氢气加氢站技术规范

氢气加氢站技术规范内容摘要：

※天然气中甲烷（ CH4）含量 90～ 98%，其余为 C2H C3H N2 等，所以表中按甲烷的性能参数列出。 63 表 11 加油加气站内设施的防火距离（ m） 设施名称 汽、柴油罐 压缩天然气储气瓶组（储气井） 压缩天然气放散管管口 密闭卸油点 天然气压缩机间 天然气调压器间 天然气脱硫和脱水装置 加油机 加气机 站房 消防泵房和消防水池取水口 其他建、构筑物 燃煤锅炉房、燃煤厨房 燃气（油）热水炉间、燃气厨房 变配 电间 道路 站区 围墙 埋地油罐 通气管管口 汽、柴油罐 埋地油罐 6 6 6 6 5 4 4 10 5 5 5 3 通气管管口 8 6 3 6 6 5 8 4 10 7 8 5 3 3 液 化 石油气罐 地上罐 一级站 12 12/10 12/10 12/10 40/30 12 45 18/14 12 5 6 二级站 10 10/8 10/8 10/8 30/20 12 38 16/12 10 4 5 三级站 8 8/6 8/8 8 30/20 12 33 16/12 9 3 5 埋地罐 一级站 5 8 8 8 20 10 30 10 9 4 4 二级站 3 6 6 6 15 8 25 8 7 2 3 三级站 3 4 4 6 12 8 18 8 7 2 3 压缩天然气储气瓶组（储气井） ⑴ 6 3 3 5 6 6 5 6 10 25 14 6 4 3 压缩天然气放散管管口 6 6 6 5 6 10 15 14 6 4 3 密闭卸油点 6 6 5 5 10 7 15 8 6 液化石油气卸车点 ※ ※ ※ 6 6 6 8 12 25 12 7 2 2 液化石油气烃泵房、压缩机间 ※ ※ ※ 4 4 6 8 10 25 12 7 2 2 天然气压缩机间 4 4 4 5 8 10 25 12 6 2 2 天然气调压器间 5 6 6 5 8 10 25 12 6 2 2 天然气脱硫和脱水装置 5 5 5 15 10 25 12 6 2 3 加油机 4 5 6 8 15 8 6 加气机 5 6 8 18 12 6 站房 ※ 6 消防泵房和消防水池取水口 6 12 其他建、构筑物 6 5 燃煤锅炉房、燃煤厨房 5 燃气（油）热水炉间、燃气厨房 5 变配电间 道路 站区围墙 注： 括号内数值为储气井与储气井的距离。 加油机、加气机与非实体围墙的防火距离不应小于 5m。 压缩天然气加气站的橇装设备与站内其他设施的防火距离，应按本表相应设备的防火距离确定。 压缩天然气加气站内压缩机间、调压器间、变配电间与储气瓶组的距离不能满足本表的规定时，可采用防火隔墙，防火间距可不限。 防火隔墙的设置应满足。 站房、变配电间的起算点应为门窗。 其他建、构筑物系指根据需要独立设置的汽车洗车房 、润滑油储存及加注间、小商品便利店、厕所等。 表中：“ ”表示无防火间距要求，“※”表示该类设施不应合建。 64 氢气 罐与储油罐之间的防火间距的 规定 依据是： ⑴参照现行国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》 GB50156中表 中液化石油气罐与埋地油罐的防火距离分别为 6m、 4m、3m（一级站、二级站、三级站）；与通气管管口分别为： 8m、 6m、 6m。 ⑵现行国家标准《建筑设计防火规范》 GB50016 中 条规定：总容积为 1000 至 100000m3的可燃气体储罐与甲、乙、丙类液体储罐之间的防 火间距为 20～ 35m。 ⑶美国消防标准《汽车燃料系统规范》 NFPA52（ 2020 版）的表 中规定地上可燃液体储罐与室外气态氢系统的距离为。 ⑷ 欧洲气体协会的《气态氢站》标准（ IGC DOC15/06/E）表 1中规定；地面上大宗可燃液体及液化石油气储罐与氢气站的最小安全距离为 8m，并应符合所在国的规范；地面以下的可燃液体及液化石油气储罐与氢气站的最小安全距离：至罐外壳的水平距离为 3m、至罐的排气管或接头为 5m。 综合对上述各不相同的规定和氢气的特性的分析研究后进行了本条的规定。 氢气 罐与站内工艺设施之间的防火间距的 规定 依据是： ⑴氢气罐与制氢间、可燃气体压缩机间之间的防火间距，参照现行国家标准《氢气站设计规范》 GB50177 中氢气站站房与各种容量的氢气罐的防火间距为 12～ 25m，容量越大，防火间距增大；在 GB50177的第 条规定了氢气站工艺装置内设备、建筑物之间的防火间距，见表 13。 在美国消防协会《汽车燃料系统标准》 NFPA52（ 2020版）中规定的液态氢储罐拦蓄区与建筑物之间的间距见表 12。 本条表 氢气罐与制氢间，可燃气体压缩机间的防火间距是对上述资料的分析研究和我 国氢气站、加氢站的设计 、 建 造 经验制定的。 65 表 12 拦蓄区到建筑物和建筑红线的间距 储罐水容积 （ m3） 从栏蓄区或储罐排水系统 边 缘到建筑物和建筑物红线最小距离（ m） 储罐之间的最小距离 （ m） 0 0 ～ 3 1 ～ ～ ～ 114 15 114～ 265 23 相邻罐直径之和的 1/4但不小于 265 ，但不小于 30m ⑵ 氢气罐与压缩天然气储气瓶组、可燃气调 压阀组、天然气脱硫和 脱水装置的防火间距，在欧洲工业气体协会的标准《气态氢站》 标准 IGC DOC15/06E（ 2020 年）中对氢气站的最小安全距离的规定中，要求除氢以外的其它可燃 气体 储存瓶与氢气站的最小安全距离为 5m，参照此规定作出本条表 的相关规定。 表 13 氢气站工艺装置内的设备、建筑物防火间距（ m） 项目 项目 控制室、变配电室、生活辅助间 氢压缩机或氢压机间 装置内氢储罐 氢 灌瓶间 氢实 (空 )瓶间 控制室、变配电室、生活辅助间 15 15 15 氢压缩机或氢压机间 15 9 9 装置内氢储罐 15 9 9 氢 灌瓶间 氢实（空）瓶间 15 9 9 注：氢气站内的氢 储 罐氢气总容积小于 5000m3 时，可视作工艺装置内氢储罐按上表进行布置。 根据国内汽车加油加气站运营管理经验，为隔绝一般火种及禁止无关人员进入，以确保站内安全，参照现行国家标准《汽车加油加气站设计及施工规范》 GB50156 的相关规定制定本条 2 款的规定。 66 本条第 3 款的规定，是为了进出加氢站的车辆视野开阔、行车安全，方便运营人员对加气车辆进行管理，也有利于改善城市景观的要求。 本条为强 制性条文，为保障交通安全和加氢站的有序管理，加氢站的车辆入口和出口应分开设置。 这样规定也是为了确保在一旦发生事故时，各种车辆包括长管拖车 均可 迅速驶离。 本条是参照现行国家标准《汽车加油加气站设计及施工规范》GB50156 的相关规定制定的，该规范中作出这些规定的依据是在经过对国内部份加油加气站的调查，为方便进行加油、加气的运营管理和安全管理，一般单车道宽度需不小于 、双车道宽度需不小于 6m；站内道路转弯半径按主流车型确定，不宜小于 9m。 制定本条的理由是： 加氢岛、加氢机安装场地 是氢能汽车进行加氢操作的固定场所，为防止加氢机等设备处于日晒雨淋状态和方便运营人员的操作管理，一般在此场地上方设置罩棚。 鉴于氢气的特性，该罩棚应采用不燃材料制作；为防止罩棚积聚氢气后形成爆炸混合气，引发着火、爆炸事故，所 以本条规定：罩棚下部应平整、坡向外侧，做成不积聚氢气的构造。 为了氢能汽车加氢作业时，加氢机、罩棚支撑柱不会受到汽车碰撞和保障作业人员人身安全，本条第 3 款规定了加氢岛的高度和宽度。 本条第 3 款为强制性条文。 由于柴油的闪 点 高于汽油，本条的规定既有 利 布置，也有利于满足安全方面 的规定。 制定本条的理由是： 加氢站内的氢气长管拖车上的储气瓶一般是与氢气储罐一起作为储气设施，因此应与加氢储罐具有同样的布置等要求，如应设有固 定 的停放车位，其停放车位的数量应按本条第 1 款的要求，并计及设置的氢气储罐的储氢容量确定„„等； 67 氢气长管拖车是储气设施，所以它们的停车位应符合表 规定的氢气储罐与站内建、构物之间的防火间距的规定。 由于氢气长管拖车的 卸气端是该拖车安装氢气灌装、卸气用氢气接管系统包括各种控制、调节 阀等的场所，是可能发生氢气泄漏的场所，所以在本条第 3 款作出 了相应的安全防护措施。 由于在加氢加油合建站、加氢加气合建站内的加油岛、天然气加气岛的设置与加氢岛具有不同的要求，所以作出了本条的规定。 68 加氢工艺及设施 氢气质量、计量 ,： 氢气加氢站 的氢气来源因地区、城市的不同将会 采用 不同的氢气生产方法获得氢气，各个氢气生产单位 获 得的氢气均应符合现行国家标准《工业氢气》或《纯氢、高纯氢和超纯氢》的质量要求及其规定检测方法。 加氢站对燃料电池氢能汽车所提供的氢气应符合燃料电池对氢源的质量要求，据了解目前国 内外均 正 进行此类氢源质量标准的研究，如对质 子 交换膜燃料电池所需氢气质量的要求，有的研究单位认为其纯度宜≥ %， CO 含量应≤ 106 等； 而用于氢气内燃机汽车或氢气、天然气混合燃料汽车所需氢气，由于是 用于汽车内燃机燃烧，所以只需符合工业氢气品质的氢气或即使纯度低于工业氢气，只要不含有对环境有害影响的物质也能使用。 液态氢气生产过程已将氢气纯化至纯度严于 %，所以只要是液态氢气即符合氢能汽车氢气质量要求。 据了解，目前已有的 氢气加氢站 的氢气来源有多 种类型 ， 主要有①氢气长管 拖车从氢气生产工厂运输氢气至加氢站；②邻近氢气生产工厂（车间）以氢气管道将氢气输送至加氢站；③加氢站内自备制氢装置获得氢气后，以氢气管道将氢气输送至加氢系统 ；④液态氢气经汽化后，输送至加氢系统。 氢源及输送方式不同，可采用不同的氢气计量方法，综合的说对 氢气加氢站 或加氢系统的氢气计量 有两种方式：一是采用氢气长管拖车储气瓶的结构容积（水容积）和卸气起始、终了的压力计算得到氢气流量，如单个储气瓶结构容积为 1170L、拖车共有 10 个储气瓶，卸气起始 /终了压力为 25MPa/，计算氢气流量为 10 （ ） 10= ；二是采用 设置在氢气管道上的质量流量计或带累计的气体流量计计量，推荐采用质量流量计计量，以便较准确的进行氢气耗量计算。 69 目前正在国内外研究开发的氢气、天然气混合燃料汽车，已得到可喜的成果，研究试验表明；当氢气、天然气混合燃料（ HCNG）中氢气浓度为 15～ 20%（ V）时，此类汽车具有降低燃料消耗和降低氮氧化物（ NOX）排放量的 优 点，正受到各国政府、汽车开发商的关注；究竟混合燃料中氢气浓度多少是合理的，对燃料消耗、环境友好和发动机功率均 为 有利或 寻找 出经济、环 保的平衡点，尚需通过研究试验和运营实践，所以本条规定：应根据混合燃料汽车发动机要求确定。 混合燃料中的天然气质量、计量应符合我国现行国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》 GB50156 的规定，现将该规范中的相关 规定摘录如下： 压缩天然气加气站进站天然气质量应符合现行国家标准《天然气》 GB17820 中规定的Ⅱ类气质标准和压缩机运行的相关规定。 增压后进入储气装置及出站的压缩天然气的质量，应符合现行国家标准《车用压缩天然气》 GB18047 的规定。 天然气流量采用标准 孔 板计量时，应符合国家现行标准《天然气流 量的标准 孔 板计量方法》 SY/T6143 中有关规定，其精度不应低于 级。 体积流量计的基准状态为：压力 、温度为20℃。 加 气站内的设备及管道，凡经增压、输送、储存需显示压力的地方，均应设压力测点，并应设 供 压力表拆卸时高压气体泄压的安全泄气孔。 压力表量 程 范围 应 为 2 倍工作压力，精度为 级。 本条规定，当进加 氢 站的氢气质量不能达到燃料电池的相关标准要求时，应在站内设置氢气纯化装置，该装置应按进站氢气纯度或杂质含量 等确定 ，尤其是杂质含量，如进站氢气中 CO 或 THC（总碳氢化物）。