主页 > 规范 > 加氢站技术规范 GB50516-2010（2021年版） >

6.5 管道及附件

6.5.1 加氢站氢气管道的材料宜选用S31603或其他已试验证实具有良好氢相容性的材料。

6.5.1A 选用奥氏体不锈钢材料时，其镍含量应大于12%，镍当量不应小于28.5%。镍当量应按下式计算：

Ni_eq=Ni+12.6C+1.05Mn+0.65Cr+0.98Mo+0.35Si （6.5.1A）

式中：Ni_eq——奥氏体不锈钢材料的镍当量；
Ni—镍元素质量分数；
C——碳元素质量分数；
Mn——锰元素质量分数；
Cr——铬元素质量分数；
Mo——钼元素质量分数；
Si——硅元素质量分数。

6.5.1B 氢气管道应选用高压无缝钢管，除应符合本规范规定外，还应符合现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976的有关规定。

6.5.2 加氢站内的所有氢气管道、阀门、管件的设计压力不应小于最大工作压力的1.10倍。

6.5.2A 氢气管道应设置适用于高压氢气介质的安全阀，安全阀的整定压力不应大于氢气管道的设计压力。

6.5.3 氢气管道的连接宜采用经氢相容性评定合格的焊接接头或卡套接头；氢气管道与设备、阀门的连接，可采用法兰或螺纹连接等。

6.5.3A 氢气管道系统应具有满足降低应力集中要求的柔性，并应确保管道在温度变化导致热胀冷缩时的安全。

6.5.3B 液氢管道应符合下列规定：

1 管道绝热应采用高真空多层绝热或其他满足绝热性能要求的绝热形式：

2 液氢管道应设有符合管道柔性设计要求的温度补偿结构；
3 夜氢管道连接宜采用焊接，液氢管道与设备或拆卸部位管道可采用平面真空绝热法兰或真空绝热承插接头连接；

4 液氢阀门等管道附件应符合液氢绝热、密封及介质相容等性能要求。

6.5.3C 液氢系统应设有独立的放空系统，并应符合下列规定：

1 应通过固定放空管向高空排放，放空管的高度应高于附近20m范围内的平台或建筑顶5m以上；

2 液氢饱和蒸汽流动速度不应超过16m/s，单相流氢气流动速度不应超过150m/s；

3 放空管应设有防空气倒流和雨雪侵入、水汽凝集、冻结和外来异物堵塞的装置；放空管口宜设阻火器或氮气吹除置换；
4 排放液氢或低温氢气时，应确保出口温度不低于90K，放空过程应保持正压；

5 不应将高压氢放空管与低压氢放空管连通到同一放空系统上。

6.5.3D 液氢管道宜低架空敷设，当受条件限制时可采用明沟敷设，并应符合本规范第6.5.6条的规定。

6.5.4 氢气放空排气装置的设置应保证氢气安全排放，并应符合下列规定：

2 不同压力等级的放空管不应直接连通，应分别引至放空总管。放空总管应垂直向上设置，管口应高出站内设施最高点2m以上，且应高出所在地面5m以上；
3 放空单管和放空总管应采取防止雨雪侵入和杂物堵塞的措施；

4 放空单管内直径应大于对应安全阀的泄放口直径，放空总管的截面积应大于各安全阀泄放口截面积之和；

5 放空排气装置应设静电接地装置，并应布置在防雷有效保护范围内。

6.5.5 加氢站内的室外氢气管道宜明沟敷设或直接埋地敷设。直接埋地敷设时，应符合现行国家标准《氢气站设计规范》GB 50177的有关规定。

6.5.6 站区内氢气管道明沟敷设时，应符合下列规定：

1 不得与除氮气管道外的其他管线共沟敷设；

2 当明沟设有盖板时，应保持沟内通风良好，并不得有积聚氢气的空间；

3 管道支架、盖板应采用不燃材料制作。

6.5.7 制氢间、氢气压缩机间等室内氢气管道的敷设、安装等，应符合现行国家标准《氢气站设计规范》GB 50177的有关规定。

条文说明

6.5.1 由于氢气加氢站内氢气管道工作压力高且范围较宽，一般为35MPa～100MPa，工作温度大都在－40℃至室温。国内外研究表明：储氢容器、管道材料氢脆影响因素多且复杂，与材料（化学成分、力学性能、微观组织等）、使用条件（压力、温度等）、应力水平和制造工艺密切相关，所以本规范暂时仅提出原则性要求。据了解，目前国内加氢站用氢气管道主要采用S31603高压无缝钢管，使用经验相对丰富，因此推荐使用。目前国内尚未形成专门针对加氢站用氢气管道的设计标准，有时还采用进口的专用于高压临氢环境的不锈钢管及附件。美国机械工程师协会标准ASME B31.12 Hydrogen Piping and Pipelines包含了针对站用氢气管道的相关规定，我国现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976、美国材料与试验协会标准ASTM A269 Standard Speci-fication for Seamless and Welded Austenitic Stainless Steel Tubing for General Service对不锈钢无缝钢管的化学成分、制造、力学性能等作了规定。
6.5.1A、6.5.1B 新增条文，是对氢气管道材质要求的细化。研究表明，镍含量大于12％、镍当量不小于28.5％时，奥氏体不锈钢材料的抗氢脆性能好且稳定，该类奥氏体不锈钢材料在国外已有很好应用，为保证加氢站的安全，作此规定。现有加氢站内氢气管道的管径一般较小，工作压力高，需采用高压无缝钢管。《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T 14976-2012中规定了不锈钢无缝钢管的技术要求、试验方法和检验规则等内容。
6.5.2 由于加氢站内氢气管道内压力均为高压，且在实际运行中压力将按加氢过程要求时有变化，为提高加氢站的安全可靠度，作了本条的规定。本次修改表述更准确。
6.5.2A 新增条文。为了确保氢气管道在超压时的安全性，规定氢气管道应设置与高压氢气环境相适应的安全阀。安全阀的整定压力不应大于氢气管道的设计压力，否则难以起到保护作用。
6.5.3 氢气管道及附件应考虑氢相容性要求。鉴于氢气的特性，为防止因氢气泄漏诱发着火、爆炸等安全事故的发生，氢气管道接头、附件选择的基本原则是：具有优良的承压能力、密封性好和施工、维修方便。
据调查表明，国内外氢能汽车加氢站中的高压氢气管道的连接，为了确保工程施工质量，大多采用专门制造厂家生产的高压不锈钢管及其配套的卡套接头，并由专业安装单位进行施工安装。
据了解，高压管道用卡套连接方式主要有螺纹卡套和双卡套两种，按美国石油协会标准ANSI/API SPEC 6A Specification for Wellhead and Christmas Tree Equipment的相关规定，一般在压力为35MPa～100MPa采用高压螺纹卡套密封方式，低于35MPa的高压管道采用双卡套密封方式。采用焊接时，需对焊接接头的氢相容性进行评定。
6.5.3A 新增条文。加氢站的氢气管道的温度受环境温度等的影响，需要考虑热胀冷缩的问题。管道的热胀冷缩和阀门的操作都有可能在管道接头处形成局部的应力集中，为有效保护管道接头，站内管道要合理布局，如尽量减少管道拐弯、缩短受上述应力影响大的管段长度。
6.5.3B 新增条文。本条文对液氢管道绝热形式、低温补偿能力、连接形式作出规定，以满足液氢作为低温流体高性能输送的要求，高真空多层绝热、焊接及可拆部位连接形式均有实际使用经验。
6.5.3C 新增条文。本条对液氢系统的放空作出规定，主要涉及液氢储罐存放蒸发所产生的氢气、液氢增压泵及汽化器运行过程的氢气放空。
1 本款规定放空管高于20m范围内的平台或建筑物；5m的高差要求以《用氢安全技术规范》QJ 2298-92中第9.4条等为依据；放空管设置时，要结合当地季风方向综合考虑。
2 根据《液氢贮存运输要求》GJB 2645-96第5.3.2.3条的相关规定，该条对管径20mm～150mm作出了限定，这里不对管径进行专门说明的原因是根据设计经验，加氢站所涉及的放空管管径在此范围内。
3～5 这三款以《用氢安全技术规范》QJ 2298-92第9.8条、第9.11条和《液氢贮存运输要求》GJB 2645-96的第5.3.2.3条为依据。
6.5.3D 新增条文。采用低架空敷设方式，可便于对液氢管道运行状态进行监视，一旦发生低温泄漏等异常情况也便于处置。
6.5.4 本条第2～5款为强制性条款，必须严格执行。氢气放空管是加氢站中的重要工艺设施和安全措施之一，在工程设计、施工中均应十分重视氢气放空管的设置和施工质量。现将制定本条的依据说明如下：
（1）氢气放空管在氢气放空时有回火的可能，降低回火引起的安全风险有多种方式。设置阻火器是防止回火的措施之一。据了解，还有采用氮气吹扫措施的，即在氢气放空管上采用一定流速的、纯度不低于99％的氮气吹扫，以防止周围的空气扩散进入放空管内，并在氢气放空管下部接入的氮气管道上装设止回阀，以防止氢气倒流入氮气系统。
（2）不同压力等级的放空管直接连通时，若同时进行放气操作，较低压力的放空管及其连接的安全泄放装置的工作过程可能受到影响，因此规定不同压力等级的放空管不应直接连通。考虑到放空管排出的氢气可能对站内人员及其他建筑、设施造成影响，放空总管应垂直向上设置，加快排出氢气的逸散，并明确规定了放空总管的设置高度。
（3）雨雪和杂物的侵入可能影响放空管的正常工作，因此作出本条规定。
（4）考虑到放空管的截面积大小可能影响安全阀的出口直径，对放空单管和放空总管的有效截面积进行了明确规定。
（5）为防止放空排气装置内产生的静电或雷电引燃出口可燃气体混合物，作了本款规定。
6.5.5 由于加氢站内有加氢汽车来往通行，所以氢气管道推荐采用明沟敷设或直接埋地敷设；鉴于直接埋地敷设的管道检修、维护较困难，对于确实不影响汽车通行的处所也可采用架空敷设氢气管道，以方便施工、安装和检修、维护。
6.5.6 本条为强制性条文，必须严格执行。氢气管道明沟敷设的基本要求是：一要防止氢气一旦泄漏时不可能在沟内积聚或积存在某些死角处，因为只要沟内有氢气积聚或积存，即存在引发着火爆炸的危险，所以明沟一般不应设盖板；当设有盖板时，应采用通气良好的盖板，并不得有积存氢气的死角出现。二是为保证安全，氢气管道除可与氮气管道共沟敷设外，不得与其他管道、线缆共沟敷设，以避免在明沟内出现明火作业。三是构成明沟所用的各种材料均应采用不燃材质。

查找上节下节条文
说明返回
顶部

目录导航

笔记需登录后才能查看哦~

去登录