氫氧站設計規范GB50177－93

主編部門：中華人民共和國電子工業部

批準部門：中華人民共和國建設部

施行日期：1993年12月1日

關于發布國家標準《氫氧站設計規范》的通知

建標［1993］421號

根據國家計委計綜［1987］2390號文和建設部建標［1991］727號文的要求，由電子工業部會同有關部門共同編制的《氫氧站設計規范》，已經有關部門會審。現批準《氫氧站設計規范》GB50177－93為強制性國家標準，自一九九三年十二月一日起施行。

本規范由電子工業部負責管理，其具體解釋等工作由電子工業部第十設計研究院負責。出版發行由建設部標準定額研究所負責組織。

中華人民共和國建設部

一九九三年六月十五日

編制說明

本規范是根據國家計委計綜［1987］2390號文和建設部建標［1991］727號文的要求，由電子工業部負責主編，具體由電子工業部第十設計研究院，會同北京鋼鐵設計研究總院、武漢鋼鐵設計研究院、北京有色冶金設計研究總院、西南電力設計院、秦皇島玻璃工業設計院等單位共同編制而成。

在編制過程中，編制組進行了比較廣泛深入的調查研究和必要的實驗，總結了國內實踐經驗，查閱了大量國內外資料，廣泛征求國內的意見，最后由我部召開審查會議，會同有關部門共同審查定稿。

本規范共分十一章和六個附錄，主要內容有：總則，站區布置，工藝系統，設備選擇，工藝布置，建筑結構，電氣及熱工控制，防雷及接地，給水排水及消防，采暖通風，管道。

在執行本規范中，請各單位注意總結經驗，如發現需要修改和補充之處，請將意見及有關資料寄電子工業部第十設計研究院《氫氧站設計規范》管理組（北京萬壽路27號，郵政編碼100840），以便今后修訂時參考。

電子工業部

1993年5月

第一章總則

第1.0.1條為使氫氧站、供氫站的設計，正確貫徹國家基本建設的方針政策，確保安全生產，節約能源，保護環境，滿足生產要求，做到

技術先進，經濟合理，制定本規范。

第1.0.2條本規范適用于下列新建、改建、擴建的氫氧站設計：

一、水電解制氫的氫氧站；

二、供氫站；

三、廠區和車間的氫氣管道。

第1.0.3條氫氧站、供氫站的生產火災危險性類別，應為“甲”類。

氫氧站、供氫站內有爆炸危險房間，按照現行國家標準《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》的規定，應定為1區爆炸危險環境。

第1.0.4條氫氧站內有關氧氣部分的設計，應符合現行國家標準《氧氣站設計規范》的規定。

氫氧站、供氫站和氫氣管道的設計，除執行本規范外，尚應符合現行有關國家標準和規范的規定。

第二章站區布置

第2.0.1條氫氧站，供氫站、氫氣罐的布置，應按下列要求經綜合比較確定：

一、宜布置在工廠常年最小風向頻率的下風側，并應遠離有明火或散發火花的地點；

二、宜布置為獨立建（構）筑物；

三、不宜布置在人員密集地區和主要交通要道處；

四、氫氧站、供氫站、氫氣罐區，宜設置非燃燒體的圍墻，其高度不應小于2m；

五、宜留有擴建的余地。

第2.0.2條氫氧站、供氫站、氫氣罐與建筑物、構筑物的防火間距，不應小于表2.0.2的規定。

氫氧站、供氫站、氫氣罐與建筑物、構筑物的防火間距（m）

表2.0.2

注：①防火間距應按相鄰建筑物或構筑物的外墻、凸出部分外緣、儲罐外壁的最近距離計算。

②固定容積的氫氣罐，總容積按其水容量（）和工作壓力（絕對壓力9.8ｘ104Pa）的乘積計算。

③總容積不超過20的氫氣罐與所屬廠房的防火間距不限。

④與高層廠房之間的防火間距，應按本表相應增加3m。

⑤氫氣罐與氧氣罐之間的防火間距，不應小于相鄰較大罐直徑。

第2.0.3條氫氧站、供氫站、氫氣罐與鐵路、道路的防火間距，不應小于表2.0.3的規定。

氫氧站、供氫站、氫氣罐與鐵路、道路的防火間距（m）

表2.0.3

注：防火間距應從氫氣罐外壁算起。

第2.0.4條氫氣罐或罐區之間的防火間距，應符合下列規定：

一、濕式氫氣罐之間的防火間距，不應小于相鄰較大罐的半徑；

二、臥式氫氣罐之間的防火間距，不應小于相鄰較大罐直徑的2/3；立式、球形罐之間的防火間距，不應小于相鄰較大罐的直徑；

三、臥式、立式、球形氫氣罐與濕式氫氣罐之間的防火間距，應按其中較大者確定；

四、一組臥式或立式或球形氫氣罐的總容積，不應超過30000。組與組的防火間距，臥式氫氣罐不應小于相鄰較大罐長度的一半；立式、球形罐不應小于相鄰較大罐的直徑，并不應小于10m。

第2.0.5條氫氧站與其它車間呈L型、Π型和山型毗連布置時，應符合下列規定：

一、站房面積不應超過1000㎡；

二、宜布置在廠房的端部，與之相連的建筑物耐火等級不應低于二級；

三、毗連的墻應為無門、窗、洞的防火墻；

四、不得同熱處理、鍛壓和焊接等有明火作業的車間相連。

第2.0.6條供氫站內氫氣實瓶數不超過60瓶或占地面積不超過500㎡時，可與耐火等級不低于二級的用氫車間或其它非明火作業的丁、戊類車間毗連，其毗連的墻應為無門、窗、洞的防火墻，并宜布置在靠廠房的外墻或端部。

第2.0.7條氫氧站內氫氣實瓶儲量超過500瓶時，應獨立設置灌氫站房。

第三章 工藝系統

第3.0.1條水電解制氫系統的選擇，應根據下列因素經技術經濟比較后確定：

一、用戶對氫氣壓力、純度的要求；

二、用戶使用氫氣的特點；

三、水電解制氫裝置的技術參數。

第3.0.2條水電解制氫裝置，應設壓力調節裝置，水電解槽出口氫氣與氧氣之間的壓差，宜小于0.5kPa。

第3.0.3條每套水電解制氫裝置的氫氣、氧氣排出口與總管之間，必須設置放空管、切斷閥和取樣分析閥。

第3.0.4條水電解制氫系統生產的氧氣，可根據工廠具體情況，采用不同方式回收利用。若直接排入大氣時，應采取措施保持氧氣與氫氣壓力的平衡。

第3.0.5條氫氧站內，應設離子交換裝置或蒸餾水裝置制取原料水。當工廠其它車間能供應符合水質要求的原料水時，宜采用管道送入氫氧站。

第3.0.6條氫氧站原料水系統，應按水電解制氫裝置的工作壓力，分別設置原料水泵、高位水箱、平衡水箱，連續或間斷地對水電解槽補水。當設置平衡水箱時，應設氣體平衡管和放空管，并分別裝設切斷閥；在進水管上還應裝設逆止閥。

第3.0.7條氫氧站內，應設置堿液回收和配制系統。

水電解槽的堿液管道上，應設置堿液過濾器。

水電解槽的堿液灌注和回收，可共用一根管道。每臺水電解槽的堿液循環管與堿液總管之間，應設置切斷閥。

第3.0.8條水電解制氫系統中，氫氣和氧氣設備及其管道內的冷凝水，應經各自的排水水封排至室外。水封上的氣體放空管，應分別接至室外。

第3.0.9條氫氣凈化系統，應按原料氫氣和產品氫氣的壓力、純度、雜質含量以及純化用材料的品種、活化和再生方法等確定。

第3.0.10條氫氣壓縮機應設在氫氣罐之后。數臺氫氣壓縮機，可并聯從同一氫氣管道吸氣，但應采取措施確保吸氣側氫氣為正壓。

中、低壓氫氣壓縮機后，宜設緩沖罐或儲氣罐。中、低壓氫氣壓縮機的進氣管與排氣管之間，應設旁通。

第3.0.11條氫氣罐的最高點，應設放空管。濕式氫氣罐宜設進氣、出氣水封，并設置超量放空管。

第3.0.12條水電解制氫系統置換用放空管上，應設取樣分析閥。

第3.0.13條氫氣灌瓶用灌充器，應設置切斷閥、回流閥、放空閥、安全閥和壓力表。安全閥放空管應接至室外。

第3.0.14條當用戶對氫氣含塵量有要求時，應在送氫管道上設置相應精度的氣體過濾器。

第3.0.15條供氫站的供氫系統，應按用氫設備的耗氣量氫氣純度和壓力確定。當氫氣耗量不均衡時，宜設氫氣罐。

第3.0.16條氫氧站內宜設壓力不大于0.3MPa的蒸汽系統。

第3.0.17條氫氧站、供氫站應設有含氧量小于3%的氮氣或二氧化碳置換吹掃設施。

第四章 設備選擇

第4.0.1條氫氧站設計容量，宜按氫氣晝夜平均小時耗量或班平均小時耗量確定。

第4.0.2條水電解制氫裝置的型號、容量和臺數，應根據下列因素經技術經濟比較后確定：

一、選用電耗小、電解小室電壓低、價格低廉的水電解制氫裝置；

二、新建氫氧站設置２臺及以上水電解制氫裝置時，其型號宜相同；

三、水電解制氫裝置宜設備用。當采取儲氣等措施確保不中斷供氣或與用氣設備同步檢修時，可不設備用。

第4.0.3條氫氧站內制取原料水的離子交換裝置或蒸餾水裝置的容量，不宜小于4h原料水消耗量。儲水箱的容積，不宜小于8h原料水消耗量。高位水箱或平衡水箱的有效容積，不宜小于4h原料水消耗量。

第4.0.4條儲水箱、高位水箱或平衡水箱的箱體，應采用不污染原料水質和耐腐蝕的材料制作。

第4.0.5條原料水泵的選擇，應符合下列規定：

一、原料水泵的流量，可按15min內注滿高位水箱或平衡水箱確定；

二、原料水泵的揚程，不應小于下列各項之和：

1、高位水箱或平衡水箱的工作壓力；

2、水箱最高水位與水泵的位差；

3、原料水管道系統的壓力降。

第4.0.6條堿液收集箱容積，應大于每套水電解制氫裝置及堿液管道的全部體積之和。堿液收集箱可兼作配堿箱。

第4.0.7條堿液泵的選擇，應符合下列規定：

一、堿液泵的流量，可按每套水電解制氫裝置所需堿液量和灌注時間確定；

二、堿液泵的揚程，不應小于水電解制氫裝置與堿液泵的位差及堿液管道的壓力降之和。

第4.0.8條氫氣罐的形式應根據所儲存的氫氣壓力確定。

當壓力小于6kPa時，宜選用濕式氫氣罐。

氫氣罐容積，應按水電解制氫裝置產氣能力、用戶耗氣量的不平衡性和儲氣量確定。

第4.0.9條氫氣凈化設備的選型，應滿足下列要求：

一、原料氣的來源、組成、壓力和雜質含量（包括水分含量）；

二、凈化后氫氣純度和雜質含量；

三、用戶最大小時氫氣耗量。

第4.0.10條氫氣凈化設備可不設備用。但要求不能中斷供氣者，氫氣凈化設備不宜少于兩套。

第4.0.11條中、低壓氫氣壓縮機的型號和排氣量，應按進氣壓力、排氣壓力、氣體純度和用戶最大小時耗量確定，其臺數不應少于兩臺，

其中一臺為備用。

第4.0.12條高壓氫氣壓縮機的型號和排氣量，應按灌充氣體純度和灌瓶數量確定。灌瓶用高壓氫氣壓縮機，可不設備用。

第4.0.13條當凈化后氫氣灌瓶時，應采用膜式壓縮機，并應設置鋼瓶抽真空設備和鋼瓶加熱裝置。

第4.0.14條氫氣匯流排應設兩組，一組供氣，一組倒換鋼瓶。每組鋼瓶的數量，應按用戶最大小時耗量和供氣時間確定。

第4.0.15條氫氧站、供氫站內具有下列情況之一時，宜設起吊設施：

一、單臺水電解槽的氫氣產量等于或大于40/ｈ；

二、氣體分離器（筒）布置在水電解槽的上部；

三、氫氣的灌充和儲運采用集裝瓶組。

起吊設施的起吊重量，應按吊裝件的最大荷重確定。

第五章工藝布置

第5.0.1條有爆炸危險房間不應與無爆炸危險房間直接相通。必須相通時，應以走廊相連或設置雙門斗。

第5.0.2條電解間、氫氣凈化間的電氣控制盤、熱工控制盤，宜布置在相鄰的控制室內。

第5.0.3條當氫氧站內同時灌充氫氣和氧氣時，應分別設置氫氣灌瓶間、實瓶間、空瓶間及氧氣灌瓶間、實瓶間、空瓶間。

灌瓶間可通過門洞與空瓶間和實瓶間相通，并均應設獨立的出入口。

第5.0.4條當氫氣實瓶數量不超過60瓶時，實瓶、空瓶和氫氣灌充器或氫氣匯流排，可布置在同一房間內，但實瓶、空瓶必須分開存放。

第5.0.5條在同一房間，可設置各種不同型號的氫氣壓縮機，但不得將氧氣壓縮機與氫氣壓縮機設置在同一房間內。

第5.0.6條電解間內的主要通道、設備之間及設備與墻之間的凈距，不宜小于表5.0.6的規定。

電解間內布置凈距（m）

表5.0.6

注：氫氣工作壓力為0.1～1.6MPa，在不銹鋼管中最大流速可為15m/s。

第11.0.2條氫氣管道的管材，應采用無縫鋼管。對氫氣純度有嚴格要求時，其管材、閥門、附件和敷設，應按現行國家標準《潔凈廠房設計規范》中有關規定執行。

第11.0.3條氫氣管道閥門的采用，應符合下列規定：

一、氫氣管道的閥門，宜采用球閥、截止閥。當工作壓力大于0.1MPa時，嚴禁采用閘閥。

二、閥門的材料，應符合表11.0.3的規定。

氫氣閥門材料表11.0.3

注：①當密封面與閥體直接連接時，密封面材料可以與閥體一致。

②閥門的密封填料，應采用石墨處理過的石棉或聚四氟乙烯材料。

第11.0.4條氫氣管道法蘭、墊片，宜符合表11.0.4的規定。

氫氣管道法蘭、墊片表11.0.4

第11.0.5條電解用原料水的管材、閥門，宜采用不污染原料水質的材料制作。

第11.0.6條氫氣管道的連接，應采用焊接。但與設備、閥門的連接，可采用法蘭或螺紋連接。螺紋連接處，應采用聚四氟乙烯薄膜作為填料。

第11.0.7條管道穿過墻壁或樓板時，應敷設在套管內，套管內的管段不應有焊縫。管道與套管間，應采用石棉或其它非燃燒材料填塞。

第11.0.8條氧氣管道與其它管道共架敷設或分層布置時氫氣管道應布置在外側并在上層。

第11.0.9條輸送濕氫或需作水壓試驗的管道，應有不小于3‰的坡度，在管道最低點處應設排水裝置。

第11.0.10條氫氣放空管，應設阻火器。阻火器宜設在管口處。放空管的設置，應符合下列規定：

一、應引至室外，放空管管口應高出屋脊1m；

二、應有防雨雪侵入和雜物堵塞的措施；

三、壓力大于0.1MPa，阻火器后的管材，宜采用不銹鋼管。

第11.0.11條氫氧站、供氫站和車間內氫氣管道敷設時，應符合下列規定：

一、宜沿墻、柱架空敷設，其高度不應妨礙交通并便于檢修，與其它管道共架敷設時，應符合本規范附錄二的要求；

二、嚴禁穿過生活間、辦公室，并不得穿過不使用氫氣的房間；

三、車間入口處應設切斷閥，并宜設流量記錄累計儀表；

四、車間內管道末端宜設放空管；

五、接至用氫設備的支管，應設切斷閥，有明火的用氫設備還應設阻火器。

第11.0.12條廠區內氫氣管道架空敷設時，應符合下列規定：

一、應敷設在非燃燒體的支架上；

二、在寒冷地區，濕氫管道應采取防凍措施；

三、與其它架空管線之間的最小凈距，宜按本規范附錄二的規定執行；與建筑物、構筑物、鐵路、道路之間的最小凈距，宜按本規范附錄三的規定執行。

第11.0.13條廠區內氫氣管道直接埋地敷設時，應符合下列規定：

一、埋地敷設深度，應根據地面荷載、土壤凍結深度等條件確定。管頂距地面不宜小于0.7m。濕氫管道應敷設在凍土層以下。

當敷設在凍土層內時，應采取防凍措施；

二、應根據埋設地帶的土壤腐蝕性等級，采取相應的防腐蝕措施；

三、與建筑物、構筑物、道路及其它埋地敷設管線之間的最小凈距，宜按本規范附錄四、附錄五的規定執行；

四、不得敷設在露天堆場下面或穿過熱力地溝。當必須穿過熱力地溝時，應設套管。套管和套管內的管段不應有焊縫；

五、敷設在鐵路或不便開挖的道路下面時，應加設套管。套管的兩端伸出鐵路路基、道路路肩或延伸至排水溝溝邊均為1m。

套管內的管段不宜有焊縫；

六、回填土前，應從溝底起直至管頂以上300mm范圍內，用松散的土填平夯實或用砂填滿。

第11.0.14條廠區內氫氣管道明溝敷設時，應符合下列規定：

一、管道支架應采用非燃燒體；

二、在寒冷地區，濕氫管道應采取防凍措施；

三、不得與其它管道共溝敷設。

第11.0.15條氫氣管道設計對施工及驗收的要求，應符合下列規定：

一、接觸氫氣的表面，應徹底去除毛刺、焊渣、鐵銹和污垢等，管道內壁的除銹應達到出現本色為止；

二、碳鋼管的焊接，宜采用氬弧焊作底焊。不銹鋼管應采用氬弧焊；

三、管道、閥門、管件等在安裝過程中及安裝后，應采取嚴格措施防止焊渣、鐵銹及可燃物等進入或遺留在管內；

四、管道的試驗介質和試驗壓力，應符合表11.0.15的規定；

五、泄漏量試驗合格后，必須用不含油的空氣或氮氣，以不小于20m/s的流速進行吹掃，直至出口無鐵銹、無塵土及其它臟物為合格。

附錄一 名詞解釋

名詞解釋

注：氫氣管道與氧氣管道上的閥門、法蘭及其它機械接頭（如焊接點等），在錯開一定距離的條件下，其最小平行凈距可減小到0.25m。

附錄三 廠區架空氫氣管道與建筑物、構筑物之間的最小凈距

廠區架空氫氣管道與建筑物、構筑物之間的最小凈距（m）

附表 3.1