ICS 71.020 F19 中华人民共和国国家标准 GB/T 40061—2021 液氢生产系统技术规范 Technical specification for liquid hydrogen production system 2021-04-30发布 2021-11-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 40061—2021 目 次 前言 引言 IV 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 基本技术要求 5 氢液化装置 6 液氢贮存 氢气排放 7 8 自动控制与检测分析 9 电气设施 10 防雷、防静电及保护接地 11 辅助设施 12 安全防护 GB/T 40061—2021 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国氢能标准化技术委员会（SAC/TC309）提出并归口。 本标准起草单位：北京航天试验技术研究所、浙江大学、江苏国富氢能技术装备有限公司、中国标准 化研究院、北京低碳清洁能源研究院、北京海德利森科技有限公司、中国科学院理化技术研究所、中国电 子工程设计院有限公司、佛山绿色发展创新研究院、北京航天雷特机电工程有限公司、广东普发氢能源 科技有限公司、山东威海湛威新能源科技有限公司、北京特种工程设计研究院、高质标准化研究院（山 东）有限公司。 本标准主要起草人：朱晓彤、何田田、杨燕梅、郑津洋、刘玉涛、鲍威、韩武林、何广利、魏蔚、王 花争立、周向荣、李青、顾超华、才丽红、王凤军、高沛、潘珂、艾斌、王德新、刘小敏、王鑫、陈虹、雷刚、 路征。 GB/T 40061—2021 本标准为液氢生产系统提供技术参考，液氢生产系统的安全要求以法律法规、强制性国家标准等有 关规定为准。 IV GB/T 40061—2021 液氢生产系统技术规范 1范围 本标准规定了液氢生产系统的基本技术要求、氢液化装置、液氢贮存、氢气排放、自动控制与检测分 析、电气设施、防雷防静电及保护接地、辅助设施、安全防护的要求。 本标准适用于新建、改建、扩建的液氢生产系统的设计。 本标准不适用于军事、国防、航天领域的液氢生产系统。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 3836.4 爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i"保护的设备 爆炸性环境第14部分：场所分类 GB 3836.14 爆炸性气体环境 GB/T 4208 外壳防护等级（IP代码） GB/T 4830 工业自动化仪表气源压力范围和质量 GB 4962 氢气使用安全技术规程 GB/T 8175 设备及管道绝热设计导则 GB/T 8979 纯氮、高纯氮和超纯氮 GB/T 24499 氢气、氢能与氢能系统术语 GB/T 24925 低温阀门技术条件 GB/T 31480 深冷容器用高真空多层绝热材料 GB/T31481 深冷容器用材料与气体的相容性判定导则 GB/T40045 氢能汽车用燃料液氢 GB/T40060 液氢贮存和运输技术要求 GB 50016 建筑设计防火规范 GB/T50050 工业循环水冷却处理设计规范 GB50052 供配电系统设计规范 GB 50057 建筑物防雷设计规范 GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范 GB 50140 建筑灭火器配置设计规范 GB 50177 氢气站设计规范 GB50516 加氢站技术规范 GB 50974 消防给水及消火栓系统技术规范 3术语和定义 3 GB/T24499界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 1 GB/T40061—2021 3.1 液氢生产系统liquidhydrogenproductionsystem 氢气源装置、氢液化装置、液氢贮存装置、液氢充装装置、自动控制装置、分析化验装置、液氢制备用 辅助装置、电气设施、管路附件等的总称。 3.2 氢液化装置hydrogenliquefactiondevice 以气态氢为原料实现氢液化的工艺装置，包括压缩机、换热器、正-仲氢催化转化器、真空泵、纯化 器、透平膨胀机等单元设备，以及各类管路、阀门、仪表等 3.3 冷箱（液化器）coldbox（liquefier） 通过热力学过程不断地从氢气中取出热量，使氢气冷凝为液氢的低温绝热设备。 注：由透平膨胀机、低温纯化器、换热器、正-仲氢催化转化器等部分组成。 3.4 正-仲氢催化转化器ortho-para-hydrogencatalyticconverter 采用专用的催化剂将正氢转化为仲氢的装置。 3.5 液氢储罐liquidhydrogen storage vessel 贮存液氢的压力容器。 3.6 液氢接收罐liquidhydrogenreceivingtank 4基本技术要求 4.1一般规定 4.1.1液氢生产系统平面布置应遵循安全生产、节约资源的原则，应做到功能划分明确，分区设置合 理，有利于安全可靠运行。 4.1.2液氢生产系统应远离人员密集地段和交通要道邻近处，并应符合GB50177的相关规定。 4.1.3设有液氢生产系统的场所安全出口不得少于两个，且应分散布置。 4.1.4液氢生产系统宜布置在独立的单层建（构）筑物内，可采用散开式或半开式，该建（构）筑物的 设计应符合GB50177的规定。如布置在建筑物内，建筑物设计应避免存在氢气积聚的死角，建筑物顶 部应设置排风系统。 4.1.5液氢生产系统的建（构）筑物内不得设置员工宿舍、办公室和休息室等人员逗留场所 4.1.6液氢生产系统区域内的道路宽度应不小于4m，路面的净空高度应不小于4.5m，工艺装置内兼 作消防车道的道路应相互贯通 4.1.7连接管道根数较多或管径较大的液氢储罐，宜布置在靠近罐区管道进出口处 4.2液氢生产系统的设置 4.2.1液氢生产系统的氢液化装置、各类储罐和辅助装置等配置，应根据原料氢、液氢生产规模和氢液 化工艺技术类型等确定。 4.2.2原料氢制备方法应根据当地的资源情况经技术经济评价后确定。 4.2.3氢液化装置、氢气源装置和液氢储罐等宜集中设置，并应符合GB50177的有关规定。 4.2.4氢液化装置、氢气源装置和液氢储罐宜设置在厂区边缘处，要求地势平坦开阔，自然通风良好， 2 GB/T40061—2021 宜设有防撞围墙或围栏，并应设置明显的禁火标志和安全警戒标志。 4.3管道、阀门及其附件 4.3.1管道及其附件的设计应符合相关国家标准和特种设备安全技术规范的规定。 4.3.2液氢管道及管道连接处，必要时应设置冷热补偿结构。 4.3.3低温液体管道应具备防止管路升温而造成超压的措施， 4.3.4管道的绝热方式、绝热材料的选择、绝热层厚度的选取，应根据介质温度、冷损要求等确定。真 空绝热管道宜采用多层绝热材料，主要技术性能应符合GB/T31480和GB/T31481的要求；非真空绝 热管道的主要技术性能应符合GB/T8175的要求 4.3.5管道阀门的选用以及管道接头的焊接应符合GB50177的相关规定。 4.3.6管道与其他架空管线、埋地管线及建筑物的最小净距应符合GB50177的相关规定。 4.3.7液氢输送管道的配置应符合下列要求： 材料应与液氢相容； b)/ 应具有保温绝热措施； c） 管道内部应经过认真清洗和干燥处理，去除油脂、水分及机械杂质； d) 管道连接宜采用焊接，管道接头应密封可靠； e) 液氢输送管道应地上敷设，管道的布局应避免与道路交叉，如受条件限制采用明沟敷设，应采 取防正氢气在管沟内积聚的措施，并在进出装置及建筑物处密封隔断； f) 管道长度宜短，并应减少死区，连接处应做好绝热处理。 4.3.8长距离的常温或低温固定管道，每隔一段距离设置允许轴向伸缩和限制径向移动的托架，且应 具有可靠的接地措施。 4.4低温阀门 4.4.1低温阀门的技术要求、试验方法、检验规则等应符合GB/T24925的相关规定。 4.4.2应按照低温阀的功能以及阀门所处位置确定阀门的绝热形式， 4.4.3 低温阀门应具有良好的密封性能，在低温环境下状态灵活。 5氢液化装置 5.1一般规定 5.1.1氢液化装置的工艺流程和单元设备选型应根据生产工艺技术要求、生产规模、产品品质等确定。 5.1.3液氢生产系统根据生产规模等条件确定氢液化循环的预冷方式，并相应设置制冷装置或外购冷 源。当采用液氮预冷工艺流程时应配备液氮储罐，其容积宜满足液氢生产3d所需的液氮贮存量。 5.1.4液化工艺设备应按照工艺流程的顺序、现场条件合理安排，并应充分利用位差。设备与设备、设 备与建（构）筑物构件之间的距离应满足生产操作、安装维修、架空管线、地下沟道等的要求 5.1.5氢气压缩机宜设置在单独的建（构）筑物内，氢压机间易积聚氢气处应设置氢浓度报警装置，并 应与机械排风机连锁。 5.1.6单元设备不应跨设在建筑变形缝的两侧。 5.1.7氢液化装置升温时间不得小于降温时间。 3