车用加氢站设备

技术要求

Technical Requirements for Complete Set of Equipment of

Hydrogen Refueling Station

(征求意见稿)

四川清洁能源汽车产业协会   发布

目　录

前 言 2

1 范围 3

2 规范性引用文件 3

3 术语与定义 3

4 基本要求 4

5 卸氢柱 5

6 压缩装置 5

7 储氢装置 6

8 加氢机 7

9 预冷装置 8

10 设备放散系统 8

11 管道及管道附件 9

12 橇装式加氢设备 10

13 电气及仪表系统 10

14 报警及紧急切断系统 12

15 组装 12

16 试验及检验 12

17 铭牌、合格证及出厂资料 13

18 包装及运输 14

前 言

本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》的规则进行编写。

本规则由四川省清洁能源汽车产业协会提出并归口管理，由厚普清洁能源股份有限公司负责技术内容的解释。

本标准为规范加氢站成套设备的应用，统一技术要求，做到安全可靠、使用方便、经济合理、确保质量制定。

本规范共分为17章，主要内容包括范围、规范性引用文件、术语与定义、基本要求、设备技术要求、组装、检验、铭牌、标签及出厂资料、包装及运输等方面的规定。

执行过程中，请各有关单位结合实际，不断总结经验，并将发现的问题、意见和建议函告四川省清洁能源汽车产业协会(地址:成都市东升街89号蜀源大厦西楼607，邮箱：scia2005@163.com), 以供修订时参考。

本标准主要起草单位：

厚普清洁能源股份有限公司、液空厚普氢能源装备有限公司、中国市政西南设计研究总院有限公司

本标准参编单位：

成都深冷液化设备股份有限公司、中国石油西南油气田分公司、中国石油天然气股份有限公司四川销售分公司、中国石化销售股份有限公司四川石油分公司、四川亚联高科技股份有限公司、中石油昆仑燃气有限公司四川分公司、四川金星清洁能源装备股份有限公司、中国石油西南油气田分公司天然气经济研究所、东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司、西华大学、四川省川机工程技术有限公司

本标准主要起草人：陈丽娟、黄吉、杨罗、吴小平、王军、刘兴、 申建波、 叶晓华、李强、秦小芳、程星宇、黄波、李发文、邹银、蒋旭东、杨金、岑学柱、叶根银、戴晨阳、陈俊作、何润民、肖大伟、蔡云、钟声

车用加氢站设备技术要求

1　范围

本标准规定了车用加氢站用氢气设备在设计、制造、检验、运输和安装等方面的技术要求。

本标准适用于气源为气态氢气，氢气加注额定工作压力不高于70MPa、存储设计压力不高于100MPa的固定式加氢站内氢气卸载、压缩、存储、加氢等设备。

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 50516 加氢站技术规范

GB 50177 氢气站设计规范

GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范

GB 3836  爆炸性环境用防爆电气设备

GB 50235 工业金属管道施工规范

GB 50171 电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范

GB 50257 电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范

GB 2894  安全标志及其使用导则

GB/T 24499 氢气、氢能和氢能系统术语

GB/T 29729 氢系统安全的基本要求

GB/T 31138 汽车用压缩氢气加气机  

GB/T 34584 加氢站安全技术规范

GB/Z 34541 氢能车辆加氢设施安全运行管理规程

NB∕T 47013  承压设备无损检测

JB 4732 钢制压力容器-分析设计标准

TSG ZF001 安全阀安全技术监察规程

TSG 21 固定式压力容器安全技术监察规程

3　术语与定义

3.1 加氢站 Hydrogen refuelling station

为氢能汽车或氢气内燃机汽车或氢气天然气混合燃料汽车等的储氢瓶充装氢燃料的专门场所。

3.2 加氢机 Hydrogen dispenser

给汽车的储氢瓶（罐）充装氢、计量、计价装置的专用设备。

3.3

3.3 卸氢柱   hydrogen unloading panel

用于从氢气长管拖车卸出氢气，并带有计气，并带有控制量装置的专用设备。

3.4 储氢瓶组  Cylinder assemblies storage for gaseous hydrogen

将若干个高压氢气储气瓶组装为整体储气系统的氢气储气设施，配带相应的连接管道、阀门、安全装置等。

3.5 储氢罐 Vessels for gaseous hydrogen storage

固定安装的高压、中压储气压力容器，配带有必要的安全装置，压力和温度检测、显示仪器等。

3.6 放散管Vent pipe

用于系统、设备、容器内，紧急吹扫、置换吹扫或超温、超压时排放物料的安全装置。

3.7临氢金属材料 Metal material in direct contact with gaseous hydrogen

加氢站内设备、管道及管道附件等正常工作时，与氢气直接接触的金属材料。

3.8 管道附件Pipe  auxiliaries
管件、法兰、阀门及其组合件，绝缘装置等管道专用部件的统称。

3.9 橇装式加氢设备 Equipment skid

将卸氢柱、压缩机、储氢装置、加氢机、顺序控制盘、信号采集柜等部件全部或部分装配于一个橇体上的设备组合体。

 4　基本要求

4.1　加氢站内卸气、压缩、存储、加氢等设备的设计、制造及安装单位应取得相应资质。

4.2　加氢站内特种设备应符合《特种设备法》、《特种设备安全监察条例》、TSG 21、TSG R0005等法规和标准的规定。

4.3　加氢站氢气气源质量应符合现行国家标准GB/T 37244《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》中规定的氢气质量标准。

4.4　加氢站氢气系统各设备使用的临氢金属材料应选用有成熟使用经验或经试验验证具有良好氢相容性的金属材料。临氢金属材料在氢气中的力学性能试验应符合《氢气储存输送系统 第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法》GB/T 34542.2、《氢气储存输送系统 第3部分：金属材料氢脆敏感度试验方法》GB/T 34542.3的规定。

4.5　加氢站内设备设计制造应考虑操作空间和事故状态下危害的扩散性，并做好防护措施。

4.6　加氢站内设备运行噪音应符合运行场所的噪音控制要求及相关国家规范，否则应采取隔噪、降噪措施。

4.7　加氢站爆炸区域内设备所用材料应为不燃材料。

5　卸氢柱

5.1　卸氢柱应采用质量流量计或压差法计量。卸氢柱应设置由紧急切断阀、急停按钮等组成的紧急切断系统，按钮应与紧急切断阀联锁，应能在事故状态下迅速切断阀门，紧急切断系统应具有失效保护功能，且仅能手动复位。

5.2　卸氢柱应配置拉断阀，其分离拉断力满足国家相关规范要求。拉断阀在外力作用下分开后，两端应自行封闭。

5.3　卸氢柱软管不应长于6m并设置防护套管，其连接处应保证电气连续性。

5.4　卸氢柱应具有计价功能，断电数据保护，数据延时显示功能。

5.5　卸氢柱的电气设备、仪器仪表选型、安装、连接、接地等应满足GB50058要求，满足爆炸性危险气体环境I区使用要求。

5.6　卸氢柱整体防护等级不低于IP55。

5.7　卸氢柱应配置仪表风口、氮气吹扫口、氢气进出气口、集中排放口等功能接口。

5.8　卸氢柱操作阀应有明显标识，以及防止误操作的警示标识。

5.9　卸氢柱应设置信息和状态输出的通信接口，接口应为RS-485标准串行通信接口。

6　压缩机

6.1　加氢站采用氢气压缩机宜采用无油润滑压缩机。

6.2　氢气压缩机的基本安全要求及采取的相应安全措施应符合JB8254和JB/T8935的相关规定。

6.3　氢气压缩机的安全保护装置的设置，应符合下列规定：

1）压缩机级间，进、出口与第一个切断阀之间应设安全阀；

2）压缩机进、出口应设高压、低压报警和超限停机装置；

3）润滑油系统应设油压过高、过低或油温过高的报警装置；

4）膜式压缩机应设油压过高、过低报警装置；

5）压缩机设置有防止氢气泄露到油路系统的安全保护装置；

6）压缩机的冷却系统应设温度和压力或流量的报警和停机装置；

7）压缩机进、出口管路应设置置换吹扫口；

6.4　压缩机安全阀应符合GB/T12241及TSG R0004的规定。

6.5　压缩机组每级出口均设冷却器，气体经压缩后应进行冷却，冷却后的压缩机总排气温度不应高于45℃。

6.6　氢气压缩机运转应平稳，机械振动烈度应符合GB/T 7777的规定。

6.7　氢气压缩机和电机之间的传动部位应采取安全防护措施。

6.8　当采用隔膜式压缩机时，还应满足以下要求：

1）压缩机膜腔曲面及其密封表面不应有砂眼、疏松、气孔、毛刺、锐边、擦伤、划痕、压坑、凸起及影响气密性的缺陷；

2）膜片轧制表面的表面粗糙度Ra为0.4μm，且不应有划痕、擦伤、折痕、锈蚀、斑点和毛刺。

3）气阀的密封面、活塞环槽端面、活塞及十字头外圆柱表面、缸体的缸套镜面，不应有砂眼、疏松、剥落、划痕及毛刺等缺陷。

4）压缩机的膜片和气阀组件的更换周期不小于2000h；

5）压缩机应具有膜片爆裂报警及停机等自控保护装置；

6）压缩机上宜设置用于更换膜片的吊装轨道。

7　储氢装置

7.1　加氢站内的氢气储存装置宜选用专用固定式储氢压力容器，其材料、设计、制造、使用应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG 21、《钢制压力容器-分析设计标准》JB4732 及《加氢站用储氢装置安全技术要求》GB/T34583的有关规定。当储存装置设计压力大于41MPa时还应符合《加氢站储氢压力容器专项技术要求》T/CATSI 05004的有关规定。

7.2　储氢装置应符合下列规定：

7.3　每套独立的固定式储氢压力容器都应有各自独立的安全泄放装置；

1）储氢装置应配置全启式安全阀，安全阀下端宜设置检修阀，装置正常运行期间检修阀必须保证全开（加铅封或者锁定），检修阀的结构和通径不得妨碍安全阀的安全泄放；

2）储氢压力容器设置的安全阀和放空阀放散口的方向，应考虑放散或泄漏状况下对人员通道和相邻设备的影响；

3）储氢装置顶部应设置氢气放空管，放空管应设置取样口和2只切断阀；

4）储氢装置应设置压力测量仪表、压力传感器，压力检测元件应靠近设备本体。

7.4　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。

8　加氢机

8.1　加氢机的材料、设计、制造及检验应符合《汽车用压缩氢气加气机》GB/T31138及 《氢燃料电池车辆用加注规范 第一部分：通用要求》T/CECA-G 0018的有关要求。

8.2　氢燃料电池汽车加注中设计的压力等级应满足表8.2的要求。

表8.2 燃料电池汽车氢气加注中涉及的压力等级

8.3　不同额定工作压力的加氢枪和不同规格的加氢口应有明显的区分标志。

8.4　额定工作压力为70MPa的加氢机应设置可与汽车相连接的符合相关标准的通讯接口，以便在加注过程中将汽车气瓶的温度、压力信号输入到加氢机。若通讯中断或者有超温或超压情况发生，应能自动停止加注氢气。

8.5　 加氢机启动时，加氢机应具备测量车载氢系统初始压力的功能，如果测量的车载高压储氢系统初始压力小于2.0MPa或大于额定工作压力，应能立即终止加注。

8.6　加氢机应设置安全泄压装置或相应的安全措施；其中安全阀整定压力应根据加氢机部件中额定压力的最低值确定，且不高于加氢机额定工作压力的1.375倍。

8.7　加氢机计量应采用质量流量计计量，最小分度值应为10g。

8.8　加氢机应设置信息和状态输出的通信接口，用于运行状态监控、接收及卸气信息管理等，通信接口宜为RS-485标准串行通信接口。

8.9　加氢机加氢软管导静电性能应符合GB10543的有关规定。加氢软管应设置拉断阀，拉断阀要求如下：

1）拉断阀的分离压力应满足国家相关规范要求；

2）拉断阀在外力作用下分开后，两端应自行封闭；

3）拉断阀在外力作用下自动分成的两部分，可以重新连接，保证加氢机的继续正常工作。

8.10　加氢机应具有计量和计价功能。并具有断电数据保护，数据延时及重复显示功能。

8.11　加氢机应设置压力保护装置，压力保护装置必须带电气自动关闭功能，当设备内压力超过额定压力时应能自动关闭。

9　预冷装置

9.1　额定工作压力为35MPa的加氢机宜在供氢系统中设置预冷系统；额定工作压力为70MPa的加氢机应在供氢系统中设置预冷系统，以便将氢气冷却至预定温度后充装到汽车气瓶中，预冷温度范围为－40℃～0℃。

9.2　氢气预冷装置选用的制冷剂、载冷剂应无毒无害、节能环保，并具有良好热力学物性。

9.3　氢气预冷装置的制冷循环系统应符合GB/T9237的有关规定。

9.4　氢气预冷装置中换热器的设计、制造及检验应符合GB/T151、NB/T47004的有关规定。

9.5　氢气预冷装置的氢气管路及载冷剂介质管路均应设置压力监测装置和超压泄放装置。

9.6　氢气预冷装置宜布置在室外非防爆区域，并具备相应的防护等级。

9.7　氢气预冷装置宜由站控系统一键启停，并能完成装置的启动、停止、紧急切断和报警显示及将运行及故障信息传输至站控系统。

10　设备放散系统

10.1　加氢站氢气设备的安全阀放散口和放散阀放散口宜接入加氢站集中放散管。

10.2　当设备单独设置操作放散、检修放散管时应符合下列规定：

1）放散管应垂直向上设置，应高出距其10m范围内的建（构）筑物或露天设备平台 2m 以上，且应高出所在地面5m以上；

2）放散管应采取防止雨雪侵入和杂物堵塞的措施；

3）不同压力等级的放散管不应直接连通，宜分别设置放散口；

4）放散单管内直径应大于对应安全阀的泄放口直径，放散管的截面积应大于各安全阀泄放口截面积之和；

5）放散管的设计应考虑排出气体的作用反力及出口气体混合物产生爆燃、爆轰的危险；

6）放散管应设置有效的固定措施。

11　管道及管道附件

11.1　氢气管道及管道附件的设计、制造和检验应符合《压力管道安全管理与监察规定》、GB 50516、GB 50235、GB 50236、 GB/T20801 的要求。

11.2　氢气管道及管道附件等临氢材料宜选用S31603或其他已试验证实具有良好氢相容性的材料。

11.3　氢气管道宜选用高压无缝钢管，其设计、制造、使用管理应符合相关标准的规定。

11.4　氢气管道、阀门、管件的设计压力不小于最大工作压力的1.10 倍。

11.5　氢气管道及管道附件的连接宜采用经氢相容性评定合格的接头；氢气管道与设备、阀门的连接，可采用法兰或螺纹连接等。管道的连接还应符合下列规定:

1）管道及软管宜直接连接 ,并应有适当的措施来应对膨胀、收缩、辗压、震动和沉降；

2）氢气管道及管道附件的内壁应清洁无污物,安装前应进行脱脂处理。螺纹管道和接头必须清洁,没有芒刺和碎屑,管道尾端应进行扩削处理；

3）氢气管道及管道附件的宜减少接头的数量,且接头应置于易于接近和检查的地方。

11.6　氢气管道系统应具有足够的柔性，确保管道在温度变化导致热胀冷缩时的安全。氢气管道的布置应充分考虑热膨胀和阀门操作引起的局部应力，尽量降低接头处的应力集中。

11.7　当氢气管道内介质最低工作温度低于同时期环境温度10℃或以下时，管道外应采取保暖措施。

12　橇装式加氢设备

12.1　橇装式加氢设备内各装置之间的防火间距应符合GB50516的相关规定。

12.2　采用橇装设备时，在非敞开的箱柜内空间的自然通风换气次数不得少于5次/h，事故排风换气次数不得少于15次/h，事故排风机的选择应符合现行国家标准GB 50058的有关规定。

12.3　当采用橇装设备时，在非敞开的箱柜内应设置自然排气、事故排风及其联锁装置等安全设施。

13　电气及仪表系统

13.1　电气系统设计应符合GB50516中第10章和GB/T34584中13.3节的有关规定。

13.2　监控与数据采集系统设计应满足GB/T34584中13.4节的有关规定。

13.3　防爆区内的电气设备、仪器仪表选型、安装、连接、接地等应满足GB50058要求，满足爆炸性危险气体环境I区使用要求。

13.4　各设备应采用防静电设计，并设置专用接地卡，且应不少于2点。

13.5　有爆炸危险环境内设备灯具应采用满足氢气环境下使用的防爆型灯具，安装位置宜在较低处，靠近操作，观察频繁，且避免氢气汇聚的地方区域，且不得装在氢气释放源正上方。

13.6　橇装设备仪表应集中布置，采用防爆接线箱（盒）与模块外设备连接，接线箱（盒）的表面上不应有砂眼、机械伤痕，防爆接线箱（盒）及其附件的防爆等级及防护级别应与设备防爆等级匹配。

13.7　控制系统应设不间断供电电源，在主电源断电后应能为安全监控和信息系统提供不少于30分钟的电力供应。

13.8　控制系统应设置信息和状态输出的通信接口，通信接口宜为RS-485标准串行通信接口，支持MODBUS等通信协议。

13.9　本质安全设备连接电缆应与非本安设备电缆分开布置，本安电缆应采用淡蓝色与其他电缆区分。

13.10　本质安全设备不可以直接与非本安设备连接到同一个接线盒。

13.11　本质安全设备连接至安全区时，必须经过符合相关认证要求的关联设备。

13.12　除本质安全电路外，爆炸性环境中的电气线路和设备应装设过载、短路和接地保护，不可能产生过载的电气设备可不装设过载保护。爆炸性环境的电动机。

13.13　除按国家现行有关标准的要求装设必要的保护之外，均应装设缺相保护。

13.14　防爆电气设备的进线口与电缆、导线应可靠接线和密封，多余的进线口应采用与防爆设备类型匹配的防爆堵头封堵。

13.15　电缆间直接连接应在相应的防爆接线盒或分线盒内连接或分路。

13.16　电缆进入防爆接线箱（盒）时，应确保电缆密封接口处于拧紧位置，避免电缆处于活动状态。

13.17　电缆及其附件组装时，应采取防止受外来机械损伤、腐蚀或化学、高温影响的措施。如上述情况不能避免，组装时应采取保护措施。

13.18　电气盘、柜基础型钢应有明显且不少于两点的可靠接地。

13.19　设备需设置以下检测点：

14　报警及紧急切断系统

14.1　可燃气气报警系统设计应满足GB/T34584中13.1节和GB50493的有关规定。

14.2　紧急切断系统设计应满足GB/T34584中13.3节的有关规定，如安全仪表系统，系统设计应满足GBT50770、GB/T21109和GBT50892的有关规定。

14.3　当采用橇装设备时，在非敞开的箱柜内应设置燃气探头，当单个设备橇体尺寸超过7m时，最少设置两处氢气浓度探测器；当采用非开放式橇体时，还应设置事故排风设施并进行安全联锁。当检测到空气中氢气含量达到0.4%时应报警，达到1%时应启动相应的排风设施。

14.4　加氢机内应设置氢气泄漏检测报警装置，当发生氢气泄漏在空气中含量达0.4%时应向加氢站内控制系统发出报警信号，当发生氢气泄漏在空气中含量达1.6%时应向加氢站内控制系统发出停机信号，并自动关闭阀门停止加气。

14.5　卸氢柱、压缩机、加氢机等设备应在操作人员易于接近的位置设置急停按钮，并与控制系统联锁，输出紧急切断信号，停止压缩机并关闭各储氢设备紧急切断阀；紧急停止按钮应采用按下自锁，只能手动复位，按钮的颜色应为红色，可带防护罩，但不能影响在紧急情况下的操作。

 15　组装

15.1　静设备安装允许误差应符合GB 50156-2012中第13.4的规定；压力管道的组装参照GB/T 20801.4的规定。

15.2　电气仪表及电缆线路的组装应符合SH/T3521、GB50168和GB 50257的规定。

15.3　设备组装应考虑风载荷、地震载荷等的影响。

15.4　压缩机的安装位置应考虑易于日常维护和维修，其进、出口管道应采取防振动措施；

15.5　氢气管道组装前应确保管道内壁的清洁度，否则应使用氮气对管道内壁进行彻底吹扫，吹扫气源压力不低于0.8MPa，吹扫时间不低于1分钟。

16　试验及检验

1.1　管道清洁

装置的管道清洁应符合GB 50235的规定。

1.2　强度试验和气密性试验

1.2.1　装置的强度试验和气密性试验应符合GB 50516中第12.3.10条的规定。

1.2.2　强度试验采用无油压缩空气或者氮气作为试验介质，气密性试验采用氮氦混合气为试验介质，其中氦气比例不少于5%，试验完成后设备系统内压力保持在微正压状态下封堵设备各进出口。

1.3　焊接接头表面质量

焊接接头表面质量应符合GB 50156中第12.3.5条的规定。

1.4　无损检测

管道焊接接头无损检测方法应符合设计文件要求，缺陷等级评定应按NB/T47013的规定进行，并应符合下列规定：　

00001——射线检测时，射线检测技术等级不应低于AB级，管道焊接接头的合格级别不低于Ⅱ级；

00002——渗透检测时，管道焊接接头的合格级别不低于I级；

00003——氢气管道（放空管路除外）的对接焊接接头应进行100%射线检测，承插焊接接头应进行100%渗透检测，因安装位置所限无法进行射线检测的部位，可以采用渗透检测代替。

1.5　卸氢柱、加氢机电磁兼容性

卸氢柱、加氢机电磁兼容应满足国标GB/T 31138标准要求。

1.6　电气安全性试验

电气安全性试验满足国标GB/T 31138标准要求。

1.7　出厂检验

装置出厂前经质量检验部门逐台进行检验，检验合格附上合格证后方可出厂。

1.8　判定规则

出厂检验项目全部合格，判该产品合格；若出现不合格项，允许返工后复检，如仍不合格，则判该产品不合格。

2　铭牌、合格证及出厂资料

2.1　铭牌

装置应在明显位置有铭牌，铭牌上至少应包含下列内容：

00004——公司名称；

00005——产品名称；

00006——产品型号；

00007——额定电压、额定功率；

00008——制造日期、编号；

00009——设备净重。

2.2　合格证

产品合格证至少应包含下列内容：

00010——产品名称；

00011——型号规格；

00012——制造日期；

00013——制造单位；

00014——检验员代号。

2.3　出厂资料

出厂资料至少应包含下列内容：

00015——装箱清单；

00016——设备图纸；

00017——产品合格证；

00018——防爆合格证的复印件；

00019——安装、使用说明书：

00020——各重要部件合格证。

3　包装及运输

17.1包装箱的尺寸要考虑到运输设备的要求，清晰标注防水、防晒、不准倒置、吊装重心等装运防护标识，外包装物图示标志符合GB/T 191的要求，并应严格遵守；包装箱内没有废弃物。

17.2如果有需要单独包装的阀门、仪器、仪表、传感器、变送器，或有需要单独包装的部件、易损件及其他任何附属设施或设备，则应根据不同规格分别进行箱式固定包装。

17.3备品备件应单独包装并清楚地标识。

17.4为防止异物进入设备，供货商必须保证，在装车、运输和储存期间，所有接口或法兰面均使用塑料或金属保护盖进行可靠封口。所有阀门均应处于全关闭状态。

17.5运输过程中，应采取必要措施，确保设备防腐涂层不受损伤。装箱运输和存放期间以及直到安装前均应保持其干净和干燥，并完好无损。

17.6包装箱内应包括装箱清单、产品合格证和使用说明书等出厂文件。

17.7包装箱应符合GB/T 13384的规定，外包装上至少包括以下内容：

00021——制造厂家名称及发货站名称；

00022——收货单位名称及收货站名称；

00023——产品的型号、规格及出厂编号；

00024——产品的净重及毛重；

00025——外包装箱几何尺寸(长×宽×高)。