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1、地方标准液氢气瓶第2部分：操作要求（征求意见稿）编制说明一、任务来源根据“广东省市场监督管理局关于批准下达2022年第一批广东省地方标准制修订计划项目的通知”（粤市监标准（2022）379号），液氢气瓶第2部分：操作要求列入广东省市场监督管理局地方标准制定计划，由广东省特种设备检测研究院、佛山绿色发展创新研究院、广州能源检测研究院、佛山环境与能源研究院、华南新能源汽车产业促进中心、华南特种气体有限公司、鸿达兴业股份有限公司等单位共同制定该标准。二、编制背景、目的和意义能源作为新世纪发展的动力，是制约世界经济发展的重要因素。然而地球上的化石能源是有限的，在现阶段能源紧缺、环境保护形势严峻的全球背
2、景下，氢能作为一种十分重要的可持续、清洁型能源而越来越被重视和推广，是调整能源消费结构，带动相关传统产业向新兴产业转型升级的重要组成部分。十九大报告要求加快生态文明体制改革，建设美丽中国，并首次把“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”写入报告。“绿水青山就是金山银山”，重心在和谐，核心在绿色发展、循环发展和低碳发展，通过现代化的绿色产业体系实现国民经济的绿色化。氢能的开发使用不仅仅是一种绿色发展理念,更是涉及生产方式、生活方式、思维方式和价值观念的一场绿色革命,功在当代、利在千秋。近年来，在氢能产业发展热潮下，我国已初步掌握燃料电池及其关键材料、动力系统、整车和基础设施等核心技术，氢能产
3、业发展已初具规模。然而，随着产业不断发展，市场规模不断扩大，氢能供应与产业发展不匹配的现象已逐步显现，其中缺乏高效率、低成本、大规模的氢能储运技术路线已经成为制约氢能产业健康持续发展的瓶颈问题。液氢具有储存密度大、运输效率高、单位质量储运成本低等优势，是降低氢气成本的有效技术途径。但液氢气瓶作为液氢储运的关键一环，一直以来缺乏标准支撑，目前国内已初具液氢气瓶的生产制造能力，且有较大的市场需求，提前布局即将井喷的液氢市场，势在必行，因此需提出液氢气瓶操作和检验标准以服务行业和产业的健康快速发展。氢能运用中最重要的一个环节是氢的储运，我国早在“十五”期间就已经开始展开对储氢气瓶的研究，国家重点研发
4、专项早就有了液氢气瓶相关的研究并成功生产制造出试制样品。广东省作为沿海经济发达省份，对于氢能利用也走在全国前列，省内现已建成多条氢能新能源公交线路，并且其规模还将不断扩大，这意味着将有越来越多的氢能汽车投入使用。本标准从使用操作规程环节入手，开展液氢杜瓦使用管理等方面标准化，有利于规范行业发展提升行业水平，保障特种设备安全，促进粤港澳大湾区经济发展。同时，液氢储运技术为西南和三北地区相对富余的可再生能源储能或消纳提供更经济、高效的路径选择，促进可再生能源规模化发展。三、编制的思路和原则（一）编制思路本标准是以中华人民共和国特种设备安全法等法律法规及特种设备相关技术规范为基础，结合液氢气瓶产品本
5、身和目前国内外对该类气瓶的现状，提出了液氢气瓶的使用管理、操作要求和建议。主要引用以下规范性文件：GB2894安全标志及其使用导则GB4962氢气使用安全技术规程GB3836.1爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求GB12014防护服装防静电服GB13392道路运输危险货物车辆标志GB13690常用危险化学品的分类及标志GB21146个体防护装备职业鞋GB/T24499氢气、氢能与氢能系统术语GB50177氢气站设计规范JT3130汽车危险货物运输规则DB/XXXXXXX.1液氢气瓶第1部分：设计、制造、检验、试验TSG08特种设备使用管理规则TSG23气瓶安全技术规程本标准制定遵循以下
6、原则:1、基础性原则本标准的主要内容来源于特种设备法律法规及特种设备相关技术规范，基础性强，覆盖面广，具有较强的操作性。2、协调性原则本标准符合国家的政策，贯彻国家的法律法规，与气瓶使用、管理、操作的相关标准协调一致、衔接配套，符合特种设备监管和实际情况的基本要求和过程要求，能够满足液氢气瓶产品操作的需要。3、合理性原则本标准从全局出发，综合考虑气瓶使用和管理单位的的实际和当前操作方面的发展方向的需求，合理可行，便于实施与监督。4、规范性原则本标准按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则规定的格式进行编写。四、编制过程及内容的确定(一)编制过程为解决目前氢
7、能快速发展的氢能储运瓶颈，随着氢燃料电池技术不断成熟，美国、日本、欧洲等发达国家和地区纷纷把发展氢能看作是能源转型和变革的重要抓手。近年来，在氢能产业发展热潮下，我国已初步掌握燃料电池及其关键材料、动力系统、整车和基础设施等核心技术，氢能产业发展已初具规模。然而，随着产业不断发展，市场规模不断扩大，氢能供应与产业发展不匹配的现象已逐步显现，其中缺乏高效率、低成本、大规模的氢能储运技术路线已经成为制约氢能产业健康持续发展的瓶颈问题。液氢具有储存密度大、运输效率高、单位质量储运成本低等优势，是降低氢气成本的有效技术途径。但液氢气瓶作为液氢储运的关键一环，一直以来缺乏标准支撑，目前国内已初具液氢气瓶
8、的生产制造能力，且有较大的市场需求，提前布局即将井喷的液氢市场，势在必行，因此需提出液氢气瓶操作和检验标准以服务行业和产业的健康快速发展。氢能运用中最重要的一个环节是氢的储运，我国早在“十五”期间就已经开始展开对储氢气瓶的研究，国家重点研发专项早就有了液氢气瓶相关的研究并成功生产制造出试制样品。广东省作为沿海经济发达省份，对于氢能利用也走在全国前列，省内现已建成多条氢能新能源公交线路，并且其规模还将不断扩大，这意味着将有越来越多的氢能汽车投入使用。本标准从液氢气瓶的操作要求等环节入手，开展使用、操作等方面标准化，有利于规范行业发展提升行业水平，保障特种设备安全，促进粤港澳大湾区经济发展。同时，
9、液氢储运技术为西南和三北地区相对富余的可再生能源储能或消纳提供更经济、高效的路径选择，促进可再生能源规模化发展。2022年年初，广东省特种设备检测研究院组织有关专家成立本标准起草组，并在广州召开了第一次工作会议，讨论了制订原则、总体思想、重点内容和标准结构。2022年全年，起草组系统收集并综合对比分析了国际标准化组织(ISO).欧盟、美国、日本等的液氢气瓶产品标准和研究进展等，也参考了GB/T2459-2009焊接绝热气瓶的部分内容，调研国内目前开展低温绝热气瓶型式试验工作的多家检验机构，与国内主要的液氢储存装置的生产制造企业交流沟通借鉴其相关经验，并在此基础上形成了标准讨论稿。本着对标准审查
10、情况认真分析和研究的态度，2022年12月，起草组在佛山组织召开了工作会议，对使用安全、操作要求等关键核心问题进行深入讨论。并将本标准中区别于已有焊接绝热气瓶产品，并针对我国特种设备管理情况的内容着重讨论，形成标准征集意见稿草案。（二）内容的确定本标准规定了液氢气瓶（以下简称“气瓶”）转交准备、培训和考核、安全、存放、正常操作、火灾控制、应急设备/程序、报废等内容的要求。文件编制遵循了TSG23-2021气瓶安全技术规程的要求，并参考了ISO21029-2：2015CryogenicVessels-Transportablevacuuminsulatedvesselsofnotmorethan
11、1000litresvolumePart2：Operationalrequirements、ISO/TR15916：2015Basicconsiderationsforthesafetyofhydrogensystems、CGAG-5.5：2014HydrogenventSyStelns、GB4962-2008氢气使用安全技术规程、GB/T29729-2013氢系统安全的基本要求的相关规定对液氢气瓶的操作提出了要求。气瓶产权单位/使用单位在执行本文件时，应根据自身条件、环境等制定企业的操作规程，用于规范液氢气瓶的使用。企业所编制的操作规程应不低于本文件的规定，同时应符合特种设备安全技术规范的要
12、求及相应国家标准、行业标准的相关规定。本文件中关于液氢气瓶的一些内容，为国内首次提出，还缺乏成熟的使用经验验证，因此不可能、也没有必要囊括范围规定的液氢气瓶的所有使用细节。在满足法规所规定安全要求的前提下，不禁止本文件没有提及的安全内容。本文件不能替代培训、工程经验，因此提请本文件使用者注意：应由其对产品一切操作负责，且在应用本文件的过程中，产生了不可预见的问题，并造成了人身安全事故和经济损失，本协会及编制单位和个人不承担任何责任。五、内容说明（一）关于标准的适用范围本标准适用于液氢气瓶转交准备、培训和考核、安全、存放、正常操作、火灾控制、应急设备/程序、报废等内容的要求。（二）关于标准的属性
13、本标准建议为地方标准。（三）有关条款的说明主要内容：1范围本标准仅仅针对气瓶的操作提出了要求，与气瓶相关的液氢的充装站、液氢气瓶的使用场所、运输工具、运输押运程序等不属于本标准的管辖，应当满足相应的法规及标准。2规范性引用文件给出了本标准中引用的标准和规范情况，主要来源于GB4962-2008、GB/T24499-2009版氢气、氢能与氢能系统术语。3术语和定义给出了本标准中用到的术语，主要来源于GB4962-2008、GB/T24499-2009版氢气、氢能与氢能系统术语。4转交准备移交前、移交时检查气瓶的铭牌、标签和标志，审查资料，检查总体状态，确保气瓶的合规性、合法性和完好性是产权单位接
14、受气瓶的基础，为后续的充装、使用、存放等提供必要的基本安全保障。5培训和考核对操作人员进行培训是正确、安全使用的必要前提条件。至少应该包含对氢的性质以及危害和人身伤害的认识，对气瓶的结构熟知，安全意识的提升，如何正常正确操作及应急程序的演练。例如与液氢接触后，服装可能吸附了部分天然气，在靠近明火后容易发生点燃的事故，因此为防止人员受伤害建议在30分钟后再接近明火；工具碰撞产生火花也是安全隐患，因此建议采用铜扳手。6安全6. 1个人防护参照GB12014-2019版防静电工作服及GB/T11651-2008版个体防护装备选用规范提出了防静电的要求。6.2充装站/供氢站对充装站/供氢站提出了满足G
15、B50177-2005版氢气站设计规范的要求外，还提出了应设置警告标记，且设置时要符合GB2894-2008版安全标志及其使用导则的规定；如果需要设置集中排放系统时，要满足本标准第6.3条的规定；液（气）管道满足本标准第6.4条的规定；场地的设置要符合本标准第7章的规定。6. 3排放系统氢气的集中排放有利于安全管控，可以集中点燃氢气进行燃烧处理。在靠近气瓶端安装拉断阀、限流装置是防止气瓶意外移动而拉断管道或者阀门导致气体大量外泄引发火灾的危险。拉断阀的密封要求来自于GB/T38520-2020船用超低温拉断阀的第5.5.6条，管道长径比的规定来源于CGAG-5.5-2014版第6.2.10条，
16、系统的温差收缩的规定在CGAG-5.5-2014版第5.3条，背压下降率的规定来源于CGAG-5.5-2014版第6.2.1条，导电连续性及跨接的要求来源于GB/T4962-2008版第4.4.11条，管道安装阻火器的规定来源GB/T4962-2008版第8.2条。6.4 液（气）管道液（气）管道设置拉断阀是防止气瓶意外移动而拉断管道或者阀门导致气体大量外泄引发火灾的危险。防止液氢（气）回流能防止回火引发爆炸事故。6.5 电气设备对氢气的防爆提出了类别及等级和组别要求。6.6接地系统电气设备在接通的瞬间氢气在一定浓度范围内有可能引发火灾，因此对接地提出了要求。设备的主要物品（例如容器）应直接与
17、地面相连，并且不应以管道为接地方式。7存放条款主要来源于ISO21029-2：2015版第8章及针对易燃、易爆气体特殊规定的第16.3条，由于使用经验不足的原因本标准没有选用ISO21029-2:2015规定的氢在室内存放的内容，因此本标准的液氢气瓶不允许在室内使用。存放区域的安全评估是必要和重要的；存放区域既要安全，也要有利于操作人员在危险情况下及时撤离。8正常操作8.1充装过程充装前确认气瓶在有效检定期内，外观、阀门等完好，产权登记合规，介质正确、表面无油等可以保证操作人员的安全。准备充装主要指对气瓶的置换和冷却。置换可以保证气瓶不会因为失误混充液氢和氧化气体而发生事故，也可以保证气体的纯
18、度。置换分为加压置换法和抽空置换法。露点的要求是保证气瓶内水蒸汽在低温下凝结后不足堵塞管道、造成阀门关闭不严而泄漏。露点值来自于CGAH-3-2019版Standardforcryogenichydrogenstorage第13.3.2条。充装时保证气瓶的压力不超过0.2MPa,是控制排空的流速，关于流速引起静电积聚从而引发事故的危险见DB/XXXXXXX.1-2OXX液氢气瓶第1部分：设计、制造、检验与试验的编制说明。充装时尽量排空管道内的空气可以避免与氢气混合，不排空情况下在使用多次后可能造成氧气超过安全界限。充装后的检查为气瓶的运输提供初步安全保障。8.2运输/装卸运输时提出压力要求是避
19、免运输过程中安全装置的开启造成引起火灾的隐患。特别提出货物、人分离及不在密闭的空间（电梯）中运输。运输的规定主要来源于ISO21029-2：2015版第8章及针对易燃气体特殊规定的第16.3条。跌落会使气瓶的绝热性能受损，使用年限较长的气瓶甚至出现内胆破裂的情况，因此要求使用中避免跌落。8.3供应使用单位应按照气瓶制造商提供的操作说明书编制相应的操作规程、确认不会回流、以及液体不会被截留、即使截留，管道也可以承受，可以保证使用安全。8.4停用停用时，如果是长期的，为避免瓶内的液氢在外部热量传入的情况下，且无人值守时排放出来有安全隐患；因此建议恢复常温。长期停用做好相应的标签能方便后续可以便捷地
20、再次起用。8.5维护定期维护是保证气瓶安全运行的重要手段。维护时应符合法规、法律的要求，且要注意维护人员的安全。充装过程中连接液源与气瓶之间的管道不能完全吹除干净，由此可能有空气中的氧会进入气瓶，氧在低温下（低于-219。C）被固化在气瓶内部，如果长期如此，氧积聚到一定的量在适合的情况下就可能发生事故，因此复温维护对于液氢气瓶来说非常重要。复温处理时也需要考虑气瓶的温度要高于氮的三相点（-210。C）,否则进入气瓶的氮气有可能被凝固成固态氮的可能，这样可能会引起阀门的堵塞。温度T84。C的规定来源于CGAG-5：2017版Hydrogen第9.3条：如果容器被空气或其他杂质污染，应将剩余的液氢
21、从容器中排出。然后充分加热容器以蒸发任何残留的杂质并用氮气吹扫。与初始灌装一样，应使用温度高于-300。F（-184.4）的氢气代替氮气吹扫气体。8.6修理修理单位在瓶体做永久标记，便于气瓶的管理和修理质量溯源。内胆的修理单位应当是具有相应的焊接能力、探伤能力的，其基本相当于除材料复验外的重新制造，所以从安全角度考虑不允许修理内胆。提出了修理时需要进行惰化处理，把氢气的浓度控制在安全范围内。8.7定期检验定期进行法定检验是约束气瓶所有者的法律行为，对气瓶的安全使用有积极的作用。9火灾控制火灾对于氢气的使用场所来说是非常危险的，因此有必要有相应的控制措施。规定主要来源ISO/TR15916:20
22、15版第7.4.2条和第7.5.11条。10应急设备/程序一旦发生事故，则需要由相应的应急设备/程序来防止事态的扩大，将事故的影响最小化。定期的演练是保证应急顺利实施的重要保障。应急设备/程序条款来源IS0/TR15916:2015版第7.6.7.2条。11报废不适合使用的气瓶应当强制报废，这有利于气瓶的安全使用。附录A（资料性）氢的特性及生理危害性质要正确充装、使用、运输、贮存液氢及氢气就需要对氢的物理、化学特性以及产生的相应危险（危害）有足够的了解。因此本标准引用了GB/T3634.1-2006版氢气第1部分：工业氢第6条“安全要求”；表Al来源于GB/T29729-2013版的附录B“氢
23、的性质”；氢的燃烧特性引用了GB/T29729-2013版的附录C；“缺氧效应”表A2来源于液化天然气技术。（四）与现有相关标准的关系本标准是在系统总结原有仅到达液氮温区的焊接绝热气瓶设操作、使用经验和科研研究成果的基础上，在国内成熟的GB/T24159-2022焊接绝热气瓶的框架下，结合我国实际国情和液氨介质的特殊性，技术指标与国际先进标准相当，处于国际先进水平。本标准的颁布，将成为我国第一个液氢气瓶的使用操作标准。（五）贯彻本标准的要求和措施建议本标准实施后，标准起草单位可会同标准化技术机构组织全国的特种设备检验检测机构，对本标准进行宣贯，推荐各单位积极使用本标准，扩大标准的影响力和使用范围。（六）其他需要说明的事项1、本标准为第一次编制。2、本标准没有涉及重大分歧意见。3、本标准没有涉及废止现行有关技术规范。
