3 基本规定


3.0.1  加氢站应结合供氢方式进行设计。加氢站可采用氢气长管拖车运输、 氢气管束式集装箱运输、液氢罐车运输、液氢罐式集装箱运输、管道输送或站内制氢系统等方式供氢。加氢站可与天然气加气站或加油站联合建站。
3.0.2A 加氢站的等级划分,应符合表3.0.2A的规定。
 加氢站的等级划分
    注:液氢罐的单罐容量不受本表中单罐容量的限制。
3. 0.3 加氢站内 储氢容器容量应根据氢气来源、 氢燃料电池汽车及氢气天然气混合燃料汽车数量、每辆汽车的氢气充装容量和充装时间以及 储氢容器压力等级等因素确定。 氢气长管拖车、氢气管束式集装箱、液氢罐车、液氢罐式集装箱等运输氢的车辆作为加氢站内储氢设施固定使用时应设置固定措施,容量计入总容量中。
3.0.6 加氢站的火灾危险类别应为甲类。加氢站内有爆炸危险房间或区域的爆炸危险等级应为1区或2区。
3.0.7 加氢站的爆炸危险区域等级范围划分应符合本规范附录A的要求。
3.0.8 加氢站内设有 站内制氢系统时, 除应符合本规范规定外,制氢系统还应符合现行国家标准《氢气站设计规范》GB 50177的有关规定。
3.0.10 加氢站采用移动式加氢设施时, 除应符合本规范规定外,还应符合现行国家标准 《移动式加氢设施安全技术规范》GB/T31139等的有关规定。

条文说明

3.0.1 目前国内外已建成的氢能汽车加氢站的氢气来源主要有:长管拖车运输供应高压气态氢,长管拖车储气瓶组的氢气压力为25MPa~35MPa,一辆拖车运输氢气约5000N·m³;加氢站内自备水电解解氢装置或天然气转化制氢装置,制取氢气经加压、储存供应氢气,氢气管道输送氢气只是个别的;液态氢槽车供应液态氢,在加氢站内设液态氢储罐,以液态氢直接对氢能汽车上的液氢储罐加氢。鉴于目前我国的液氢生产较少,且价格较贵,所以本条推荐采用三种氢气来源,但在条件合适且只是作为示范或试验使用时,采用液态氢供应也是适宜的方式。
    本条明确规定“加氢站与天然气加气站或与加油站可联合建站”。采用合建站的方式既有利于节省建站用地、降低建设投资,也有利于加氢、加气、加油的经营管理;且可促进氢能汽车基础设施的建设。据了解,欧洲和美、日等研发氢能汽车较早的国家已建的数十个加氢站中不少是采用合建站的方式。表1是国内外一些氢能汽车加氢站的设置状
况。
表1 国内外一些加氢站的设置状况
3.0.3 加氢站内的储气设施是用于储气和均衡地对氢能汽车充灌氢气,本条推荐储氢罐总容量确定的基本要求,实施时应根据具体工程情况认真分析、计算。氢气储罐的容量越大,其危险度和影响越大,为此在城市建成区内建设加氢站时,由于受到防火距离和安全因素的限制,将储氢罐总容量减少至小于1000kg,且储氢罐与相关建筑物、构筑物的防火间距应严格遵守本规范第4.0.4条的规定。
3.0.6 本条为强制性条文。制定本条的依据是:
    1 氢气的主要性能:气态氢的密度为0.0898kg/m³(101.3kPa、0℃时),约为空气密度的1/14;无色、无嗅的可燃气体,在空气中的着火温度为574℃,在氧气中的着火温度为560℃;着火燃烧界限在空气中为4%~75%(体积),在氧气中为4.5%~94%(体积);爆轰界限在空气中为18.3%~59%(体积),在氧气中为15%~90%(体积);最小着火能在空气中为0.19mJ,在氧气中为0.07mJ;氢气易扩散、易泄漏,由于分子量小和黏度小,约比空气扩散快3.8倍,所以氢气既比空气轻,又易扩散,一旦泄漏到周围环境中,一般呈上升趋势。
    2 根据氢气在空气中燃烧爆炸界限,按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定,加氢站应为“甲类”。
   3 按照现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定,确定加氢站内的氢气压缩机间、氢气储罐等有爆炸危险区域为1区或2区的理由是:
    1) 有爆炸危险的氢气压缩机间、氢气纯化间等的面积、空间均不大,设备布置也较紧凑,所以本规范规定在建筑物内部均以房间为单位划分有爆炸危险的范围。
    2) 现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058规定,“1区:在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境”;并在注中明确:“正常运行是指正常的开车、运转、停车,易燃物质产品的装卸,密闭容器盖的开闭,安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。”加氢站内有爆炸危险的房间或区域内的生产设备在开车、停车时,均有可能出现爆炸性混合气体环境。
    3) 根据规定,释放源级别和通风方式与爆炸危险区域划分和范围之间的关系是:在自然通风和一般机械通风的情况下,第一级释放源可能导致1区;局部机械通风,可将爆炸危险区域的范围缩小或使等级降低。调查表明,国内已建的氢气站内有爆炸危险房间均设置了自然通风和一般的机械通风,但未设局部通风。因此,在氢气站的制氢间、氢气纯化间、氢气压缩机间、氢气灌装间等房间内爆炸危险物质的释放属于第一级释放源,其爆炸危险区域的划分应定为1区。
    4) 按照现行国家标准《爆炸和火灾险环境电力装置设计规范》GB 50058有关条款的规定,加氢站室外氢气罐的周围空间及其氢气放空管周围空间规定为2区有爆炸危险场所。
3.0.8 目前国内外氢能汽车包括燃料电池汽车、氢气内燃发动机汽车和氢气天然气混合燃料汽车均处于开发应用的起步阶段,为了方便地取得氢源,在一些加氢站的建设中,同时设有制取氢气的自备制氢系统,为此本条规定自备制氢系统部分的设计还应遵守现行国家标准《氢气站设计规范》GB 50177的相关规定。
3.0.10 移动式加氢装置已在国内外出现,并具有灵活性和满足用氢量较少的氢能汽车加氢示范工程等的需要。此类移动式加氢设施一般是指固定在专用的汽车底盘上或汽车的专用拖车的底座上的氢气加氢设施,此类设施常常包括有氢气压缩机、储氢罐、氢气加注装置等,有的还设有水电解制氢装置。此类设施一般可根据需要采用汽车运输或牵引运输至规定的专用场所进行加氢作业,为确保安全,撬装式加氢装置应具有较严格的安全技术设施,如密闭空间的氢气浓度报警装置、通风设施和事故排气机、安全泄放装置和电气防爆设施等,其相关安全技术措施应与撬装式水电解制氢装置或变压吸附提纯氢装置的安全措施相似,所以本条规定应参照现行国家标准《水电解制氢系统的技术要求》GB/T 19774和《变压吸附提纯氢系统技术要求》GB/T 19773的相关要求执行。
 

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