T-SNEIA 11-2024 橇装式液氢储氢加注系统技术规范

ICS27010CCSF19T/SNEIA11-2024 1 1 1 2 2 4 7 8 9 T/SNEIA11-2024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》的规则起草。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。本文件由山东省新能源产业协会提出并归口。本文件主要起草单位：烟台东德实业有限公司、烟台东德氢能技术有限公司、山东氢谷新能源技术研究院、江苏国富氢能技术装备股份有限公司、新地能源工程技术有限公司、潍柴动力股份有限公司、山东国创燃料电池技术创新中心有限公司、山东省标准化研究院。本文件主要起草人：邢子义、李殿贇、李可敬、张真、苗乃乾、张蕾蕾、陶晓伟、吕忠良、李志杰、马飞、刘军、刘亚平。本文件为首次发布。T/SNEIA11-2024橇装式液氢储氢加注系统技术规范本文件规定了液态储氢、气氢加注系统的术语定义和技术规范。本文件适用于新建、扩建和改建的橇装式液氢储氢加注系统，且液氢储罐容积不大于20m³。与气氢加注相关的内燃机、低空飞行器、分布式能源等领域可参照使用。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。GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50140建筑灭火器配置设计规范GB50156汽车加油加气加氢站技术标准GB50177氢气站设计规范GB50217电力工程电缆设计规范GB50264工业设备及管道绝热工程设计规范GB50516加氢站技术规范GB/T4980容积式压缩机噪声的测定GB/T8175设备及管道绝热设计导则GB/T10715带传动多楔带、联组V带及包括宽V带、六角带在内的单根V带抗静电带的导电性:要求和试验方法GB/T30719液氢车辆燃料加注系统接口GB/T31138加氢机GB/T42855氢燃料电池车辆加注协议技术要求JB/T6896空气设备表面清洁度3术语和定义GB50156界定的及下列术语和定义适用于本文件。3.1橇装式液氢储氢加注系统Skid-mountedliquidhydrogenstorageandrefuelingsystem用于液氢储氢并为用氢设备加注气氢的组合体，其主要包含：液氢储罐、液氢增压装置、气化器、氢气储气瓶组、加氢装置等，以下简称液氢加注系统。3.2液氢增压装置Liquidhydrogenboostingdevice将液压动能或电能转化为液氢压力势能的装置。3.3站控中心Stationcontrolcenter用来对分布式多个独立运营的液氢加注系统实施实时监测和控制的单元，通常设置在2T/SNEIA11-2024多点分布的中心位置，通过接收各独立单元的运行情况，实施监管与控制的场所。3.4橇装式Skid-mountedtype根据液氢加注系统的结构零部件安装需求，将液氢增压装置、气化器、氢气储罐、液氢储罐及控制系统容纳在一个可开启式箱体内，且底橇满足相关设备的承重需求。3.5静态日升压速率Staticdailyboostrate是指在静态条件下液氢储罐内压力随时间上升的速率，单位：kPa/d。3.6漏放气速率Leakagerate漏放气速率是指液氢储罐真空夹层内的升压速率，单位：Pa·m³/s。4基本规定4.1液氢加注系统可作为独立站运营，也可设在加油站、CNG加气站、LNG站或加氢站的规定区域内，并应与站控中心实时保持通讯。4.2仅限室外使用，安装场所应充分考虑通风条件和消防措施。5橇装式液氢加注系统一般要求5.1额定增压能力液氢加注系统按额定增压能力可分为三个等级，如表1所示。表1液氢加注系统额定压力等级等级额定进液压力MPa额定供液压力MPa一级0.3≤P≤190二级45三级5.2增压装置分类液氢加注系统用增压装置按安装形式可分为：内置式和外置式两种。a)内置式增压装置应外部应带有良好的绝热性能的泵池，以确保增压装置吸入端周围的液氢保持在-252.5℃,且增压装置与泵池之间应进行氮气密封试验，试验压力为最大工作压力的1.2倍。b)外置式增压装置液氢入口及液氢连接管路应保持良好的绝热性能，液氢增压装置入口管道中应设置过滤器，精度≤5μm，且应保证通经面积可以满足增压装置进液流量需求。3T/SNEIA11-20245.3噪音限值液氢加注系统的噪音限值应满足表2规定，按GB/T4980中规定进行测定。表2液氢加注系统用增压装置噪音限值额定供液压力MPa声压级dBA2245905.4液氢加注系统易损件寿命易损件寿命至少应满足表3中规定。表3液氢加注系统易损件寿命易损件清单易损件寿命油封≥8600h或1年O型圈导向带活塞支撑环活塞环进液垫圈密封垫片进液阀排液阀过滤器5.5系统过滤装置液氢增压装置的进液口前应设置方便拆卸的过滤装置，过滤精度为≤5μm，且两端应设置检修阀门。5.6输送管路5.6.1液氢输送管路采用高真空、多层绝热保冷技术，其性能应满足11.4中规定。与介质接触的所有零部件表面，包括内容器内表面、罐体夹层管路的内表面、外部管路的内表面、阀门、仪表和自增压器的介质流经通道等，均应进行严格的脱脂与清洁处理，表面油脂、杂质残留量≤125mg/m2，按JB/T6896及设计文件中规定的方法进行检测。5.6.2系统管路按温度和压力可分为低温低压段、低温高压段、高温高压段三种，应按表4规定进行分区，并分别进行压力试验、气密性测试、泄漏量试验。高低压管段交汇处应设置分隔阀，以便不同压力等级可以分区进行承压试验,试验前应采用封堵或承压更高的安全阀替换统一该分区内所有安全阀。4T/SNEIA11-2024表4管段分区管段名称温度/℃压力/MPa低温低压≤-40≤1.2低温高压≤-40常温高压10~656系统布置及安全设计6.1系统布置6.1.1液氢加注系统中除加氢岛外，其余区域应按图1、图2中规定设置防护、隔离措施，使用板材时，其防火等级应≥3级、厚度≥40mm的夹心板。6.1.2宜布置为独立建筑物、构筑物。6.1.3宜布置在工厂或混建站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。6.1.4防爆风机应与橇内氢气探测器联动（应随氢气探测值自动调整风机速度与开关状态），并应具有防水措施。6.1.5布置在人员密集地段和主要交通要道邻近处时，以液氢加注系统的周围围挡计算，间距5米内不得有人行道和非机动车道，10米内不得有大型商业中心或市场，20米内无明火作业所。6.2安全设计6.2.1液氢加注系统必须采用通风设计，顶棚上方应设置检修口及防爆风机，以确保橇内无氢气聚集情况发生。6.2.2液氢橇与其他设备、设施的安全间距应符合表5规定。6.2.3液氢加注系统中各零部件距离可以缩小至只保留维修间距，以进一步缩小占地面积。6.2.4各零部件应按产品设计要求及安装图，可靠地与地面进行固定。5T/SNEIA11-2024表5液氢加注装置的最小安全间距（单位：m）液氢设备名称站用设施液氢储罐加氢装置站内设备加氢装置其它设备设施站房/值班室其他类型的油、气加注站站内其他服务设施（洗车、商业服务）地下柴汽油储罐/消防水池厨房/舆洗室6.2.5液氢加注系统应设置防护栏，护栏高度、与各设备间距应按表5中规定进行。6.2.6液氢增压系统中需确保具有足够的安全措施，各风险点均应部署等流量的安全阀。布置点至少应包含：液氢储罐、增压装置、气化器、储气瓶组、加氢装置，并与液氢橇的放散管路汇集，实施统一排放。DDCCYY图1防护隔离措施6T/SNEIA11-2024标引序号说明：C——液氢储罐与围挡间的距离；D——橇箱与围挡间的距离；Y——橇箱与加氢装置间的距离；H——围挡与地面见的高度。55/4H12图2防护隔离措施高度标引序号说明：1——液氢储罐；2——防爆风机；3——气化器；4——储液泵池；5——围挡。6.2.7图1、图2中四周围挡与设备安全距离要求应符合表6中规定。表6围挡与相邻设备距离单位（m）6.2.8围挡应采用耐低温性能、防拆结构，与液氢接触后不易发生爆裂、倒塌等隔挡功能失效现象发生。6.2.9液氢加注系统中应至少布置两个高清防爆摄像头，且应与站控中心、消防部门联网，摄像头的布置应至少清晰的体现：加气车辆及人员、橇内设备及液氢储罐周边视频。T/SNEIA11-202476.2.10液氢储罐车停车区应设置在下风口，且安全注意事项、卸氢操作规程等应以图文形式张贴在停车位对应的围挡墙面上，且停车后不得遮挡。6.2.11液氢加注系统供电容量应不低于所有电气设备总容量的1.2倍，供电设备距离围挡不得小于5米。6.2.12为确保液氢加注系统的安全运行，距围挡及设备最高点以外（上）五轴方向40米范围内应为禁飞区和禁燃区，并设置标识、警告牌等设施。如图3所示。图3五轴方向示意图7加氢岛及加氢装置技术要求7.1加氢岛地面高度及宽度尺寸等要求应按照加氢机安装使用规范，并结合相关标准进行建设。7.2加氢岛上应设置遮阳、挡雨设施，并保证其建设的稳固性。7.3加氢装置安装时应参照GB/T31138中规定，对其附属管路、阀门、电气连接处进行检查，确保安全可靠后方可试机或运行。7.4加氢装置操作说明应简单、明了并以图示方式张贴在显眼位置，紧急停机标识、消除静电标识应便于操作且醒目。7.5加氢速率、加氢斜率及加氢压力应根据现场情况（环境温度、储氢容量等）自动判断，不应有人为干预行为。具体参照GB/T42855中相关规定执行。7.6加氢岛上应安装系统状态指示标识或屏幕，应即时显示加氢系统状态信息。7.7加氢位应设置车辆停车线及人员操作相对安全区域，并划线、标识。8T/SNEIA11-20248液氢加注系统爆炸危险区域及防爆技术要求8.1液氢加注系统爆炸危险区域风险等级划分参照GB50156中规定，并结合易泄漏风险，按表7进行划分并采取预防措施。表7风险等级划分及预防措施号ABAC入口有液氢进入，出口有氢气流出，且8.2氢气放空管应参照GB50156中C.0.23氢气设备放空管的爆炸危险区域划分。距离气液放空管口（释放源）高度≥7.5米，向地面方向半径4.5米以及放空管口圆周4.5米范围均列为A类爆炸危险区域。如图4所示。气液放空管气液放空管图4氢气放空管爆炸危险区域8.3防爆要求8.3.1采用皮带传动、驱动的增压系统，其抗静电性能应满足GB/T10715中规定；8.3.2橇箱内所有电气、仪表按GB50177中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IIC，其最大试验安全间隙（MESG）和最小点燃电流比（MICR）按表8中规定进行。9T/SNEIA11-2024表8Ⅱ类电气设备等级划分8.3.3爆炸性环境用电气设备外表面温度参照GB50177，并满足表9中规定。表9外表面温度组别8.3.4处于爆炸危险环境的电气设计、电气设备、线路接地等要求，应按GB50058中有关规定进行。8.3.5驱动电机及电气仪表的防爆类型选型参照GB50177，应满足表10中规定。表10防爆类型di8.3.6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，必须在下列各处做隔离密封:——导线或电缆引向电气设备接头部件前；——相邻的环境之间；——本安型仪表及电气设备电气连接时，线管接头、弯管处允许使用镀锌管件进行密封连接。9卸车操作要求9.1卸车操作前应先对人体、管路进行放静电，并将罐车接地线与氢站接地进行连接。9.2操作人员进入卸车位后，应更换专用护具及防护服，并严格按规定正确使用。9.3液氢罐车到达站内卸车前，应先对罐车与液氢储罐间的连接管路分别经过氮气、氢气置换。置换参数要求按表11进行。T/SNEIA11-2024表11卸车置换参数要求参数名称置换用气体类别置换压力MPa置换次数置换要求置换1氮气0.6-0.83-5次氧含量≤3ppm置换2氢气0.6-0.83-5次氧含量≤3ppm9.4打开罐车出液口中的切断阀，进行液体传输、加注，当罐车内压力达到0.1MPa时，应关闭切断阀。9.5卸车过程应选用铜制工具，严禁使用非防爆类金属工具。10消防与安全设施10.1液氢加注系统消防器材的配置，应符合GB50140中相关规定，并符合下列规定：a)加氢岛应按加氢装置数量配备消防器材，每台加氢装置旁应至少配备一个干粉灭火器，且每个加氢岛至少2个。b)液氢加注系统橇外应至少配置2个干粉灭火器，并在橇内上方分别安装4个自动灭火装置，确保可以完全覆盖易燃区域，如图5。c)液氢加注系统应具备完善的安全控制系统并实施自动控制功能，至少应包含：氢气探测器、火焰探测器、各加氢设备的压力、温度、流量、转速等异常判断并实施预警、停机、切断、强制通风、启动自动灭火程序等功能。自动灭火点4处自动灭火点4处图5液氢橇灭火装置布控图10.2总控室内设置监控系统，管理员可以通过该系统关注和控制每台加注装置的工作情况,并与顾客进行实时对话。在发生紧急情况时，可以紧急切断，停止所有加注过程。T/SNEIA11-202411关键零部件技术要求11.1液氢储罐11.1.1液氢储罐应符合下列规定:a)储罐内容器的最低设计温度≤-253℃。b)储罐内容器的工作压力范围宜选用0.10MPa-0.98MPa，设计压力不应小于安全阀的整定压力。c)液氢储罐应采用高真空多层或其他高性能真空的绝热形式，蒸发量应符合表11中规定。11.1.2额定充满率液氢储罐在任何情况下的最大充满率应不大于90%，额定充满率应符合表12规定：表12液氢储罐额定充满率冷态几何容积Vm³额定充满率%立式容器卧式容器V≤2011.1.3液氢储罐真空绝热性能额定充满率条件下，液氢储罐静态蒸发率和静态日升压速率应符合表13规定：表13静态蒸发率和静态日升压速率5———11.1.4液氢储罐夹层的真空性能封结真空度≤0.02Pa时，罐体夹层的漏气速率应符合表14规定：表14真空夹层漏气速率T/SNEIA11-202411.1.5液氢储罐的内容器应设置全启式安全阀，外容器应设置超压泄放装置，并应符合下列规定:a）内容器安全阀不应少于2个(组)，其中1个(组)应为备用，每个(组)安全阀的排放能力应满足储罐过度充装、环境影响、火灾时热量输入等工况产生的氢气排放需要。b）内容器安全阀的整定压力不应大于1.08MPa，安全阀的最大泄放压力不应大于1.1倍的安全阀整定压力。c）液氢储罐上应设置超压装置压力表、泄气口及声光报警接口等。11.1.6液氢储罐其他阀门的设置应符合下列规定:a）安全阀与储罐之间应设切断阀，切断阀在正常操作时应处于铅封开启状态或在连接使用安全阀与备用安全阀的管道上设置三通切换阀，保证至少有50%的安全阀始终处于使用状态。b）液氢储罐液相管道靠近储罐应设置一道可远程控制操作的紧急切断阀，该阀与液氢储罐之间所有管道的连接应采用焊接。c）液氢储罐内容器应设置泄压管道，管道上应设可远程控制开、关的阀门。11.1.7液氢储罐应在控制室和橇上分别设置指示压力和液位测量仪表，并应符合下列规定:a)当压力达到0.95安全阀整定压力时，应向控制室发出超压报警信号。b)在控制室设置液位高报警、高高报警和液位低报警系统，液位高高报警时，应联锁关闭进液管道紧急切断阀。c)储罐基础的耐火极限不应低于3.0h，储罐支座的耐火极限不应低于2.0h。11.1.8液氢储罐的设计单位应针对储罐制造阶段和使用阶段预期可能出现的所有工况编写风险评估报告。风险评估报告至少应包括下列内容:a)液氢储罐的基本设计参数，包括工作条件、液氢危害特性、结构、材料、制造工b)描述所有可能出现的工况条件，主要包括：内容器冷冲击试验、夹套抽空、运输、吊装、首次充液、正常充液、增压、对外供液等工况。c)设计时，通过分析所有工况下可能发生的失效模式指定技术措施。d)提出液氢少量泄漏、大量涌出、爆炸状况下的处置措施。e)告知用户可能出现的破坏形式及破坏可能带来的危害性后果，提出防止容器出现破坏的措施。f)提出一旦容器发生破坏时操作人员的防护装置、应该采取的措施，便于用户制订合适的应急预案。11.2气化器设计要求气化器的设计应符合下列规定:a）气化器的选用应符合当地冬季气温条件下的使用要求。b）气化器的设计压力不应小于最大工作压力的1.2倍。c）气化器出口气体温度应满足高压储氢设施使用温度要求。T/SNEIA11-2024d）气化器出口应设置温度和压力检测仪表，并应分别在现场及控制室指示温度和压力，同时参与液氢增压装置的联锁逻辑。11.3箱式液氢橇装设备箱体技术要求箱式液氢撬装设备箱体应符合下列规定:a）液氢橇装设备主箱体内应能容纳液氢储罐、液氢增压装置、管路系统、计量与防爆控制系统等设备，主箱体侧板和箱顶应设置有利于氢气扩散的结构。b）液氢橇装设备的主箱体应采取通风措施，并应符合本标准第6.4、6.6条中规定。c）箱体不得采用可燃材料,且主体材料应为金属材料。11.4液氢管道和低温氢气管道及其组成件液氢管道和低温氢气管道的设计除应符合现行国家标准GB/T30719的有关规定外，尚应符合下列规定:a）管道系统的设计压力不应小于最大工作压力的1.2倍,且不应小于所连接设备(或容器)的设计压力与压升之和。b）管道的设计温度不应高于-253℃。c）管道及其组成件应采用奥氏体不锈钢。d）液氢管道之间的连接宜采用焊接连接、卡套连接或真空法兰连接,焊接接头应采用不带垫板的全焊透对接焊接接头，增压装置后宜采用卡套连接。e）两端关闭且有可能存留液氢或低温氢气的管道，应设置安全阀或其他泄压装置，整定压力应大于内容器安全泄放装置的整定压力,但不应高于管道的设计压力,泄压排放的气体应接入放空管。f）在操作过程中可能变冷结霜的管道应与常温构件保持300mm及以上的间距,对于低温介质的出口和排放方向，周边可能产生液化空气滴落的下方应设置滴液盘。g）液氢管道和低温氢气管道均应采用真空绝热或其他保温措施。低温管道所采用的绝热保冷材料应为防潮性能良好的阻燃材料，其绝热性能设计应符合GB50264和GB/T8175中有关规定。11.5阀门的选用和安装阀门的选用和安装应符合下列规定:a）液氢阀门与管道的连接宜采用焊接连接、卡套连接或真空法兰连接,其中焊接接头应采用不带垫板的全焊透对接焊接接头。真空绝热阀门及与之相连的真空绝热管道应具有独立的真空腔,且不得与罐体的真空腔连通。增压装置后宜采用卡套连接。b)远程控制的阀门均应具有手动操作功能。11.6液氢设备和管道的放空液氢设备和管道的放空应符合下列规定:a)液氢储罐和管道的放空管应与高压氢气放空管分开设置。b)放空管管口应高出液氢储罐及以管口为中心半径12m范围内的建筑物顶或设备平台2m及以上，且距地面不应