1XXXXXXX—XXXX本文件規(guī)定了設計、制造和測試固定儲存氣態(tài)氫的無縫和復合壓力容器的要求。本標準適用于氣態(tài)氫生產(chǎn)后固定式儲存設備及場所，不適用于液態(tài)氫、水上氣態(tài)氫、航空用氫場所及車上供氫系統(tǒng)。氫氣生產(chǎn)中的相應環(huán)節(jié)可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB2894安全標志及其使用導則GB3836.1爆炸性環(huán)境第1部分：設備通用要求GB12358作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術要求GB/T15706機械安全設計通則風險評估與風險減小GB16808可燃氣體報警控制器GB/T24353GB/T27921GB/T29729風險管理原則與實施指南風險管理風險評估技術氫系統(tǒng)安全的基本要求GB50177氫氣站設計規(guī)范GB50058爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范TSGD0001壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程—工業(yè)管道TSG21固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程GB/T34583加氫站用儲氫裝置安全技術要求3術語和定義GB/T24499界定的以及下列術語和定義適用于本文件。儲氫裝置hydrogenstoragedevice加氫站中用于充裝高壓氫氣且安裝在固定位置的裝置,包括儲氣罐儲氫裝置和無縫管式儲氣瓶儲氫裝置。3.2儲氣罐儲氫裝置storagedeviceforhigh-pressurehydrogen用于充裝高壓氫氣,由單個或者多個儲氣罐、管道、閥門與管件等組成且安裝在固定位置的裝置。3.3工作壓力workingpressure正常工作情況下,儲氫裝置內(nèi)氫氣可能達到的最高壓力(表壓)。3.4設計壓力designpressure設定的儲氫裝置最高壓力,與相應的設計溫度一起作為儲氫裝置的基本設計載荷條件,其值不低于工作壓力。3.52XXXXXXX—XXXX疲勞循環(huán)fatiguecycle應力或應變隨時間的變化，通常從一個最大值變到最小值，然后再回到最大值。3.6測試壓力testpressure用于檢查設備和管道強度和泄漏的壓力。3.7爆破壓力burstpressure容器在加壓試驗時破裂或失效的壓力。3.8復合材料compositematerial由兩種或多種不同材料組成的材料，其中每種材料在成品中保持其物理和化學特性。4一般規(guī)定4.1氫氣儲存容器應符合《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》，氫氣囊不宜做為氫氣儲存容器。4.2容器設計要求：4.2.1設計壓力應至少為工作壓力的1.5倍。4.2.2設計溫度范圍應涵蓋設備預期的最低和最高操作溫度。4.2.3壁厚應通過應力分析和疲勞壽命評估確定。4.3容器試驗要求：4.3.1每個容器應進行水壓試驗，測試壓力應為設計壓力的1.5倍。4.3.2復合材料容器應進行疲勞試驗，循環(huán)次數(shù)應至少為10000次。4.3.3爆破試驗應在壓力容器的1.5倍設計壓力下進行，確保容器在壓力下不會失效。4.4氫氣儲存容器應設置如下安全設施:4.4.1應設有安全泄壓裝置，如安全閥等。4.4.2氫氣儲存容器頂部最高點宜設氫氣排放管。4.4.3應設壓力監(jiān)測儀表。4.4.4應設惰性氣體吹掃置換接口。惰性氣體和氫氣管線連接部位宜設計成兩截一放閥或安裝"8字"盲環(huán)板。4.4.5氫氣儲存容器底部最低點宜設排污口。4.4.6氫氣儲存容器周圍環(huán)境溫度不應超過50℃,儲存場所及周邊應設計安裝消防水系統(tǒng)。5技術參數(shù)和計算方法5.1設計壓力設計壓力是指設備在正常工作狀態(tài)下能夠安全承受的最高壓力。設計壓力應考慮工作壓力以及可能出現(xiàn)的超壓情況。設計壓力應為設備最大操作壓力的1.1至1.3倍。在選擇設計壓力時，需考慮環(huán)境溫度變化、操作條件波動等因素。計算方法：P=P×Fs3XXXXXXX—XXXX其中，Pd為設計壓力，Pw為工作壓力，F(xiàn)s為安全系數(shù)，通常取值在1.1至1.3之間。5.2工作壓力工作壓力是設備在正常工作狀態(tài)下的實際壓力。工作壓力應根據(jù)實際操作需求確定，并在設備銘牌上標明。工作壓力根據(jù)設備的用途和具體操作環(huán)境確定，無需復雜計算，直接由操作條件決定。5.3溫度范圍溫度范圍是設備在安全工作狀態(tài)下能夠承受的最低和最高溫度。設備應能夠在-40°C至+85°C的溫度范圍內(nèi)安全運行。在極端溫度條件下，應對設備進行特殊設計和材料選擇，以保證安全性。溫度范圍的確定主要根據(jù)材料特性和使用環(huán)境，通過材料試驗和標準規(guī)范確定。5.4材料強度材料強度是指用于制造設備的材料在設計壓力和溫度下的強度，包括屈服強度和抗拉強度。材料應符合相應的國家標準和國際標準，如GB/T150和ASME規(guī)范。材料在設計溫度和壓力下的屈服強度和抗拉強度應滿足設計要求。材料強度的計算通常通過以下公式進行：其中，σy為屈服強度，Pd為設計壓力，D為設備直徑，t為壁厚。5.5壁厚計算壁厚是設備設計中關鍵的參數(shù)，直接影響設備的強度和安全性。壁厚應根據(jù)設計壓力、材料強度、設備直徑等因素計算。壁厚計算應符合GB/T150和ASME規(guī)范。計算方法：其中，t為壁厚，Pd為設計壓力，D為設備直徑，σy為材料的屈服強度，E為焊接接頭系數(shù)，通常取值為0.85至1.0。5.6容積計算容積是指設備在設計壓力下能夠安全存儲氫氣的體積。容積應根據(jù)設備的用途和具體需求確定。容積的設計應考慮安全余量，以應對可能的超載情況。計算方法：其中，V為容積，D為設備直徑，L為設備長度。5.7安全系數(shù)安全系數(shù)是設計中用于保證設備在各種不確定因素影響下仍能安全運行的系數(shù)。安全系數(shù)的選擇應符合國家標準和行業(yè)規(guī)范，通常取值為1.5至2.0。在設計中應充分考慮材料性能、制造工藝、操作條件等計算方法：安全系數(shù)通常通過以下公式計算設計參數(shù)：4XXXXXXX—XXXX設計參數(shù)=工作參數(shù)×安全系數(shù)其中，設計參數(shù)可以是設計壓力、設計強度等，工作參數(shù)是設備在正常工作狀態(tài)下的實際參數(shù)。6氫氣儲存設施6.1單個儲氫容器的水容積不應大于5m3。6.2加氫設施內(nèi)的高壓氫氣儲存系統(tǒng)的工作壓力應根據(jù)儲氫氣瓶的充氫壓力確定。當充氫壓力為35MPa時，固定氫氣儲存系統(tǒng)的工作壓力不宜大于45MPa；當充氫壓力為70MPa時，固定氫氣儲存系統(tǒng)的工作壓力不宜大于90MPa。6.3固定式儲氫容器的設計、制造應符合《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》TSG21和相關標準的規(guī)6.4儲氫容器的工作溫度不應低于-40℃且不應高于85℃。6.5儲氫容器應滿足未爆先漏的要求。6.6氫氣儲存設施的選材應進行全面的氫脆評估，材料的化學成分應符合GB/T29729的要求。應對材料進行旋壓、熱處理、焊接等工藝評估，并通過氫脆試驗驗證其在實際工況下的可靠性。6.7氫氣儲存設施設計中應對容器各種可能的失效模式進行判斷，材料選擇和結構設計應滿足避免發(fā)生脆性斷裂失效模式的要求。應對氫氣儲存設施的塑性垮塌、局部過度應變、泄漏和疲勞斷裂等失效模式進行評定。6.8氫氣儲存設施的設計單位應出具風險評估報告，風險評估報告至少應包括下列內(nèi)容：6.8.1氫氣儲存設施在運輸、安裝和使用過程中可能出現(xiàn)的所有失效模式，針對這些失效模式，在設計和制造過程中已經(jīng)采取的控制措施以及用戶在使用、維修、改造過程中應采取的控制措施；6.8.2氫氣儲存設施失效可能帶來的危害性后果，提出現(xiàn)場使用時有效監(jiān)測儲氫容器的措施，如定期超聲檢測、在線監(jiān)測、設置氫氣泄漏報警裝置等；6.8.3提出一旦氫氣儲存設施發(fā)生介質(zhì)泄漏、燃燒和爆炸時應該采取的措施，便于用戶制訂合適的應急預案；6.8.4提出氫氣儲存設施定期檢驗計劃及檢驗內(nèi)容。6.9加氫設施應結合用氫設備和儲氫系統(tǒng)的取氣效率，對高壓儲氫系統(tǒng)工作壓力按2級~5級設置，各級儲氫設備容量應按各級儲氣壓力、充氫壓力和充裝氫氣量等因素確定。6.10固定式儲氫容器應設置下列安全附件：6.10.1應設置安全閥和放空管道，安全閥前后應分別設1個全通徑切斷閥，并應設置為鉛封開或鎖開；當拆卸安全閥時，有不影響其他儲氫容器和管道放空的措施，則安全閥前后可不設切斷閥。安全閥應設安全閥副線，副線上應設置可現(xiàn)場手動和遠程控制操作的緊急放空閥門。安全閥的排放能力不應小于相應壓縮機的最大排氣量。6.10.2應設置壓力測量儀表，并應分別在控制室和現(xiàn)場指示壓力。應在控制室設置超壓報警和低壓報警裝置。6.10.3應設置氮氣吹掃置換接口。6.11儲氫容器的控制系統(tǒng)應自動記錄壓力波動范圍超過20%設計壓力的工作壓力波動次數(shù)。7氫氣加注設施5XXXXXXX—XXXX7.1加氫機應設置在室外或通風良好的箱柜內(nèi)。7.2加氫機應具有充裝、計量和控制功能，并應符合下列規(guī)定：7.2.1加氫機額定或公稱工作壓力應為35MPa或70MPa，最大工作壓力應為1.25倍的額定工作壓力；7.2.2加氫機應設置安全泄壓裝置，安全閥應選用全啟式安全閥，安全閥的整定壓力不應大于儲氫瓶的最大允許工作壓力或設計壓力；7.2.3加氫機進氣管道上應設置自動切斷閥，當達到儲氫容器的充裝壓力高限值時，自動切斷閥聯(lián)鎖關7.2.4加氫機應設置脫槍保護裝置，發(fā)生脫槍事故時應能阻止氫氣泄漏；7.3加氫機的加氣軟管應設置拉斷閥。拉斷閥應能夠在400N～600N的軸向載荷作用下斷開連接，分離后兩端應自行密閉。7.4加氣軟管及軟管接頭應選用具有抗腐蝕性能的材料。8管道設施8.1氫氣管道的材質(zhì)應采用316/316L雙牌號鋼或其他經(jīng)驗證具有良好氫相容性的材料。材料應滿足以下要求：鎳（Ni）含量不應低于12%，抗拉強度不低于550MPa，屈服強度不低于240MPa。管道設計應考慮操作壓力和溫度對材料性能的影響，確保長期使用的安全性。8.2加氫設施內(nèi)所有氫氣管道、閥門、管件的設計壓力不應小于最大工作壓力的1.1倍，且不得低于安全閥的整定壓力。8.3氫氣管道的連接應符合下列規(guī)定：8.3.1外徑小于或等于25.6mm，且設計壓力大于或等于20MPa的高壓氫氣管道應采用卡套連接；8.3.2氫氣管道與設備的連接，根據(jù)需要宜采用卡套連接或螺紋連接，螺紋連接處應采用聚四氟乙烯薄膜作為填料；8.3.3由于振動、壓力脈動及溫度變化等可能產(chǎn)生交變荷載的部位，不宜采用螺紋連接；8.3.4設計壓力小于20MPa的氫氣管道的連接可采用焊接或法蘭連接；8.3.5除非經(jīng)過泄漏試驗驗證，螺紋連接不宜用于設計壓力大于68MPa的系統(tǒng)；8.3.6外螺紋組成件的壁厚不應小于Sch160，對小于DN15的外螺紋組成件，螺紋部分的最小壁厚應滿足其受到的應力小于管道屈服應力50%的要求。8.4設計壓力大于或等于20MPa的氫氣管道及其組成件的技術要求應符合本標準附錄D的規(guī)定。8.5氫氣放空管的設置應符合下列規(guī)定：8.5.1不同壓力級別系統(tǒng)的放空管宜分別引至放空總管，并宜以向上65℃角接入放空總管，放空總管公稱直徑不宜小于DN80；8.5.2放空總管應垂直向上，管口應高出設備平臺及以管口為中心半徑12m范圍內(nèi)的建筑物頂或平臺2m及以上，且應高出所在地面5m及以上；8.5.3自放空設備至放空總管出口，放空管道的壓力降不宜大于0.1MPa；8.5.4氫氣放空排氣裝置的設置應保證氫氣安全排放，放空管道的設計壓力不應小于1.6MPa；8.5.5放空總管應采取防止雨水積聚和雜物堵塞的措施，宜在放空總管底部設置排水管及閥門。8.6氫氣管道宜地上布置在管墩或管架上。氫氣管道不應敷設在未充沙的封閉管溝內(nèi)。在與加油站共同作業(yè)的作業(yè)區(qū)內(nèi)，氫氣管道不應采用明溝敷設。氫氣管道埋地敷設時，管頂距地面不應小于0.7m。冰6XXXXXXX—XXXX凍地區(qū)宜敷設在冰凍線以下。8.7站內(nèi)氫氣管道明溝敷設時，應符合下列規(guī)定：8.7.1明溝頂部宜設置格柵板或通氣蓋板；8.7.2管道支架、格柵板應采用不燃材料制作；8.7.3當明溝設置蓋板時，應保持溝內(nèi)通風良好，并不得有積聚氫氣的空間。8.8氫氣管道布置應滿足柔性要求，管道宜采用自然補償。8.9氫氣管道宜在流量計、調(diào)節(jié)閥等易產(chǎn)生振動的設備附近設置固定點。8.10氫氣管道的設計除應符合本節(jié)的規(guī)定外，尚應符合現(xiàn)行國家標準《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》GB50316和《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道》GB/T20801的有關規(guī)定。9安全防護9.1以管道輸送供應氫氣的進站管道上，應設置可手動操作的緊急切斷閥，位置應便于發(fā)生事故時及時切斷氣源。9.2儲氫容器與加氫機之間的總管上應設主切斷閥和通過加氫設施控制系統(tǒng)操作的緊急切斷閥、吹掃放空裝置。每個儲氫容器、氫氣儲氣井出口應設切斷閥。9.3儲氫容器進氣總管上應設安全閥及緊急放空管、就地和遠傳壓力測量儀表。遠傳壓力儀表應有超壓報警功能。9.4儲氫容器應設置可現(xiàn)場手動和遠程開啟的緊急放空閥門及放空管道。9.5儲氫容器和各級管道應設置安全閥。安全閥的設置應符合《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》TSG21的有關規(guī)定。安全閥的整定壓力不應大于管道和設備的設計壓力。9.6氫氣系統(tǒng)和設備均應設置氮氣吹掃裝置，所有氮氣吹掃口前應配置切斷閥、止回閥。吹掃氮氣的純度不得低于99.5％。9.7儲氫區(qū)、長管拖車或管束式集裝箱卸載區(qū)、氫氣增壓區(qū)應設置火災報警探測器。探測器宜選用熱成像類型，火災場景的設備表面覆蓋率不應小于85％。9.8氫氣壓縮機應按本標準第10.3.2條的規(guī)定設置報警系統(tǒng)。9.9加氫設施內(nèi)易積聚泄漏氫氣的房間或箱柜頂部應設置氫氣檢測器。當空氣中氫氣含量(體積比)達到0.4％時應報警，達到1％時自動控制系統(tǒng)應能聯(lián)鎖啟動相應的事故排風風機，達到1.6％時應啟動緊急切斷系統(tǒng)?？扇細怏w檢測器的設置、選用和安裝，應符合現(xiàn)行國家標準《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》GB/T50493的有關規(guī)定。9.10加氫設施應設置手動(人工)啟動的緊急切斷系統(tǒng)，在事故狀態(tài)下，可手動關停壓縮機、液氫增壓泵和加氫機，同時緊急關閉氫氣管道上的緊急切斷閥。緊急切斷系統(tǒng)設置應符合本標準第13.5節(jié)的規(guī)定。9.11加氫設施鄰近行車道的地上氫氣設備應設防撞柱(欄)。9.12儲氫容器、氫氣儲氣井的出口管道上宜設置過流防止閥或采取其他防過流措施。9.13氫氣長管拖車或管束式集裝箱卸氣端不宜朝向辦公區(qū)、加氫島和鄰近的站外建筑物。不可避免時，氫氣長管拖車或管束式集裝箱卸氣端與辦公區(qū)、加氫島、鄰近的站外建筑物之間應設厚度不小于0.2m的鋼筋混凝土實體墻隔墻，高度應高于氫氣長管拖車或管束式集裝箱的高度1m及以上，長度不應小于車寬兩端各加1m及以上。該實體墻隔墻可作為站區(qū)圍墻的一部分。9.14設置有儲氫容器、氫氣壓縮機、液氫儲罐、液氫氣化器的區(qū)域應設實體墻或柵欄與公眾可進入?yún)^(qū)7XXXXXXX—XXXX域隔離。實體墻或柵欄與加氫設施設備之間的距離不應小于0.8m。應使用不燃材料制作實體墻或柵欄，高度不應小于2m。9.15站內(nèi)固定儲氫容器、氫氣壓縮機與加氫區(qū)、加油站地上工藝設備區(qū)、加氣站工藝設備區(qū)、站房、輔助設施之間應設置不小于0.2m厚的鋼筋混凝土實體防護墻或厚度不小于6mm且支持牢固的鋼板，高度應高于儲氫容器頂部和氫氣壓縮機頂部0.5m及以上，且不應低于2.2m；寬度不應小于儲氫容器、氫氣壓縮機長度或?qū)挾确较騼蓚雀餮由?m。9.16氫氣壓縮機間或箱柜應有泄壓結構，并應符合現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016的有關規(guī)定。9.17工藝管道不應穿過或跨越站房等與其無直接關系的建(構)筑物；與管溝、電纜溝和排水溝相交叉時，應采取相應的防護措施。9.18氫氣管道系統(tǒng)應設置防止高壓管道系統(tǒng)的氣體竄入低壓管道系統(tǒng)造成超壓的止回閥或控制閥。止回閥或控制閥的設置位置如下：9.18.1卸氣柱與壓縮機之間；9.18.2壓縮機出口；9.18.3儲氫容器進氣管和出氣管；9.18.4氫氣預冷器與加氫機之間；9.18.5氮氣集氣格出口；9.18.6各氮氣吹掃管線與工藝管線連接處；9.18.7其他有高壓管道系統(tǒng)的氣體竄入低壓管道系統(tǒng)危險的位置。9.19加氫站應設置消火栓消防給水系統(tǒng)。消火栓消防給水系統(tǒng)應符合現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016和《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974的有關規(guī)定。9.20加氫站滅火器材的配置，應符合現(xiàn)行國家標準《建筑滅火器配置設計規(guī)范》GB50140的有關規(guī)定，并應符合下列規(guī)定：9.20.1每2臺加氫機應至少配置1只8kg手提式干粉滅火器或2只4kg手提式干粉滅火器；加氫機不足2臺應按2臺計算；9.20.2氫氣壓縮機間應按建筑面積每50平米配置1只8kg手提式干粉滅火器，總數(shù)不得少于2只；1臺撬裝式氫氣壓縮機組應按建筑面積50平米折合計算配置手提式干粉滅火器。10設備安裝10.1設備安裝應具備下列條件：10.1.1與設備安裝相關的土建工程已檢查驗收合格，滿足安裝要求，并已辦理交接手續(xù)；10.1.2安裝施工應按工程設計文件、圖紙進行；10.1.3設備及其附件已檢查合格，其規(guī)格、型號及性能參數(shù)符合設計要求，并具有有效