ICS71.100.20

CCSG86

T/ACCEM

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ACCEMXXXX-XXXX

水電解制氫測(cè)試技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationfortestinghydrogenproductionbywater

electrolysis

（征求意見稿）

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)商業(yè)企業(yè)管理協(xié)會(huì)發(fā)布

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水電解制氫測(cè)試技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了水電解制氫測(cè)試技術(shù)規(guī)范的測(cè)試原理、儀器設(shè)備、測(cè)試條件、測(cè)試前準(zhǔn)備、測(cè)試內(nèi)容、

測(cè)試流程、判定標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試安全、測(cè)試報(bào)告。

本文件適用于水電解制氫系統(tǒng)的測(cè)試。

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(duì)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/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫

GB/T3863工業(yè)氧

GB4793.1測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求第1部分：通用要求

GB/T5226.1機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分:通用技術(shù)條件

GB/T5831氣體中微量氧的測(cè)定比色法

GB/T5832.1氣體分析微量水分的測(cè)定第1部分：電解法

GB/T5832.2氣體分析微量水分的測(cè)定第2部分：露點(diǎn)法

GB/T6285氣體中微量氧的測(cè)定電化學(xué)法

GB/T8984氣體中一氧化碳、二氧化碳和碳?xì)浠衔锏臏y(cè)定氣相色譜法

GB/T16895.23低壓電氣裝置第6部分：檢驗(yàn)

3術(shù)語和定義

本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。

4測(cè)試原理

4.1通過電流將水分解成氫氣和氧氣。當(dāng)直流電通過電解槽時(shí)，水分子在電極表面發(fā)生電解反應(yīng)，陽(yáng)

極產(chǎn)生氧氣，陰極產(chǎn)生氫氣。這一過程遵循法拉第電解定律，電解效率和產(chǎn)氣量與電流強(qiáng)度和電解時(shí)間

成正比。

4.2在水電解過程中，氫氣的生成機(jī)制步驟主要為：

a)水分子在陰極表面獲得電子，分解成氫離子（H+）和氫氧根離子（OH-）；

b)氫離子遷移到陽(yáng)極，進(jìn)一步分解成氫氣和水；

c)氫氣在陰極附近形成氣泡，逐漸上升并被收集。

4.3原理如圖1所示。

1

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圖1原理圖

5儀器設(shè)備

所用主要儀器設(shè)備有氫氣檢測(cè)儀、溫濕度傳感器、氫氣壓力傳感器、氫氣濃度傳感器、氮?dú)鈮毫?/p>

感器、壓縮空氣壓力傳感器、氣體流量計(jì)、氣體分析儀。

6測(cè)試條件

6.1測(cè)試環(huán)境

試驗(yàn)操作環(huán)境應(yīng)不低于生產(chǎn)環(huán)境的潔凈級(jí)別。測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)溫度應(yīng)為（15～35）℃，濕度不超過75％，

檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)保證充足照明條件。

6.2測(cè)試器具

測(cè)試器具及其它所需的用品均應(yīng)潔凈。

6.3測(cè)試人員

充分理解本文件規(guī)定的檢測(cè)方法。具備有一定的檢驗(yàn)檢測(cè)專業(yè)知識(shí)。

6.4測(cè)試文件

測(cè)試具備以下文件要求：

a)測(cè)試儀器使用說明書；

b)檢測(cè)測(cè)試記錄文件；

c)檢測(cè)分析文件；

d)其他技術(shù)資料等。

7測(cè)試前準(zhǔn)備

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7.1.1文件檢查

在試驗(yàn)前應(yīng)檢查制造廠提供的合格證、技術(shù)文件、包括全部例行試驗(yàn)記錄和證書、圖紙資料、壓力

容器產(chǎn)品的安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)證書等文件、資料齊全后方能進(jìn)行試驗(yàn)。

7.1.2外觀檢查

外觀檢查應(yīng)在整套水電解制氫系統(tǒng)組裝完成后進(jìn)行，主要檢查外觀和相關(guān)尺寸，檢查各類液體、氣

體管路和電氣線路連接的準(zhǔn)確性等。

7.1.3工況確認(rèn)

在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，整套制氫系統(tǒng)應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)廠家說明書組裝完成，并應(yīng)確保其系統(tǒng)設(shè)備在試驗(yàn)檢測(cè)中

的工況與真實(shí)工況相同。

8測(cè)試內(nèi)容

8.1電氣試驗(yàn)

8.1.1回路阻抗測(cè)試

故障回路阻抗測(cè)量試驗(yàn)應(yīng)按GB/T16895.23的規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)證。

8.1.2電壓試驗(yàn)

8.1.2.1電絕緣強(qiáng)度應(yīng)符合GB4793.1的規(guī)定。

8.1.2.2當(dāng)制氫系統(tǒng)不需要過高的濕度預(yù)處理時(shí)，試驗(yàn)電壓不應(yīng)低于GB/T5226.1的規(guī)定，取最大試

驗(yàn)電壓具有兩倍的電氣設(shè)備額定電源電壓值或1000V之中的較大者。

a)電壓測(cè)試應(yīng)在故障回路阻抗測(cè)量試驗(yàn)之后進(jìn)行；

b)絕緣性能試驗(yàn)應(yīng)在水電解槽施加電壓之前進(jìn)行。

8.1.3主電源

主電源的標(biāo)志應(yīng)按照GB4793.1的要求進(jìn)行檢查。

8.2氣密性試驗(yàn)

8.2.1對(duì)堿性水電解制氫系統(tǒng)使用清潔空氣或氮?dú)膺M(jìn)行氣密性試驗(yàn)。氣密性試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力。試

驗(yàn)開始后逐漸升壓，達(dá)到規(guī)定壓力后，保持30min。

8.2.2采用涂刷專用檢漏液的方法，巡回檢查所有閥門、法蘭或螺紋連接處，焊縫、墊片等密封點(diǎn)，

以無漏氣為合格。

8.3泄漏率試驗(yàn)

8.3.1水電解制氫系統(tǒng)應(yīng)在氣密性試驗(yàn)合格后，以氮?dú)膺M(jìn)行泄漏量試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力為系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力，

試驗(yàn)時(shí)間為24h。

8.3.2泄漏量試驗(yàn)過程應(yīng)準(zhǔn)確記錄系統(tǒng)內(nèi)氣體的溫度、壓力。以平均每小時(shí)泄漏率不超過0.5％為合

格。平均每小時(shí)泄漏率A按式(1)進(jìn)行計(jì)算。

100P2T1

A=1???????????????????(1)

tP1T2

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式中：

A——平均每小時(shí)泄漏率，%％；

t——試驗(yàn)時(shí)間，h；

，——試驗(yàn)開始、結(jié)束時(shí)的絕對(duì)壓力，MPa；

，——試驗(yàn)開始、結(jié)束時(shí)的氣體熱力學(xué)溫度，K。

P1P2

8.4T性1能T驗(yàn)2收試驗(yàn)

8.4.1氫氣產(chǎn)量

采用氫氣質(zhì)量流量計(jì)法、容積法和電流法進(jìn)行。

8.4.2氫氣、氧氣純度

8.4.2.1普通氫氣純度和氫中雜質(zhì)含量采用連續(xù)分析儀器檢測(cè)。純氫中雜質(zhì)含量應(yīng)符合GB/T3634.2

的要求，采用GB/T5831、GB/T5832.1、GB/T5832.2、GB/T6285、GB/T8984的方法進(jìn)行檢測(cè)。

8.4.2.2氧氣純度和氧中雜質(zhì)含量采用連續(xù)分析儀器檢測(cè)。氧中雜質(zhì)含量應(yīng)符合GB/T3863的要求，

采用GB/T5832.1、GB/T5832.2的方法進(jìn)行檢測(cè)。

8.4.2.3氫氣、氧氣純度檢測(cè)的取樣點(diǎn)，應(yīng)在水電解制氫系統(tǒng)中氣體冷卻器之后，氣體儲(chǔ)罐之前進(jìn)行

取樣。

8.4.3直流電壓、電流

8.4.3.1水電解槽的總直流電流（槽電流）用直流電流表檢測(cè)。電流表的精度等級(jí)應(yīng)不低于0.5級(jí)。

8.4.3.2水電解槽的總直流電壓（槽電壓）用直流電壓表檢測(cè)。檢測(cè)位置應(yīng)在水電解槽的正極、負(fù)極

端板處。電壓表的精度等級(jí)應(yīng)不低于0.5級(jí)。

8.4.3.3每個(gè)電解小室電壓采用萬用表或?qū)Ｓ秒妷罕頇z測(cè)。儀器精度等級(jí)應(yīng)不低于0.5級(jí)。水電解槽

的各個(gè)電解小室電壓應(yīng)分布均勻。

9測(cè)試流程

9.1準(zhǔn)備階段

9.1.1確保所有儀器設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，檢查電解槽、電源、氣體收集裝置等。

9.1.2確保所有儀器設(shè)備經(jīng)過校準(zhǔn)，電解槽清潔無污染，電源穩(wěn)定。

9.2電解階段

9.2.1將水電解裝置連接到電源，啟動(dòng)電解過程，監(jiān)測(cè)電流、電壓和氣體生成情況。

9.2.2控制電流密度和電解時(shí)間，確保電解過程平穩(wěn)進(jìn)行，避免電流波動(dòng)。

9.3氣體收集階段

使用惰性氣體保護(hù)的收集裝置收集生成的氫氣，防止氫氣與空氣混合，確保氣體純度，并記錄收集

時(shí)間和氣體體積。

9.4檢測(cè)階段

使用氫氣檢測(cè)儀、氫氣濃度傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器等設(shè)備，按設(shè)備操作手冊(cè)進(jìn)行測(cè)量氫

氣的純度、溫度和壓力。

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9.5數(shù)據(jù)分析階段

根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，使用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件，分析氫氣的質(zhì)量和電解效率，生成檢測(cè)報(bào)告。

10判定標(biāo)準(zhǔn)

檢測(cè)合格判定標(biāo)準(zhǔn)按表1的規(guī)定執(zhí)行。

表1合格判定標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)指標(biāo)合格標(biāo)準(zhǔn)

1直流電電流、電壓880VDC/～7000A

2交流電電壓380V

3去離子水電導(dǎo)率、水流量電導(dǎo)率滿足0.1uS/cm～0.25uS/cm

4冷卻水水流量、溫度去離子水水質(zhì)，進(jìn)水壓力6bar，進(jìn)水溫度不高于40℃，出水溫度不高于50℃。

5冷凍水水流量、溫度去離子水水質(zhì)，6bar，進(jìn)水溫度10℃，出水溫度15℃。

6壓縮空氣流量、壓力（6～8）bar

7氮?dú)饬髁?、壓力泄漏測(cè)試需4.2bar壓力，吹掃需10bar。

11測(cè)試安全

11.1安全操作要求

11.1.1操作人員應(yīng)佩戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)裝備，包括護(hù)目鏡、防護(hù)手套和防護(hù)服，以防止電解液濺射和高壓

電擊。

11.1.2在實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)仔細(xì)檢查所有儀器設(shè)備，確保其正常工作。特別是電源、電解槽和氣體收集裝置，

必須確認(rèn)其連接牢固、無損壞。

11.1.3實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所應(yīng)通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離火源和易燃物品，必須采取措施防止氫氣積聚和爆炸。

11.1.4應(yīng)嚴(yán)格按照操作手冊(cè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，避免超負(fù)荷運(yùn)行設(shè)備，控制電流和電壓在安全范圍內(nèi)。

11.2常見問題處理

常見問題處理方法參考表2。

表2常見問題及處理方法

序號(hào)常見問題處理方法

首先檢查電源和電解槽的連接是否牢固，是否有松動(dòng)或接觸不良的地方。確保電源穩(wěn)定，

1電流不穩(wěn)定

電解槽內(nèi)部無雜質(zhì)干擾。

檢查氣體收集裝置是否密封良好，排除漏氣點(diǎn)。同時(shí)，確保電解過程中無雜質(zhì)