新能源水電解制氫工程設計規(guī)范2026-01-01實施2026-01-01實施I前言 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 24總則 25新能源發(fā)電與制氫容量匹配 35.1邊界條件 35.2容量配置方法 36工藝系統(tǒng) 46.1制氫工藝系統(tǒng) 4 46.3氫氣壓縮系統(tǒng) 56.4輔助設施 56.5氫氣管道 56.6氣體檢測系統(tǒng) 57工藝布置與管道安裝 67.1工藝布置 67.2氫氣管道安裝 68總平面布置 68.1一般要求 68.2防火間距 69建筑結構 69.1建筑設計 69.2地基與基礎 7 710電氣系統(tǒng) 710.1一般規(guī)定 710.2主要設備選擇 710.3過電壓保護及防雷接地 810.4交直流電源 810.5電氣控制及保護 911供暖通風與空氣調節(jié) 911.1供暖 911.2通風 11.3空調 12儀表與控制系統(tǒng) 12.1一般規(guī)定 12.2控制方式及控制室 12.3檢測與儀表 12.4控制系統(tǒng) 13給水排水及消防 13.1生產用水 13.2設備冷卻水 13.3生產廢水 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國產業(yè)發(fā)展促進會氫能分會提出。本文件由中國產業(yè)發(fā)展促進會歸口。本標準主要起草單位：山東電力工程咨詢院有限公司、大唐環(huán)境產業(yè)集團股份有限公司大唐新能源設計院、中國長江三峽集團有限公司、河南省電力勘測設計研究院有限公司、國核電力規(guī)劃設計研究院、上海氫器時代科技有限公司、普頓(北京)制氫科技有限公司、上?？睖y設計研究院有限公司。本標準主要起草人：王愛玲、胡亦工、李金星、丁業(yè)、金和平、杜逸云、韓坤、李東楷、宋志強、陳學謙、于光遠、本寧、盧靜、常延朝、張力、劉玉昌、王坤朋、李旭、宮現(xiàn)輝、秦偉、李靖逸、張曉萌、顧玲俐、王金龍、彭偉、張華、余偉、丁曉強、馮衛(wèi)青、翟俊義、王昌、鄭亞鋒、王勇、張良辰。本規(guī)范為首次發(fā)布。1范圍本文件規(guī)定了新能源水電解制氫工程設計的新能源發(fā)電與制氫容量匹配、工藝系統(tǒng)、工藝布置與本文件適用于以風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等新能源電力為能源，包含新能源與制氫銜接的新建、改2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構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GB/T6451油浸式電力變壓器技術參數(shù)和要求GB20052電力變壓器能效限定值及能效等級GB/T20801壓力管道規(guī)范工業(yè)管道GB/T20720企業(yè)控制系統(tǒng)集成GB/T24499氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術語GB/T34542氫氣儲存輸送系統(tǒng)GB/T39063.6kV~40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備GB50016建筑設計防火規(guī)范GB50054低壓配電設計規(guī)范GB50057建筑物防雷設計規(guī)范GB50058爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB/T50064交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規(guī)范GB/T50065交流電氣裝置的接地設計規(guī)范2GB50217電力工程電纜設計標準GB50222建筑內部裝修設計防火規(guī)范GB50348安全防范工程技術標準GB/T50493石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準GB50516加氫站技術規(guī)范GB/T50703電力系統(tǒng)安全自動裝置設計規(guī)范GB/T50770石油化工安全儀表系統(tǒng)設計規(guī)范GB55036消防設施通用規(guī)范GB/T6451油浸式電力變壓器技術參數(shù)和要求GB/T6451油浸式電力變壓器技術參數(shù)和要求GB8978污水綜合排放標準DL/T5044電力工程直流電源系統(tǒng)設計技術規(guī)程DL5068火力發(fā)電廠化學設計規(guī)范DL/T5218220kV～500kV變電所設計技術規(guī)程DL/T5352高壓配電裝置設計規(guī)范DL/T5352高壓配電裝置設計規(guī)范DL/T5491電力工程交流不間斷電源系統(tǒng)設計技術規(guī)程SH/T3006石油化工控制室設計規(guī)范TSGD0001壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程3術語和定義GB/T24499界定的以及下列術語和定義適用于本文件。新能源水電解制氫系統(tǒng)SystemofHydrogenproductionbywaterelectrolysisinnewenergy由水電解制氫裝置、純化、儲存等單元設備組成，使用風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等新能源電力接入電解槽以水電解工藝制取氫氣的系統(tǒng)。固態(tài)儲氫Solid-statehydrogenstorage利用金屬合金、化學氫化物、配位氫化物、多孔材料等固態(tài)材料，通過物理吸附或化學反應實現(xiàn)氫氣儲存的技術。氫氣管束式集裝箱Hydrogentubebundlecontainer由高壓氣瓶束、框架結構、閥門管路系統(tǒng)、安全保護裝置及計量監(jiān)測設備組成，集成多根高壓氣瓶束于標準集裝箱框架內的壓力容器。4總則4.1新能源制氫工程設計前應收集廠址資料、交通運輸、氣象、地質、水文、電力、供水等有關基礎34.2新能源制氫工程設計設計應執(zhí)行國家的基本建設方針，體現(xiàn)國家的經濟政策和技術政策，結合工程特點合理選用主體工藝，節(jié)約資源，保護環(huán)境，改善勞動條件，提高經濟效益，并便于安裝、操作和維修，做到技術先進，工藝合理，安全可靠。4.3新能源制氫工程工藝的選擇應根據新能源及電力系統(tǒng)接入條件，供氫負荷可靠性及穩(wěn)定性要求、項目投資及制氫成本和環(huán)保要求等因素，經技術經濟比較確定，并遵循以下原則：a)應根據新能源電力容量、接入系統(tǒng)、外部條件、氫氣負荷及品質要求等因素確定制氫工藝及b)可以采用不同制氫工藝的組合，以提高靈活性、降低能耗和成本，方便運行管理和檢修維護，適應新能源的波動性。4.4新能源水電解系統(tǒng)的運行波動性范圍、裝置單機容量等主要設計參數(shù)應根據工程具體情況，經技術經濟比較確定。4.5新能源水電解制氫工程布置應根據風向、新能源電力接入點、用氫負荷點的方位等因素確定，并滿足項目所在地總體規(guī)劃要求。當新能源水電解制氫工程分期建設時，設計中應預留擴建條件。4.6新能源水電解制氫工程的擴建或改建設計，應合理利用原有的建構筑物和設施。5新能源發(fā)電與制氫容量匹配5.1邊界條件新能源水電解制氫工程設計系統(tǒng)容量時應確認下列邊界條件：a)工程年制氫量、用戶對氫氣的需求特性；b)工程的上下網電力、電量要求；c)風力發(fā)電、太陽能發(fā)電的發(fā)電小時數(shù)及最大可開發(fā)容量；5.2容量配置方法5.2.1新能源水電解制氫系統(tǒng)容量配置宜采用生產模擬的方法，基于風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的出力數(shù)據、系統(tǒng)運行策略模擬制氫系統(tǒng)的運行，計算系統(tǒng)運行指標。5.2.2生產模擬中風力發(fā)電出力數(shù)據宜采用當?shù)販y風塔數(shù)據測算，太陽能發(fā)電出力數(shù)據宜采用當?shù)販y光站太陽能總輻射量進行測算。若因條件限制無法獲取實測數(shù)據，可參考周邊場站的運行數(shù)據或利用相關氣象、衛(wèi)星等數(shù)據進行估算。5.2.3風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、儲能、制氫、儲氫容量配置宜根據模擬運行結果，結合當?shù)亟ㄔO條件，進行多方案技術經濟比選，比選指標宜包含下列內容：a)風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、儲能、儲氫建設投資；b)項目網購電費用、上網收益及電價；c)制氫設備利用小時數(shù)、項目單位制氫成本；d)新能源利用率、新能源電量占總用電量的比例；e)系統(tǒng)調峰能力、儲能年循環(huán)次數(shù)。5.2.4新能源水電解制氫系統(tǒng)運行時應以經濟性最優(yōu)為目標，結合風力發(fā)電、太陽能發(fā)電的出力預測、電力市場變化、儲能和儲氫設備容量，開展電力電量平衡、制氫供氫平衡分析，制定供氫負荷曲線。5.2.5新能源水電解制氫系統(tǒng)規(guī)模配置時應滿足電量平衡要求，電量平衡應按式(1)計算：P-風力發(fā)電電量(kW.h);P-太陽能發(fā)電量(kW.h);P.-其他新能源發(fā)電量(kW.h);4Pgr上下網電量(kW.h),正值為上網電量，負值時為下網電量。5.2.6新能源水電解制氫系統(tǒng)規(guī)模配置時應滿足氫氣平衡要求，氫氣平衡應按式(2)計算：Hn+H?=f(E)×t+H?=Ho……………f(E)-用電量函數(shù)標識的制氫設備出力Nm3/h;H-儲氫設備存儲的氫氣量，負值為存儲的氫氣量，正值為釋放的氫氣量Nm3;Ho-用氫負荷的用氫量Nm3。制氫工藝系統(tǒng)宜包括水電解制氫電解槽、氣液處理裝置、純化裝置及其輔助放空、閥門儀表等設6.1.1新能源水電解制氫及儲氫系統(tǒng)應具備日自動啟停條件，氫氣放空、氣液處理器以6.1.2水電解制氫裝置生產負荷應適應新能源電力特性，可靠應對新能源的波動性和液制氫單機可調范圍宜為30%～100%,對于PEM單機可調范圍宜為5%～100%。6.1.3對于堿液水電解系統(tǒng)，設計低負荷工況時，應確保氧中氫含量與氫氣6.1.4制氫系統(tǒng)宜采用集中控制策略對多臺電解槽的運行狀態(tài)進行統(tǒng)籌協(xié)調6.1.5堿液水電解槽原料水水質應符合GB/T37562的規(guī)定，質子交換膜水電解槽原料水水質宜符合表1的規(guī)定。名稱電導率(@25℃)可溶性硅(以SiO?計)6.1.6工藝冷卻系統(tǒng)材質應按循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水質確定，工業(yè)循環(huán)冷卻水水質標準可參照GB500506.1.7制氫電解槽、氣液處理裝置以及純化裝置應符合GB/T37562、GB/T6.2氫(氧)氣儲存系統(tǒng)6.2.1.2采用不同設計壓力的儲氫容器儲氫時，應采用壓力控制措施，并應防止設計壓力較6.2.1.3氫氣儲存系統(tǒng)形式應根據儲存容量、廠內條件、運輸方式a)氣態(tài)儲氫系統(tǒng)應根據氫氣使用特點和用戶對氫氣的要求設置，儲存容器的形式宜按GB501775c)固態(tài)儲氫系統(tǒng)容量應根據制氫速率、連續(xù)生產供氫速率、儲氫時限要求和使用特性確定：固d)有機液態(tài)儲氫系統(tǒng)容量應根據制氫速率、連續(xù)生產供氫速率、儲氫時限以及儲氫品質要求和f)氫氣儲存應設置氮氣吹掃置換系統(tǒng)，與安全閥排放相連接的氮氣接口宜設置自動閥，安全閥g)氫氣儲存系統(tǒng)的設置應符合AQ3035的規(guī)定。b)氧氣罐儲存容量和儲存形式應根據用氧特點、氧氣產量、氧氣壓力等參數(shù)確定。6.2.3氫(氧)氣儲存罐(容器)閥門設置應符合以下規(guī)定：氫(氧)氣儲存罐(容器)進出口以及進出口母管應設置自動閥。6.3.1與氫氣球罐相連接的氫氣壓縮機應至少一臺進口壓力設置為0.2～0.4MPa。c)氫氣壓縮機臺數(shù)不宜少于2臺。連續(xù)運行的活塞式氫氣壓縮機宜設置備用機。6.3.3充裝用氫氣壓縮機的選型、技術規(guī)格、臺數(shù)，應根據需充裝的容器、氣瓶或氣6.4.1純水制備裝置容量應滿足工藝系統(tǒng)補原料水儲水箱容積不應小于4h原料水耗量；原料水泵供水壓力，應大于制氫裝置工作壓力。6.4.2堿性水電解制氫裝置的堿液箱容積，應大于全廠最大一套水電解制氫裝置及堿液管道的全部容6.5.1氫氣管道連接宜采用焊接連接。公稱直徑不大于DN25,且設計壓力不小于10MPa的高壓氫氣管a)氫氣管道工作壓力不大于10MPa時，應采用具有良好氫相容性的不銹鋼或碳鋼；b)氫氣管道工作壓力的大于10MPa時，宜采用S31603奧氏體不銹鋼。6.5.3氫氣管道流速宜采用較低流速，實際速度不應超過工作條件下的峰值沖蝕速度的50%,沖蝕流速Ve應按式(3)計算：p—氫氣管道最低工作壓力，MPa(絕壓);6.5.4氫氣管道選擇還應符合TSGD0001、GB/T20801、GB50177、GB/T34542的規(guī)定。6a)涉氫封閉空間最高處或易積聚氫氣處應設置氫氣檢測報警儀，并應與事故排風機聯(lián)鎖，當空氣中氫氣濃度達到0.4%(v)時，事故排風機應自動開啟。b)對于易對人員造成缺氧窒息的場合，應設置氧氣檢測器。過氧環(huán)境報警值宜為23.5%(VOL),欠氧環(huán)境報警值宜為19.5%(VOL)。7.1.1制氫工程工藝設施布置應符合GB50177、GB50516的規(guī)定。7.1.2有爆炸危險房間或區(qū)域的爆炸危險等級應劃分為1區(qū)或2區(qū)，并應符合GB50177的規(guī)定。7.1.3嚴寒地區(qū)水電解制氫設備宜室內布置，非嚴寒地區(qū)水電解制氫設備可室外布置，7.1.4氣態(tài)儲罐、儲氫瓶組、有機液態(tài)儲氫裝置宜露天布置，液態(tài)、固態(tài)儲氫以及有機布置應符合GB50160的規(guī)定。7.2.1電解槽出口氣液兩相流管道和氫氣壓縮機出口管段應按GB20801.3的規(guī)定進行柔性設計和計算。7.2.2焊接連接的氫氣管道宜采用架空敷設，不具備架空敷設條7.2.3采用卡套連接的高壓氫氣宜采用架空敷設，不具備架空敷設條件的，可采用明溝敷設7.2.4氫氣管道施工及驗收還應符合GB50177的規(guī)定。b)宜布置為獨立建(構)筑物；氫氣長管拖車、氫氣管束式集裝箱當作儲氫容器使用時，固定停放車位與站內設施之間的防火間距應按GB50516中儲氫容器的防火間距確定。79.1.1有爆炸危險的房間，宜采用鋼筋混凝土框架或排架結構承重。采用鋼結構承重時a)泄壓面積不得小于屋頂面積或最長一面墻面積的1.2倍，并應符合GB50177的泄壓面積要求；于60kg/m2;9.2.1地基基礎形式應根據巖土工程勘察成果、制氫站建(構)筑物使用要求，按結構類型、材料情9.2.2地基基礎設計等級應根據地基更雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征以及由于地基問題可能造成的影響程度分級，地基基礎設計等級見表2。設計等級建構筑物名稱甲級乙級除甲、丙級的其他生產建筑、輔助和附屬建筑物丙級9.2.3地基設計除完成承載力計算外，還應按GB50007的規(guī)定驗算地基變形與穩(wěn)定性；若承載力、9.2.4同一結構單元的地基設計宜采用9.3建(構)筑物結構9.3.2有爆炸危險房間與無爆炸危險房間之間應采用耐火極限不低于3.0h的不燃燒體防爆防護墻隔10.1.3新能源制氫工程設計應符合GB50177的規(guī)定。10.2.1主變壓器選擇宜符810.2.4配電裝置設計應符合DL/T5352、GB屬封閉開關設備(GIS),沿海、工業(yè)污染嚴重地區(qū)宜采用戶內布置。10.2.710kV～35kV配電裝置宜采用戶內成套式高壓開關柜，并應符合GB/T3906的規(guī)定。海拔超過10.3.1變電站過電壓保護設計應符合GB/T50064的規(guī)定。10.3.2變電站交流電氣裝置接地設計應符合GB/T50065的規(guī)定。10.3.3制氫站防雷和接地設計應符合GB50177的規(guī)定。防直擊雷的防雷接閃器，應使氫氣站建(構)筑物、通風風帽、氫氣放空管等突出屋面的物體均處于保10.3.6室外架空敷設氫氣管道應與防雷電感應的接地裝置相連。距建筑100m內管道，宜每隔25m接地一次，沖擊接地電阻不應大于20Ω。埋地氫氣管道，在進出建筑物處亦應與防雷電感應的接地裝置同爆炸危險環(huán)境邊界、管道分岔處及長距離無分支管道每隔50-80m處均應設防靜電接地，接地電阻不應大于10Ω。地，接地點不應小于2處；兩接地點間距不宜大于30m,沖擊接地電阻不應大于10Ω。氫氣放散管的保護應符合GB50057的規(guī)定。10.4.1新能源制氫工程交直流電源系統(tǒng)設計應符合GB50052、DL/T5044、DL/T5491的規(guī)定。當新a)直流電源系統(tǒng)額定電壓宜采用220V;b)蓄電池宜采用閥控式密封鉛酸蓄電池，事故放電持續(xù)時間宜取2h;c)充電/浮充電裝置宜選用高頻開關電源，高頻開關d)接入系統(tǒng)電壓為35kV及以下的變電站，宜設置1組蓄電池，1套充電裝置；接入系統(tǒng)電壓為66kV一110kV的變電站，宜設置1組蓄電池和1套充電裝置，也可設置2套充電裝置：接入系統(tǒng)電壓為220kV及以上的變電站，宜設置2組蓄電池和2套充電裝置，也可配置3套充電裝置；e)每套蓄電池、充電裝置及直流母線宜配置1套直流電源系統(tǒng)微機監(jiān)控裝置，微機監(jiān)控裝置應具電時間不小于4h確定；9c)按GB38755的規(guī)定裝設安全自動控制裝10.5.5新能源制氫工程應設置綜合能源管理控制系統(tǒng)見圖1,并應符合下列規(guī)定：b)監(jiān)測設備運行狀態(tài)，控制全站設備開/斷、起/停、功率調節(jié)，優(yōu)化全站可再生能源出力與制c)接受調度指令，分解優(yōu)化調度指令，控制運行監(jiān)控、生產調度變電站監(jiān)控系統(tǒng)制氫站監(jiān)控系統(tǒng)圖1綜合能源管理控制系統(tǒng)11.1.4集中供暖時，室內空氣設計參數(shù)、熱負荷計算及散熱器選擇應符合GB50177及GB50019的規(guī)11.2.1有爆炸危險房間的通風應設自然通風和機械通風，并應符合下列規(guī)定：a)自然通風換氣次數(shù)不得少于3次/h;事故通風可由經常使用的通風系統(tǒng)和事故通風系統(tǒng)共同b)設有集中供暖且有機械排風的生產廠房，應采用自然補風，當自然補風不滿足要求或技術經濟不合理時，宜設置機械送風，并應進行風量平衡和熱平衡計算；c)機械通風全面排風系統(tǒng)室內吸風口上緣至頂棚平面或屋頂?shù)木嚯x不應大于0.1m;因建筑構造形成的氣體排出死角處應設置導流設施；d)自然通風的排風口應采取避免與事故通風排風口形成短路的措施，排風設備排風口應朝向安全區(qū)域。11.2.2自然通風帽應設有風量調節(jié)裝置和防止凝結水滴落的措施。11.2.3事故排風換氣次數(shù)不得少于12次/h,并應與空氣中氫氣濃度報警裝置聯(lián)鎖。房間計算體積應符合下列規(guī)定：a)當房間高度不大于6m時，應按房間實際體積計算；b)當房間高度大于6m時，應按高度6m的空間體積計算。11.2.4設置有事故通風的場所不具備自然進風條件時，應同時設置補風系統(tǒng)，補風量宜為排風量的80%,補風機應與事故排風機聯(lián)鎖。11.2.5排氣中含有可燃氣體時，事故排風系統(tǒng)排風口距可能火花濺落地點應大于20m。11.2.6爆炸性氣體環(huán)境內的車間應采用連續(xù)通風，當每平方米地板面積每分鐘至少提供0.3m3的空氣或換氣次數(shù)至少6次/h,不能形成爆炸性氣體環(huán)境時，可定為通風良好場所。11.2.7有爆炸危險房間事故風機選型，應符合GB50058的規(guī)定，并不應低于氫氣爆炸混合物的級別、11.3.1當制氫生產裝置與電氣設備設在同一區(qū)域內，區(qū)域內的控制室、電子設備機房等有防塵、防腐蝕要求的房間，新風及回風應經過濾凈化處理，處理措施應包括顆粒物過濾及有害氣體的吸附/吸收等。11.3.2抗爆建筑物內的空調設計，應符合GB/T50779的規(guī)定。12儀表與控制系統(tǒng)12.1.1新能源電力制氫，與存儲系統(tǒng)儀表與控制系統(tǒng)設計應滿足系統(tǒng)安全、經濟、環(huán)保運行和啟停的要求。還