CCS27.180F19DB51代替DB51/TXXXX—XXXX在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同XXXX-XX-XX發(fā)布IDB51/TXXXX—XXXX前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4測試平臺與儀器設(shè)備 24.1測試平臺 24.2其它設(shè)備 25基礎(chǔ)檢查 36安全測試 36.1外部泄漏測試 36.2內(nèi)部泄露測試 47穩(wěn)態(tài)測試 57.1電解槽活化 57.2穩(wěn)態(tài)測試 5 7 8DB51/TXXXX—XXXX本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由四川省經(jīng)濟和信息化廳提出、歸口并解釋。本文件起草單位：東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司、東方電氣（成都）氫能科技有限公司、xxx。本文件主要起草人：何東旭、李強、孫浩然、陳明、謝光有、高啟予、xxx。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——本次為首次發(fā)布。DB51/TXXXX—XXXX1質(zhì)子交換膜電解槽穩(wěn)態(tài)運行壽命測試方法本文件規(guī)定了質(zhì)子交換膜(PEM)電解槽在穩(wěn)態(tài)工況下的標(biāo)準(zhǔn)測試方法。本文件適用于PEM水電解用電解槽的穩(wěn)態(tài)運行壽命評估。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T45541—2025PEM電解槽性能測試方法GB/T45539—2025PEM電解槽技術(shù)要求T/CASME1569-2024PEM電解水制氫膜電極技術(shù)規(guī)范T/CRES0030-2025質(zhì)子交換膜水電解制氫膜電極測試方法GB/T37562-2019壓力型水電解制氫系統(tǒng)技術(shù)條件GB/T37563-2019壓力型水電解制氫系統(tǒng)安全要求GB/Z44116-2024燃料電池發(fā)動機及關(guān)鍵部件耐久性試驗方法GB/T24499-2009氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術(shù)語GB/T32194-2015手持式數(shù)字多用表GB/T8979-2008純氮、高純氮和超純氮GB/T4844-2011純氦、高純氦和超純氦GB/T34050-2017智能溫度儀表通用技術(shù)條件GB/T150.3-2024壓力容器第3部分設(shè)計JRC122565EUharmonisedprotocolsfortestingoflowtemperaturewaterelectrolysers3術(shù)語和定義GB/T24499-2009和GB/T45539-2025界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1衰減率Decayrate在額定測試工況下，PEM電解槽運行一段時間后，電解電壓差與測試時長的比率，單位為μV/h。3.2壓力/壓差Pressure/DifferentialPressurePEM電解槽在設(shè)定工況下穩(wěn)定運行，PEM電解槽氫/氧兩側(cè)壓力，氫/氧側(cè)的壓力差，單位為Mpa。3.3氧中氫HydrogeninoxygenPEM電解槽在設(shè)定工況下穩(wěn)定運行，氧氣中氫氣的含量。3.4氫中氧OxygeninhydrogenPEM電解槽在設(shè)定工況下穩(wěn)定運行，氫氣中氧氣的含量。DB51/TXXXX—XXXX23.5穩(wěn)態(tài)Steady-StatePEM電解槽的穩(wěn)態(tài)是指系統(tǒng)運行參數(shù)，如電流密度或電壓、電解槽溫度、氣體壓力、進水流量等保持恒定狀態(tài)。4測試平臺與儀器設(shè)備4.1測試平臺本標(biāo)準(zhǔn)所涉及的測試平臺應(yīng)符合表1的規(guī)定。最大電流輸出為電解槽最大工作電流的105%，電流精度誤差適用于氫氣、氧氣等流量測試，測試精度誤差不滿足≤4.2其它設(shè)備本標(biāo)準(zhǔn)所涉及的其它設(shè)備應(yīng)符合表2的規(guī)定。DB51/TXXXX—XXXX35基礎(chǔ)檢查對于PEM電解槽應(yīng)參照GB/T45541-2025中章節(jié)4做如下檢查：1.檢查PEM電解槽產(chǎn)品說明書。2.采用目視法檢查PEM電解槽的外觀結(jié)構(gòu)是否完好，有無損壞、劃傷等缺陷。3.采用目視法檢查PEM電解槽標(biāo)簽是否粘貼在設(shè)計位置，標(biāo)簽的內(nèi)容是否完整清晰。4.應(yīng)對PEM電解槽進行極性檢查。對接線端子、電氣連接等進行檢驗，確認(rèn)是否符合要求。在進行正常運行試驗前，用電壓表檢查PEM電解槽接線端子極性。5.PEM電解槽如有巡檢線應(yīng)進行檢查，避免短路、斷路等現(xiàn)象。6.PEM電解槽應(yīng)使用萬用表，根據(jù)質(zhì)子單向?qū)ㄐ?，檢查單電池是否短路。7.PEM電解槽設(shè)置的氣、水管路接口以及電氣接口應(yīng)符合說明書要求，滿足安裝運行與檢修維護的需要。對于自組裝電解槽，應(yīng)參照附錄1進行作業(yè)。6安全測試6.1外部泄漏測試PEM電解槽在運行之前，需要進行外部泄露測試，試驗壓力不低于電解槽設(shè)計壓力的1.21倍，參考GB/T45541-2025中章節(jié)5.1對電解槽進行，具體步驟如下：(a)外漏測試采用高純氮氣，其應(yīng)符合GB/T8979-2008中的有關(guān)規(guī)定。DB51/TXXXX—XXXX4(b)將PEM電解槽陽極腔、陰極腔的出氣口連通并安裝壓力傳感器或壓力表或其他壓力監(jiān)測裝置，封閉PEM電解槽其他進出口。(c)向陽極腔、陰極腔通入高純氮氣，緩慢升壓至規(guī)定試驗壓力的10%，保壓30分鐘。(d)采用涂刷檢漏液(或其他檢漏工具)的方法對所有接頭、連接部件及PEM電解槽進行初次檢查；確認(rèn)無泄漏后，再繼續(xù)升壓至規(guī)定試驗壓力的50%；如無異?，F(xiàn)象，其后按規(guī)定試驗壓力的10%逐級升壓，直至達到試驗壓力后，保壓12h。(e)在保壓初始時，首先采用專用檢漏液巡回檢查所有閥門、法蘭或螺紋連接處、焊縫、墊片等密封點,確認(rèn)有無漏氣，或其它異?，F(xiàn)象。(f)若無明顯異?，F(xiàn)象，記錄溫度、壓力，繼續(xù)保持試驗壓力12h或以上,記錄結(jié)束時的系統(tǒng)壓力、溫度。電解槽的泄漏率為：式中:q：泄漏率，單位為百分比每小時(%/h)t：試驗時間，單位為小時(h)T1：試驗開始?xì)怏w溫度，單位為開爾文(K)T2：試驗結(jié)束氣體溫度，單位為開爾文(K)P1：試驗開始PEM電解槽絕對壓力，單位為兆帕(MPa);P2：試驗結(jié)束PEM電解槽絕對壓力，單位為兆帕(MPa)電解槽的泄漏率應(yīng)滿足系統(tǒng)安全運行的要求，其泄漏率應(yīng)≤0.5%h6.2內(nèi)部泄露測試PEM電解槽外部泄露試驗合格后，以高純氦氣為測試氣體進行內(nèi)部泄露測試。試驗壓力不低于電解槽設(shè)計壓力的1.21倍，PEM電解槽在最大允許工作差壓下保持30min，內(nèi)竄速率應(yīng)≤0.0001mL/(cm2min)，滿足電解系統(tǒng)運行的安全要求，內(nèi)竄測試步驟如下：(a)按圖1連接內(nèi)竄測試裝置，在陰極腔(氫側(cè))的進口連接壓力傳感器，在陽極腔(氧側(cè))的出氣口連接氣體流量計，將PEM電解槽其他腔體進出口全部封住。(b)在氫側(cè)的進口通入測試氣體，緩慢調(diào)整壓力至試驗壓力，期間保持PEM電解槽質(zhì)子交換膜兩側(cè)壓力符合測試要求。(c)測試過程中氫側(cè)壓力應(yīng)穩(wěn)定不變，保持12h后，在流量計上讀取并記錄氫側(cè)向氧側(cè)的測試氣體內(nèi)竄流量L。內(nèi)竄速率為：式中：DB51/TXXXX—XXXX5X氫側(cè)向氧側(cè)的竄氣速度,單位為毫升每平方厘米分鐘[mL/(cm2·min)]R修正系數(shù),取3.74;L氫側(cè)向氧側(cè)的氮氣竄氣流量,單位為毫升(mL);n單電解池節(jié)數(shù);A單電極活性面積,單位為平方厘米(cm2);t內(nèi)竄流量測試時間,單位為分(min)。7穩(wěn)態(tài)測試7.1電解槽活化步驟如下:(a)確認(rèn)PEM電解槽水、氣管路以及供電電纜正確連接。(b)啟動循環(huán)水泵，觀察PEM電解槽出口處溫度，待PEM電解槽出口水溫達到設(shè)定溫度，進/出水的水質(zhì)滿足要求后。(c)啟動電解槽廠家提供活化程序。(d)繼續(xù)在額定電密運行直至200h。(e)等待電解系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，檢測電解槽運行參數(shù)（電壓、電流、氧中氫、壓力、水流量、電解槽溫度、進水電導(dǎo)率、產(chǎn)生氫氣流量、產(chǎn)生氧氣流量、氧氣中的氫氣含量、氫氣中的氧氣含量等）。(f)參考附錄二的要求進行電解槽極化曲線測試7.2穩(wěn)態(tài)測試電解槽活化完成后，接著進行穩(wěn)態(tài)工況試驗，步驟如下：(a)將電解槽安裝到電解測試系統(tǒng)上，與測試系統(tǒng)連接，并設(shè)定相應(yīng)的運行程序（運行溫度、氫側(cè)壓力、氧側(cè)壓力、水流量等）。(b)啟動循環(huán)水泵，檢測PEM電解槽出口處溫度，待PEM電解槽出口水溫達到設(shè)定溫度，進/出水的水質(zhì)滿足要求。(c)開始加載穩(wěn)態(tài)運行工況（額定電流或額定電壓）。(d)在穩(wěn)態(tài)工況運行狀態(tài)下，持續(xù)監(jiān)測單電解池各項參數(shù)（電壓、電流、氧中氫、壓力、水流量、電解槽溫度、進水電導(dǎo)率、產(chǎn)生氫氣流量、產(chǎn)生氧氣流量、氧氣中的氫氣含量、氫氣中的氧氣含量）。(e)除出現(xiàn)試驗中止條件外，持續(xù)進行直至連續(xù)運行時間為1000h。(f)試驗中止條件：氧中氫、溫度、氣密性、絕緣性、電壓，或其他不符合安全運行的條件，測試中止。(g)參考附錄二的要求進行電解槽極化曲線測試。(h)電解槽的電壓衰減率為：式中：εV：電壓的衰減率，單位為微伏特每小時,μV/hVEOT：穩(wěn)態(tài)測試1000h后，單電池的電壓，單位為伏特,VVBOT：穩(wěn)態(tài)測試初始時，單電池的電壓，單位為伏特,V質(zhì)子交換膜電解槽穩(wěn)態(tài)運行壽命計算如下：式中：DB51/TXXXX—XXXX6εV：PEM電解槽的電壓衰減率，單位為微伏特每小時，μV/hVN：質(zhì)子交換膜電解槽穩(wěn)態(tài)運行額定電壓，單位為伏特，VDB51/TXXXX—XXXX7單電池組按GB/T45541-2025測試用單電池結(jié)構(gòu)有序組裝方法。按順序?qū)⒍税?、絕緣板、流場板、密封件、七合一膜電極組件、密封件、流場、絕緣板、端板進行組裝。然后對夾具進行緊固處理。陽極端板絕緣板密封件MEA密封件絕緣板端板圖1單電池組裝示意圖單電池組裝程序?qū)坞姵匦阅艿目芍貜?fù)性有明顯影響，下列組裝操作中的一些特定過程應(yīng)以文件記錄：表1單電池組裝信息記錄表DB51/TXXXX—XXXX8