GB╱T 37562-2019 压力型水电解制氢系统技术条件.pdf

ICS 27.180 F 19 睛望中华人民共和国国家标准GB/T 37562一2019压力型水电解制氢系统技术条件Technical conditions of pressurized water electrolysis system for hydrogen production 2019-06-04发布2020-01-01实施国家市场监督管理总局也舍中国国家标准化管理委员会保叩GB/T 37562-2019 目次前言.1 1 范围.2 规范性引用文件.3 术语和定义.2 4 分类与命名.2 4.1 压力型碱性水电解制氢系统.2 4.2 压力型PEM水电解制氢系统.3 5 技术要求.3 5.1 压力型水电解制氢系统.3 5.2 单体设备.4 5.3 管路及附件.6 5.4 电气设备及配线.7 5.5 自动控制和监测.8 5.6 组装及安装.9 6 试验检测.9 6.1 测试条件.9 6.2 试验.10 6.3 检测.11 7 标志.12 8 产品随机文件.12 nLhLnruqa q纸卜阳帽引装MM册护吊J手维运统用装搬系使安ihLqua哇。000。9 包装.附录A(资料性附录)典型压力型水电解制氢系统框图.15 附录B(资料性附录)容积法测试气体产量.16 附录c(资料性附录电流测试值计算气体产量.18 附录D(资料性附录分析仪器测试气体纯度.19 前本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。-=E司本标准由全国氢能标准化技术委员会(SAC/TC309)提出并归口。GB/T 37562-2019 本标准起草单位:北京化工大学、苏州竟立制氢设备有限公司、中国标准化研究院、中国船舶重工集团公司第七一八研究所、天津市大陆制氢设备有限公司、山东赛克赛斯氢能源有限公司、中国电子工程设计院、普顿(北京)制氢科技有限公司、淳华氢能科技股份有限公司、四川川油天然气科技股份有限公司。本标准主要起草人z周俊波、杨溟洋、张碧航、王廉、周振芳、许卫、丁孝涛、周向荣、李克安、李俊荣、张祥春、薛贺来、潘网、赵迎春、王寿荣、陈立峰。I GB/T 37562-2019 压力型水电解制氢系统技术条件1 范围本标准规定了压力型碱性水电解制氢系统和质子交换膜(PEM)水电解制氢系统的术语和定义、分类与命名、技术要求、试验与检测、标志、包装。本标准适用于工作压力大于或等于0.3MPa且小于或等于5.0MPa的压力型碱性水电解和压力型PEM水电解制氢系统。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，仅注日期的版本适用于本文件。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/T 150(所有部分)压力容器GB/T 151 热交换器GB/T 629化学试剂氧氧化铀GB/T 1972 碟形弹簧GB/T 2306化学试剂氢氧化饵GB/T 2829 周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验GB/T 3634.2 氢气第2部分:纯氢、高纯氢和超纯氢GB 3836.1爆炸性环境第1部分z设备通用要求GB 3836.14爆炸性环境第14部分:场所分类爆炸性气体环境GB/T 3863 工业氧GB 4793.1 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分z通用要求GB 5226.1 机械电气安全机械电气设备第1部分z通用技术条件GB/T 5831 气体中微量氧的测定比色法GB/T 5832.1 气体分析微量水分的测定第1部分:电解法GB/T 5832.2气体分析微量水分的测定第2部分z露点法GB/T 6285 气体中微量氧的测定电化学法GB/T 8984 气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定气相色谱法GB/T 12241安全阅一般要求GB 12358 作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求GB/T 13306 标牌GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB 16808 可燃气体报警控制器GB/T 16895.23低压电气装置第6部分:检验GB/T 19142 出口商品包装通则GB/T 19774 水电解制氢系统技术要求GB/T 24499 氢气、氢能与氢能系统术语GB/T 28060 进出境货物木质包装材料检疫管理准则GB/T 37562-2019 GB/T 34542.1 氢气储存输送系统第1部分E通用要求GB/T 37563 压力型水电解制氢系统安全要求GB 50030 氧气站设计规范GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范GB 50177 氢气站设计规范HG 20202 脱脂工程施工及验收规范JB/T 4711 压力容器涂敷与运输包装TSG 21 固定式压力容器安全技术监察规程3 术语和定义3.1 3.2 3.3 3.4 tion 3.5 3.6 3.7 GB/T 19774、GB/T24499界定的以及下列术语和定义适用于本文件。压力pr四sure垂直作用在容器单位表面积上的力。在本标准中，除注明者外，压力均指表压力。压力型水电解制氢系统pressurized water electrolysis system for hydr咽enproduction 由具有规定压力的水电解槽及其附属设备、管道及其附件、箱体等共同构成的水电解制氢系统。耐性水电解制氢系统alkaline water el配trolysissystem for hydrogen production 由碱性水电解槽及其附属设备、管道及其附件、箱体等共同构成的水电解制氢系统。PEM水电解曾国j氢系统proton exchange membrane water electrolysis system for hydrogen produc-由PEM水电解槽及其附属设备、管道及其附件、箱体等共同构成的水电解制氢系统。箱体enclosure 在制氢系统中，起到对电气系统与工艺系统进行分隔、保护和支撑的设备柜。吹扫purge 使用氮气或元油干燥空气，将设备加工过程中系统内部产生的粉尘、颗粒及易燃液体吹除清理。置换replacement 使用除CO2以外的，如N2或其他惰性气体将制氢系统内所有设备和管线中的空气、易燃易爆和有毒有害气体吹除，并使用这种气体对所有设备和管线填充并密封。3.8 标准状况standard temperature and pr四sure气体在温度为oC.压力为101.325kPa条件下的状态。4 分类与命名4.1 压力型耐性水电解制氢系统压力型碱性水电解制氢系统的产品命名应由大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。产品纯度可按照GB/T19774中有关要求执行。GB/T 37562-2019 编制方法应符合下列规定:15D1口一xxx/xx型TIa 标准状况的氢气产量，单位为m3/h各厂家可自定的代号为碱性水电解制氢系统的代号，取碱水电解的拼音字母字头4.2 压力型PEM水电解制氢系统压力型PEM水电解制氢系统的产品命名应由大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。产品纯度可按照GB/T19774中有关要求执行。编制方法应符合下列规定:C5DJ口一xxx/xx型TL设主为MPa标准状况的氢气产量，单位为m3/h各厂家可自定的代号为PEM水电解制氢系统的代号，取纯水电解的拼音字母字头5 技术要求5.1 压力型水电解制氢系统5.1.1 通用要求碱性水电解制氢系统、PEM水电解制氢系统的典型系统框图参见附录A。5.1.2 工作条件5.1.2.1 制氢系统工作环境应清洁、通风良好，工作环境温度宜为5.C45 c。5.1.2.2 制氢系统所处的场所属于有爆炸危险环境，其爆炸危险区域等级范围划分应符合GB50177、GB 50058的要求，电气设施的设防等级应为1区。5.1.2.3 碱性水电解制氢系统电解槽的工作温度宜为80c土5C,PEM*电解制氢系统的工作温度宜为60c土5C。5.1.2.4 对于压力型水电解制氢系统，当用户要求压力较高时，应尽量提高工作压力，以减少压缩能耗。5.1.2.5 碱性水电解制氧系统的原料水品质应符合表1的规定。褒1髓性水电解制氢系统原料水水质名称单位指标电导率(25C)mS/m 主二1铁离子含量mg/L 1.0 氯离子含量mg/L 2.0 悬浮物mg/L 1.0 3 GB/T 37562-2019 5.1.2.6 碱性水电解制氢系统采用的氢氧化御或氢氧化纳应符合GB/T2306、GB/T629的规定。5.1.2.7 碱性水电解制氢系统运行中，电解液质量要求应符合表2的规定。襄2耐性KOH水电解制氢系统电解液晶质要求名称单位指标浓度%27-32 co了含量mg/L 100 铁离子含量mg/L 3 氯离子含量mg/L 800 a此浓度为采用KOH水浴液时.5.1.2.8 PEM水电解槽要求原料水至少应符合表3的规定。襄3PEM水电解槽水质要求名称单位指标电导率(25t;)mS/m:;0.10 可氧化物质含量(以O计mg/L 运0.08吸光度(254nm.1 cm光程:;0.01 蒸发残渣(105t;土2t;)mg/L 运1.0可溶性硅(以Si02计mg/L 骂王0.025.1.2.9 冷却水的水压宜为0.15MPa-0.35 MPa。循环冷却水的水质应符合表4的要求。亵4循环冷却水的水质要求名称单位指标pH(25 t;)6.5-8.0 氯离子含量mg/L 200 硫酸根含量mg/L 200 钙离子含量mg/L 200 铁离子含量mg/L 1.0 镀离子含量mg/L 1.0 溶解硅酸含量mg/L 50 5.2 单体设备5.2.1 通用要求5.2.1.1 水电解制氢系统的单体设备应根据类型、规模、功能要求等确定。5.2.1.2 水电解制氢系统单体设备的结构、工作参数应满足或优于水电解制氢系统的功能要求。5.2.1.3 单体设备内部或连接部位的内表面、零部件、密封件的材料，在电化学反应或与氢气/氧气接触的过程中应具有下列特性:4 GB/T 37562-2019 a)在规定的工作条件下具有良好的化学稳定性，在运行中不会发生各种形式的催化反应、电化学反应或其他形式的化学反应引起的寄生性副反应，以避免这些反应形成对氢气/氧气的污染。b)应符合各项机械性能要求，并在工作条件下保持稳定的力学性能。所选用材料的化学成分、金相组织，不应发生或避免发生氢脆。d)所选用材料的化学成分、金相组织，在运行中不发生应力腐蚀、裂纹或氧腐蚀。5.2.1.4 任何条件下与氧气接触材料的自燃温度应比可承受的最高操作温度高50c。5.2.2 水电解槽5.2.2.1 水电解槽是水电解制氢系统的主体设备，它的性能参数将决定水电解制氢的技术性能。水电解槽的性能参数、结构设计应以降低单位氢气的电能消耗、减少制造成本、延长使用寿命为基本要求。应合理选择水电解槽的结构形式、电解小室及隔膜的构造、涂层和材质。5.2.2.2 水电解槽的氧气生产能力、纯度和杂质含量应按制造厂家的企业标准和用户的要求协商确定。5.2.2.3 水电解槽电解小室的电极材质、涂层或催化剂等应根据电解槽类型/工作参数等因素确定。如果使用复辙式结构，要求电极有良好的体积导电率。同时隔膜应能够阻断正负极室之间的气体交换，以保证氢气与氧气的纯度。PEM水电解槽中电解小室的极板基材宜采用铁板。负极侧可采用金属铅作为催化剂，正极侧可采用钉镰合金或他们的氧化物或棍合物作为催化剂。5.2.2.4 PEM水电解槽以质子交换膜作为电解质，质子交换膜应具有足够化学稳定性以及质子交换能力，并保证足够的机械强度和热稳定性，一般要求膜材料致密不透气，厚度为150m-250m。5.2.2.5密封垫片的选择应确保水电解槽在工作状态不渗漏，并能承受槽体开、停车时的工作状态变化。5.2.2.6 碟形弹簧的制造要求应符合GB/T1972的规定。5.2.2.7 焊缝不得有气孔、夹渣和裂纹等缺陷。5.2.2.8 水电解槽的电镀零部件的质量、检查应符合下列要求:a)镀件的镀层表面不得鼓泡、起皮、局部元镀层和划伤等严重缺陷。镀层表面质量应进行100%检验。b)镀件的镀层厚度、结合强度及孔隙率的检验抽样和抽样方法按照GB/T2829的规定。镀件可以采用相同工艺同时电镀的试件进行试验。5.2.3 压力容器5.2.3.1 压力容器的材料、设计、制造、检验和验收应符合TSG21、GB/T150的规定。5.2.3.2 各类压力容器的材质选择，应充分考虑该容器氢侧和氧侧不同的使用要求和运行状态。5.2.4 箱体5.2.4.1 箱体内电气隔间应始终相对大气保持不小于5Pa的正压，并应根据箱体内部正压值、箱体的体积等确定排气量。5.2.4.2 电气隔间与制氢隔间之间应采用无孔、洞的隔板分隔，当必须要穿孔时应在箱体底部开孔。5.2.4.3 箱体应根据规模、功能要求确定，并应符合下列要求za)箱体应有足够的强度、刚度和耐久性，以保障全部设备和管路的安全。箱体同时要承担制氢系统在搬运、安装和操作过程中的受力和震动。b)箱体应采用抗腐蚀材料制造，如不锈钢板或镀镰铜板，其厚度应不小于0.6mm.c)箱体的绝缘材料应通过机械或其他适当的方法进行固定.并应防止任何形式的移动和毁坏。d)箱体的内表面应平整，无氢气聚集空间，并在顶部设置排气口。如果有多处氢气聚集的空间，5 GB/T 37562-2019 则应设置多处排气口，或在相关空间内设置通气孔洞。e)箱体内应在方便检查和维修的位置设置检查口和维修口，检查口应设有视窗或盖板。f)箱体内应设置固定式氢气检测报警仪，其技术性能应符合GB12358和GB16808的规定。氢气检测报警仪监测空气中的氢气浓度，当达到0.4%体积分数时，应报警并开启事故风机。5.2.4.4 箱体应设有将水电解生成的氧气/氢气排放到室外指定区域的管路及其附件。对小型设备也可选择将气体排放到室内，但此时应在室内装设富氧监测系统或氢气报警系统。5.2.5 氢气罐5.2.5.1 制氢系统应根据氢气使用特点和用户对氢气的要求设置相应的氢气罐。5.2.5.2 氢气罐的储存容量应根据氢气产量、用氢特点、氢气压力等参数确定。5.2.6 氧气罐5.2.6.1 制氢系统应根据用户对氧气的要求进行处置，可回收利用或直接排入大气，当回收利用时，应符合GB50177的有关规定，应对回收利用的氧气按要求设置相应的氧气罐。5.2.6.2 氧气罐的储存容量应根据用氧特点、氧气产量、氧气压力等参数确定。5.2.6.3 氧气罐及其连接管道和附件均应按HG20202严格进行脱脂处理。5.2.7 氢气纯化单元5.2.7.1 氢气纯化器主要用于去除氢气中的氧气和水分等杂质.可采用催化法去除氧气杂质、采用吸附法去除氢气中的水分。5.2.7.2 氢气纯化器中各类压力容器的设计、制造检验和验收均应符合TSG21、GB/T150、GB/T151 中的规定。5.2.7.3 宜采用自动控制装置对氢气纯化过程和温度等进行控制。5.2.7.4 氧气纯化后的氧、水分的微量杂质浓度的检测应符合GB/T5831、GB/T5832.1、GB/T5832.2、GB/T 6285的有关要求。根据用户要求，宜设置连续监测仪器。5.2.8 阻火器5.2.8.1 水电解制氢系统的氢气排空口前，应装设阻火器。5.2.8.2 阻火器的结构可采用砾石型、铜丝网型和波纹型。5.2.8.3 氢气阻火器应安装在靠近氢气排空口处。阻火器后的氢气管道应采用不锈钢管材，并设置防两帽。5.2.9 超压保萨装置5.2.9.1 水电解制氢系统应设置两路独立的超压联锁保护装置，以保障系统安全运行。5.2.9.2 在制氢系统箱体内排放的气体应该引到室外指定区域排放。5.2.9.3 压力泄放装置中安全阔的整定压力为l.05倍-l.1倍工作压力，安全阅应符合GB/T12241 的有关要求。5.3 曹路及附件5.3.1 通用要求5.3.1.1 水电解制氢系统的氢气管路、附件的材质选择应符合GB50177的有关要求，氧气管路、附件应符合GB50030的要求。GB/T 37562-2019 5.3.1.2 管道支架的设置应符合GB50177的规定，支架与单体设备之间不应采用焊接。5.3.2 管路附件的布置5.3.2.1 管路附件的布置应符合水电解制氢系统带控制点的工艺流程图的要求，且应方便水电解制氢系统的运行操作、安装和维修。5.3.2.2 对于有热胀冷缩的管段，布置时应结合柔性计算和热补偿要求，进行妥善安排。5.3.2.3 管道及附件的布置应整齐有序，减少不必要的交叉，适当注意美观。5.3.3 气体管路5.3.3.1 气体管路宜采用无缝钢管制作。5.3.3.2 氢气管路及附件的设置应符合GB50177的有关规定。5.3.3.3 氧气管路及附件的设置应符合GB50030的有关规定。5.3.3.4 置换口与置换用气体管路间，不宜设置固定连接，避免相互污染。5.3.3.5 气体管路应设置在线气体分析仪表。5.3.4 擅体及气渡管蹄5.3.4.1 冷却水管路需要保温时，应采用不燃材料。5.3.4.2 直流电源用冷却水应设断水保护及联锁停机装置。5.3.4.3 制氢系统中.各种设备及其管道内的冷凝水，均应经各自的排水水封排至室外，水封上的气体放空管应分别接至室外安全处。5.3.4.4 各种液体管路最高处和最低处应设置气体和液体泄放口。5.3.4.5 气液管路应进行防冲蚀设计。5.4 电气设备及配钱5.4.1 直流电源的配置5.4.1.1 水电解制氢系统的水电解槽与直流电源应按一对一方式独立配置，直流电源宜采用高频开关电摞、晶闸管整流器或硅整流器。5.4.1.2 直流电源应设有自动调压和自动稳流功能，并具备直流过流、交流缺相等联锁保护功能。5.4.1.3 制氢系统使用的整流器选择，应符合下列要求:a)额定直流电压应大于水电解槽的最大工作电压，调压范围宜为0.6倍-1.05倍水电解槽的最大工作电压zb)额定直流电流不应小于水电解槽的最大工作电流，并宜为水电解槽最大工作电流的1.1倍.5.4.1.4 氢气生产环境的电气设施的应按GB50177的规定分为1区和2区。爆炸危险区域内的电气设备防爆等级应为H类C级T1组，并符合GB3836.1和GB/T34542.1的要求。5.4.1.5 制氢系统的安全联锁信号均应切断直流电源。5.4.1.6 电解间应设置直流电源的紧急断电按钮，按钮宜设在便于操作处。5.4.2 电气接地5.4.2.1 水电解制氢系统应在安装管路前进行接地电阻检查。对两端分别接入直流电源正负极的水电解槽，其对地电阻不小于1Mn.5.4.2.2 氢气设备、管道的法兰、阀门连接处应采用金属(铜制)连接线跨接，跨接电阻应小于0.03O.5.4.2.3 电气装置的接地，应设单独接地干线，不得采用串接方式。7 GB/T 37562-2019 5.4.2.4 氢气、氧气放空管应设置防静电接地。5.4.2.5 所有防雷、防静电接地装置，应定期检测接地电阻，每年至少检测一次.5.5 自动控制和监测5.5.1 通用要求水电解制氢系统自动控制和监测使用的硬件、软件应该能够在设计工况下正常运行，并且能够在制氢系统发生故障时及时报警、停车，并进行相应的应急处理。5.5.2 自控及监测装置5.5.2.1 温度传感器碱性水电解制氢系统应在如下位置设置温度传感器z电解槽温度检测点应设置在电解槽氢、氧出口管线上;碱液温度检测点应设置在碱液冷却器碱液出口的管线上。PEM水电解制氢系统应在如下位置设置温度传感器:电解槽温度检测点应设置在电解槽氢、氧出口管线上z纯水温度检测点应设置在纯水出口的管线上。5.5.2.2 压力传感器碱性水电解制氢系统应在氢氧分离器、氢气罐处设置压力传感器。PEM水电解制氢系统应在如下位置设置压力传感器:水电解装置出口氢侧/氧侧，氢气罐，以及保持正压的箱体。5.5.2.3 水质监测对于PEM水电解制氢系统，可设置在线水质监测仪表，并在参数超标时报警联锁。5.5.2.4 气体纯度检测器水电解制氧系统在氧、氧气出气管线上应设置氧中氧、氧中氧在线分析仪。氧气纯化单元的产品气出气管线上，应设置微量氧分析仪和露点分析仪。5.5.2.5 氢气泄漏监测装置设置水电解制氢系统的房间内应在室内最高处或最易积聚氢气处设置空气中氢浓度检测、报警装置，并应符合GB16808、GB12358的要求。5.5.3 联锁停机的功能设置水电解制氢系统的自控、监测装置在报警后应立刻检查故障源，并作出相应调整。当发生下列情况之一时，应启动联锁停机z8 一一当氢气或氧气纯度低于设计下限时;一一分离器液位低于设计下限时5一一系统压力高于设计上限时z一一碱液/纯水循环量低于设计下限时;发生电力故障时;一一监测的空气中氢浓度超过1%(体积分数)时。GB/T 37562-2019 5.6 组装及安装5.6.1 通用要求5.6.1.1 水电解制氢系统的组装及安装应按设备制造厂的设计文件、技术要求或工程设计文件进行。5.6.1.2 制造厂家应提供安装说明。这些说明主要包括提供电解槽及其附属设备的安装要求、安全防护、维护检修要求。5.6.2 水电解槽的安装5.6.2.1 水电解槽根据规格和尺寸可采用箱体式整体安装，也可采用分散安装。5.6.2.2 水电解槽在制造工厂进行槽体组装后，应按设计文件和技术要求进行气密性检查，合格后运至现场整体安装。5.6.2.3 根据水电解槽的规格、尺寸和重量制定吊装、就位方案，进行充分准备后再就位安装。5.6.2.4 水电解槽安装后应进行各种相关尺寸，连接管线准确性的检查;电气接地电阻的检查，水电解槽正负极连接的检查等。5.6.2.5 电解槽的安装应采用单端固定。5.6.3 氢气罐、氯气罐的安装5.6.3.1 氢气罐、氧气罐在安装前，应按照TSG21和设计文件要求进行核对、检查出厂合格证、压力容器检验文件和各种技术资料的完整性。5.6.3.2 根据气体储罐的规格尺寸、重量和现场情况制定安装就位方案和相关安全措施。按设计文件、技术说明文件进行罐体和各相关尺寸检查。在认真进行各项准备工作后，方可进行安装就位。5.6.3.3 安装就位后，按设计文件和技术说明文件核对安装位置和各相关尺寸，合格后进行各种管线、附件的安装。5.6.3.4 安装完成后，应进行各种相关尺寸、连接管线连接准确性的检查;接地电阻的检查等。5.6.4 管路及附件的安装水电解制氢系统的管路和附件的安装应符合GB50177、GB50030的要求。6 试验幢测6.1 测试条件6.1.1 通用要求6.1.1.1 在试验前，应检查制造厂提供的各种合格证、技术文件、包括全部例行试验记录和证书、图纸资料、压力容器产品的安全性能监督检验证书等文件、资料齐全后方能进行试验。6.1.1.2 外观检查应在整套水电解制氢系统组装完成后进行，主要是检查外观和各种相关尺寸;检查各类液体、气体管路和电气线路的连接的准确性等。6.1.2 测试准备在进行测试时，整套制氢系统应依据生产厂家说明书组装完成，并应确保其系统设备在试验检测中的工况与真实工况相同。9 GB/T 37562-2019 6.1.3 测试工况除非另行规定，整套制氧系统在试验检测时应处于设计工况。6.1.4 测试条件试验检测应在以下环境进行:a)环境温度为15.C35 C;b)相对湿度在制造厂家的要求之内，且不超过75%;c)元霜、露水、渗水、雨淋、太阳辐射等。d)制氢系统应在测试全过程处于通风排气畅通无阻的状态。6.2 试验6.2.1 电气试验6.2.1.1 回路阻抗测试故障回路阻抗测量试验，应按照GB/T16895.23的回路阻抗测试进行验证。6.2.1.2 电压试验电绝缘强度应按照GB4793.1确认，电绝缘强度在GB4793.1中称为介电强度。除非制氢系统不需要过高的湿度预处理。此时试验电压不应低于GB5226.1的规定，取最大试验电压具有两倍的电气设备额定电源电压值或1000 V之中较大者。a)电压测试应在故障回路阻抗测量试验之后，这是为了确保测试设备的操作正确。b)绝缘性能试验应在水电解槽施加电压之前进行，以减小短路风险。6.2.1.3 主电源主电源的标志应按照GB4793.1中的要求检查.6.2.2 气密性试验6.2.2.1 对碱性水电解制氢系统使用清洁空气或氯气进行气密性试验z对PEM水电解制氢系统使用氮气进行气密性试验。6.2.2.2 气密性试验压力为设计压力，试验开始后逐渐升压，达到规定压力后，保持30min.应采用涂刷专用检漏液的方法，巡回检查所有阅门、法兰或螺纹连接处，焊缝、垫片等密封点，以无漏气为合格。6.2.3 泄捕事试验水电解制氢系统在气密性试验合格后，以氯气进行泄漏量试验。试验压力为系统设计压力;试验时间为24h。泄漏量试验过程应认真记录系统内气体的温度、压力。以平均每小时泄漏率不超过0.5%为合格。平均每小时泄漏率A按式(1)计算:、EE，JT-T Ar-hy，ABEt、nu-nu-咱E-一A(1)式中zA 一一平均每小时泄漏率.%;t 一一试验时间，单位为小时(h);1.z一一试验开始、结束时的绝对压力，单位为兆帕(MPa);GB/T 37562-2019 T.T2一一试验开始、结束时的气体热力学温度，单位为开尔文(K)。6.2.4 差压试验6.2.4.1 对于差压式PEM水电解槽的电解小室应在设计工况下进行差压试验，试验使用纯水作为介质。压力应单独施加在正极或负极小室上，试验压力应为1.3倍最大操作压力差，整个试验过程(包括升压、保压和卸压中的任一时刻，氢氧侧压力差不超过允许压差，产品随机文件中应注明这一要求和允许压差值。6.2.4.2 试验电解槽内的气体应当排净并充满液体，试验过程中，应保持容器观察表面的干燥。6.2.4.3 当试验电解槽器壁金属温度与液体温度接近时，方可缓慢升压至设计压力，确认无泄漏后继续升压至规定试验压力，保压时间一般不少于30min;然后降至设计压力，保压足够时间进行检查，检查期间压力应保持不变。6.2.4.4 试验过程中，电解槽元渗漏，元可见的变形和异常声响即为试验合格。6.2.4.5 水电解制氢系统在泄漏试验合格后应缓慢泄压。6.3 检测6.3.1 检测前准备6.3.1.1 对水电解制氢系统的氢气管路进行吹扫置换，吹扫置换后系统中含氧量应小于0.5%。6.3.1.2 整套系统的原料水、电解液、电源和自控系统均应符合设计要求，达到开车所应具备的条件。6.3.1.3 检测现场的生产环境符合设计要求，各生产辅助系统均应达到开车所应具备的条件。6.3.1.4 开车后，逐渐增加负荷直至氢气/氧气纯度、工作压力、工作温度、氢气产量达到设计工况，并稳定运行后，开始进行检测、记录。6.3.1.5 性能参数检测内容有z氢气产量、氢气/氧气纯度、直流电压和电流、单位制氢电辈革等。进行上述监测的同时，并记录系统工作压力、工作温度、环境温度、原料水艳量和水质、电解液浓度等。6.3.2 性能参鼓栓测6.3.2.1 氢气产量的检测应符合以下要求:a)水电解制氢系统的氢气产量检测方法有容积法和直流电流测试值计算法。本标准推荐采用直流电流测试值计算法。b)容积法参见附录B.直流电流测试值计算见参见附录C。6.3.2.2 氢气/氧气纯度检测应符合以下要求za)普通氢气纯度和氢中杂质含量采用连续分析仪器检测，参见附录D。纯氢中杂质含量应符合GB/T 3634.2的要求E采用GB/T5831、GB/T5832.1、GB/T5832.2、GB/T6285、GB/T8984 的方法进行检测。b)氧气纯度和氧中杂质含量采用连续分析仪器检测，参见附录D。氧中杂质含量应符合GB/T 3863的要求;采用GB/T5832.1、GB/T5832.2的方法进行检测。c)氢气/氧气的纯度检测的取样点，应在水电解制氢系统中气体冷却器之后，气体储罐之前。6.3.2.3 直流电压、电流的检测应符合以下要求za)水电解槽的总直流电流(槽电流用直流电流表检测。电流表的精度等级不低于0.5级。b)水电解槽的总直流电压(槽电压)用直流电压表检测。检测位置在水电解槽的正极、负极端极处。电压表的精度等级不低于0.5级。每个电解小室电压采用万用表或专用电压表检测。仪器精度等级不低于0.5级。水电解槽的各个电解小室电压应分布均匀。11 GB/T 37562-2019 7 标志7.1 水电解制氢系统及其单体设备的标志制作、安装位置，应符合GB/T13306.7.2 标志的内容应简洁、明确，显示主要性能参数、指标和要求。标志应固定在易于观察的明显位置。7.3 每套水电解制氢系统应设标志牌;主要单体设备应根据需要分别设置标志牌。水电解制氢系统标志牌应包括下列内容:a)制造厂家名称、地址。b)产品型号和商标。c)制造日期、编号。d)主要技术参数z1)氢气产量(m3/h或kg/h);氧气产量(m3/h或kg/h);2)氢气纯度(%)或杂质含量00-6);氧气纯度%)或杂质含量。0-6);3)氢气压力(MPa);氧气压力(MPa);4)电气输入:电压(V)，电流(A)，频率(Hz/相);5)环境工作温度CC);6)工作场所，室内或室外;7)易燃易爆警示或要求;8)设备外形尺寸(mm)、质量(kg)等。8 产晶随机文件8.1 搬运吊装说明8.1.1 制造厂家应提供制氢系统各类单体设备、组件的安全搬运、吊装说明:必要时以图示说明吊装、搬运的方法。8.1.2 搬运吊装说明应确定制氢系统重心，以便起重机、叉车的搬运。8.2 系统、设备固纸8.2.1 制造厂家应提供水电解制氢系统在安装、运行、维护中所需的各种系统流程、设备构造和电气自控等图纸。8.2.2 制造厂家需提供的困纸应包括但不限于下列内容:a)工艺流程图，包括控制点、管径等;b)各类电气原理图和水电解制氢系统或组件的电气接线图、布线图zc)单体设备总图(应有接管、接线标注);d)组件内设备及管线图;e)需土建施工的基础条件图。8.3 使用孚册8.3.1 使用手册应由生产厂家提供，并包括下列内容za)制氢系统全部的工艺流程图、电器原理图、控制原理图及各部分单元设备功能介绍;GB/T 37562-2019 b)公用条件要求，如高压电容量、冷却水晶质要求及用量、压缩空气品质要求及用量等;c)制氢系统日常捎耗品及易损品的名称、用量及品质，并建议最终用户需常备的备晶备件的名称、数量及周期;d)制氢设备的额定技术参数，如:产气量、气体纯度、直流电压、直流电流、能耗指标等ze)操作前的准备;。启动和停机程序，系统开车、停车步骤等工艺操作规程及注意事项zu 系统长期停滞的注意事项;h)可自行维修、标校部件仪表的使用说明;i)设备可能出现的故障、分析故障原因并提供应急解决方案，同时也应提供系统所涉及的危险物质氢气、氧气、碱性电解液、氯气)的处理方法及安全注意事项;j)对制氢系统的所有警告和标记的说明，特别是对分级区域的说明。8.3.2 如果制氧系统设有远程监控系统，则生产厂家应提供这套远程监控系统的使用程序及程序变更方法。8.3.3 如果必要时，生产厂家提供的远程监控系统程序至少要解决如下问题:a)远程控制参数;b)远程更新软件50 远程改变参数zd)上传参数;e)上传软件$0 验证使用资格sg)撤销/撤回变更;h)测试和备份文件。8.4 安装维护孚册8.4.1 制造厂家应提供安装、维护的要求和指导原则。水电解制氢系统的现场布置和设计应遵循GB 50177的规定。8.4.2 每个制氢系统应附有安装手册，本手册至少包含以下说明:a)安装要求提示，包括设备基础、设备就位、电气接线、自控仪表和控制阀等的安装要求。b)有爆炸危险的氢气生产场所，对防爆电器及其配线安装的要求。有爆炸危险的氢气生产场所的运行维护管理要求，包括通风、易燃材料和明火管制等要求等。c)各种需定期更换或清洗的零部件的说明，并提出更换、清洗的要求。d)制氢系统开车，停车和维护的说明。e)拆解和运输的推荐方法。为了防止安全事故，应对制氢系统及其材料、元件的报废和处理进行说明。g)空气通风指示，应根据GB3836.14的区域分类。8.4.3 安装维护手册应包含制氢系统部件所有日常维护的要求，并指出这些维护的必要性和最低频率，包括:a)过滤器更换或清洁频率以及更换过滤器的尺寸和类型，拆卸和更换过搪器的方式，并以图示说明sb)制氢系统的清洁方法zc)移动部件的润滑，包括润滑剂的类型，级别和润滑量;d)排气系统及所有功能部分的周期性检测要求:e)制氢系统及其支架仗p，底座，框架，机柜等不能有明显的物理损伤迹象，制氢系统周围的环境GB/T 37562-2019 清洁且无易燃材料，在安装电源或加入绝缘层时要指明检查区域，并提示绝缘材料可能是易燃材料。8.4.4 安装维护手册要求对制氧系统进行周期性检查，检查应由专业人士进行。8.4.5 安装维护手册也要对用于分级区域的制氢系统维修进行具体的介绍。8.4.6 安装维护手册中应包含相应的安全技术要求条款，其内容应该符合GB/T37563中的规定。9 包装9.1 水电解制氢系统的包装应符合GB/T13384的规定。并按装箱单的编号、项目名称和件数进行装箱。9.2 压力容器的包装、运输应符合1B/T4711的规定。9.3 产品出厂时，碱性水电解制氢系统应进行充氮保护，充氮压力二三0.05MPa，此类设备的开口处应进行封堵。9.4 PEM水电解制氢系统无需进行充氯气保护，但要保持电解槽充满水，此类设备的开口处宜用水袋密封，保持电解槽湿润，并保证运输及储存温度在5c以上，防止冰冻。9.5 出口产品的包装应符合GB/T19142的规定，木质包装材料应按GB/T28060的规定进行检疫处理。9.6 水电解制氢系统可以裸装，运输时应采取措施，防止在运输过程中发生滑动、碰撞及倾覆的意外情况。备品备件需装箱，仪器仪表应做防震处理，随机文件及图纸资料可另行邮寄发送。14 GB/T 37562-2019 附录A(资料性附录)典型压力型水电解制氢系统框固压力型水电解制氢系统的主体设备为水电解槽。水电解槽由若干个电解小室组成，每个电解小室由电极、隔膜和电解质构成。根据所产氢气、氧气用途而配置的气液处理装置、气体纯化(干燥单元、缓冲罐等，与水电解槽构成了整个制氢系统。典型压力型碱性水电解制氢系统框图见图A.l，典型压力型PEM水电解制氢系统框图见图A.2.被循环2 H 0,固A.1典型压力型耐性水电解制氢系统框固鲍水循环H 0,固A.2典型E力型PEM水电解制氢系统框固15 G8/T 37562-2019 附景B(资料性附录)害积法测球气体产量8.1 窑积法测试系统容积法测试系统如图B.l所示。气体来自水电解稽说明21一一阀F，I2一一阀FZI3一一温度计$4一一压力表55一一安全阀56一一阀F，0 8.2 测试方法固8.1窑积法测试系统示意固8.2.1 测试前应对贮气罐的容积V进行测试、核算。8.2.2 开阔FI关闭阀Fz、阀F3准确记录贮气罐内气体的起始压力乱和温度T108.2.3 开阔Fz.关闭阅F)、阀F3记录起始时间lI 0 8.2.4 经一定时间充灌气体后，关闭阅Fz.开阔矶，记录终止时间lz、贮气罐内压力扣和温度Tz。8.2.5 氧气产量Q(旷/h)按式(B.l)计算。Q=在(生一主)式中zQ一一标准状况的氢气产量，单位为立方米每小时(m3/h);Po一一标准状况下气体绝对压力(0.101325).单位为兆帕(MPa);L一一起始时贮气罐内气体绝对压力，单位为兆帕(MPa);.(B.l)z一一终止时贮气罐内气体绝对压力，单位为兆帕(MPa);To一一标准状况下气体温度(273.1日，单位为开尔文(K);T1一一起始时贮气罐内气体温度，单位为开尔文(K);T2一一终止时贮气罐内气体温度，单位为开尔文(K);V一一-贮气罐结构容职，单位为立方米(m3);t 一一测试时间，其值为tz-tl t单位为小时(h)。GB/T 37562-2019 17 GB/T 37562-2019 附景C(资料性附录)电流测试值计算气体产量C.1 原理摘要依据水电解定律一一任何物质在电解过程中，数量上的变化服从法拉第定律。C.2 水电解制氢时的法拉第定律在标准状况下，用2X96500C电量，可电解1mol水制取1mol氢和1/2mol氧。1 mol氢气在标准状况下的体积为22.43X 10-3 m3;故在标准