排放管口应设阻火器。

4.3.4.6 排放管应设静电接地装置，并在避雷保护范围之内。

4.3.4.7 排放管应设有防止空气回流以及雨雪侵入、水气凝结和外来异物堵塞的措施。 4.3.5 控制与监测装置

4.3.5.1 储氢装置的控制和监测装置的精度等级和量程应满足使用要求，并应有相应的产品合格证和检定日期，经校核合格铅封后方可安装，且安装位置应便于作业人员观察和检修。 4.3.5.2 储氢装置至少应采取以下报警措施：

a) 储氢装置有多个设计压力等级时，每个设计压力等级应单独设置超压报警和低压报警； b) 储氢装置邻近处，应设置氢气泄漏检测报警装置和火焰报警探测器，火焰报警探测器的安装和

调试应符合GB 50166的有关规定。

4.3.5.3 若使用的仪表或控制器为电气设备，则应符合GB 4962的有关规定。 4.3.5.4 应按现行相关法规或标准的规定定期校验仪表和控制器。 4.4 平面布置

4.4.1 储氢装置与加氢站内其他设施间的防火间距应符合GB 50516中的规定。 4.4.2 储氢装置与其他设施间的距离应满足人员作业的要求。

4.4.3 储氢装置与站内汽车通道相邻时，相邻的一侧应设置安全防护栏或采取其他防撞措施。 4.5 安装

4.5.1 储氢装置应按照产品设计文件的要求进行安装。

4.5.2 储气罐和无缝管式储气瓶应在制造厂整体制造，其主体不得进行现场焊接。

4.5.3 储氢装置应采用承载力强的钢筋混凝土基础，其所承受的载荷应考虑水压试验时水的质量以及风载、地震载荷等。

4.5.4 储氢装置电气仪表的施工安装以及安装后的竣工验收应符合GB 50516的规定。 4.6 使用管理

4.6.1 储氢装置的使用管理应符合TSG 21的规定。

4.6.2 使用单位应逐台建立储氢装置的技术档案并且由其管理部门统一保管。技术档案至少应包括以下内容：

a) 特种设备使用登记证； b) 储氢装置登记卡；

c) 储氢装置设计制造技术文件和资料；

d) 储氢装置年度检查、定期检验报告，以及其他有关检验的技术文件； e) 储氢装置维修和技术改造的方案、图样、材料质量证明书等技术资料； f) 安全附件的校验、维修和更换记录； g) 相关事故的记录资料和处理报告。

4.6.3 使用单位应在工艺操作规程和岗位操作规程中，明确提出储氢装置的安全操作要求以及突发事件处理方案。对突发事件的处理应符合GB/T 29729的有关规定。

4.6.4 使用单位应对作业人员进行安全教育，确保作业人员掌握操作规程及事故应急措施；储氢装置的安全管理人员和操作人员应持有相应的特种设备作业人员证。

4.6.5 使用单位应对储氢装置及其安全附件进行日常维护保养，对异常情况应及时处理并且记录。 4.6.6 使用单位应对储氢装置进行年度检查，年度检查应包括储氢装置安全管理情况检查、装置本体及运行状况检查、安全附件检查等。

4.6.7 使用单位应当在储氢装置定期检验有效期届满前一个月向检验机构提出定期检验要求。 4.6.8 储氢装置在投入运行前、检修动火作业前或者长期停用前后，均应采用氮气进行吹扫置换。 4.6.9 储氢装置的动火作业应实行企业安全部门主管书面审批制度，未经安全部门主管书面审批不得擅自作业。

4.6.10 储氢装置检修前，应切断相应的电源、气源，并经氮气吹扫置换合格后再进行检修。

4.6.11 操作人员、检修人员不得随意敲击储氢装置；储氢装置运行时，不得带压维修和紧固；不得使储氢装置处于负压状态。