国内标准文件GB 5017793 氢氧站设计规范.docx
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国内标准文件GB5017793氢氧站设计规范
氢氧站设计规范
GB50177－93
主编部门：
中华人民共和国电子工业部
批准部门：
中华人民共和国建设部
施行日期：
1993年12月1日
关于发布国家标准《氢氧站设计规范》的通知
建标［1993］421号
根据国家计委计综［1987］2390号文和建设部建标［1991］727号文的要求，由电子工业部会同有关部门共同编制的《氢氧站设计规范》，已经有关部门会审。
现批准《氢氧站设计规范》GB50177－93为强制性国家标准，自一九九三年十二月一日起施行。
本规范由电子工业部负责管理，其具体解释等工作由电子工业部第十设计研究院负责。
出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。
中华人民共和国建设部
一九九三年六月十五日
编制说明
本规范是根据国家计委计综［1987］2390号文和建设部建标［1991］727号文的要求，由电子工业部负责主编，具体由电子工业部第十设计研究院，会同北京钢铁设计研究总院、武汉钢铁设计研究院、北京有色冶金设计研究总院、西南电力设计院、秦皇岛玻璃工业设计院等单位共同编制而成。
在编制过程中，编制组进行了比较广泛深入的调查研究和必要的实验，总结了国内实践经验，查阅了大量国内外资料，广泛征求国内的意见，最后由我部召开审查会议，会同有关部门共同审查定稿。
本规范共分十一章和六个附录，主要内容有：
总则，站区布置，工艺系统，设备选择，工艺布置，建筑结构，电气及热工控制，防雷及接地，给水排水及消防，采暖通风，管道。
在执行本规范中，请各单位注意总结经验，如发现需要修改和补充之处，请将意见及有关资料寄电子工业部第十设计研究院《氢氧站设计规范》管理组（北京万寿路27号，邮政编码100840），以便今后修订时参考。
电子工业部
1993年5月
第一章总则
第1.0.1条为使氢氧站、供氢站的设计，正确贯彻国家基本建设的方针政策，确保安全生产，节约能源，保护环境，满足生产要求，做到技术先进，经济合理，制定本规范。
第1.0.2条本规范适用于下列新建、改建、扩建的氢氧站设计：
一、水电解制氢的氢氧站；
二、供氢站；
三、厂区和车间的氢气管道。
第1.0.3条氢氧站、供氢站的生产火灾危险性类别，应为“甲”类。
氢氧站、供氢站内有爆炸危险房间，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》的规定，应定为1区爆炸危险环境。
第1.0.4条氢氧站内有关氧气部分的设计，应符合现行国家标准《氧气站设计规范》的规定。
氢氧站、供氢站和氢气管道的设计，除执行本规范外，尚应符合现行有关国家标准和规范的规定。
第二章站区布置
第2.0.1条氢氧站，供氢站、氢气罐的布置，应按下列要求经综合比较确定：
一、宜布置在工厂常年最小风向频率的下风侧，并应远离有明火或散发火花的地点；
二、宜布置为独立建（构）筑物；
三、不宜布置在人员密集地区和主要交通要道处；
四、氢氧站、供氢站、氢气罐区，宜设置非燃烧体的围墙，其高度不应小于2m；
五、宜留有扩建的余地。
第2.0.2条氢氧站、供氢站、氢气罐与建筑物、构筑物的防火间距，不应小于表2.0.2的规定。
表2.0.2 氢氧站、供氢站、氢气罐与建筑物、构筑物的防火间距（m）
建筑物、构筑物
氢氧站
或
供氢站
氢气罐总容积（）
≤1000
1001～10000
10001～50000
＞50000
其它建筑物耐火等级
一、二级、三级、四级
12
14
16
12
15
20
20
20
25
20
25
30
25
30
35
民用建筑
25
25
30
35
40
重要公共建筑
50
50
35～500KV且每台变压器为10000KVA以上室外变配电站以及总油量超过5t的总降压站
25
25
30
35
40
明火或散发火花的地点
30
25
30
35
40
架空电力线
≥1.5倍电杆高度
注：
①防火间距应按相邻建筑物或构筑物的外墙、凸出部分外缘、储罐外壁的最近距离计算。
②固定容积的氢气罐，总容积按其水容量（）和工作压力（绝对压力9.8ｘ104Pa）的乘积计算。
③总容积不超过20的氢气罐与所属厂房的防火间距不限。
④与高层厂房之间的防火间距，应按本表相应增加3m。
⑤氢气罐与氧气罐之间的防火间距，不应小于相邻较大罐直径。
第2.0.3条氢氧站、供氢站、氢气罐与铁路、道路的防火间距，不应小于表2.0.3的规定。
表2.0.3 氢氧站、供氢站、氢气罐与铁路、道路的防火间距（m）
铁路、道路
氢氧站、供氢站
氢气罐
厂外铁路线（中心线）
非电力牵引机车
30
25
电力牵引机车
20
20
厂内铁路线（中心线）
非电力牵引机车
20
20
电力牵引机车
20
15
厂外道路（路边）
15
15
厂内道路（路边）
主要道路
10
10
次要道路
5
5
围 墙
5
5
注：
防火间距应从氢气罐外壁算起。
第2.0.4条氢气罐或罐区之间的防火间距，应符合下列规定：
一、湿式氢气罐之间的防火间距，不应小于相邻较大罐的半径；
二、卧式氢气罐之间的防火间距，不应小于相邻较大罐直径的2/3；立式、球形罐之间的防火间距，不应小于相邻较大罐的直径；
三、卧式、立式、球形氢气罐与湿式氢气罐之间的防火间距，应按其中较大者确定；
四、一组卧式或立式或球形氢气罐的总容积，不应超过30000。
组与组的防火间距，卧式氢气罐不应小于相邻较大罐长度的一半；立式、球形罐不应小于相邻较大罐的直径，并不应小于10m。
第2.0.5条氢氧站与其它车间呈L型、Π型和山型毗连布置时，应符合下列规定：
一、站房面积不应超过1000㎡；
二、宜布置在厂房的端部，与之相连的建筑物耐火等级不应低于二级；
三、毗连的墙应为无门、窗、洞的防火墙；
四、不得同热处理、锻压和焊接等有明火作业的车间相连。
第2.0.6条供氢站内氢气实瓶数不超过60瓶或占地面积不超过500㎡时,可与耐火等级不低于二级的用氢车间或其它非明火作业的丁、戊类车间毗连，其毗连的墙应为无门、窗、洞的防火墙，并宜布置在靠厂房的外墙或端部。
第2.0.7条氢氧站内氢气实瓶储量超过500瓶时，应独立设置灌氢站房。
第三章工艺系统
第3.0.1条水电解制氢系统的选择，应根据下列因素经技术经济比较后确定：
一、用户对氢气压力、纯度的要求；
二、用户使用氢气的特点；
三、水电解制氢装置的技术参数。
第3.0.2条水电解制氢装置，应设压力调节装置，水电解槽出口氢气与氧气之间的压差，宜小于0.5kPa。
第3.0.3条每套水电解制氢装置的氢气、氧气排出口与总管之间，必须设置放空管、切断阀和取样分析阀。
第3.0.4条水电解制氢系统生产的氧气，可根据工厂具体情况，采用不同方式回收利用。
若直接排入大气时，应采取措施保持氧气与氢气压力的平衡。
第3.0.5条氢氧站内，应设离子交换装置或蒸馏水装置制取原料水。
当工厂其它车间能供应符合水质要求的原料水时，宜采用管道送入氢氧站。
第3.0.6条氢氧站原料水系统，应按水电解制氢装置的工作压力，分别设置原料水泵、高位水箱、平衡水箱，连续或间断地对水电解槽补水。
当设置平衡水箱时，应设气体平衡管和放空管，并分别装设切断阀；在进水管上还应装设逆止阀。
第3.0.7条氢氧站内，应设置碱液回收和配制系统。
水电解槽的碱液管道上，应设置碱液过滤器。
水电解槽的碱液灌注和回收，可共用一根管道。
每台水电解槽的碱液循环管与碱液总管之间，应设置切断阀。
第3.0.8条水电解制氢系统中，氢气和氧气设备及其管道内的冷凝水，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。
第3.0.9条氢气净化系统，应按原料氢气和产品氢气的压力、纯度、杂质含量以及纯化用材料的品种、活化和再生方法等确定。
第3.0.10条氢气压缩机应设在氢气罐之后。
数台氢气压缩机，可并联从同一氢气管道吸气，但应采取措施确保吸气侧氢气为正压。
中、低压氢气压缩机后，宜设缓冲罐或储气罐。
中、低压氢气压缩机的进气管与排气管之间，应设旁通。
第3.0.11条氢气罐的最高点，应设放空管。
湿式氢气罐宜设进气、出气水封，并设置超量放空管。
第3.0.12条水电解制氢系统置换用放空管上，应设取样分析阀。
第3.0.13条氢气灌瓶用灌充器，应设置切断阀、回流阀、放空阀、安全阀和压力表。
安全阀放空管应接至室外。
第3.0.14条当用户对氢气含尘量有要求时，应在送氢管道上设置相应精度的气体过滤器。
第3.0.15条供氢站的供氢系统，应按用氢设备的耗气量氢气纯度和压力确定。
当氢气耗量不均衡时，宜设氢气罐。
第3.0.16条氢氧站内宜设压力不大于0.3MPa的蒸汽系统。
第3.0.17条氢氧站、供氢站应设有含氧量小于3%的氮气或二氧化碳置换吹扫设施。
第四章设备选择
第4.0.1条氢氧站设计容量，宜按氢气昼夜平均小时耗量或班平均小时耗量确定。
第4.0.2条水电解制氢装置的型号、容量和台数，应根据下列因素经技术经济比较后确定：
一、选用电耗小、电解小室电压低、价格低廉的水电解制氢装置；
二、新建氢氧站设置2台及以上水电解制氢装置时，其型号宜相同；
三、水电解制氢装置宜设备用。
当采取储气等措施确保不中断供气或与用气设备同步检修时，可不设备用。
第4.0.3条氢氧站内制取原料水的离子交换装置或蒸馏水装置的容量，不宜小于4h原料水消耗量。
储水箱的容积，不宜小于8h原料水消耗量。
高位水箱或平衡水箱的有效容积，不宜小于4h原料水消耗量。
第4.0.4条储水箱、高位水箱或平衡水箱的箱体，应采用不污染原料水质和耐腐蚀的材料制作。
第4.0.5条原料水泵的选择，应符合下列规定：
一、原料水泵的流量，可按15min内注满高位水箱或平衡水箱确定；
二、原料水泵的扬程，不应小于下列各项之和：
1、高位水箱或平衡水箱的工作压力；
2、水箱最高水位与水泵的位差；
3、原料水管道系统的压力降。
第4.0.6条碱液收集箱容积，应大于每套水电解制氢装置及碱液管道的全部体积之和。
碱液收集箱可兼作配碱箱。
第4.0.7条碱液泵的选择，应符合下列规定：
一、碱液泵的流量，可按每套水电解制氢装置所需碱液量和灌注时间确定；
二、碱液泵的扬程，不应小于水电解制氢装置与碱液泵的位差及碱液管道的压力降之和。
第4.0.8条氢气罐的形式应根据所储存的氢气压力确定。
当压力小于6kPa时，宜选用湿式氢气罐。
氢气罐容积，应按水电解制氢装置产气能力、用户耗气量的不平衡性和储气量确定。
第4.0.9条氢气净化设备的选型，应满足下列要求：
一、原料气的来源、组成、压力和杂质含量（包括水分含量）；
二、净化后氢气纯度和杂质含量；
三、用户最大小时氢气耗量。
第4.0.10条氢气净化设备可不设备用。
但要求不能中断供气者，氢气净化设备不宜少于两套。
第4.0.11条中、低压氢气压缩机的型号和排气量，应按进气压力、排气压力、气体纯度和用户最大小时耗量确定,其台数不应少于两台，其中一台为备用。
第4.0.12条高压氢气压缩机的型号和排气量，应按灌充气体纯度和灌瓶数量确定。
灌瓶用高压氢气压缩机，可不设备用。
第4.0.13条当净化后氢气灌瓶时，应采用膜式压缩机，并应设置钢瓶抽真空设备和钢瓶加热装置。
第4.0.14条氢气汇流排应设两组，一组供气，一组倒换钢瓶。
每组钢瓶的数量，应按用户最大小时耗量和供气时间确定。
第4.0.15条氢氧站、供氢站内具有下列情况之一时，宜设起吊设施：
一、单台水电解槽的氢气产量等于或大于40/h；
二、气体分离器（筒）布置在水电解槽的上部；
三、氢气的灌充和储运采用集装瓶组。
起吊设施的起吊重量，应按吊装件的最大荷重确定。
第五章工艺布置
第5.0.1条有爆炸危险房间不应与无爆炸危险房间直接相通。
必须相通时，应以走廊相连或设置双门斗。
第5.0.2条电解间、氢气净化间的电气控制盘、热工控制盘，宜布置在相邻的控制室内。
第5.0.3条当氢氧站内同时灌充氢气和氧气时，应分别设置氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间及氧气灌瓶间、实瓶间、空瓶间。
灌瓶间可通过门洞与空瓶间和实瓶间相通，并均应设独立的出入口。
第5.0.4条当氢气实瓶数量不超过60瓶时，实瓶、空瓶和氢气灌充器或氢气汇流排，可布置在同一房间内，但实瓶、空瓶必须分开存放。
第5.0.5条在同一房间，可设置各种不同型号的氢气压缩机，但不得将氧气压缩机与氢气压缩机设置在同一房间内。
第5.0.6条电解间内的主要通道、设备之间及设备与墙之间的净距，不宜小于表5.0.6的规定。
表5.0.6 电解间内布置净距（m）
名称
水电解槽氢气产量（/h·台）
≤10
11～74
75～125
主要通道
2.5
3.0
4.0
水电解槽之间
2.5
3.0
4.0
水电解槽与墙之间
1.5
1.5
3.0
注：
①本表净距是指散装式水电解制氢装置。
对组装式的水电解槽布置间距，可按本表规定缩小0.5m。
②水电解槽与辅助设备及辅助设备之间的净距，应按技术功能确定。
第5.0.7条氢气洗涤器（冷却器）和氧气洗涤器（冷却器）的安装高度，应按水电解制氢系统的补水要求和水电解槽尺寸确定。
当设置操作平台时，平台通道净宽度不宜小于0.8m。
第5.0.8条氢气压缩机之间的净距不宜小于1.5m，与墙之间的净距不宜小于1.0m。
当规定的净距不能满足零部件抽出时，则净距应比抽出零部件的长度大0.5m。
氢气压缩机与其附属设备之间的净距，可按制造厂要求确定。
第5.0.9条氢气净化间主要通道净宽度不宜小于1.5m。
净化设备之间及其与墙之间的净距均不宜小于1.0m。
第5.0.10条高位水箱或平衡水箱的安装高度，应确保原料水能顺利流入水电解制氢系统。
第5.0.11条氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间和汇流排间的通道净宽度，应根据气瓶运输方式确定，但不宜小于1.5m，并应有防止倒瓶的措施。
第5.0.12条氢气压缩机和电动机之间联轴器或皮带传动部位，应采取安全防护措施。
当采用皮带传动时，应采取导除静电的措施。
第5.0.13条氢气罐不应设在厂房内。
在寒冷地区，湿式氢气罐和固定容积含湿氢气罐底部，应采取防冻措施。
第六章建筑结构
第6.0.1条氢氧站、供氢站的耐火等级不应低于二级，并宜为单层建筑。
第6.0.2条有爆炸危险房间，宜采用钢筋混凝土柱承重的框架或排架结构。
当采用钢柱承重时，钢柱应设防火保护层。
第6.0.3条有爆炸危险房间应设置必要的泄压设施。
泄压设施宜采用轻质屋盖作泄压面积，易于泄压的门窗、轻质墙体也可作为泄压面积。
泄压面积与厂房体积的比值（㎡/），应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的要求，并宜采取上限值。
体积超过1000的建筑，如采用上限比值有困难时，可适当降低，但不得小于0.05。
第6.0.4条有爆炸危险房间的安全出入口，不应少于两个，其中一个应直通室外。
但面积不超过100㎡的房间，可只设一个出入口。
第6.0.5条有爆炸危险房间与无爆炸危险房间之间，应采用耐火极限不低于3h的非燃烧体防护墙隔开。
当设置双门斗相通时，门的耐火极限不应低于1.2h。
有爆炸危险房间与无爆炸危险房间之间，如必须穿过管线时，应采用非燃烧体材料填塞空隙。
第6.0.6条有爆炸危险房间的门窗均应向外开启，并宜采用撞击时不产生火花的材料制作。
第6.0.7条氢气灌瓶间、空瓶间、实瓶间和氢气汇流排间，应设置气瓶装卸平台，其宽度不宜小于2m，高度应按气瓶运输工具高度确定，宜高出室外地坪0.4～1.2m。
气瓶装卸平台，应设置大于平台宽度的雨篷，雨篷及其支撑材料应为非燃烧体。
第6.0.8条氢气灌瓶间内，应设置高度不低于2m的防护墙。
氢气灌瓶间、氢气汇流排间和实瓶间，应采取防止阳光直射气瓶的措施。
第6.0.9条有爆炸危险房间的上部空间，应通风良好。
顶棚应平整，避免死角。
当电解间跨度大于9m时，宜设置天窗。
天窗、排气孔应设在最高处。
第6.0.10条电解间屋架下弦的高度，应满足设备安装和排热的要求,并不得低于4m。
当设置单台氢气产量大于或等于20/ｈ的水电解槽时，其高度不得低于6m。
氢气压缩机间、氢气净化间屋架下弦的高度，应满足设备安装和维修的要求，并不得低于4.5m。
氢气灌瓶间、氢气汇流排间屋架下弦的高度，不宜低于4.5m。
氢气集装瓶间屋架下弦的高度，应按起吊设备确定，并不宜低于6m。
第七章电气及热工控制
第7.0.1条氢氧站、供氢站的供电，按现行国家标准《供配电系统设计规范》规定的负荷分级，除中断供氢将造成较大损失者外，宜为三级负荷。
第7.0.2条水电解槽的直流电源配置，应符合下列规定：
一、每台水电解槽，应采用单独的晶闸管整流器或硅整流器供电。
整流器应有调压功能，并宜具备自动稳流功能；
二、整流器应配有专用整流变压器。
三相整流变压器绕组的一侧，应按三角形（△）接线；
三、整流装置对电网的谐波干扰，应按国家限制谐波的有关规定执行。
第7.0.3条水电解槽用整流器的选择，应符合下列规定：
一、额定直流电压应大于水电解槽工作电压，调压范围宜为水电解槽额定电压的0.6～1.1倍；
二、额定直流电流不应小于水电解槽工作电流，并宜为水电解槽额定电流的1.1～1.2倍。
第7.0.4条整流变压器室，应符合下列规定：
一、高压整流变压器和饱和电抗器，应设在单独的变压器室内。
变压器室的设计，应符合现行国家标准《10kV及以下变电所设计规范》的规定；
二、低压整流变压器、调压器，宜设在单独的变压器室内。
变压器室应靠外墙；
三、当高压整流变压器室远离高压配电室时，高压进线侧宜设负荷开关或隔离开关。
第7.0.5条整流器或成套低压整流装置，应设在与电解间相邻的电源室内。
电源室的设计，应符合现行国家标准《低压配电设计规范》的规定。
第7.0.6条直流线路的选择及敷设，应符合下列规定：
一、线路允许载流量，不宜小于水电解槽额定电流的1.1～1.2倍；
二、线路电压降，不应大于水电解槽额定电压的5%；
三、线路应采用铜导体，宜敷设在较低处或地沟内。
当必须采用裸母线时，应有防止产生火花的措施。
第7.0.7条晶闸管整流器引出的直流线路，应将正、负极导线（电缆）穿在同一钢管内敷设。
第7.0.8条有爆炸危险环境的电气设备选型,不应低于氢气爆炸混合物的级别、组别（ⅡCT1）。
有爆炸危险环境的电气线路接地，应按现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》1区的规定执行。
第7.0.9条有爆炸危险房间的照明，宜采用荧光灯等高效光源。
灯具宜装在较低处，并不得装在氢气释放源的正上方。
氢氧站内宜设置应急照明。
第7.0.10条在有爆炸危险环境内，敷设导线或电缆用的保护钢管，必须在下列各处作隔离密封：
一、导线或电缆引向电气设备接头部件前；
二、相邻的环境之间。
第7.0.11条有爆炸危险房间内，应设氢气检漏报警装置，并应与相应的事故排风机联锁。
第7.0.12条氢氧站应设氢气、氧气纯度分析仪。
当氧气回收时，应设氧中氢含量报警装置。
湿式氢气罐，宜设远距离容积显示和报警装置。
氢氧站、供氢站宜设氢气计量仪表。
第7.0.13条电解间应设置紧急断电按钮，按钮宜设在便于操作处。
第7.0.14条氢气灌瓶间与氢气压缩机间之间，宜设联系信号。
第7.0.15条氢氧站宜设置以下调节装置：
一、氢气、氧气之间的压差调节；
二、水电解槽温度调节，槽体温度偏差宜控制在±5℃范围内；
三、水电解制氢装置补水调节，应保持液位稳定。
第八章防雷及接地
第8.0.1条氢氧站、供氢站的防雷，按现行国家标准《建筑物防雷设计规范》的规定，不应低于第二类防雷建筑，应有防直击雷、防雷电感应和防雷电波浸入的措施。
第8.0.2条防雷接闪器的保护范围、气体放空管及通风管的防直击雷、防雷电感应、防雷接地、防止反击、防雷电波浸入的要求和措施以及露天装设钢质封闭氢气罐的防雷接地等，均应按现行国家标准《建筑物防雷设计规范》、《交流电力工程接地设计规范》及《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》等有关规定执行。
第8.0.3条氢氧站、供氢站内金属管道、金属构架、电缆金属外壳等以及室外架空氢气管道、金属构架两端均应接地。
管道法兰盘、阀门等连接处，应采用金属线跨接。
第8.0.4条湿式氢气罐，当其钟罩壁厚大于或等于4mm时，可不装接闪器。
但钟罩和水槽应有可靠接地,接地点不应小于两处，两接地点间距离不宜大于30m。
其冲击接地电阻不应大于10Ω。
放空管的保护，应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》的要求。
第8.0.5条室外架空敷设的氢气管道，应设防雷电波浸入建筑物的接地；室内外架空敷设氢气管道,每隔20～25m处，应设防雷电感应接地，接地电阻均不应大于10Ω。
第8.0.6条有爆炸危险环境内，可能产生静电危害的设备、管道等和室外氢气管道通过建筑物进出口处，在不同爆炸危险环境的边界、管道分支处以及管道每隔50～80m处，均应设防静电接地，其接地电阻不应大于30Ω。
防静电接地和防雷电感应接地可共用接地装置。
第8.0.7条接地的设备、管道等均应设接地端头，接地端头与接地线之间，可采用螺栓紧固连接。
对有振动、位移的设备和管道，其连接处应加挠性连接线过渡。
第九章给水排水及消防
第9.0.1条氢氧站、供氢站内的生产用水，除中断供氢将造成较大损失者外，可采用一路供水。
第9.0.2条氢氧站、供氢站内的冷却水系统，应符合下列规定：
一、除当地条件允许用直流水外，宜采用循环水；
二、冷却水供水压力宜为0.15～0.35MP。
水质及排水温度，应符合现行国家标准《压缩空气站设计规范》的要求；
三、应装设断水保护装置。
第9.0.3条水电解制氢系统的排水，应设水流观察装置或排水漏斗。
第9.0.4条水电解制氢装置排出的废液，应符合现行国家标准《污水综合排放标准》的规定。
第9.0.5条有爆炸危险房间、电气设备间，可根据建筑物大小和具体情况配备二氧化碳、“干粉”、“1211”等灭火器材。
第9.0.6条氢氧站、供氢站的室内外消防设计，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的规定。
第十章采暖通风
第10.0.1条
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