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[PDF] GB/T 29729-2013 - 自动发货. 英文版

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基本信息
标准编号 GB/T 29729-2013 (GB/T29729-2013)
中文名称 氢系统安全的基本要求
英文名称 Essential requirements for the safety of hydrogen systems
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 G86
国际标准分类 71.020; 71.100.20
字数估计 28,236
引用标准 GB 2894; GB 4962-2008; GB 5099; GB 12014; GB 12358; GB 16808; GB/T 18442.1; GB/T 18442.2; GB/T 18442.3; GB/T 18442.4; GB/T 18442.5; GB/T 18442.6; GB/T 19773; GB/T 19774; GB 21146; GB/T 24499; GB 50058; GB 50177-2005; GB 50217; GB 50275; GB 50516-2010; JB/
采用标准 ISO/TR 15916-2004; NEQ
起草单位 浙江大学
归口单位 全国氢能标准化技术委员会
标准依据 国家标准公告2013年第19号
提出机构 全国氢能标准化技术委员会(SAC/TC 309)
发布机构 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
范围 本标准规定了氢系统的类别、氢的基本特性、氢系统的危险因素及其风险控制的基本要求。本标准适用于氢的制取、储存和输送系统的设计和使用。

GB/T 29729-2013: 氢系统安全的基本要求
GB/T 29729-2013 英文名称: Essential requirements for the safety of hydrogen systems
ICS 71.020;71.100.20
G86
中华人民共和国国家标准
氢系统安全的基本要求
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
1 范围
本标准规定了氢系统的类别、氢的基本特性、氢系统的危险因素及其风险控制的基本要求。
本标准适用于氢的制取、储存和输送系统的设计和使用。
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 2894 安全标志及其使用导则
GB 4962-2008 氢气使用安全技术规程
GB 5099 钢质无缝气瓶
GB 12014 防静电服
GB 12358 作业场所环境气体检测报警仪 通用技术要求
GB 16808 可燃气体报警控制器
GB/T 18442.1 固定式真空绝热深冷压力容器 第1部分:总则
GB/T 18442.2 固定式真空绝热深冷压力容器 第2部分:材料
GB/T 18442.3 固定式真空绝热深冷压力容器 第3部分:设计
GB/T 18442.4 固定式真空绝热深冷压力容器 第4部分:制造
GB/T 18442.5 固定式真空绝热深冷压力容器 第5部分:检验与试验
GB/T 18442.6 固定式真空绝热深冷压力容器 第6部分:安全防护
GB/T 19773 变压吸附提纯氢系统技术要求
GB/T 19774 水电解制氢系统技术要求
GB 21146 个体防护装备 职业鞋
GB/T 24499 氢气、氢能与氢能系统术语
GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
GB 50177-2005 氢气站设计规范
GB 50217 电力工程电缆设计规范
GB 50275 风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范
GB 50516-2010 加氢站技术规范
JB/T 4711 压力容器涂敷与运输包装
JB4732-1995 钢制压力容器分析设计标准
TSGR0004 固定式压力容器安全技术监察规程
TSGR0005 移动式压力容器安全技术监察规程
TSGR0009 车用气瓶安全技术监察规程
《气瓶安全监察规程》
3 术语和定义
GB/T 24499界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
4 氢系统的类别
4.1 制氢系统
制氢系统主要包括水电解制氢系统、化石能源制氢系统和可再生能源制氢系统,其中化石能源制氢
系统主要有天然气蒸汽转化制氢系统、甲醇转化制氢系统和副产氢提纯回收制氢系统,可再生能源制氢
系统主要有风能和太阳能电解水制氢系统、太阳能热化学制氢系统和太阳能光解水制氢系统。典型制
氢系统参见附录A。
4.2 储存系统
氢储存系统主要包括氢气储存系统、液氢和氢浆储存系统及固态氢储存系统,其中固态氢储存系统
主要有金属氢化物储氢系统、络合氢化物储氢系统、化学氢化物储氢系统和物理吸附储氢系统。
4.3 输送系统
氢输送系统主要包括氢气输送系统、液氢和氢浆输送系统。氢气输送系统主要有氢气长管拖车和
氢气管道系统,液氢和氢浆输送系统主要有槽罐车和低温绝热管道系统。
5 氢的基本特性
5.1 物理和热物理性质
5.1.1 氢的相对原子质量为1.008,氢气在常温常压下的密度为0.08376kg/m3。常态氢和仲氢的物理
和热物理性质参见附录B中的表B.1,氢气与其他常见气体的热物理性质比较参见附录B中的表B.2。
5.1.2 液氢在标准沸点下的密度为70.78kg/m3,标准沸点下常态氢转化为仲氢的转化热为
527.14kJ/kg。液氢与其他液化气体的热物理性质比较参见附录B中的表B.3。
5.2 燃烧特性
5.2.1 氢气在常温常压空气中的可燃极限为4%~75%(体积分数)。氢的燃烧特性参见附录C中的
表C.1,氢气与其他常见燃料的燃烧特性比较参见附录C中的表C.2。
5.2.2 氢气在常温常压空气中的爆轰极限为18.3%~59%(体积分数),爆轰速度为1480m/s~2150m/s。
6 氢系统的危险因素
6.1 泄漏和渗漏
6.1.1 氢气易通过多孔材料、装配面或密封面泄漏。氢气泄漏后将迅速扩散,导致可燃、可爆区域不断
扩大,且扩散过程肉眼不可见。影响氢气泄漏扩散的主要因素包括泄漏位置、环境温度、环境风速、环境
风向和障碍物。
6.1.2 液氢和氢浆系统发生泄漏后,液氢和氢浆将迅速蒸发扩散,形成可见的可爆雾团,并可能导致系
统形成负压而使周围空气进入系统冷凝而结冰,可能堵塞系统的管道、阀门等部件。
6.1.3 氢易渗入某些非金属材料内而引起氢渗漏。若液氢或氢浆系统发生氢渗漏,可导致氢损耗或真
空绝热层破坏。
6.2 与燃烧有关的危险因素
6.2.1 氢气、液氢或氢浆被点燃,将引起氢燃烧或爆炸。氢燃烧可造成氢系统材料性能劣化,并可能导
致氢系统因内部温度和压力急剧升高而超压失效。
6.2.2 氢气爆燃可导致燃烧区域的迅速扩大和密闭空间压力的迅速升高。氢气爆轰产生的高速爆轰
波可对燃烧区域外的环境产生巨大冲击,并伴随有高温气体的迅速传播。
6.3 与压力有关的危险因素
6.3.1 氢气系统失效可导致高压氢气储存能量迅速释放,形成冲击波,破坏周围设施。
6.3.2 液氢和氢浆系统漏热将引起热分层和氢蒸发,导致系统内的氢体积急剧增大,若泄压装置动作
不及时,可导致系统超压失效。
6.3.3 氢浆中的固体氢颗粒易积聚沉淀而堵塞氢浆系统的管道、阀门等部件。
6.4 与温度有关的危险因素
6.4.1 氢液化过程温度急剧下降,可导致材料收缩。氢系统材料收缩程度不同,可能导致系统结构变
形不协调,从而造成结构中应力增大或密封面泄漏。
6.4.2 液氢和氢浆系统的低温环境可导致材料韧性下降,增加材料的裂纹敏感性。液氢和氢浆系统的
温度低于材料的韧脆转变温度时,材料将由韧性状态转变为脆性状态。
6.5 与固态储氢有关的危险因素
6.5.1 金属氢化物的解吸氢压随金属氢化物温度升高呈指数函数增大,可能导致金属氢化物容器超压
失效。
6.5.2 固态储氢容器在使用过程中,由于振动或氢气流推动,易造成粉体局部堆积而导致容器膨胀、破
损。若含氢活性粉体随氢气流通过阀门向外逸出,可污染环境并可能引起燃烧。
6.5.3 固态储氢容器在加热解吸放氢后的冷却过程中,容器内可能形成负压而吸入空气,导致活性粉
体逐渐失活。
6.5.4 固态储氢物质均有很高的表面活性,其与原料氢中含有的CO、SO2、Cl2、O2、CO2 等杂质接触
会被污染或中毒失活。
6.6 氢腐蚀和氢脆
6.6.1 钢在高温高压氢环境中服役一定时间后,氢可与钢中的碳反应生成甲烷,造成钢脱碳和微裂纹
的形成,导致钢性能不可逆地劣化。温度越高、氢分压越大,钢的氢腐蚀越严重。
6.6.2 金属吸收内部氢或外部氢后,局部氢浓度达到饱和时,将引起塑性下降、诱发裂纹或延迟断裂。
温度越高、氢分压越大、应变速率越大,金属的氢脆越严重。
6.7 生理危害
6.7.1 人体皮肤直接接触低温氢气、液氢或氢浆易导致冻伤,直接接触高温且肉眼不可见的氢火焰易
导致高温灼伤。
6.7.2 氢燃烧产生的大量紫外线辐射易损伤人体皮肤,氢火灾引起的次生火灾会产生浓烟或其他有害
燃烧产物,危害人体健康。
7.2.3.1.1 设计氢气储存容器时,应充分考虑在正常工作状态下大气环境温度条件对容器壳体金属温
度的影响,其最低设计金属温度不应高于历年来月平均最低气温的最低值。
7.2.3.1.2 氢气储存容器的支承和基础应为非燃烧体并确保牢固,容器的接地要求应符合
GB 50177-2005中9.0.7的规定。
7.2.3.1.3 固定式氢气储罐、氢气长管拖车及其零部件的涂敷与运输包装应符合JB/T 4711的规定和
图样的技术要求。
7.2.3.2.3 液氢储存容器的放空管应设在容器顶部,并宜控制排放氢气的速度,以防静电引起爆炸。
7.2.3.2.4 固定式液氢储存容器、移动式液氢储存容器及其零部件的涂敷与运输包装应符合JB/T 4711
的规定和图样的技术要求。
7.2.3.2.5 固定式液氢储存容器的选材、设计、制造、检验与试验、安全防护应符合 TSGR0004、
GB/T 18442.1~6等相关规范标准的规定。
7.2.3.2.6 移动式液氢储存容器的选材、设计、制造、检验与试验应符合TSGR0005、《气瓶安全监察
规程》等相关规范标准的规定。
7.2.4.2.2 氢气管道上应设放空管、分析取样口和吹扫置换口,其位置应能满足管道内气体排放、取
样、吹扫和置换要求。
7.2.5.5.1 氢系统应装配有必要的仪表和控制器,以监控系统的运行状况;若使用的仪表或控制器为
电气设备,还应符合7.3.5的规定。
7.2.5.5.2 仪表的精度等级和量程应满足使用要求,并应有产品合格证和检定日期,经校核合格铅封
后方可安装,其安装位置应便于作业人员观察和检修。
7.2.5.5.3 应定期校核仪表和控制器,以确保其工作正常。
7.2.5.5.4 用于液氢和氢浆系统的液面计的液位指示应直观,当采用刻度转换式液面计时,应在明显
位置标示充装量和刻度换算表。
7.3.6.1 氢气站、供氢站、氢气加氢站、加氢加气合建站和加氢加油合建站应设有消防车通道和消防给
水设施。
7.3.6.2 氢气加氢站、加氢加油合建站、加氢加气合建站灭火器材的配置,应符合GB 50516-2010中
7.1.2的规定。
7.3.6.3 氢系统应设有火灾检测系统、灭火系统及紧急停车系统,并配备便携式灭火器,但电气设备房
间不应采用水消防。
7.3.7 报警装置
7.3.7.1 当检测到氢系统超压、氢泄漏、氢火焰等异常情况或部件故障时,报警装置应提供声和(或)光
报警。
7.3.7.2 用于氢气站、供氢站的报警装置应符合GB 50177-2005的规定,用于站内撬装式制氢系统
时,还应符合GB/T 19773或GB/T 19774的规定。
7.3.7.3 用于氢气加氢站、加氢加油合建站、加氢加气合建站的报警装置应符合GB 50516-2010中
7.6.2.1 作业人员上岗时应穿符合GB 12014规定的阻燃、防静电工作服和符合GB 21146规定的防
静电鞋,且应配戴必要的个人防护装置。
7.6.2.2 作业人员应经过岗位培训,考试合格后持证上岗。特种作业人员应经过专业培训,持有特种
作业资格证,并在有效期内持证上岗。
7.6.2.3 作业人员应定期进行再培训,并定期审查培训项目以确保培训方案实时有效。
7.6.2.4 作业人员应能处理相关设备和系统的紧急情况,包括氢泄漏、火灾等突发事件发生时的人员
疏散、意外伤害的预防和紧急救护等。
7.6.2.5 作业人员应无色盲或其他影响正常作业的生理缺陷或疾病,且作业前不应进行影响正常作业
的活动。
7.6.3 修理和改造
7.6.3.1 在可能含氢的密闭空间内进行氢系统修理或改造前,应对密闭空间进行充分吹扫以确保作业
人员的安全。
7.6.3.2 修理、改造氢系统前,应先用氮气将氢气置换到符合动火规定,并切断相应的电源、气源,且用
盲板切实隔断与尚在运行中的设备、管道和容器的联系后,方可开始作业。
7.6.3.3 修理、改造后的氢系统应进行耐压、吹扫和泄漏检测,符合要求后方可投入使用。
7.7.1.1.1 应及时切断泄漏源,并对泄漏污染区进行通风,排除泄漏污染区可能存在的点火源。作业
人员进入泄漏污染区时,应配戴个人防护装置。
7.7.1.1.2 若无法切断泄漏源,应立即疏散泄漏污染区人员,保持泄漏污染区的通风,并立即通知消防
部门和报告上级部门。
7.7.1.2 火灾和爆炸
7.7.1.2.1 应及时切断氢源。若不能立即切断氢源,应使氢系统保持正压状态,以防氢系统发生回火,
并用消防水雾强制冷却着火设备。
7.7.1.2.2 应采取有效措施,防止火灾扩大,并用消防水雾喷射其他引燃物质和相邻设备。
7.7.1.2.3 氢系统的容器、管道等发生超压失效或火灾导致氢系统发生爆炸时,应立即疏散危险区域
人员,并立即通知消防部门和报告上级部门,迅速组织救援。
7.7.1.3 液氢溢出
7.7.1.3.1 应立即关闭上游阀门以切断溢出源,撤离液氢溢出区域,并对液氢溢出区域进行通风。
7.7.1.3.2 不应将可爆雾团的扩散范围作为氢/空气混合物的扩散范围,更不应以此作......
   
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