GB/T 40061-2021.Technical specification for liquid hydrogen production system.
1范围
GB/T 40061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。
GB/T 40061适用于新建、改建、扩建的液氢生产系统的设计。
GB/T 40061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
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GB 3836.4爆炸性环境第4部分:由本质安全型"i”保护的设备
GB 3836.14爆炸性环境 第14部分:场所分类爆炸性气体环境
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/T 31481深冷容器用材料与气体的相容性判定导则
GB/T 40045氢能汽车用燃料 液氢
GB/T 40060液氢贮存和运输技术要求
GB 50016建筑 设计防火规范
GB/T 50050工业循环水冷却处理设计规范
GB 50052供配电 系统设计规范

ICS71.020
中华人民共和国国家标准
GB/T40061—2021
液氢生产系统技术规范
Technical specification for liquid hydrogen production system2021-04-30发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-11-01实施
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规范性引用文件
术语和定义
基本技术要求
氢液化装置
液氛贮存
氢气排放
白动控制与检测分析
电气设施
防雷、防静电及保扩接地
辅助设施
安全防
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GB/T 40061—2021
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本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。标准由全国氢能标准化技术委员会（SAC/TC309)提出并归口。GB/T 40061—2021
本标准起草单位：北京航大试验技术研究所、浙江大学、江苏国宫氢能技术装备有限公司、中国标润化研究院、北京低碳清洁能源研究院、北京海德利森科技有限公司、国科学院埋化技术研究所、市国电了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、东普发氛能源科技有限公司、山东威海洪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。
本标滩主要起草人：米晓彤、何田用、杨燕梅、郑津洋、刘卡涛、鲍威、韩武林、何广利、魏蔚、王魔、花争立、周向荣、李青、顾超华、才丽红、王凤军、高沛、潘珂、艾斌、土德新、刘小敏、王鑫、陈虹、雷刚、路征，
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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。
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1范围
液氢生产系统技术规范
GB/T 40061—2021
本标准舰定了液氢生产系统的基本技术要求、氢液化装置，液氧贮存、氧气排放、白动控制与检测分析、电气设施、防击防静电及保护接地、辅助设施、安全防护的要求，本标准适用于新建、改建、护建的液氢生产系统的设计。本标滩不适用于车事、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（包括所有的修政单)适用丁本文件：GB3836.4爆炸性环境第4部分：山本质安全型\i\保扩的设备GB3836.14爆炸性环境第14部分：场所分类爆炸性气体坏境
GB/T4208
GB/T4830
外壳防护等级（IP代码）
下业自动化仪表气源压力范用和质量2氢气使用安全技术规程
GB4962
GB/T 8175
GB/T 8979
GB/T 24499
GB/T 24925
GB/T 31480
GB/T 31481
GB/T 40045
GB/T40060
GB50016
设备及管道绝热设计导则
纯氮、高纯氮和超纯氮
氨气、氨能与氨能系统术语
低温阀门技术条件
深冷容器用高真空多层绝热材料深冷容器用材料与气体的相容性判定导则氢能汽车用燃料液氢
被氢此存和运输技术要求
建筑设计防火舰范
GB/T 50050wwW.bzxz.Net
GB50052
GB 50057
GB 50058
GB50140
GB50177
GB 50516
GB50974
3术语和定义
工业循坏水冷却处理设计舰范
供配电系统设计规范
建筑物防雷设计规范
爆炸危险环境电力装置设计规范建筑灭火器配置设让规范
氢气站设计范
川氢站技术规范
消防给水及消火栓系统技术规范G3/[21499界定的以及下列术语和定支适用于本文件，1
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GB/T 40061—2021
液氢生产系统liquidhydrogenproductionsysten氢气源装置、氢液化装置、液氢贮存装置、液氨充装装置、白动控制装置、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各。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止氢转化为仲氢的装置，3.5
液氢储罐liquid hydrogen storage vessel贮存液氢的压力容器，
液氢接收罐liquid hydrogenreceiving tank用于接收氢液化装置生产的液氛产品的诺罐儿具有液氛转注功能。4基本技术要求
4.1一般规定
4.1.1液氢生产系统平而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，分区设置合现，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G350177的相关舰定。4.1.3设有液氢生产系统的场所安全出口不得少丁两个，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，川采用散开式或半散开式，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T宿舍、办公空和休息空等人员逗留场所：4.1.6液氢牛产系统区域内的道路宽度成不小于4m，路而的净空高度成不小于4.5m，工艺装置内兼作消防车道的道路应朴互贯通。4.1.7连接管道根数较多或曾径较大的液氢储罐，宜布置在靠近罐区管道进出口处。液氢生产系统的设置
4.2.1液氢生产系统的氢液化装置、各奖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氛液化装置、氢气源装置和液氢储罐等宜集中设置，并应符合（1350177的有关规定。4.2.4氢液化装置、氢气源装置和液氢储嬷宜设置作厂区边缘处，要求地势平坦开阔，白然通风良好：2
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宜设有防撞围墙或围栏，并成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成符合相关国家标准和特设备安全技未规范的规定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山管路升温而造成超压的措施，GB/T 40061—2021
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：非直空绝热管道的主要技术性能应符合（/18175的要求4.3.5管道阅门的选用以及管道接头的炽接应符合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的村关规定，4.3.7液氛输送管道的配置应符合下列要求：材料应与液氢相容；
h）应具有保温绝热措施：
管道内部应经过认真清洗和十燥处理，去除油脂、水分及机杂质：e
d）管道连接宜采用焊接.管道接头成密封可靠；液氛输送管道应地「敷设，管道的布高应避免与道路交义，如受条件限制采用明沟敷设应采取防止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，齐成减少死区，连接处成做好绝热处理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，H应其有可靠的接地措施。
4.4低温阀门
低温阀门的技术要求，试验方法检验规则等成符合GB/T24925的相美规定，4.4.2应接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低温阀门成具有良好的密封性能.在低温环境下状态灵活4.4.4低温阀内腔的流道应畅通，确保吹除和置换顺利进行。结构复杂的低温阀应设置吹除口。5氢液化装置
5.1一般规定
5.1.1氛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：5.1.2工艺流程设计应根据液氢生产中所采用工艺介质的低温特性、压力参数等确定。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，当采用液氮预冷干艺流程时成配各液氮储罐·其容积宜满足液氢牛产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)筑物构件之问的距离应满是生产操作、安装维修、渠空管线、地下沟道等的要求、5.1.5氢气压缩机宜设置在单独的理（树）筑物内，氢压机间易积聚氢气处设置氢浓度报警装置，开应与机械排风机连锁。
5.1.6单元设备不成跨设在建筑变形缝的两侧5.1.7氢液化装置刀温时间不得小于降温时间，3
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GB/T 40061—2021
5.2工艺设备配置
5.2.1工艺设备配置应按产品品质要求液化工艺流程及其技术参数、设备生产能力及设各的使用效率等因素进行技术经济比较后确定。5.2.2工艺设备应根据物料的种奖流量、温度、压力等因素选型5.2.3压缩机、透平膨胀机等的选择成根据液氢生产能力、T艺流程及其技术参数确定。压缩机、透平膨胀机、真空泵、水泵等设备应选择效率高、运行性能稳定、噪声小、故障率低川维修方便的定型产品。5.2.4氢液化设备中配套的压力容器成符合关国家标准和特种设备安全技术规范的规定，5.2.5室外安装的电机及机器设备均应具有防锈、防护措施。电机应符合（13/T4208的相关规定，5.2.6对液氢系统中易生振动的机组、附属设备及其管道，应采取防止共振措施。5.2.7当采用有油润滑压缩机时，J应配备除油系统。5.2.8压缩机放空管道宜来取加固措施：5.2.9低温纯化吸附剂的选择应根据纯化前氢气中杂质组分和纯化后氢气中杂质含量要求确定。5.2.10正-仲氧催化转化的设各分为绝热反应器，等温反应器和连续反应器，氢液化装置中正-仲转化宜按液氢生产干艺要求采取不同类型转化反成器组合的方式。5.2.11工艺设备、管道的吹扫置换均应采用正压置换方法，H应符合（13/T40060的有关定。6液氢贮存
6.1一般规定
6.1.1液氢储罐的总容量它满足氢液化装置连续生产的要求，同时应考患储罐白身的蒸发损火以及转注损失。
6.1.2液氢储罐与建（构）物的防火问距应按液氢烂存量确定，通常应不小丁GB50177的相关规定6.2液氢接收罐
6.2.1液氢接收罐的设计、制造、检验、验收应符合相关国家标准和特种设备安全技术规范的规定6.2.2液氢接收罐应设有安全装置及附件，包括中接式安全阀与爆破片，液位计、压力衣、紧急切断阀、真空夹层安全泄放装置、夹层真空检测装置等，并成设有液位高位报警联锁装置。7氢气排放
7.1一般规定
7.1.1液氢牛产系统根据T艺要求成设置氢气排放管路，包括：排放、放空阀、安全阀等。7.1.2氢液化装置出口低温氢气排放管外壁成在人员可及的部位设保温层.以防人员冻伤。7.1.3低温氛气排放管路应具有足够的长度以确保排空口处氛气温度高于空气液化温度。排放管口温度不宜低于90K：
7.1.4氛气压力超过10MPa的排放管和压力低于1.6MPa的排放管不得共用排放总管。7.1.5吹抖、置换和再生等工艺的排放管路宜设置单向阀：7.1.6常温管道和低温管道的排放管宜分别设置7.2排放管
7.2.1氛的排放应设置专门的排放管，并应直接排至室外人气，A
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GB/T40061—2021
7.2.2排放管成直设置·排放暂口不能使氢气燃烧的辐射热和喷射火焰冲击到人或设备而发生人员伤害或设备性能损伤
7.2.3氢气排放管成采用铜、铝合金、不锈钢等金属材料，不得使用朔料管或橡皮管。7.2.4排放管成设防空气例流和雨雪俊人以及防凝结物和外来物堵塞的装置，并采取有效的静电消除措施。
7.2.5排放管宜设置阻火器或止压氮气稀释吹扫装置。7.2.6氢气排放管路内表而应保持洁净.氢气排放速度宜低于100m/s，7.2.7氢气排放管高度成符合GB4962的有美规定8自动控制与检测分析
8.1一般规定
8.1.1测量仪表白动控制系统和检测分析系统的设置应根据液氛生产工艺要求，相关技术参数和工艺介质品质要求.做到经济合理、技术先进、各技术功能操作安全可靠，8.1.2控制系统的设置成考虑系统结构的标准化及人机接口的整体性，并实现技术先进性、可互换性、可维护性、可集巾性的功能要求，8.1.3氢液化系统成配各独立的安全仪表系统，有爆炸危险场所的控制系统的设置成符合GB50058的有美规定。
8.2测量仪表
8.2.1在液氢生产系统中.仪表型号规格亢协调一致，8.2.2生产过程中关键参数的检测应设置现场仪表和远传仪表两种形式·远传仪表宜采用4mA~20mA的标准模拟信号或开关信号：8.2.3有爆炸危险场所的仪表应根据爆炸危险类别，级别、组别行选型，开应符GB50058的有关规定。
8.2.4液氢生产系统的压力检测主要应包括液氢储罐压力显示检查、压缩机和冷箱内的压力检测等8.2.5液氢生产系统应设的温度检测主要有液氧冷箱内各个换热器温度显示、换热器温度调节等8.2.6液氢冷箱巾的温度传感器应选择温区范围较宽的产品，并且美键温度点应设置备份传感器。8.2.7液氢、液氮储罐的液位连续测量宜采用差压式测量仪表，远传显示宜换算成标准体积8.2.8冷箱人口原料氢气流量应迹行监测8.2.9二次仪表的显示方式和功能应根据液氢生产工艺及控制系统的要求确定。当要求信号传输时，可选择具有模拟信号输出功能或数字信号输出功能的仪表8.3自动控制
8.3.1液氢牛产系统宜选用集散控制系统（LDCS）、数据采集系统、T业微机或可编程序控制系统（PLC）等数字控制系统，控制系统的硬件，软件配置应与生产规模和控制要求相适应8.3.2控制系统应按照易丁与其他控制设备形成一个整体和易丁扩充功能的原则选型，所选系统应稳定、川靠。
8.3.3生产过程工艺参数的检测、控制应包括下列内容：a）液氢生产工艺过程的运行参数检测：b）用丁逝行核算或调度的重要参数.应设置累计功能；c）对事故、故障原因逊行分析的主要参数，应设置记录功能：l）重要阀门、压缩机、泵、储等设备的运行状态、参数检测5
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循环水系统、液氮贮存系统等辅助系统的运行参数检测：）
f）坏境参数检测，
8.3.4控制系统中控制策略或名控制方法的确定应考虑控制对象特性、控制系统设备部件（包括检测儿件、变送器、控制仪衣、执行器等)的特性、「扰形式以及要求的控制品质等因素8.3.5控制系统成根据液氢生产T艺要求分别设有于动-自动、内设定-外设定等划换装置，为厂使切换无干扰，这些切换装置应具有白动跟踪功能。8.3.6集散控制系统和川编程序控制系统的供电应配备不问断电源，备用电源持续工作时问应不小丁止常停车所需的时间。
8.3.7液氢生产系统所设的白动控制系统，需要时可接无人值守要求配置。8.3.8氢气检测报警系统等应为独立的安全仪表系统。8.4
检测分析
8.4.1检测分析点
成按液氢牛产丁艺要求确定检测分析点，股设在氢液化装置人口、氢气低温吸附器出口、氢液化装置出口、液氢诺等位置.检测要求如下：a）氢液化装置入口，宜对氢气中的氧、氮、水、一氧化碳、二氧化碳及总烃等杂质含量逊行分析；b）氢气低温吸附器出口.宜对氢气巾的氮、氧、水、·氧化碳、二氧化碳及总烃等杂质含量进行分析；
c）氨液化装置出口、液氢储罐，亢对液氢中的仲氢、氰、氮、水、一氙化碳、二氧化碳及总烃等杂质含量迹行分析。仲氢含量不小丁95%。8.4.2检测分析方法
氢气及液氢中杂质含量的分析方法应按照GB/T40045的有关规定执行。9电气设施
9.1一般规定
9.1.1液氢牛产系统有爆炸危险环境的电气设施成符合GB50177的有关规定：9.1.2有爆炸危险环境的电气装置和线路的设置，应符合GB50058、GB33836.1、GB3836.14的相关规定。
9.2供电
9.2.1液氢生产系统的供电，按G350052规定的负荷分级9.2.2供电主接线应单川靠、运行安全操作灵活，维修方使9.2.3供电电压等级与供电回路应按照牛产规模、性质和用电量，并结合地区电网的供电条件确定。液氢生产系统宜采用10kV供电
9.3电气设备及线路
9.3.1液氢生产系统的配电设备宜靠近负荷中心，并应集中控制，配电室、控制室不应与有腐蚀和容易积水的场所毗邻。
9.3.2有爆炸危险房间的照明应采用防爆灯其，其光源宜采用荧光灯等高效光源，灯具不得安装在氢气释放源的正「方，液氛生产系统区域内应设置应急照明。-riKaeerKAca-
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