DB61∕T 2120-2025 水电解制氢工程设计规范

ICS27.180

CCSF19

DB61

陕西省地方标准

DB61/T2120—2025

水电解制氢工程设计规范

Specificationfordesignofhydrogenproductionprojectsbywater

electrolysis

2025-09-16发布2025-10-16实施

陕西省市场监督管理局发布

DB61/T2120—2025

目次

前言.................................................................................III

1范围.................................................................................1

2规范性引用文件.......................................................................1

3术语和定义...........................................................................3

4总体要求.............................................................................3

5水电解制氢系统.......................................................................4

6储存系统.............................................................................6

7电气与仪表控制......................................................................13

8建筑结构............................................................................19

9给排水系统及消防....................................................................21

10采暖通风及空调系统.................................................................21

11环境保护...........................................................................21

12劳动安全与职业卫生.................................................................21

13证实方法...........................................................................22

表1水电解制氢装置能效等级.............................................................4

表2设备、建筑物平面布置的防火间距.....................................................6

表3制氢装置报警优先级分布............................................................18

表4建构筑物的安全等级划分............................................................19

表5火灾危险性分类....................................................................19

表6防火间距..........................................................................20

表7地基基础设计等级..................................................................20

I

DB61/T2120—2025

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由陕西省能源局提出并归口。

本文件起草单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司、西安隆基氢能科技有限公司、华陆

工程科技有限责任公司、西安交通大学。

本文件主要起草人：陈康、白云艳、刘玮、张绍邦、刘艳军、王跃社、彭怀午、齐开来、王迎春、

刘俊霞、师进文、吕友军、付朋波、周军、田莉莎、杨美一、牛东圣、张俊峰、高丽娟、苏进展、许珂、

牛亚兵、高子良、胥文杰、董颖涛、张浩、冉龙飞、徐纵、张增业、张珂。

本文件由中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司负责解释。

本文件首次发布。

联系信息如下：

单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

电话/p>

地址：西安市长安区城南大道18号

邮编：710100

III

DB61/T2120—2025

水电解制氢工程设计规范

1范围

本文件规定了水电解制氢工程设计总体要求、水电解制氢系统、储存系统、电气及仪表控制、建筑

结构、给排水系统及消防、采暖通风及空调系统、环境保护、劳动安全与职业卫生和证实方法的要求。

本文件适用于新建、改建和扩建的水电解制氢工程的设计。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T150.3压力容器第3部分：设计

GB/T150.4压力容器第4部分：制造、检验和验收

GB/Z158工作场所职业病危害警示标识

GB/T629化学试剂氢氧化钠

GB/T2306化学试剂氢氧化钾

GB2893安全色

GB2894安全标志及其使用导则

GB/T3836.11爆炸性环境第11部分：气体和蒸气物质特性分类试验方法和数据

GB/T4732.6压力容器分析设计第6部分：制造、检验和验收

GB5083生产设备安全卫生设计总则

GB/T5831气体中微量氧的测定比色法

GB/T5832.1气体分析微量水分的测定第1部分：电解法

GB/T5832.2气体分析微量水分的测定第2部分：露点法

GB/T6285气体中微量氧的测定电化学法

GB/T8196机械安全防护装置固定式和活动式防护装置的设计与制造一般要求

GB/T12241安全阀一般要求

GB12326电能质量电压波动和闪变

GB/T12337钢制球形储罐

GB12358作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求

GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程

GB14549电能质量公用电网谐波

GB16808可燃气体报警控制器

GB/T19774水电解制氢系统技术要求

GB/T20438.1电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第1部分：一般要求

GB/T20438.2电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第2部分：电气/电子/可编程电

子安全相关系统的要求

GB/T20438.3电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第3部分：软件要求

GB/T20438.4电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第4部分：定义和缩略语

GB/T20438.5电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第5部分：确定安全完整性等级

的方法示例

GB/T20438.6电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第6部分：GB/T20438.2和GB/T

20438.3的应用指南

GB/T20438.7电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第7部分：技术和措施概述

GB/T20720.1企业控制系统集成第1部分：模型和术语

GB/T20720.2企业控制系统集成第2部分：企业控制系统集成的对象和属性

1

DB61/T2120—2025

GB/T20720.3企业控制系统集成第3部分：制造运行管理的活动模型

GB/T20720.4企业控制系统集成第4部分：制造运行管理集成的对象模型属性

GB/T20720.5企业控制系统集成第5部分：业务与制造间事务

GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求

GB/T26466固定式高压储氢用钢带错绕式容器

GB/T29729氢系统安全的基本要求

GB32311水电解制氢系统能效限定值及能效等级

GB/T32900光伏发电站继电保护技术规范

GB/T34542.1氢气储存输送系统第1部分：通用要求

GB38755电力系统安全稳定导则

GB/T41261过程工业报警系统管理

GB50007建筑地基基础设计规范

GB/T50011建筑抗震设计标准

GB50016建筑设计防火规范

GB50019工业建筑供暖通风与空气调节设计规范

GB50029压缩空气站设计规范

GB50032室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范

GB/T50046工业建筑防腐蚀设计标准

GB/T50050工业循环冷却水处理设计规范

GB50052供配电系统设计规范

GB50057建筑物防雷设计规范

GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范

GB5005935kV～110kV变电站设计规范

GB500603～110kV高压配电装置设计规范

GB/T50087工业企业噪声控制设计规范

GB50140建筑灭火器配置设计规范

GB50160石油化工企业设计防火标准

GB50177氢气站设计规范

GB50189公共建筑节能设计标准

GB50191构筑物抗震设计规范

GB50217电力工程电缆设计标准

GB50222建筑内部装修设计防火规范

GB50223建筑工程抗震设防分类标准

GB50348安全防范工程技术标准

GB50453石油化工建（构）筑物抗震设防分类标准

GB/T50493石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准

GB50516加氢站技术规范

GB50683现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范

GB/T50703电力系统安全自动装置设计规范

GB/T50770石油化工安全仪表系统设计规范

GB/T50779石油化工建筑物抗爆设计标准

GB50797光伏发电站设计规范

GB51096风力发电场设计规范

GB55015建筑节能与可再生能源利用通用规范

GB55030建筑与市政工程防水通用规范

GB55036消防设施通用规范

DL/T598电力系统自动交换电话网技术规范

DL/T860电力自动化通信网络和系统

DL/T1631并网风电场继电保护配置及整定技术规范

DL/T5044电力工程直流系统设计技术规程

2

DB61/T2120—2025

DL/T5136火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程

DL/T5218220kV～750kV变电站设计技术规程

DL/T5225220kV～1000kV变电站通信设计规程

HG20202脱脂工程施工及验收规范

HG/T20507自动化仪表选型设计规范

HG/T20511信号报警及联锁系统设计规范

HG/T20700可编程序控制器系统工程设计规范

NB/T10128光伏发电工程电气设计规范

NB/T31026风电场工程电气设计规范

NB/T47013.2承压设备无损检测第2部分：射线检测

SH/T3006石油化工控制室设计规范

TSG21固定式压力容器安全技术监察规程

TSGD0001压力管道安全技术监察规程——工业管道

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

水电解制氢Hydrogenproductionbywaterelectrolysis

在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气。

3.2

固定式氢气储存单元Stationaryhydrogenstorageunit

固定安装、用于储存氢气的容器。

3.3

移动式氢气储存单元Mobilehydrogenstorageunit

用于储存氢气的瓶式、长管式等可移动容器。

4总体要求

4.1水电解制氢工程设计应积极应用经运行实践或工业试验证明的先进技术、先进工艺、先进材料和

先进设备。

4.2利用可再生能源电力的水电解制氢工程，所在区域应有稳定、可靠、持续的可再生能源获得量。

4.3水电解制氢工程设计前应收集所在地区气象、地质、水文、电力、供水和用氢需求等有关基础资

料。

4.4水电解制氢设计应贯彻节约集约用地的原则，合理利用当地资源条件，根据工程所在区域总体规

划，并宜留有改建、扩建余地。

4.5水电解制氢工程的扩建和改建设计应结合原有总平面布置、原有生产系统的设备布置、原有建筑

结构和运行管理经验等方面的特点统筹考虑。

4.6水电解制氢工程的设计，应按下列因素确定：

a)氢气站的规划规模。

b)当地氢源状况，制氢用原料及电力的供应状况。

c)用户对氢气纯度及其杂质含量、压力的要求。

d)用户使用氢气的特性，主要包括负荷变化情况、连续性要求等。

e)制氢系统的技术经济要求、特性。

f)工程所在地生态环境、消防、劳动安全和职业卫生、交通运输的要求。

3

DB61/T2120—2025

4.7水电解制氢装置与可再生能源出力负荷波动设计，应符合以下规定：

a)水电解制氢装置应匹配可再生能源波动特性。

b)负载范围应能够满足30％～110％的区间，并匹配可再生能源出力曲线。

5水电解制氢系统

5.1一般规定

5.1.1水电解制氢系统应包括水电解制氢单元，气液处理单元、氢气纯化单元、氧气纯化单元。

5.1.2碱性水电解制氢、质子交换膜水电解制氢的原料水品质、循环冷却水的水质、碱性水电解制氢

系统运行中的电解液品质要求应符合GB/T37562的规定。

5.1.3碱性水电解制氢采用的氢氧化钾或氢氧化钠应符合GB/T2306及GB/T629的规定。

5.1.4氢气产品品质应符合GB/T3634、GB/T37244、GB/T16942的规定，氧气产品品质应符合GB3863

及GB/T14599的规定。

5.1.5水电解制氢系统内的氢气管道的设计应符合GB50177的规定，氧气管道的设计应符合GB50030

的规定。

5.2工艺系统

5.2.1水电解制氢单元

5.2.1.1水电解制氢宜采用碱性水电解制氢、质子交换膜水电解制氢和固体氧化物水电解制氢等技术，

或上述几种技术的组合方案。

5.2.1.2碱性水电解制氢装置应符合下列规定：

a)碱性水电解制氢装置应包括电解槽、补水装置、配碱装置、碱液循环装置等。

b)电解槽技术指标应满足GB/T29411、GB/T37562的规定，生产负荷率需具备30％～110％的

可调能力。冷启动时间宜不大于30min，热启动时间宜不大于1min，负荷调整速率宜不小于

30％PN/min。

c)补水装置宜主要包括原料水箱、补水泵等。补水泵出口压力应与水电解制氢系统的工作压力相

适应。补水装置应具备自动补水功能。

d)配碱装置宜主要包括碱液配制、碱液回收等环节。

e)碱液循环装置宜主要包括碱液冷却器、碱液循环泵等。碱液循环泵入口应设置碱液过滤器。

f)碱性水电解制氢装置应设置压力调节装置，以维持水电解槽出口氢气与氧气之间的压力差值，

宜小于0.5kPa。

5.2.1.3质子交换膜水电解制氢、固体氧化物水电解制氢等非碱性水电解制氢装置的生产负荷率范围、

冷（热）启动时间、负荷调整速率等技术指标宜不低于碱性水电解制氢装置的对应指标。

5.2.1.4水电解制氢装置的能效等级应符合表1的规定。

表1水电解制氢装置能效等级

制氢系统单位能耗制氢系统能耗值

制氢系统类型能效等级

kW·h/Nm3%

14.382

大中型

24.677

（＞60Nm3/h）

34.972

5.2.2气液处理单元

5.2.2.1气液处理单元宜包括氢（氧）气液分离器、氢（氧）洗涤器、氢（氧）冷却器等。

5.2.2.2气液分离单元的生产负荷范围与调节速率应与水电解制氢单元协同一致，满足安全运行要求。

5.2.2.3气液处理单元出口氢气中的氧气体积浓度宜不大于0.2％，氧气中的氢气体积浓度宜不大于

0.5％。

5.2.2.4气液处理单元出口氢气、氧气的温度不宜大于40℃。

5.2.3氢气纯化单元

4

DB61/T2120—2025

5.2.3.1氢气纯化单元宜包括气水分离器、氢气纯化器、氢冷却器、干燥器、过滤器等。

5.2.3.2氢气纯化单元的生产负荷范围与调节速率应与水电解制氢单元协同一致，满足安全运行要求。

5.2.3.3氢气纯化单元出口氢气的品质应根据终端用户需求确定。

5.2.4氧气纯化单元

5.2.4.1氧气纯化单元宜包括气水分离器、氧气纯化器、氧冷却器、干燥器、过滤器等。

5.2.4.2氧气纯化单元的生产负荷范围与调节速率应与水电解制氢单元协同一致，满足安全运行要求。

5.2.4.3氧气纯化单元出氧气的品质应符合根据终端用户需求确定，且不宜低于GB3863的规定。

5.2.5安全设施

5.2.5.1水电解制氢系统的技术、安全等要求应符合GB/T19774、GB/T37562、GB/T37563的规定。

5.2.5.2水电解制氢系统应设置压力、温度、液位、电压、电流、循环量、气体纯度等报警及联锁控

制系统，当水电解制氢系统偏离正常运行参数时应自动触发系统报警或停机。

5.2.5.3每套水电解制氢系统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。

5.2.5.4水电解制氢系统的氢气排空管口，应设置阻火器。阻火器的结构可采用砾石型、金属丝网型

和波纹型。

5.2.5.5水电解制氢系统的压力泄放装置中安全阀的整定压力为1.05倍～1.1倍的最高允许工作压

力，安全阀的技术要求应符合GB/T12241的规定。

5.2.5.6水电解制氢系统中的压力容器应设置安全附件及仪表，安全附件及仪表的设置应符合TGS21

的规定。

5.2.5.7水电解制氢系统应设置氮气吹扫置换接口。在水电解制氢系统长时间停机或系统泄漏再次开

机之前进行氮气置换，保证系统的安全运行。

5.3设备选择

5.3.1电解槽

5.3.1.1电解槽的性能参数、结构应以降低单位产气电能消耗、减少制造成本、延长使用寿命为基本

要求。

5.3.1.2电解槽的型号、容量和台数，应经技术经济比较后确定。

5.3.1.3电解槽的选择宜符合GB/T19774的规定。

5.3.1.4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。

5.3.1.5质子交换膜电解槽以质子交换膜作为电解质，质子交换膜应具有足够的化学稳定性以及质子

交换能力，并保证足够的机械强度和热稳定性，一般要求膜材料致密不透气，厚度为150μm～250μm。

5.3.1.6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。

5.3.2氢气纯化器

5.3.2.1氢气纯化器的选择应符合GB19771-2005中5.2.6规定。

5.3.2.2氢气纯化器中各类压力容器的设计、制造检验和验收应分别符合TSG21、GB/T150.4、GB/T

21的规定。

5.3.2.3氢气纯化后的氧、水分的微量杂质浓度的检测宜设置连续监测仪器，并应符合GB/T5831、

GB/T5832.1、GB/T5832.2和GB/T6285的要求。

5.3.3辅助设备

5.3.3.1原料水箱的容积应不小于8h原料水消耗量。补水泵供水压力应大于水电解制氢系统的工作

压力。水电解制氢工程的制氢站生产用水，应满足制氢站供氢生产要求，除供氢中断将造成氢气用户较

大损失的情况外，可采用一路供水。

5.3.3.2碱液配置装置宜包括碱液箱、碱液泵等。碱液箱容积应大于每套水电解槽及碱液管道的全部

容积之和。碱液泵的流量，可按每套电解槽所需碱液量和注入的时间确定。

5

DB61/T2120—2025

5.4工艺布置

5.4.1当氢气站内的制氢装置、储氢装置、压缩、氢液化装置和辅助装置等相关设备为室外布置时，

可将氢气站内的建筑物、构筑物和室外设备视为一套工艺装置。在装置内部，应根据氢气生产工艺需要

将其分隔为设备区、建筑物区等。

5.4.2氢气站工艺装置内的设备、建筑物平面布置应进行分割，氢气站内的氢气储存压力容器总储氢

量小于5000m3时防火间距不应小于表2的规定。

表2设备、建筑物平面布置的防火间距

单位为米

控制室、变配电氢气压缩机或氢装置内氢气储存氢充装间、氢实

项目明火设备

室、生活辅助间气压缩机间压力容器（空）瓶间

控制室、变配电室、

-115151515

生活辅助间

氢气压缩机或氢气

15-9922.5

压缩机间

装置内氢气储存压

159-915

力容器2

氢充装间、氢实

1599-15

（空）瓶间

明火设备1522.51515-

注1：散发火花地点与其他设备防火间距同明火设备；表中“-”表示无防火间距要求或执行相关规范。

注2：装置内固定车位的长管拖车按氢气储存压力容器执行。

5.4.3水电解制氢间内的主要通道不宜小于2.5m。电解槽之间的净距不宜小于2.0m。电解槽与墙之

间的净距不宜小于1.5m。电解槽与其辅助设备及辅助设备之间的净距，应符合GB50177的规定。

5.4.4氢气纯化间主要通道净宽度不宜小于1.5m。纯化设备之间及其与墙之间的净距均不宜小于

1.0m。

5.4.5氢气压缩机与其他设备之间的净距应满足零部件抽出距离，氢气压缩机之间的净距不宜小于

1.5m，与墙之间的净距不宜小于1.0m。氢气压缩机与其附属设备之间的净距，可按工艺要求确定。

当氢气站内同时设有氢气压缩机和氧气压缩机时，不得将氧气压缩机与氢气压缩机设置在同一房间内。

5.4.6氢气站内同时设有充装氢气和充装氧气的装置时，充装间等的布置应符合下列规定：

a)氢气充装间、实瓶间、空瓶间与氧气充装间、实瓶间、空瓶间，应分别设置。

b)充装间可通过门洞与相应的空瓶间、实瓶间相通，并均应设独立的出入口。

5.4.7当氢气实瓶数量不超过60瓶时，实瓶、空瓶和氢气充装台或氢气汇流排，可布置在同一房间内，

但实瓶、空瓶应分开存放。

5.4.8氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间以及氢气瓶集装格间、汇流排间的通道净宽度，应根据气瓶运输

方式确定，但不宜小于1.5m；气瓶在灌充、贮存、运输时应有防止瓶倒的措施。

5.4.9氢气站工艺装置内兼作消防车道的道路，应符合GB50177的规定。

6储存系统

6.1一般规定

氢气储存系统设计应符合下列规定：

a)储存系统宜尽量减少接头或其他可能产生泄漏的潜在危险点的数量和火源。

b)控制处于爆炸危险区域内的人员及停留时间。

c)系统不应处于负压状态。

d)系统应设置氮气置换接口。

e)不同设计压力的储氢系统互相联通时，应设置减压装置，确保较低设计压力的储氢系统不超压。

f)系统使用区域应通风良好，并应确保空气中氢气体积含量不超过1%。

6.2工艺设计

6

DB61/T2120—2025

6.2.1固定式氢气储存单元

6.2.1.1固定式储氢单元宜采用高压氢气储存方式。

6.2.1.2固定式储氢装置应满足压力、温度、储氢量、寿命、使用环境等因素的要求，并有足够的安

全余量。

6.2.1.3固定式储氢单元内氢气储存装置压力及各级容量应按GB50516的规定设置。

6.2.1.4储氢装置应具有防止超压的安全控制措施。

6.2.2移动式氢气储存单元

6.2.2.1移动式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。

6.2.2.2移动式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。

6.2.2.3移动式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。

6.2.2.4移动式储氢装置的最低设计温度应小于或等于使用地区历年来月平均最低气温的最低值。

6.2.3管道设计

6.2.3.1氢气管道的材料宜选用S31603或其他试验证实具有良好氢相容性的材料；

6.2.3.2氢气储存系统内的所有氢气管道、阀门、管件的设计压力不应小于最大工作压力的1.1倍；

6.2.3.3氢气管道应设置适用于高压氢气介质的安全阀，安全阀的整定压力不应大于氢气管道的设计

压力。

6.2.4安全设施设计

6.2.4.1氢气储存系统的安全设施应符合GB50516的规定。

6.2.4.2氢气放空排气装置的设置应保证氢气安全排放，并应符合GB50516的规定。

6.2.5氢气压缩单元设计

储存系统中氢气压缩单元的设计及安全保护设置应符合GB50516的规定。

6.2.6氢气充放单元设计

加氢机对车载储氢瓶加氢，应符合GB50516的规定。

6.2.7防火设计

储存系统防火设计应符合GB50016的规定。

6.2.8安全及泄放要求

安全及泄放要求如下：

a)储氢系统进气总管应设置紧急切断阀。手动紧急切断阀的位置应便于发生事故时及时切断氢气

源。

b)储氢容器或瓶式氢气储存压力容器组与加氢枪之间，应设置切断阀、氢气主管切断阀、吹扫放

空装置、紧急切断阀、加氢软管和加氢切断阀。

c)储氢容器或瓶式氢气储存压力容器组应设置与加氢机相匹配的加氢过程自动控制的测试点、控

制阀门、附件等装置。

d)氢气系统和设备，均应设置氮气吹扫装置，所有氮气吹扫口前应配置切断阀、止回阀。吹扫氮

气中含氧量不得大于0.5％（体积比）。

e)储氢容器应按压力等级的不同设置超压报警和低压报警装置。

6.3设备选择

6.3.1一般规定

储存系统中的设备主要类型有球形储罐、钢带错绕式容器，设计应满足GB/T34542.1、GB/T150.3、

GB/T12337、GB/T26466和GB4732.6的规定。

7

DB61/T2120—2025

6.3.2氢气罐

6.3.2.1制氢系统应根据氢气使用特点和用户对氢气的要求设置相应的氢气罐，应根据所需氢气储存

容量、压力状况确定，并应符合下列规定：

a)当氢气压力小于6kPa时，选用湿式储气罐。

b)氢气储存压力为中、低压，单罐氢气储量大于或等于5000Nm3时，采用球形储罐。

c)氢气储存压力为中、低压，单罐氢气储量小于5000Nm3时，采用筒形储罐。

d)氢气储存压力为高压时，宜采用筒形储罐；当氢气储量不超过15000Nm3，可采用大容积气瓶

储氢瓶组。

6.3.2.2氢气罐的储存容量应根据下列因素经综合比较后确定：

a)氢气、供氢规模和氢气使用特性、技术参数以及变化状况。

b)氢气站、供氢站的电源、气源及变化状况。

c)储氢系统输入压力、供氢压力。

d)制氢、供氢系统的氢气压缩机配置状况。

e)现场工作条件。

6.3.3氧气罐

6.3.3.1制氢系统产生的氧气可根据回收利用要求设置氧气罐。

6.3.3.2氧气罐的储存容量应根据用氧特点、氧气产量、氧气压力等参数确定。

6.3.3.3氧气罐及其连接管道和附件的脱脂应符合GB50030和HG20202的规定。

6.3.3.4安装在室外无保温的储存系统中的压力容器，当最低设计温度受地区环境温度控制时，最低

设计温度取历年来月平均最低气温的最低值减3℃。

6.3.4仪表控制系统

6.3.4.1储氢系统的基本过程控制系统，可由分散型控制系统、可编程逻辑控制器、工控机或盘装表

构成。

6.3.4.2安全仪表控制系统，应具有安全完整性等级认证。安全仪表系统应独立设置，不应与基本控

制系统共用。

6.3.4.3压缩机控制系统，可采用可编程逻辑控制器，在有安全完整性等级要求下，可由具有安全完

整性等级认证的安全仪表控制系统构成。

6.3.4.4储氢系统应采用独立的可燃有毒气体检测系统。

6.3.4.5储氢系统仪器仪表设备智能管理系统，宜与分散型控制系统整体考虑。

6.3.4.6储氢系统自动控制系统应符合下列要求：

a)根据储氢系统的规模与特点，选择基本过程控制系统的形式，宜采用分散型控制系统。

b)应根据压缩机的形式及规模，选择是否采用专用的压缩机控制系统。

c)应根据储氢系统危险与可操作性分析报告及安全完整性等级定级报告，选择是否采用独立的安

全仪表系统及其安全等级。

d)应根据储氢系统的工艺物性，选择可燃有毒气体检测系统。

6.3.4.7分散型控制系统系统应配置完善的过程接口、过程控制站、操作站、工程师站、服务器、辅

操台、通信、负荷、供电、环境等，并符合下列规定：

a)应结合储氢系统工艺操作分区及控制器的系统负荷，划分适合的控制站分区。

b)控制器采用冗余的CPU结构，负荷不应超过60％。

c)控制网络负荷不应超过50％。

d)数据刷新时间应小于1秒。

e)用于控制和联锁功能的I/O模块，应采用1：1冗余配置，AI/AO/DO模块最大通道数不宜大于

16。

f)与生产管理层的通讯，应保证系统间的隔离和安全，提供防火墙功能。

g)采用IEEE802.3系列通讯协议的网络，最大负荷不应超过30％。

h)应具备GPS时钟同步功能。

i)机柜I/O插槽，端子应预留20％的备用量，并预留20％的扩充空间。

j)操作站数量应至少配置2台。

8

DB61/T2120—2025

k)供电系统宜采用冗余的UPS系统，后备时间宜不小于60分钟。

6.3.4.8对于以开关量及顺控逻辑为主的控制单元或小型专用系统，可采用可编程逻辑控制器，系统

配置应符合HG/T20700的规定。可编程逻辑控制器系统应根据工艺单元的需求，配置相适应的过程控

制站、操作站、工程师站、服务器、辅操台、通信、负荷、供电、环境等，并符合下列规定：

a)根据装置单元需求，决定控制器应采用单/冗余/三重化/四重化的CPU结构，负荷不应超过60％。

b)控制网络负荷不应超过40％。

c)数据刷新时间应小于1秒。

d)与生产管理层的通讯，应保证系统间的隔离和安全，提供防火墙功能。

e)采用IEEE802.3系列通讯协议的网络，最大负荷不应超过30％。

f)应具备接收GPS时钟同步功能。

g)机柜I/O插槽，端子应预留15％的备用量，并预留15％的扩充空间。

h)操作站数量宜根据需要配置。

i)供电系统应采用UPS系统。

6.3.4.9压缩机控制系统可采用分散控制系统或可编程逻辑控制器，对于大型压缩机组，如项目危险

与可操作性分析分析和安全完整性等级定级报告有安全等级要求，可采用具有相应安全完整性等级认证

的安全仪表系统作为压缩机控制系统。可编程逻辑控制器系统配置应符合HG/T20700的规定。压缩机

控制系统宜根据压缩机的需求，配置相适应的过程控制站、操作站、通信、负荷、供电、环境等，并符

合下列规定：

a)应根据压缩机需求，决定控制器采用单/冗余/三重化/四重化的CPU结构，负荷不应超过60％。

b)控制网络负荷不应超过40％。

c)数据刷新时间应小于1秒。

d)与分散控制系统的通讯可靠。

e)采用IEEE802.3系列通讯协议的网络，最大负荷不应超过30％。

f)应具备接收GPS时钟同步功能。

g)机柜I/O插槽，端子应预留15％的备用量，并预留15％的扩充空间。

h)操作站数量应根据需要配置。

i)供电系统应采用UPS系统。

j)大型离心机组应设置独立的轴系仪表监测系统和超速保护系统。

k)采用前置放大器的轴系仪表距离控制室轴系仪表保护盘的距离应小于305m。采用4mA～20mA

信号输出的前置放大变送器的距离可适当延长。

l)压缩机控制系统硬件设计应采用故障安全模式。

m)压缩机控制系统与分布式控制系统、安全仪表系统的联锁信号采用硬接线。

6.3.4.10安全仪表系统应根据储氢系统的特点及项目危险与可操作性分析和安全完整性等级定级报

告确定安全等级要求，重要的安全联锁保护、紧急停车系统及关键设备联锁保护应设置具有相应安全完

整性等级认证的安全仪表系统，并配置相适应的过程控制站、操作站、通信、负荷、供电、环境等。安

全仪表系统的设计除应符合GB/T50770的规定外，应符合下列规定：

a)安全仪表系统的工程设计应满足石油化工工厂或装置的安全仪表功能、安全完整性等级等要求。

b)安全仪表系统应独立于基本过程控制系统，并应独立完成安全仪表功能。安全仪表系统不应介

入或取代基本过程控制系统的工作。

c)安全仪表系统应设计成故障安全型。当安全仪表系统内部产生故障时，安全仪表系统应能按设

计预定方式，将过程转入安全状态。

d)安全仪表系统应根据国家现行有关防雷标准的规定实施系统防雷工程。

e)根据装置需求，决定控制器采用冗余/三重化/四重化的CPU结构，负荷不应超过50％。

f)控制网络负荷不应超过50％。

g)数据刷新时间小于300毫秒。

h)与分散控制系统的通讯可靠。

i)采用IEEE802.3系列通讯协议的网络，最大负荷不应超过20％。

j)应具备接收GPS时钟同步功能。

k)机柜I/O插槽，端子应预留15％的备用量，并预留15％的扩充空间。

9

DB61/T2120—2025

l)操作站数量根据需要配置。

m)供电系统宜采用冗余的UPS系统供电。

n)加氢站现场5m内和控制室应设紧急切断按钮。

6.3.4.11可燃有毒气体检测系统应根据生产装置的特点及工艺介质物性要求，设置相应的可燃、有毒

气体监测系统，配置相适应的过程控制站、操作站、通信、负荷、供电、环境等。安全仪表系统的设计

应符合GB/T50493的要求，并应符合下列规定：

a)可燃有毒气体监测系统应独立于可采用分散控制系统和安全仪表系统等控制系统单独设置。

b)可燃有毒气体监测系统的联锁应采用正逻辑，报警输出为联锁时带电。去其它系统的联锁输出

应为干接点信号。

c)与安全仪表系统相关联的可燃有毒气体检测器应单独设置，信号进安全仪表系统。相同位置可

另设可燃有毒气体检测器，信号送可燃有毒气体检测系统。

d)可燃有毒气体检测系统应根据国家现行有关防雷标准的规定实施系统防雷工程。

e)可燃有毒气体检测系统信号可上传消防控制室。

f)采用IEEE802.3系列通讯协议的网络，最大负荷不应超过30％。

g)供电系统宜采用UPS系统供电。

6.3.4.12测量仪表配置及选型应符合下列规定：

a)压力储罐应在罐顶设置压力变送器进行压力远程指示和报警，同时设置就地压力表。

b)应根据危险与可操作性分析和保护层分析结果设置用于联锁的压力变送器。

c)压力变送器和压力表不应共用同一个取压接口。

d)宜在储罐下部最低液位以下设置接地双金属温度计或远传温度计。

e)压力储罐应设置高压力报警，高高压力联锁切断进料阀。

f)测量仪表选型可按照HG/T20507进行。

g)测量仪表应满足电气防爆区域分区的要求，氢气防爆区内应满足IICT1级别要求。

h)测量仪表材质应满足工艺介质和现场环境条件的要求。

i)应根据危险与可操作性分析和保护层分析结果设计安全仪表系统。

j)氢气管线仪表材质宜采用304L或316L奥氏体不锈钢。

6.3.4.13温度测量应符合下列规定：

a)储罐宜设置远传或就地温度测量仪表。

b)储罐远传温度计宜采用铠装热电阻或一体化温度变送器，就地温度计宜采用万向型双金属温度

计。

c)温度计套管型式及材质等应满足工艺要求。

d)压力储罐温度计宜选用带阻漏接头。

6.3.4.14压力测量应符合下列规定：

a)中低压力储罐的远传压力仪表宜采用直装式压力变送器，就地压力仪表采用弹簧管压力表。

b)高压压缩机出口后的高压系统，远传压力仪表宜采用镀金膜盒式压力变送器，就地压力仪表采

用弹簧管压力表，压力表带安全泄压装置。

c)当采用毛细管远传隔膜式压力变送器测量时，毛细管填充液宜选用氟油。当采用隔膜就地压力

表测量时，隔离液宜采用氟油。

6.3.4.15流量测量应符合下列规定：

a)所有进出罐区的物料和公用工程系统计量仪表的设置及测量精度应符合国家和行业计量规范

的要求。

b)进出罐区的水、蒸汽、气体等公用工程系统的计量仪表宜选用节流装置配差压流量变送器（带

温度、压力补偿）的形式，其它类型流量计如电磁流量计、涡街流量计、转子流量计和超声波

流量计等可以选用。

c)中低压干燥氢气流量测量宜选用热式气体质量流量计。

d)高压氢气宜采用差压式流量计，贸易计量用高压氢气宜用科氏力质量流量计。

6.3.4.16阀门应符合下列规定：

a)调节阀宜选气动直行程球形调节阀，偏芯旋转调节阀、V型调节球阀、蝶型调节阀等可根据需

要选用。

b)切断阀宜选气动切断球阀，切断闸阀、切断蝶阀等可根据需要选用。

10

DB61/T2120—2025

c)当无稳定仪表空气系统时，可采用电动执行机构阀门或电液执行机构阀门。

d)调节阀和切断阀的泄漏量应满足标准要求。

e)调节阀宜配置智能阀门定位器，支持在线诊断和在线测试。

f)氢气管线阀门的阀杆密封应满足压力管道等级和严密密封的要求，阀杆应进行防飞出设计，阀

门填料宜采用双重密封设计。

g)氢气管线切断阀防火应符合API607或API6FA标准的阀门。

h)自力式调节阀宜用于调节精度要求不高的场合。

i)开关阀的动作时间应符合安全和工艺操作的要求。

j)危险物料储罐进出口管线上的紧急隔离切断阀应独立设置，不能同时用做操作阀门。

k)紧急隔离切断阀应具备紧密关断、防火设计、故障位置关、宜配置部分行程测试等功能。安全

完整性等级满足规格书要求。

l)当储罐或储罐相连管道上需要设置紧急排放泄压阀时，应独立设置。

m)紧急排放泄压阀应具备紧密关断、防火设计、故障位置开等功能。安全完整性等级应满足规格

书要求。

n)储罐进出口阀应采用具有现场手动切断和控制室遥控切断功能的故障关型紧急切断阀，压力高

时高联锁切断进料阀，液位低时低联锁切断出料阀，现场手动按钮与紧急切断阀之间的距离应

大于15m。

o)罐区紧急切断阀应首选气动单作用执行机构。采用双作用活塞气缸执行机构时，应配储气罐。

可以采用电动执行机构或带有储能元件的电液执行机构，电动执行机构应配备应急电源。

p)所有与储罐直接相连的工艺物料进、出管道上均应设置紧急切断阀，每台储罐都应设置压力高

高切断进料切断阀的联锁功能。

6.3.4.17可燃有毒气体检测应符合下列规定：

a)应根据现场需求，设置可燃或有毒气体检测装置，并应符合GB/T50493的规定。可燃有毒气

体检测器应定期检验。

b)氢气泄漏检测器，应采用氢气专用检测器，可选用催化燃烧式，电化学式或热导式，对于长距

离检测，可采用红外线对置式。氢气检测要求量程应按照体积比设置，一级报警值为0.4％（体

积比），二级报警值为0.8％（体积比），联锁排风报警值为1％（体积比），加氢机联锁关

闭值为1.6％（体积比）。

c)对于易对人员造成缺氧窒息的场合，应设置氧气检测器。过氧环境报警值宜为23.5％（体积

比），欠氧环境报警值宜为19.5％（体积比）。

6.3.4.18分析仪表应符合下列规定：

a)氢气中的微量氧可采用电化学微量氧分析仪。

b)氢气中的微量水可采用电容式微量水分析仪。

c)氢气中的CO、CO2、氮气、氩气可采用气相色谱法进行测量。

d)氢气纯度采用100％减去各杂质组份计算。

6.3.5压缩机

6.3.5.1氢气输送用压缩机的选型、技术参数，应符合下列要求：

a)压缩机的排气量，应根据最大小时氢气输送量、供气特性和进气压力、排气压力等确定。

b)应按输送的氢气纯度要求选择压缩机类型，纯度大于或等于99.999％时，宜采用无油润滑氢

气压缩机。

c)连续运行的活塞式氢气压缩机宜设置备用机。

6.3.5.2氢气压缩机的设置，除应符合GB50516的规定外，还应符合下列要求：

a)氢气压缩机吸气端应设置防止负压的措施，宜设置氢气缓冲罐等。

b)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。

c)压缩机的进气管与排气管之间宜设旁通管。

6.3.5.3氢气压缩机安全保护装置的设计，应符合GB50516的规定。

6.3.5.4氢气压缩机的驱动形式宜采用恒速低转速电动机直接驱动，采用齿轮、发动机等其他形式的

驱动机，不得采用皮带传动。

11

DB61/T2120—2025

6.3.5.5往复式氢气压缩机在规定的所有工况点和复核条件下，预期排气温度应小于等于135℃。

6.3.5.6压缩机的容积流量应符合规定，在规定工况的容积流量不应有负偏差。压缩机在正常运行点

所需的功率不应超过规定功率的103％。

6.3.5.7无油润滑的往复活塞式压缩机平均活塞线速度不应大于3.6m/s，膜式压缩机的平均活塞线

速度应不大于3.1m/s。

6.3.5.8当压缩机功率小于或等于450kW时和许用活塞力小于或等于160kN的两列及其以下列数的

机组，可提供手动盘车机构；当压缩机功率大于450kW时，或者许用活塞力大于160kN，或者压缩机

列数超过两列，卖方应提供带行程开关的电动盘车机构。

6.3.6管道材料

6.3.6.1氢气压力管道的材料选择应符合TSGD0001的规定。

6.3.6.2氢气管道的最低设计温度应小于或等于使用地区历年来月平均最低气温的最低值。

6.3.6.3氢气管道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。非金属材料应有

良好的抗氢渗透性能。

6.3.6.4氢气管道宜选用奥氏体不锈钢。

6.3.6.5氢气管道的宜采用无缝金属钢管。

6.3.6.6氢气管道的阀门，宜采用球阀、截止阀。

6.3.6.7氢气管道的连接宜采用焊接或者其他能防止氢气泄露的连接方式，且应符合相应的耐温耐压

要求。

6.3.6.8氢气管道与设备、阀门的连接，宜采用法兰连接。

6.4工艺布置

6.4.1储存系统位置选择应符合下列规定：

a)氢气储存系统布置应符合GB50516的规定。

b)系统与系统外建筑物、构筑物的防火间距应符合GB50177和GB50516的规定。

c)储氢装置与其他设施间的距离应满足人员作业的要求。

d)氢气管道的敷设应符合GB50177和GB50516的规定

6.4.2储存系统平面布置应符合下列规定：

a)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。

b)储存系统与其他可燃气体的存储设施进行隔离布置。

c)系统的平面布置应符合GB50177、GB50516和GB/T29729的规定。

6.4.3储存系统建构筑物应符合下列规定：

a)安装系统的建筑物应为单层建筑，且耐火等级不应低于二级，防雷分类不应低于第二类防雷建

筑。

b)系统爆炸危险区域内严禁明火采暖。

c)系统区域内应按GB50177、GB50516的规定设置灭火器材和消防给水系统。

d)系统爆炸危险区域，特别是入口处，应按GB2894的规定设置永久性标志，指出其危险性，如

氢气-易燃气体、严禁明火等。

e)系统爆炸危险区域内应无杂物，确保消防通道通畅。

f)系统内有爆炸危险的房间应满足下列要求：

1)通风良好，顶棚内表面应平整，且避免死角，不得积聚氢气；

2)泄压设施应设置在外墙或者屋顶，其泄压面积的计算应符合GB50516的规定；

3)有爆炸危险房间不应与无爆炸危险房间直接相通，必须相通时，应以走廊相连或设置双门

斗；

4)有爆炸危险房间内，应设置氢气检测报警仪，并与相应的事故排风机联锁。

6.4.4爆炸危险区域的安全防护

6.4.4.1爆炸危险区域内的电气设备防爆等级应符合GB/T3836.11的规定，爆炸危险区域等级范围划

分应符合GB50177、GB50516及GB50058的规定。

6.4.4.2爆炸危险区域内的电气设备防爆等级应为II类C级T1组。

12

DB61/T2120—2025

6.4.4.3电气设备应有防静电接地装置，并应定期检测接地电阻，有爆炸危险环境内可能产生静电危

险的其他物体应采取防静电措施。

6.4.4.4电气设备工作时的表面温度应低于氢在空气中的着火温度。

6.4.4.5储氢系统应配备便携式氢火焰检测报警仪。

6.4.4.6在有爆炸危险房间内设置氢气可燃检测报警仪，并应有相应的事故排风机联锁。当空气中氢

含量达到氢气爆炸下限的25％时，氢气检测报警仪应报警；当空气中氢气浓度达到0.4％（体积比）时，

事故排风机应自动开启。

7电气与仪表控制

7.1制氢系统电气

7.1.1制氢站的供电系统设计应符合GB50052的规定。

7.1.2制氢站供电电压应根据制氢站用电负荷容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、

当地公共电网及其发展规划等因素，经经济技术比较确定。

7.1.3制氢站中波动负荷产生的电压变动和闪变在电网公共连接点的限值，宜符合GB12326的规定。

7.1.4供电系统在御电网公共连接点的三相电压不平衡度允许限值，宜符合GB14549的规定。

7.1.5有爆炸危险房间或区域内的电气设施，应符合GB50058的规定。

7.1.6有爆炸危险环境的电气设施选型，不应低于氢气爆炸混合物的级别、组别（ⅡCT1）。有爆炸危

险环境的电气设计和电气设备、线路接地应按GB50058的规定执行。

7.1.7有爆炸危险房间的照明应采用防爆灯具,其光源宜采用荧光灯等高效光源。灯具宜装在较低处,

并不得装在氢气释放源的正上方。氢气站内宜设置应急照明。

7.1.8在有爆炸危险环境内的电缆及导线敷设,应符合GB50217的规定。敷设导线或电缆用的保护钢

管，应在下列