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6.4 氢气加氢机


6.4.1 氢气加氢机不得设在室内。
6.4.2 氢气加氢机的数量应根据所需加氢的氢能汽车数量、每辆汽车所需加注氢气量、储氢容器容积以及氢气压缩机的排气量确定。加氢机性能应符合现行国家标准《汽车用压缩氢气加气机》GB/T 31138的有关规定。加氢机应标明是否具备主动流量调节功能或模式。
6.4.2A 加氢机对车载储氢瓶加氢时,应符合下列规定:
    1 氢气压缩系统不宜直接向车载储氢瓶充装氢气;
    2 应保证车载储氢瓶不超温、不超压;
    3 液氢加注时应设置缓冲装置。
6.4.3 氢气加氢机应具有充装、计量和控制功能,并应符合下列规定:
    1 加氢机的压力等级应符合表6.4.3的要求。
加氢机的压力等级
    2 加氢机充装氢气流量不应大于7.2kg/min,加氢机加注结束时,加注率宜为95%~100%。
    3 加氢机应设置安全泄压装置或相应的安全措施,其中安全阀整定压力不应高于1.375倍额定工作压力。
    4 加氢机计量宜采用质量流量计计量,最小分度值不应大于10g。
    5 加氢机应设置与加氢系统配套的自动控制装置。
    6 加氢机进气管道上应设置自动切断阀。
    7 除开始、停止、紧急停止等基本功能按钮外,宜减少人工选择和干预。
    8 加氢机加注结束时,车载储氢瓶的瓶内温度不应超过85℃,压力不应超过1.25倍公称工作压力。
    9 加氢机启动时,加氢机应测量车载氢系统初始压力,当该系统初始压力小于2.0MPa或大于公称工作压力时,应立即终止加注。
    10 氢气加注过程控制应满足相应的加注技术要求。
    11 多通道可同时加注的加氢机,各通道的控制系统应独立设置。
6.4.5 氢气加氢机的加氢软管应设置拉断阀。
6.4.6 加氢软管上的拉断阀、加氢软管及软管接头等,应符合下列规定:
    1 拉断阀在外力作用下分离后,两端应自行密闭;
    2 加氢软管及软管接头应选用具有抗腐蚀性能的材料。

条文说明
6.4.1 本条为强制性条文,必须严格执行。据了解,目前国内外加氢站内的氢气加氢机与汽车加油加气站的加油机、加气机一样,均设在室外,既方便运营管理,也有利于安全运行,为此作了本条规定。
6.4.2 各类氢能汽车的充氢压力、加注氢时间和每辆汽车的充装氢气量是不同的,加氢机的数量主要与所需加氢的氢能汽车数量和每辆氢能汽车所需加氢气量有关,同时还与加氢站的氢气储气设施、氢气压缩机装设情况有关,在加氢站工艺设施确定后,一般只是与需加氢的氢能汽车数量、每辆汽车的加注氢气量密切相关。现行国家标准《汽车用压缩氢气加气机》GB/T 31138,团体标准《氢燃料电池车辆用加注规范  第一部分  通用要求》T/CECA-G-0018对加氢机提出了具体要求。
6.4.2A 新增条文。若氢气压缩系统直接对车载储氢瓶加氢,因氢气温度升高可能造成车载储氢瓶的温度超过其所允许的最高温度。为保证加注过程的安全,作此规定。
6.4.3 制定本条的依据是:
    (1)根据国际标准ISO 19880-1 Gaseous hydrogen-Fuelling stattons-Part 1:General requirements、美国汽车工程师学会标准SAE J2601 Fueling Protocols for Light Duty Gaseous Hy-drogen Surface Vehicles、现行国家标准《汽车用压缩氢气加气机》GB/T 31138和团体标准《氢燃料电池车辆用加注规范  第一部分  通用要求》T/CECA-G-0018等相关标准的规定,增加了为保证加氢机加注过程中符合“不超温、不超压、不过充”的整体要求而需要满足的具体条件。表6.4.3中加氢机额定工作压力是指与车载储氢容器公称工作压力(温度为15℃,加注率100%时车载储氢容器内的压力)相对应的压力。加氢机最大工作压力是指加氢机在正常加氢期间预计能达到的最大压力;最大允许工作压力是指加氢机所允许的最高压力。
    (2)控制充装氢气流量实际上就是限制了充装氢气流速和充装时间,本规范推荐的充装氢气流量是考虑氢能汽车的氢气加注时间一般控制在10min以内。加氢机充装氢气流量,指单枪充装流量,提升至7.2kg/min主要考虑到两方面,一是国际标准化组织(ISO)正在对此修改,限值将提高到7.2kg/min甚至更高;二是目前的公交车、商用车的储氢瓶较大,为缩短加氢时间相应提升。
    (3)本条第3款、第6款是确保加氢过程安全运行所必需的设施,所以这两款为强制性条款,必须严格执行。第3款是考虑到在车辆加注过程中,为防止加氢机部件承压超过最大允许工作压力,规定采用安全阀的整定压力不高于1.375倍公称工作压力。
    (4)为了较准确地计量对氢能汽车的充装氢气量,本条第4款推荐宜采用质量流量计计量,这也与本规范中对氢气流量或容量以质量(kg)计算一致。
    (5)由于加氢机的充氢控制,包括充氢压力、充氢流量、充氢时间等的控制,均与加氢站中设置的氢气储氢设施和氢气压缩机的氢气压力、流量等的控制有关,也与氢气压缩机的开启、停机有关,所以本条第5款规定“应设置与加氢系统配套的自动控制装置。”
    第7款为新增款。考虑加氢过程的安全,加氢机除开始、停止、紧急停止等基本功能按钮外,尽量减少人工的选择和干预。
    第8款~第10款为新增款。目的是为保证储氢瓶的安全及加注过程不超压、不超温,与国际标准ISO 19880-1 Gaseous hy-drogen-Fuelling stations-Part 1:General requirements的规定也相符合。其中第8款为强制性条款,必须严格执行。
    第11款为新增款,是强制性条款,必须严格执行。当加氢机为多通道同时加氢时,为保证加注过程安全,各通道的控制系统应独立设置。
6.4.4 本条为强制性条文,必须严格执行。为防止进入加氢站的汽车失去控制时,撞击加氢机引发意外事故,本规范作了加氢机附近应设防撞柱(栏)的规定。
6.4.5 本条为强制性条文,必须严格执行。在氢能汽车加氢时,为防止正在加氢的汽车因意外启动而拉断加氢软管或拉倒加氢机,从而引起氢气外泄事故,加氢软管应设置拉断装置,确保在车辆移动任何方向施加不大于68kg的力可实现拉断分离;拉断装置是使软管与加注装置或加注枪之间的氢气被切断。所以在本规范中规定:加氢机的加氢软管上应设拉断阀。由于是否设置“拉断阀”涉及加氢站安全、可靠地运营,也涉及人身、设备安全,所以本条为强制性条文。
6.4.6 拉断阀在外力作用下分离后,两端应做到自动密闭不会泄漏氢气。加氢软管选用具有抗腐蚀性能的材料,避免因腐蚀而泄漏氢气。

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加氢站技术规范 GB50516-2010(2021年版)
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