JB/T 5903-1996 水电解制氢设备

中华人民共和国机械行业标准JB/T5903-96水电解制氢设备19960903发布1997-07-01实施中华人民共和国机械工业部发布JBT5903-96本标准是对zBJ76009.1—88《水电解制氢设备技术条件》、J76009.288《水电解制设备性能试验方法》、ZBJ76032-90《水电解制氢设备型号编制方法》和JB590392《水电解制氢设备型式与基本参数》四项标准修订而成的。修订后的标准不仅在形式和内容上构成了一个完整的产品标准,而且在标准的技术要求、试验方法和检验规则等方面增加了新的内容本标准从1997年7月1日起实施,同时代替ZBJ760091-88、ZBJ76009.288、ZBJ03290、JB590392四项标准本标准的附录A、附录B、附录C都是标准的附录。本标准由机械工业部气体分离与液化设备标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位:哈尔滨环保制氢设备工业公司、杭州制氧机研究所、苏州水电解制氢设备公司中国船舶工业总公司七一八研究所本标准主要起草人:董国滨、陈永良、蒋永孚、陈文理、柳忠。中华人民共和国机械行业标准JBT5903-96水电解制氢设备代替ZBJ7609188ZBJ7609.288J760290JB590392范围本标准规定了工业用压滤式水电解制氢设备的产品分类、基本参数、型号、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存。本标准适用于工业用压滤式水电解制氢设备(以下简称制氢设备)注:本标准中的氢、氧气体体积为标准状态,即0℃,101.325Pa(绝压)状态下的气体体积,单位为m32引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。B15089钢制压力容器GB19190包装储运图示标志GB32180优先数和优先数系GB62981氢氧化钠不锈耐酸钢技术条件BT1972—9碟形弹簧B230680氢氧化钾GB282987周期检查计数抽样程序及抽样表适用于生产过程稳定性的检查)B386383业用气态氧GB386483工业氢气(迅B398583石棉橡胶板GB483084工业自动化仪表气源压力范围和质量GB49285氢气使用安全技术规程B651686电解镍GB7231-87工业管路的基本识别色和识别符号GBl35289般工程用铸造碳钢件∞05892爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5017793氢氧站设计规范BT1330691标牌GBT1338492机电产品包装通用技术条件GBJ 2990压缩空气站设计规范JB2111-77金属覆盖层的结合强度试验方法JB2112-77金属覆盖层孔隙率试验方法湿润纹纸贴置法机械工业部1996-0903批准19970701实施JBT5903-%6JB211577金属覆盖层厚度检验方法计时液流法JB253680压力容器油漆、包装、运输JB288081钢制焊接常压容器技术条件JB590292空气分离设备用氧气管道技术条件JB/T6896%3空气分离设备表面清洁度JC211-77隔膜石棉布3产品分类制氢设备按工作压力(表压)分为常压、低压和中压三类:a)常压制氢设备p<0.1MPab)低压制氢设备01 MPasp<1.6MPac)中压制氢设备16MPa≤p<10MPa4基本参数制氢设备的氢气产量参数系列按表1的规定。表11,2,3,4,5,6,8,10,12,16,20,25,30,40,50,60,70,80氢气产量mh100,125,150,200,250400注:参数系列值不能满足要求时,允许采用GB321中R10、R20或R40优先数系值5型号5.1型号编制方法制氢设备型号由大写汉语拼音字母和阿拉伯数字组成,表示方法应符合如下规定。DQ-囗/囗-口型变型设计代号(用阿拉伯数字按顺序号表示)工作压力,MPa(表压),常压制氢设备可省略氢气产量,m3/h水电解制氢设备代号,取电字和氢字的汉语拼音字母字头5.2型号示例例1:DQ50型表示氢气产量为50m3/h,工作压力为常压的制氢设备。例2:DQ10/16型表示氢气产量为10m3/h,工作压力为1.6MPa制氢设备例3:DQ20/3.2-2型表示氢气产量为20m3/h,工作压力为3.2MPa第2次变型改进设计的制氢设备JBT5903-%66技术要求6.1环境与使用条件6.1.1制氢设备制氢间的防爆要求应符合GB4%62、GB50177和(B50058的有关规定6.1.2制氢设备使用的电解质氢氧化钠或氢氧化钾应分别符合GB629或GB2306的规定。6.1.3电解用水(原料水)水质应符合表2的规定名称电阻率·cm铁离子含量mg/L氯离子含量mg/L<<悬浮物6.1.4冷却水供水压力宜为0.15~0.35MPa,水质要求应符合GBJ29的规定。6.1.5仪表用气源的压力范围和质量要求应符合GB4830的规定6.2一般规定6.2.1制氢设备应符合本标准的规定,并按经规定程序批准的图样和技术文件制造6.2.2制氢设备的设计必须符合GB4962、GB50058、GB50177和国家安全、环保法规的有关规定6.23制氢设备中的常压容器应符合JB2880的规定,低、中压容器应符合GB150和国家劳动部颁布的《压力容器安全技术监察规程》的有关规定6.3性能指标制氢设备的性能指标应符合表3的规定。表3氢气产量额定值氢气纯度%≥9.7氧气纯度单位制氢直流电耗kW·h/m打≤501氢气、氧气纯度单位为体积百分比2氢气产量小于10m3h制氢设备的电耗指标按合同规定。6.4材料6.4.1制氢设备所需材料必须符合有关标准的规定6.4.2制造电解槽的主要零件的材料必须具有材料质量证明书。6.4.3镍丝网材料应符合GB6516的规定。6.4.4不锈耐酸钢应符合GB1220的规定6.4.5隔膜石棉布应符合JC211的规定。6.4.6密封垫片材料应符合GB3985的规定。6.4.7与氢、氧气接触的零件禁用可燃性材料。JBT5903-%66.4.8用户订货对材料有特殊要求时,按供需双方合同规定6.5制造6.5.Ⅰ碟形弹簧的制造要求应符合(B/T1972的规定。6.52铸件内外表面应光滑,不得有气泡、裂纹及厚度显著不均的缺陷。铸钢件应符合GB1352的规6.5.3主要焊接结构件的焊缝不得有气孔、夹渣和裂纹等缺陷6.5.4镀件6.5.4.1镀件的镀层表面不得有鼓泡、起皮、局部无镀层和划伤等严重缺陷。镀层表面质量应进行100%检验6.5.4.2镀件的镀层厚度、结合强度及孔隙率的质量和检验应分别符合J211lB2112和JB2115的规定6.5.4.3镀件的镀层厚度、结合强度及孔隙率检验抽祥数和抽样方法按(迅B2829的有关规定。镀件可采用相同工艺同时电镀的试件进行试验。6.6其他6.6.1与氢气、氧气接触的零件表面应严格脱脂,经脱脂后的表面油及油脂残留量不超过125ng/m',测试方法按JBT6896的规定。6.62制氢设备的氢气管道应符合GB50177的规定,氧气管道应符合JB590的规定,管道识别色和识别符号应符合G迅B7231的规定。6.6.3制氢设备油漆按图样规定,压力容器油漆按JB2536规定,相同颜色面漆的色泽应一致。6.6.4制氢设备的外购件和配套件应具有产品合格证,并按有关标准或合同进行验收6.6.5在用户遵守制氢设备安装和使用规则条件下,产品从制造厂发货之日起18个月内,因制造质量问题或材料缺陷而发生损坏或不能正常工作时,制造厂应无偿给予修复或更换(不包括易损件)7试验方法7.1试验条件7.1.1制氢设备的性能试验可在制造厂内或用户现场进行。7.1.2被测试的制氢设备须经检验合格并具有产品质量合格证。7.L.3试验前应对试验系统做气密性试验,试验要求与方法应符合GB150和国家劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》的有关规定。7.1.4通电试验前必须用氮气对氢、氧气运行系统进行吹除、置换,吹除后的系统内含氧量不得大于1%体积比)。7.1.5性能试验现场的防爆要求应符合GB5017的规定7.1.6制设备性能试验应在设备连续稳定运行4h后进行,测试气体产量、纯度和单位郜氢直流电耗须同步进行,每30min测试一次,连续测4次,取其平均值。7.2试验用仪器、仪表7.2.1试验用仪器、仪表应具有生产厂或计量部门有效期检定合格证7.2.2试验用仪器、仪表精度应不低于表4的规定。JBT5903-%6表4试验项目仪器、仪表名称清度〖体流量计温度计±I℃压力表气体产量和单位制氢直流电耗秒表直流电流表1.0级直流电压表1.0级直流互感器、分流器0.5级分析仪气体纯度5级,最小分度值为001%体积比)氢分析仪7.3性能试验7.3.1氢、氧气体产量氢、氧气体亠量的测试可采用气体流量计、容积法和电流测试值计算法,氢气产量亦可采用氧气量测试值的加倍计算。三种方法等效。当供需双方发生争议时,由国家认可的产品质量监督检测中心仲裁7.3.1.1氢、氧气体产量测试可采用适用于氢氧气体介质的气体流量计,并应符合相应的流量计标准或检定规程的规定。7.3.1.2容积法测试气体产量按附录A标准的附录)的规定7.3.1.3电流测试值计算法按附录B(标准的附录)的规定7.3.2氢、氧气体纯度7.3.2.1氢、氧气体纯度测试应分别符合(B3634和GB3863的规定7.3.2.2氢、氧气体纯度亦可采用氢、氧分析仪测试,应符合附录C(标准的附录)的规定。7.3.2.3氢、氧气体纯度测试的取样部位应在制氢设备的氢、氧气体取样口7.3.3单位制氢直流电耗7.3.3.1制氢设备单位制氢直流电耗指制取1m3氢气电解槽所消耗的电能,计算按式()进行IUT(1)式中:W1—单位制氢直流电耗,kW·hm3;Ⅰ—电解槽总直流工作电流,AU电解槽直流工作电压,V;Q1—测试期间氢气T—测试时间,ho73.3.2电流和电压测试方法7.3.3.2.Ⅰ用电流表测试流过电解槽总直流工作电流,测试部位在电解槽两端或直流变换器的直流接线点7.3.3.2.2电解槽的直流工作电压的测试部位在电解槽正负极接点。JBT5903-%68检验规则8.1每台制氢设备须经制造厂质量检验部门检验合格,并附有产品合格证方能出厂8.2制氢设备所规定的试验和检验项目,必须有试验报告和检验记录8.3制氢设备的出厂检验项目,应按经规定程序批准的图样和技术文件进行检验。8.4制氢设备的型式检验內容,按本标准表3中规定的项目或合同要求的检测项目:检测项目的性能试验方法按本标准7.3及附录A、附录B、附录C的规定。8.5制氢设备各项性能指标的检测结果,应达到表3的规定9标志、包装、运输和贮存91标志91.1制氢设备产品标牌应固定在明显位置,标牌尺寸和技术要求应符合GB/T13306的规定9.1.2电解槽标牌应包括如下内容:a)制造单位名称b)产品名称;c)商标d)产品型号e)制造日期和编号;f产品主要参数产量:氢mh;纯度:氢%额定电压,,等氧额定电流,A最大允许工作压力,MPa;电解槽重量,kg9.1.3压力容器标牌应包括如下内容a)制造单位名称;b)容器的编号;c)产品名称d)商标e)制造日期6介质g)设计压力,MPah)最大允许工作压力,MPai)试验压力,MPaj)设计温度,℃;JBT5903-%6k)容器类别,类;l)容器重量,kgm)压力容器制造许可证编号。9.1.4包装箱储运图示标志应符合(迅B191的规定。92包装92.1包装箱设计应符合运输的有关规定。9.2.2制氢设备包装应符合(迅BT13384的有关规定,并按裝箱单的编号、项目名称和件数进行装箱。92.3压力容器包装、运输按JB2536规定。9.2.4以整机出厂的电解槽,包装前应将槽内积水全部排净。9.25对所有管口应进行封闭或包扎:;对法兰连接应采取保扩措施,可用10m厚的木板或合适材料固定在法兰面上。9.2.6制氢设备的随机文件应用塑料袋封裝,并固定在包装箱内。随机文件应包括a)产品合格证b)产品使用说明书c)随机备、附件清单;1)安装图e)压力容器产品合格证、容器说明书、质量证明书f合同要求提供的其他图样和技术文件。93运输和贮存9.3.1电解槽在气温低于0℃时的运输和贮存,必须将设备内的积水排净,且密封各进出口9.3.2制氢设备应有放在通风、干燥的库房内或有遮盖的场所,离地至少⑩00m;存放則超过规定时间,按产品说明书的有关规定进行检查、维护JBT5903-%6附录A容积法测试气体产量(标准的附录)A1容积法测试系统流程如图A所示。气体来自水电解气体出口g②Qg阀-1:2阀2:3压力表;4温度计:5阀3图A1容积法测试系统流程图A2测试方法A21测试前应对贮气罐的容积进行测试、核算。A22开阀-1,关闭阀2、阀3,准确记录贮气罐内气体的起始压力和温度。A23开阀-2,关闭阀-1、阀-3,记录起始时间。A24经一定时间充灌气体后,关闭阀2,开阀-1,记录终止时间、贮气罐内压力和温度。A25气体产量按式(A1计算。位-…………(A1)tpo T2 T式中:Q标准状态下气体产量,m3h;P。标准状态下气体压力,0.101325MPaP——起始时贮气罐内气体绝对压力,MPaP2—终止时贮气罐内气体绝对压力,MPaT—标准状态下气体温度,273K;T1—起始时贮气罐内气体温度,K:T2—终止时贮气罐内气体温度,KV贮气罐容积,m3;t测试时间,h。JBT5903-%6电流测试值计算气体产量(标准的附录)1原理摘要依据电解定律——任何物质在电解过程中,数量上的变化服从法拉第定律。B2水电解制氢时的法拉第定律在标准状态下,用2×%6500C电量,可电解1mol水制取1mo氢和1/2md氧。1mol氢气在标准状态下的体积为22.43×103m3故在标准状态下,制取1m氢所需理论电量为式(Bl)2×96500×10003600×2243=2390A.h/m3……………………(B1)B3电流测试值计算气体产量电流测试值计算气体产量按式(B2进行。Inn(B2)式中:Q氢气产量,m3/h;Ⅰ—通过电解槽小室的直流工作电流,An电解槽小室数η——电流效率(设计选定),%JBT5903-%6附录C分析仪器测试气体纯度(标准的附录)C1氢气纯度CL.1测试仪器分析氢气中氧含量的氧分析仪,按GB3634工业氢气中对氧气含量采用同气相色谱仪对比过的仪表进行分析分析仪的量程0~1%CL.2测试方法将氢气送入分析仪进口接头,分析仪就直接显示出体积氧含量值CL.3氢气纯度按式(C1计算(仅对氧含量规定)CH.=(-Cxo)×100%………………(C1式中:CH—氢气纯度,%Cxo—仪表显示氧含量值。C2氧气纯度C21测试仪器分析氧气中氢含量的氢分析仪,按GB3863工业用气态氧中对铜氨溶液吸收法或采用同气相色谱仪对比过的仪表进行分析。分析仪的量程22测试方法将氧气送入分析仪进口接头,分析仪就直接显示出体积氢含量值。C23氧气纯度按式(C2计算0,=(1-Cxu)×10090……………(C2)式中:Co,—氧气纯度,%Cx仪表显示氢含量值。中华人民共和国机械行业标准水电解制氢设备JBT5903-96*机槭科学研究院出版发行机槭科学研究院印刷(北京首体南路2号邮编100044)开本880×12301/6印张1字数22000第一版197年1月第一次印刷印数1-500定价1000元编号97-019机械工业标准服务网:hp: wwwJB accn