ICS27.180

CCSF19DB1307

張家口市地方標準

DB1307/T405—2023

水電解制氫裝置

工業(yè)、商業(yè)和住宅應用技術標準

（ISO22734:2019,Hydrogengeneratorsusingwaterelectrolysis-Industrial,

commercial,andresidentialapplications,NEQ）

2023-02-03發(fā)布2023-08-03實施

張家口市市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB1307/T405—2023

水電解制氫裝置工業(yè)、商業(yè)和住宅應用技術標準

1范圍

本文件規(guī)定了水電解制氫裝置（以下簡稱制氫裝置）的應用范圍、技術要求、試驗方法和安全要求

等內容。

本文件適用于堿性制氫裝置和質子交換膜（PEM）制氫裝置。

本文件適用于工業(yè)用和商業(yè)用，以及在車棚、車庫和住宅中類似區(qū)域的室內外用制氫裝置。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T3215石油、石化和天然氣工業(yè)用離心泵

GB3836（所有部分）爆炸性環(huán)境

GB/T3836（所有部分）爆炸性環(huán)境

GB/T4208外殼防護等級（IP代碼）

GB4706.1-2005家用和類似用途電器的安全第1部分：通用要求

GB4706.27家用和類似用途電器的安全第2部分：風扇的特殊要求

GB4793.1-2007測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第1部分：通用要求

GB4943.1-2011信息技術設備安全第1部分：通用要求

GB/T5226.1-2019機械電氣安全機械電氣設備第1部分：通用技術條件

GB/T12265機械安全防止人體部位擠壓的最小間距

GB12358作業(yè)場所環(huán)境氣體檢測報警儀通用技術要求

GB/T13140.3家用和類似用途低壓電路用的連接器件第2部分：作為獨立單元的帶無螺紋型夾緊

件的連接器件的特殊要求

GB/T14048.1低壓開關設備和控制設備第1部分：總則

GB/T14536.1-2008家用和類似用途電自動控制器第1部分：通用要求

GB/T16754機械安全急停功能設計原則

GB/T16895.5低壓電氣裝置第4-43部分：安全防護過電流保護

GB/T16895.21低壓電氣裝置第4-41部分：安全防護電擊防護

GB/T17464連接器件電氣銅導線螺紋型和無螺紋型夾緊件的安全要求適用于0.2mm2以上至35

mm2（包括）導線的夾緊件的通用要求和特殊要求

GB/T18272.7工業(yè)過程測量和控制系統(tǒng)評估中系統(tǒng)特性的評定第7部分：系統(tǒng)安全性評估

GB/T18717.1用于機械安全的人類工效學設計第1部分：全身進入機械的開口尺寸確定原則

GB/T18717.2用于機械安全的人類工效學設計第2部分：人體局部進入機械的開口尺寸確定原則

GB/T18940封閉管道中氣體流量的測量渦輪流量計

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GB/T19074工業(yè)通風機通風機的機械安全裝置護罩

GB/T19774水電解制氫系統(tǒng)技術要求

GB/T19840回轉容積泵技術要求

GB/T20636連接器件電氣銅導線螺紋型和非螺紋型夾緊件的安全要求適用于35mm2以上至300

mm2導線的特殊要求

GB/T20727封閉管道中流體流量的測量熱式質量流量計

GB/T20728封閉管道中流體流量的測量科里奧利流量計的選型、安裝和使用指南

GB/T21109.1過程工業(yè)領域安全儀表系統(tǒng)的功能安全第1部分：框架、定義、系統(tǒng)、硬件和軟件

要求

GB/T23821機械安全防止上下肢觸及危險區(qū)的安全距離

GB/T26443安全色和安全標志安全標志的分類、性能和耐久性

GB/T27921-2011風險管理風險評估技術

GB32311水電解制氫系統(tǒng)能效限定值及能效等級

GB/T37562壓力型水電解制氫系統(tǒng)技術條件

GB/T37563壓力型水電解制氫系統(tǒng)安全要求

GB50058爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范

GB50177氫氣站設計規(guī)范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

標準狀況

氣體在溫度為0℃、壓力為101.325kPa條件下的狀態(tài)。

3.2

吹掃

足夠體積的吹掃氣通過外殼及其通風管道的過程，在設備供電前，使任何可燃性氣體環(huán)境濃度遠低

于燃燒下限。

3.3

吹掃氣

用于維持保護性正壓或用于稀釋可燃性氣體或蒸氣濃度遠低于燃燒下限的氣體。

3.4

電解小室

組成水電解槽的基本單元，每個電解小室由陽極、陰極和隔膜等組成。

3.5

風險評估

包括風險識別、風險分析和風險評價的全過程。

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3.6

富氧環(huán)境

空氣中氧的體積分數(shù)大于23.5%的環(huán)境。

3.7

隔膜

電解小室中分隔氫氣、氧氣，但允許離子傳輸?shù)慕M件。

3.8

工業(yè)用

制氫裝置由有資質和經驗的專業(yè)人員在生產設施中使用。

3.9

機械通風

通過機械裝置將室內、外殼內的空氣替換為新鮮空氣，以防止出現(xiàn)或消除危險濃度的氫氣。

3.10

離子傳輸介質

電解小室中傳輸離子的介質。

3.11

嵌入式制氫裝置

預期安裝在機柜內、墻壁上準備好的凹座或類似位置的制氫裝置。

3.12

商業(yè)用

制氫裝置由專業(yè)人員或非專業(yè)人員在非生產型商業(yè)設施如商店、旅館、寫字樓、教育機構、倉庫以

及其他非住宅地點使用。

3.13

外殼

容納和支撐結構，用來保護制氫裝置免受特殊環(huán)境和氣候條件影響，并且防止人員和牲畜意外接觸

制氫裝置的危險部分。

3.14

危險狀態(tài)

可以負面影響制氫裝置運行安全的狀態(tài)。

注：危險狀態(tài)的例子包括富氧環(huán)境、氫氣濃度高于燃燒下限、爆炸危險區(qū)域內的點燃源、壓力過高、

溫度過高等。

3.15

稀釋

連續(xù)以一定速率供給吹掃氣，使外殼內的可燃性物質的濃度在任何潛在點燃源附近保持在爆炸（燃

燒）極限之外。

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3.16

稀釋區(qū)域

在釋放源附近，可燃性物質濃度未被稀釋到低于燃燒下限的區(qū)域。

注：用惰性氣體稀釋氧氣可能造成可燃性氣體或蒸氣濃度高于燃燒上限。

3.17

自然通風

用完全通過自然氣流產生的新鮮空氣替換室內、外殼內的空氣，以防止出現(xiàn)或消除危險濃度的氫氣。

3.18

最高工作壓力

當制氫裝置在其設計和控制參數(shù)（包括預期的瞬態(tài)）內運行時，承壓部件可能達到的最高壓力。

3.19

最高允許工作壓力

在指定的相應溫度下，容器或系統(tǒng)所允許承受的最大壓力。

4技術要求

4.1通用要求

4.1.1依據(jù)氫氣使用目的和要求，制氫裝置包括水電解槽、氣液處理單元、直流電源、自動控制系統(tǒng)以

及氫氣/氧氣純化干燥單元、原料水制備單元、堿液制備單元、氣體檢測儀器等。制氫裝置的單元設備

應符合GB/T19774、GB/T37562的有關規(guī)定。

4.1.2制氫裝置可采用固定式、移動式或便攜式。

4.1.3制氫裝置及其輔助設施根據(jù)工業(yè)、商業(yè)和住宅應用的需要，宜設置在其應用區(qū)域/場所的建筑物/

構筑物內或室外布置，應符合GB50177的有關規(guī)定。

4.1.4制氫裝置的供電宜采用可再生能源電力（光伏發(fā)電、風電、水電等），其能效應符合GB32311的

有關規(guī)定。

4.1.5制氫裝置的設計、制造、安裝應符合GB/T19774、GB/T37562、GB/T37563和本文件等的要求。

4.2工作條件

4.2.1制氫裝置的使用區(qū)域應通風良好，環(huán)境溫度宜為5℃～45℃。

4.2.2制氫裝置所處場所爆炸危險區(qū)域的等級范圍劃分，應符合GB50177、GB50058和GB3836等的

有關規(guī)定。

4.2.3制氫裝置供電系統(tǒng)的輸入電壓等級應根據(jù)應用場地供電狀況確定。

4.2.4水電解用原料水的品質應符合下列要求。

4.2.4.1堿性水電解槽的原料水品質應符合表1規(guī)定。

表1堿性水電解槽原料水水質

名稱單位指標

電導率（25℃）mS/m≤1

鐵離子含量mg/L<1.0

氯離子含量mg/L<2.0

懸浮物mg/L<1.0

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4.2.4.2PEM水電解槽的原料水品質至少應符合表2規(guī)定。

表2PEM水電解槽原料水水質

名稱單位指標

電導率（25℃）mS/m≤0.10

可氧化物質含量（以O計）mg/L≤0.08

吸光度（254nm，1cm光程）—≤0.01

蒸發(fā)殘渣（105℃±2℃）mg/L≤1.0

可溶性硅（以SiO2計）mg/L≤0.02

4.2.5使用的吹掃氣宜為純度大于99%的氮氣。

4.2.6氧氣可根據(jù)需要回收利用或直接排放至室內或室外。

4.2.6.1氧氣排放到室內或室外時，應規(guī)定氧氣直接排放到外殼外部還是外殼內部。氧氣排放口應符合

4.4.7的防護等級要求。

4.2.6.2氧氣排放到室外時，氧氣應從殼體接管排出至室外而不會造成危險狀態(tài)。

4.2.6.3氧氣排放到外殼內或室內時，為防止外殼內部形成危險的富氧環(huán)境，在排入外殼內的氧氣離開

殼體前，其應被通風氣流稀釋至在空氣中的體積分數(shù)小于23.5%。

4.2.6.4對于將氧氣排入外殼內或室內的制氫裝置，為防止房間內氧氣在空氣中的體積分數(shù)超過23.5%，

應按7.2.3的要求在安裝說明中給出房間通風要求，并應按6.4的要求張貼存在氧氣的警告標志。

4.2.6.5外殼排風的設計應稀釋氧氣濃度，確保由外殼排放到周圍環(huán)境中的任何氣流都不會造成危險狀

態(tài)。如果采用機械通風降低氧氣濃度，則應設置檢測排風不足并引發(fā)停車的裝置。

4.2.7制氫裝置的產品氫氣由規(guī)定的氫氣管道和連接裝置送出。

4.2.7.1開車、停車和維修時，氫氣應通過氫氣排放管道和閥門附件直接排至室外，且不得造成危險狀

態(tài)。氫氣排放口應符合4.4.7的防護等級要求。

4.2.7.2氫氣排放到室外的管線設置應符合GB50177的規(guī)定。

4.2.7.3為防止房間內氫氣在空氣中的體積分數(shù)大于1%，應按7.2.3的要求在安裝說明中給出房間通風

要求，并應按6.4的要求張貼存在氫氣的警告標志。

4.3風險管理

4.3.1應采用GB/T27921-2011中附錄B等規(guī)定的一種或幾種結構化技術對制氫裝置的設計進行風險評

估。

4.3.2風險評估宜是定量的或半定量的。緩解措施至少應處理引發(fā)危險或風險的單一故障。風險評估應

表明，緩解措施適于使每種風險場景的概率和/或影響實現(xiàn)預期的降低，并將制氫裝置的風險控制在可

接受水平。

注1：個別緩解措施有可能相互作用，從而影響分析的多個方面的概率和/或效果。例如，使用外殼

會降低著火的概率，但可能會增加爆燃的后果。

注2：用戶/操作人員有可能基于制氫裝置的特定位置做最終風險評估。

4.3.3制氫裝置的設計和制造應確保在運行過程中發(fā)生氫氣泄漏時，可防止、最小化、檢測和/或控制

可燃性環(huán)境的形成。

4.4機械設備

4.4.1一般要求

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4.4.1.1制氫裝置的所有部件和材料應：

a)在預期使用期間，適合于所承受的溫度和壓力；

b)在預期使用期間，耐受所暴露于的反應、過程和其他狀況；

c)適合其預定用途，并根據(jù)制造商的說明在其額定值范圍內使用。

4.4.1.2制氫裝置應符合GB/T5226.1或GB4793.1中適用的機械強度要求。

4.4.2一般材料要求

4.4.2.1制氫裝置使用的材料應適合其用途。

4.4.2.2制氫裝置所有直接接觸水分、離子傳輸介質、氫氣或氧氣工藝氣流的內、外部件的材料，應在

額定使用壽命期間具備下列屬性：

a)當暴露于第4章規(guī)定的工作條件時，保持機械穩(wěn)定性；

b)抵御所容納流體的化學和物理作用；

c)與共用的其他材料相容，以排除協(xié)同和不良效應。

4.4.2.3運行過程中可能接觸氧氣的材料的自燃溫度，在最高工作壓力的純氧氣氛中，應比可接觸到的

最高溫度高出至少50℃。

4.4.2.4所有接觸氧氣的容器和管道均應進行脫脂處理。

4.4.3外殼要求

4.4.3.1最低強度

制氫裝置的支撐機構和外殼應具有足夠的強度、剛性、抗腐蝕性和其他物理特性來支撐和保護所有

組件和管道，并應耐受在運輸、安裝和運行過程中的機械應力和沖擊。電氣外殼應符合GB/T5226.1的

要求。

4.4.3.2外殼的環(huán)境耐受性

應根據(jù)按GB/T4208規(guī)定分類的、預期的安裝環(huán)境設計和試驗制氫裝置外殼。

4.4.3.3防火性能

外殼防火應符合GB4793.1-2007中第9章的有關要求。

4.4.3.4絕熱材料

制氫裝置外殼的絕熱材料應通過機械或粘結方式保持在原位，并且防止預期負荷和維修操作帶來的

位移或毀壞。

4.4.3.5罩板

a)罩板應按GB/T18717.1和GB/T18717.2的有關要求進行設計。

b)如果處在爆炸危險區(qū)域，罩板、蓋子和門應按GB/T3836.1的要求進行設計，在其打開或關閉

時不會產生火花。

c)允許維修人員進入的外殼應具有向外開的檢修門。如果裝有門閂，它應安裝在內側，且無需鑰

匙或特殊工具操作。

4.4.3.6通風口

通風口的設計應使其在正常使用時，將阻塞的可能性降至最低。

4.4.3.7防止靜電累積

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外殼上應安裝與地相連接的端子以防止靜電累積。

4.4.4承壓件

4.4.4.1一般要求

所有承壓件的額定壓力應等于或大于制氫裝置規(guī)定的承壓系統(tǒng)的最高允許工作壓力。泄壓裝置或壓

力安全系統(tǒng)應防止承壓件超壓。泄壓裝置或壓力安全系統(tǒng)的壓力設定點不應超過系統(tǒng)的最高允許工作壓

力并應高于系統(tǒng)的最高工作壓力。

4.4.4.2壓力容器及氣瓶

裝置中壓力容器的材料、設計、制造、安裝、改造、修理、使用、檢查和安全附件及儀表應當符合

TSG21、TSGR0005的要求。裝置中氣瓶的材料、設計、制造、附件、充裝使用、定期檢驗應當符合TSG

23的要求。

4.4.4.3電解槽

a)電解槽的設計應能承受5.2.4.4中規(guī)定的壓力試驗而不發(fā)生破裂或永久變形。

b)在進行5.2.4.4b）的壓力試驗時，電解槽應無破裂、永久變形或其他物理性損壞。

c)在正?；虍惓＿\行期間，如果電解槽的氫側和氧側可能存在壓力差，制造商應規(guī)定最高允許差

壓。應按4.3和4.6要求的風險評估，確定是否監(jiān)測氫氧側壓力差以及制氫裝置的停車條件。驗證試驗

方法見5.2.4.4c)。

d)電解槽應按5.2.5進行泄漏試驗，無泄漏為合格。

4.4.4.4管道和管件

a)聚合物或彈性體管道和接頭應適用于可燃性流體工況。

b)管道內表面應完全清理去除大于10μm的顆粒，并且管口應清理去除堵塞物和毛刺。

c)氧氣管道應按標準進行脫脂處理。

d)輸送干燥氫氣或氧氣的管道系統(tǒng)應由具有足夠電導率的管道構成，以防止靜電積聚；或應設置

收集和排除非導電管道累積的靜電到大地的裝置；或應限制氣流速度在產生靜電荷累積的值以下。

4.4.4.5泄壓裝置或壓力安全系統(tǒng)

a)應采用一個或多個泄壓裝置或壓力安全系統(tǒng)防止各帶壓系統(tǒng)或設備超壓。

b)泄壓裝置應與可能超壓設備直接相連。在泄壓裝置和被保護設備之間不得設置自動或手動隔離

閥門。

c)氫氣和氧氣泄壓裝置應排放到室外。

4.4.4.6壓力調節(jié)器

a)壓力調節(jié)器應適合于所接觸流體的壓力和溫度條件。

b)壓力調節(jié)器應為非排放型；或應按7.2的要求，采取確保壓力調節(jié)器排放到安全場所的措施。

4.4.4.7關閉閥

a)在停車、測試、維護期間，或在緊急狀態(tài)下，應為需要控制或截斷過程流體流動的所有設備和

系統(tǒng)設置關閉閥。

b)關閉閥應適合于所接觸流體的壓力和溫度條件。

c)安裝在關閉閥上的執(zhí)行機構應能承受閥體傳遞的熱量。

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4.4.5風扇和通風機

風扇和通風機應遵守GB4706.27、GB/T19074的規(guī)定，其電氣要求應符合GB/T5226.1的規(guī)定。

風扇和通風機的類型應適合其應用。

4.4.6泵

a)若適用，泵應遵守GB/T3215、GB/T19840的規(guī)定。

b)當在有爆炸危險區(qū)域使用時，如果在泵的電機和泵頭之間設有連接帶（皮帶傳動），其應采用

防靜電材料制作。

4.4.7環(huán)境耐受性

4.4.7.1設有外殼的制氫裝置應適合按GB/T4208分類的、預期的安裝環(huán)境。

4.4.7.2如果存在固體異物和/或水進入危險，制氫裝置的防護等級至少應：

a)符合GB/T4208規(guī)定的IP22要求，適用于室內、工業(yè)用途；

b)符合GB/T4208規(guī)定的IP34要求，適用于室內、住宅用途；

c)符合GB/T4208規(guī)定的IP44要求，適用于室外用途。

4.4.7.3如果在氫氣和氧氣排放口存在固體異物和/或水進入危險，則排放口的防護等級應符合GB/T

4208規(guī)定的IP22要求。

4.4.8設備的溫度限值和耐熱

設備的溫度限值和耐熱應符合GB4793.1-2007中第10章的要求。

4.5電氣設備、接線和通風

4.5.1防火和防爆要求

4.5.1.1一般要求

制氫裝置應防止正常運行中意外釋放氫氣，并應通過5.2.5或5.3.4中的適用試驗確定是否合格。

4.5.1.2制氫裝置爆炸危險區(qū)域劃分

制氫裝置外殼應按GB3836.14的要求進行爆炸危險場所分類。并應按GB3836.14、GB50177的要

求確定制氫裝置周圍爆炸危險區(qū)域的等級和范圍。

4.5.1.3爆炸危險區(qū)域內設備的防爆要求

a)爆炸危險區(qū)域內設備應符合GB/T3836.1和與所用防爆型式相關的GB3836和GB/T3836的適

當部分的要求。

b)當設備預期不在GB3836和GB/T3836范圍覆蓋的條件下運行（例如富氧環(huán)境），則應進行相

關特定使用條件的附加測試。

注：當使用隔爆外殼“d”（GB/T3836.2）和本質安全型“i”（GB/T3836.4）防爆型式時，這尤為

重要。

4.5.1.4防止可燃混合物積聚的防護方法

可以通過被動或主動手段來提供防護，以確保制氫裝置外殼內（稀釋區(qū)域除外）氫氣在空氣中的體

積分數(shù)低于1％。被動方法包括，但不限于：

a)使用管口和類似的流量限制方法，將最大釋放速率限制在可預測值；

b)使用永久緊固和安裝的接頭，將最大釋放速率限制在可預測值；

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c)自然通風。

主動的方法包括，但不限于：

d)比較氫氣流量或與控制設置相關的壓力測量值，以觸發(fā)保護措施，例如在檢測到超出規(guī)定的狀

況時，對不適用于該危險場所的電氣設備斷電和啟動通風設備；

e)基于制造商確定的泄入外殼的最大預期氫氣泄漏速率，持續(xù)通風以維持外殼內（稀釋區(qū)域除外）

的氫氣濃度低于1％體積分數(shù)；

f)符合4.5.1.8要求的氫氣檢測系統(tǒng)在檢出氫氣小于1%的適當體積分數(shù)時，開啟通風設備。

4.5.1.5通風

a)當按4.5.1.4的要求使用通風保護方法時，應規(guī)定通風系統(tǒng)所需的最小通風速率。

b)通風失效應導致產氣停止。

4.5.1.6啟動吹掃

a)按4.5.1.4的要求依靠通風防止可燃混合物積聚的制氫裝置外殼，在不適用于該危險場所的任

何部件通電前，應使用稀釋所需的最大通風速率充分置換吹掃。

b)所有應在吹掃前通電的設備或完成吹掃所需的設備，應適用于該危險場所。

4.5.1.7相鄰隔室的通風

如果通風的電氣或機械隔室與氫氣發(fā)生室相鄰，除非該隔室內的設備適用于該危險場所，否則它們

相對于氫氣發(fā)生室應處于正壓狀態(tài)，并符合4.4.3.3的有關要求。

4.5.1.8氫氣檢測系統(tǒng)

a)根據(jù)4.3風險評估，當需要氫氣檢測器保證安全時，其應符合GB12358的規(guī)定。

b)氫氣檢測器應安裝在氫氣易泄漏和積聚處。

4.5.1.9通風系統(tǒng)測試

應按5.2.10的規(guī)定驗證通風系統(tǒng)。

4.5.2電氣設備

4.5.2.1一般要求

a)電氣安全應確保在運行和例行維護期間，免受電擊、火災和燒傷的影響。

b)應視情況，按GB/T5226.1或GB4793.1的有關要求設計和制造制氫裝置。

c)電氣間隙、爬電距離以及電路的固體絕緣層厚度，應符合GB/T14536.1-2008中第20章的有

關要求。

d)接線方法應符合GB/T5226.1的有關要求。

4.5.2.2接地和聯(lián)結

a)設備的聯(lián)結和接地應符合GB/T5226.1的有關要求，但以下情況除外：

通過限制雜散電流，應與大地絕緣從而確保工藝流程安全和可靠運行的部件，如電解小室的金

屬外殼和部件，應按照GB/T5226.1的要求進行保護以防觸電。

b)接觸電流和保護導體電流應符合GB4793.1或GB4943.1-2011中5.1.1的要求。

4.5.2.3過流保護

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a)應按GB/T16895.5或相當?shù)臉藴实囊?guī)定，采用斷路器、過載繼電器和/或熔斷器，給每個電氣

設備和裝置提供過載和過流保護。

b)在正常啟動和運行條件下，過流保護應不易受到干擾。

4.5.2.4電加熱器

電加熱器應符合GB/T5226.1的有關規(guī)定。加熱器外殼的兩端應采用密封連接。在加熱器線圈和外

殼之間應使用合適的絕緣材料，其絕緣電阻應滿足相關規(guī)定。

4.5.2.5軟線固定裝置和導線拉脫

在適用的情況下，電源軟線固定裝置可承受的拉力和扭矩應符合GB4793.1-2007中6.10.2的要求；

導線連接器件的拉脫要求應符合GB/T14048.1、GB/T13140.3、GB/T17464或GB/T20636的規(guī)定。

4.5.2.6外接導線端子

外接導線端子應符合GB4793.1-2007中6.6.2的要求。

4.6控制系統(tǒng)

4.6.1概述

4.6.1.1制氫裝置應配備控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)安全可靠運行，并避免危險狀態(tài)發(fā)生。

4.6.1.2根據(jù)4.3風險評估，應識別分析可能降低系統(tǒng)性能和/或安全性的失效和故障。安全分析應為

設置4.6.2所述的安全控制電路功能所需的保護參數(shù)提供依據(jù)。應在安全分析中考慮用于檢測和執(zhí)行控

制的儀表的響應時間和精度。

4.6.1.3適用時，應考慮下列故障和情況：

a)電解槽電壓高于規(guī)定的最高電壓；

b)電解槽電壓低于規(guī)定的最低電壓；

c)電解槽電壓超過規(guī)定的電解槽不均衡電壓；

d)電解槽溫度高于規(guī)定的最高溫度；

e)電解槽電流高于規(guī)定的最大電流；

f)電解小室差壓高于規(guī)定的最大差壓；

g)電解小室差壓低于規(guī)定的最小差壓；

h)電解液液位高于規(guī)定的最高液位；

i)電解液液位低于規(guī)定的最低液位；

j)電解液流量低于規(guī)定的最低流量；

k)氫氣在空氣中的體積分數(shù)超過4.5.1.4或4.6.1中規(guī)定的限值；

l)氫氣在氧氣中的體積分數(shù)超過4.6.1中規(guī)定的限值；

m)氧氣在氫氣中的體積分數(shù)超過4.6.1中規(guī)定的限值；

n)壓力不符合規(guī)定的工作壓力范圍；

o)氧側壓力高于規(guī)定的最高壓力；

p)失去4.5.1規(guī)定的保護性通風；

q)環(huán)境或過程溫度高于規(guī)定的最高溫度；

r)環(huán)境或過程溫度低于規(guī)定的最低溫度；

s)危險液體泄漏；

t)原料水純度低于規(guī)定的最低水平；

u)泄壓裝置動作；

v)限位開關失效；

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w)關閉閥上的限位開關檢測到閥門失效；

x)緊急停車。

4.6.1.4制氫裝置的設計應確保安全控制電路部件的單一故障不會級聯(lián)至危險狀態(tài)。如GB/T5226.1所

述，防止級聯(lián)失效的措施包括但不限于：

a)機械中的保護裝置（例如聯(lián)鎖防護裝置、脫扣裝置）；

b)電氣回路的聯(lián)鎖保護；

c)使用成熟的技術和元件；

d)提供部分或全部的冗余或多樣性；

e)進行功能試驗。

4.6.1.5風險評估應判斷是否存在空氣中氫氣、氧氣中氫氣或氫氣中氧氣等可燃氣體混合物的危險，是

否需要檢測和需要按4.6.5緊急停車。應在按體積分數(shù)，氫氣在空氣中超過其燃燒下限的50％，氧氣中

氫氣超過其燃燒下限的50％，或氫氣中氧氣超過其燃燒下限的50％時，觸發(fā)緊急停車。應在風險評估

中考慮氣體混合物檢測控制的響應時間和精度。

4.6.2安全控制電路

4.6.2.1如果風險評估要求對異常狀態(tài)（故障）做出響應，則應根據(jù)4.3的要求，對制氫裝置的每個安

全關鍵部件的潛在失效模式和漂移值進行風險評估。

4.6.2.2根據(jù)風險評估結果，確定為關鍵功能部件的電氣部件應配備有安全控制電路。安全控制電路的

設計應符合GB/T18272.7和GB/T21109.1的有關要求。

4.6.2.3安全控制電路的設計應確保關鍵功能部件發(fā)生故障后，制氫裝置進入如下安全狀態(tài)：

a)安全控制應動作，在其控制下安全中斷預定功能；

b)若安全，控制系統(tǒng)可允許完成一個運行周期，但不應啟動或應鎖定隨后的周期。

4.6.3失效時的控制功能

如果發(fā)生控制電路邏輯故障，或控制電路失效或損壞：

a)制氫裝置不應意外啟動；

b)如已發(fā)出停車命令，則不應阻止制氫裝置停車；

c)應可以自動或手動停止運動部件；

d)保護性安全裝置應保持完全有效。

4.6.4開車

4.6.4.1制氫裝置應具有僅當制造商安全分析中規(guī)定的所有安全措施到位且功能正常時，才觸發(fā)制氫裝

置運行的啟動控制。應提供適當?shù)穆?lián)鎖以實現(xiàn)正確的順序開車。

4.6.4.2制氫裝置只能通過啟動控制開車。在自動周期的正常序列中，從待機模式重新開車，則不需要

啟動控制。

4.6.5緊急停車

4.6.5.1制氫裝置應具有緊急停車功能，立即給發(fā)生危險的系統(tǒng)斷電。

4.6.5.2如果設置了緊急停車安全控制電路，其設計應符合GB/T5226.1的要求。

4.6.5.3緊急停車按鈕的設計應符合GB/T16754的要求。緊急停車按鈕應被清楚地標出，并且易于接

近。

4.6.5.4制氫裝置可配備與可選的遠程緊急停車裝置連接的器件。

4.6.6停車

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4.6.6.1制氫裝置應具有與緊急停車功能分開的停車功能，觸發(fā)制氫裝置的受控停止。

4.6.6.2根據(jù)安全分析和制氫裝置功能要求，制氫裝置可立即停車，或處于指定系統(tǒng)通電的受控狀態(tài)。

4.6.7報警

4.6.7.1設置的報警（聲音、視覺等）應是無歧義和易發(fā)現(xiàn)的，并不應將作業(yè)人員吸引至危險位置。

4.6.7.2報警信號應包含足夠信息，以便維修人員進行故障診斷。

4.6.8吹掃氣量

當吹掃氣由壓縮氣體容器提供時，應有剩余供氣的明顯指示。若剩余氣量不足以進行規(guī)定的吹掃時，

制氫裝置不得開車或應停車。

4.6.9復位

4.6.9.1復位是將制氫裝置從故障狀態(tài)恢復到準備開車狀態(tài)。

4.6.9.2僅當安全分析中規(guī)定的所有保護措施到位且功能正常時，才應有可能復位。制氫裝置的復位不

應觸發(fā)危險狀態(tài)。

4.6.10暫停安全防護

如有必要暫停安全防護（例如進行維護時），則應配備能鎖定在期望模式的模式選擇器件或裝置，

以防止意外操作。

4.7離子傳輸介質

4.7.1電解質

在規(guī)定的工作壽命或維修間隔內，電解質應：

a)在整個運行條件范圍內，保持化學穩(wěn)定；

b)不會引發(fā)共用的另一種材料的不良屬性，以致具有在兩種材料單獨使用時不具有的協(xié)同和不良

效應；

c)不會催化或促進化學或電化學的任何形式寄生副反應，以致污染產品氫氣或氧氣；

d)具有足夠的離子電導率。

4.7.2隔膜

同時產生氫氣和氧氣的水電解槽應裝有隔膜，以分隔產品氫氣和氧氣。隔膜應：

a）在整個運行條件范圍內，保持化學穩(wěn)定；

b）從天然纖維、合成聚合物、陶瓷或以上的組合中選取，且不應包含石棉；

c）具有足夠的離子電導率，以使制氫裝置安全運行；

d）具有足夠的電阻率，以使制氫裝置安全運行；

e）具有足夠的機械強度，以滿足裝配后小室陰陽極之間的設計差壓；

f）電解過程中不會溶出有害雜質；

g）在含水運行條件下，具有足夠低的氫氣和氧氣跨膜滲透性，以避免產生可燃性氣體混合物。

4.8維修人員的防護

4.8.1制氫裝置外殼的內外部及內部組件的設計應符合GB/T23821、GB/T12265等的相關規(guī)定。

4.8.2應防止未經授權人員接近任何帶電部分。制氫裝置內暴露的帶電部分的入口，應有禁止不合

格人員進入的警告標志。

4.8.3應提供防護，以保護維修人員免受暴露的帶電部分的接觸電擊和任何轉動裝置的傷害。

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5試驗方法

5.1概述

對每個新設計的制氫裝置都應進行5.2的型式（質量）試驗，以驗證制氫裝置符合設計標準。對按

型式試驗驗證過的設計成批生產的制氫裝置，僅需進行5.3的例行試驗。

5.2型式（質量）試驗

5.2.1試驗準備

5.2.1.1型式試驗可在工廠或安裝現(xiàn)場進行。在進行試驗時，應按制造商說明書安裝整套制氫裝置，包

括所有空氣過濾器、啟動裝置、通風或排氣系統(tǒng)和全部現(xiàn)場提供的設備。

5.2.1.2應在制造商規(guī)定的額定值范圍內，采用正常使用的制氫裝置，在最不利組合和配置下進行試驗。

5.2.2試驗條件

5.2.2.1環(huán)境條件

除非制造商另有規(guī)定，試驗應在下述環(huán)境進行：

a）環(huán)境溫度為15℃～35℃；

b）相對濕度符合制造商要求，且不超過75%；

c）大氣壓力為75kPa～106kPa；

d）無霜、露、滲水、雨水和太陽輻射等。

5.2.2.2制氫裝置狀態(tài)

a)概述

1)除非另有規(guī)定，每項試驗都應以制氫裝置正常使用的狀態(tài)進行，且在5.2.2.2b）～5.2.2.2c）

給出的最不利組合條件下進行。

2)如果由于尺寸或重量原因不能對整臺制氫裝置進行某些試驗，則允許對子組件進行試驗，前提是

已驗證組裝好的設備符合本文件的要求。

3)預期安裝在墻上凹座、機柜內等的設備，應按制造商說明書進行安裝。

b)工作周期

1)短時或間歇工作的設備應按制造商說明書的規(guī)定，以最長的一段時間工作和以最短的一段時間恢

復。

2)啟動階段顯著發(fā)熱，依靠連續(xù)工作耗散熱量的短時或間歇工作的設備，也應以最短的一段額定時

間工作，然后以最短的一段額定時間恢復。

c)裝料

1)在正常使用時需裝入特定材料的設備，比如需裝入干燥劑或電解液的設備，應裝入使用說明書中

規(guī)定的最不利數(shù)量材料。如果使用說明書允許正常使用時不裝料，則可空置。

2)如果規(guī)定的材料在試驗期間可能引發(fā)危險，則可使用另一種材料，但應證明試驗結果不受影響。

5.2.3電氣試驗

5.2.3.1保護聯(lián)結電路連續(xù)性試驗

a)應按GB/T16895.21或GB4793.1要求的回路阻抗試驗，驗證4.5.2.2中的保護聯(lián)結電路連續(xù)

性。

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b)在制氫裝置供電前，宜驗證保護聯(lián)結電路連續(xù)性，因大部分短路保護裝置依賴于這種連續(xù)性進

行正確操作。同樣地，在進行5.2.3.2的電壓試驗前，宜驗證保護聯(lián)結電路連續(xù)性。

5.2.3.2電氣絕緣強度

a)除下述內容外，應按GB4793.1-2007中6.8的要求驗證4.5.2.1中規(guī)定的電氣絕緣強度：

1)對于現(xiàn)有試驗艙太大的制氫裝置不要求進行潮濕預處理；此大型制氫裝置的電壓測試要求在任何

情況下都不應低于GB/T5226.1-2019中18.4的要求。

2)可采用GB4793.1-2007，6.8.4中的任何試驗方法。

b)或者，可采用GB4706.1-2005中第16章的試驗方法。

c)如果制氫裝置使用了可能被此試驗規(guī)定的電壓損壞的元件（如固態(tài)器件），并且這個元件符合

4.5.2.1中規(guī)定的標準，則被測試的電路可在此元件處斷開，以消除毀壞此元件的可能性。

d)電壓試驗宜在按5.2.3.1要求的保護聯(lián)結電路連續(xù)性驗證之后進行，以減少可觸及導電表面偶

然通電的可能性，并確保試驗設備運行正常。

e)絕緣強度宜在制氫裝置送電前驗證，以降低短路和暴露于危險電壓的可能性。

5.2.3.3功能試驗

a)應按規(guī)定的試驗步驟測試電氣設備功能，尤其是那些關系到安全和防護的功能。至少，控制系

統(tǒng)、安全控制電路和4.6確定的電氣部件的功能，應按4.6中適用條款的要求進行驗證。

b)功能試驗宜在按5.2.3.1和5.2.3.2要求的保護聯(lián)結電路連續(xù)性和電氣絕緣強度驗證后馬上進

行，并應在制氫裝置滿負荷運行之前進行。

5.2.3.4電源

應按GB4793.1-2007中5.1.3的規(guī)定，檢查6.2中的電源標志。

5.2.3.5接觸電流和保護導體電流

4.5.2.2b)中接觸電流和保護導體電流應按GB4793.1或GB4943.1-2011中5.1.2～5.1.8的規(guī)定

進行限制和試驗。

5.2.3.6軟線固定裝置和導線連接拉脫試驗

應按GB4793.1-2007中6.10.2規(guī)定的試驗，驗證4.5.2.5規(guī)定的電源線連接要求。根據(jù)使用情況，

應按GB/T14048.1、GB/T13140.3、GB/T17464或GB/T20636規(guī)定的試驗，驗證4.5.2.5規(guī)定的導線

連接器件的要求。

5.2.3.7外接導線端子試驗

應按GB4793.1-2007中6.6.2的試驗，驗證4.5.2.6規(guī)定的外接導線端子的要求。

5.2.3.8啟動電流試驗

為驗證按4.5.2.3規(guī)定的過流保護的正確設計，制氫裝置應連續(xù)啟動和運行3次，期間不會激活過

流保護裝置，且無任何部件故障。

5.2.4壓力試驗

5.2.4.1簡述

除非另有說明，本章提到的壓力都是表壓。

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5.2.4.2裝有液體部件的壓力試驗

a)包括接頭和連接件的4.4.4中輸送液體的所有承壓部件，其強度和完整性應按照GB

4793.1-2007中11.7的方法進行試驗。

b)電解槽僅需按5.2.4.4的要求進行試驗。

c)在制氫裝置正常運行時，通過連接件（互連）承受相同內壓的部件可被視為獨立試驗單元，可

單獨加壓，并且認為必要時，可使用任何方便方式將其與制氫裝置其余部分隔離。

5.2.4.3裝有氣體和氣/液混合物部件的壓力試驗

a)包括接頭和連接件的4.4.4中輸送氣體或氣/液混合物的所有承壓部件，其強度和完整性要求

應按照GB4793.1-2007中11.7做下列修改的方法進行試驗：

1)試驗壓力應至少為最高允許工作壓力的1.5倍；

2)最小試驗壓力應為70kPa；

3)試驗時間應為2min±10s。

4)電解槽僅需按5.2.4.4的要求進行試驗。

b)在制氫裝置正常運行時，通過連接件（互連）承受相同內壓的部件可被視為獨立試驗單元，可

單獨加壓，并且認為必要時，可使用任何方便方式將其與制氫裝置其余部分隔離。

c)如果采用氣壓試驗，宜使用非反應性試驗氣體，比如氮氣或氦氣。

5.2.4.4電解槽的壓力試驗

a)一般要求

1)應對電解槽進行5.2.4.4b）的等壓試驗。若在正?；虍惓＿\行期間，電解槽的氧側和氫側可能

出現(xiàn)壓力差，則應對電解槽附加進行5.2.4.4c）的差壓試驗。

注：電解槽試驗稍有不同，因為不像其他承壓件，電解槽本身就是壓力源。如果電解槽故障，就失

去了壓力和氫氣源。

2)堅固的電解槽可按5.2.4.2和5.2.4.3的要求與其他壓力設備共同試驗。

b)等壓試驗

每個電解槽的氧側和氫側應連接到等壓源并同時進行試驗。除了對最高允許工作壓力≤50kPa的電

解槽應進行30分鐘1.3倍最高工作壓力的試驗外，壓力試驗應按5.2.4.3的要求進行。

c)差壓試驗

1)電解槽應加熱或冷卻至最高或最低運行溫度，取其較苛刻的一種。壓力試驗應按5.2.4.3的要求

進行，但壓力應施加在陽極或陰極通道上，而不是兩極同時施加，且試驗壓力應為最大允許差壓的1.3

倍。

2)陽極側和陰極側之間的泄漏速率應在試驗期間連續(xù)測量或在加壓前后測量。陽極側和陰極側之間

的泄漏速率不應因此試驗而增加，并應在該試驗溫度下的規(guī)定范圍內。

5.2.5泄漏試驗

5.2.5.1簡述

a)應進行5.2.5中適用的泄漏試驗，以補充5.2.4的壓力試驗。

b)所有功能部件應處于打開位置，以使所需的試驗壓力作用在試驗區(qū)的所有部分。

c)在制氫裝置正常運行時，通過連接件（互連）承受相同內壓的部件可作為獨立試驗單元，分別

試驗，并且認為必要時，可使用任何方便方式將其與制氫裝置其余部分隔離。

5.2.5.2正常泄漏試驗

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a)應在制氫裝置上重復進行做下列修改的5.2.4的試驗：

試驗壓力不應小于最高工作壓力，對于差壓電解槽不應小于最大工作差壓。當達到試驗壓力時，應

停止試驗流體，并應監(jiān)測制氫裝置內壓力至少2分鐘，不應有任何可測量的壓力降。在測定壓力降時應

考慮溫度補償。

b)對于差壓電解槽必須附加進行5.2.4.4c）的試驗，相同的要求適用于陽極側和陰極側之間的

泄漏速率。陽極側和陰極側之間的泄漏速率應在該試驗溫度下的規(guī)定范圍內。

c)應采用與制氫裝置試驗部分相容，并且不會導致危險試驗狀態(tài)的試驗流體。

注1：氫氣側使用的典型試驗流體為氫氣或氦氣，或氮中氫示蹤氣；氧氣側使用的典型試驗流體為

氮氣或氦氣。

注2：潛在危險包括高于燃燒下限的氫氣/空氣和氫氣/氧氣混合物。

5.2.5.3氫氣組件連接件和管道接頭的附加泄漏測試

a)簡述

氫氣管道連接件除了進行5.2.5.2的泄漏試驗外，還應按5.2.5.3b）或5.2.5.3c）的要求進行

泄漏試驗。

b)氣泡試驗

1)應使用氮氣或氦氣等惰性試驗氣體，對氫氣組件系統(tǒng)進行壓力不小于最高工作壓力的泄漏試驗。

應在達到試驗壓力，并且輸氫管道接頭和組件連接件完全被適合于其表面的泄漏檢測液覆蓋后，進行泄

漏試驗。泄漏檢測液的涂敷方式應防止涂敷過程產生氣泡。每個氫氣連接件應至少加壓10分鐘。不得

觀察到氣體泄漏導致的可見氣泡。

2)如果試驗的組件由不銹鋼、鎳或鉻合金制成，則泄漏檢測液中硫的體積分數(shù)應小于10cm3/m3，鹵

素的體積分數(shù)應小于10cm3/m3。如果試驗的組件由聚乙烯或結構塑料制成，則泄漏檢測液不應促進環(huán)境

應力開裂。

3)如不相容，電解小室可不進行氣泡試驗，且不與泄漏檢測液接觸。

c)示蹤氣體泄漏檢測

作為氣泡試驗的替代，可按示蹤氣體檢測器說明書和制氫裝置的相關要求，采用校驗過的示蹤氣體

檢測器，檢測輸氫連接件、電解槽和管接頭是否泄漏。示蹤氣體應使用不可燃氣體，如氫氣體積分數(shù)小

于5.7%的氮氫混合氣。也可采用氦質譜儀進行檢測。

5.2.6溫度試驗

應按GB4793.1-2007中第10章的試驗方法，測試驗證4.4.8規(guī)定的設備的溫度限值和耐熱。

5.2.7環(huán)境試驗

制氫裝置的組件、電氣外殼和工藝外殼應按GB/T4208的規(guī)定進行試驗，以驗證其符合4.4.7和

4.4.3.2中的防護等級。

5.2.8性能測試

5.2.8.1氫氣和氧氣產氣量試驗

a)應在100％產量運行1小時，按照GB/T19774、GB/T37562、GB/T18940或GB/T20728或GB/T

20727等規(guī)定的方法測量氫氣產量。

b)如適用于工業(yè)和商業(yè)應用，應在100％產量運行1小時，按照GB/T18940或GB/T20728或GB/T

20727等規(guī)定的方法測量氧氣產量。

5.2.8.2氫氣和氧氣品質試驗

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a)應驗證規(guī)定的氫氣、氧氣品質。氫氣純度應滿足GB/T19774的要求，氧氣純度應符合制造商

的規(guī)定。

b)氫氣、氧氣純度的檢測應符合GB/T19774、GB/T37562的要求。

5.2.9機械強度

應采用GB/T5226.1或GB4793.1中適用的試驗，驗證制氫裝置符合4.4.1中的機械強度要求。

5.2.10排放試驗

5.2.10.1簡述

5.2.10規(guī)定的排放試驗適用于室內安裝的、制造商提供排放系統(tǒng)的制氫裝置。

5.2.10.2排放泄漏試驗

進行泄漏試驗的排放系統(tǒng)應按預期安裝在制氫裝置上，并帶有制造商建議的最大長度排放管道組件。

排放組件泄漏試驗應符合5.2.5中的要求。

5.3例行試驗

5.3.1一般要求

a)每臺制氫裝置在正式投運前，應按規(guī)定進行例行試驗。

b)例行試驗可以是工廠驗收試驗的組成部分。

5.3.2保護聯(lián)結電路連續(xù)性試驗

保護聯(lián)結電路連續(xù)性試驗應按5.2.3.1的規(guī)定或按GB4793.1-2007中F.1的要求進行。

5.3.3電壓試驗

電氣絕緣試驗應按5.2.3.2的規(guī)定或按GB4793.1-2007中F.2和F.3的要求進行。

5.3.4泄漏試驗

每臺制氫裝置的管道完整性試驗應按5.2.5的規(guī)定進行。每臺制氫裝置的電解槽完整性試驗應按

5.2.5.2的規(guī)定進行。

5.3.5功能試驗

當連接額定電源和公用系統(tǒng)時，至少應驗證每臺制氫裝置的下列功能：

a)安全控制回路及每個相關傳感器和部件的功能；

b)正常系統(tǒng)開車，無系統(tǒng)警告或報警；

c)以規(guī)定的產量和壓力正常產氫，在足以使電解質達到并穩(wěn)定在其標稱溫度的時間內無系統(tǒng)警告

或報警；

d)正常系統(tǒng)停車，無系統(tǒng)警告或報警。

6標志和標簽

6.1一般要求