燃料电池系统工厂设计规范

燃料电池系统工厂设计规范1范围本文件规定了燃料电池系统工厂设计的基本规定、总体规划、系统工艺、测试区、数字化工厂设计、车间供氢站、建筑结构、气体管路、暖通、给水排水、电气和消防与安全规范。

本规范适用于氢燃料质子交换膜燃料电池系统工厂的新建、改建、扩建工程设计，也适用于燃料电池系统研发、生产、测试的场所。

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。

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GB/T24548燃料电池电动汽车术语GB/T37244质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气GB3836.14爆炸性环境第14部分：场所分类爆炸性气体环境GB3095环境空气质量标准GB50016建筑设计防火规范（2018年版）GB50177氢气站设计规范GB/T31139移动式加氢设施技术规范GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T12771流体输送用不锈钢焊接钢管GB50028城镇燃气设计规范GB50516加氢站技术规范GB50029压缩空气站设计规范GB50316工业金属管道设计规范GB4962氢气使用安全技术规程GB7231工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识GB50019工业建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范GB50116火灾自动报警系统设计规范GB50222建筑内部装修设计防火规范GB51245工业建筑节能设计统一标准GB50011建筑抗震设计规范GB51022门式刚架轻型房屋钢结构技术规范GB/T50476混凝土结构耐久性设计规范GB50223建筑工程抗震设防分类标准GB50010混凝土结构设计规范GB50017钢结构设计标准GB50153工程结构可靠性设计统一标准GB50009建筑结构荷载规范GB50974消防给水及消火栓系统技术规范GB50193二氧化碳气体灭火系统设计规范GB50370气体灭火系统设计规范GB50140建筑灭火器配置设计规范GB51309消防应急照明和疏散指示系统技术标准GB25972气体灭火系统及部件GB50981建筑机电工程抗震设计规范GB50013室外给水设计标准GB50014室外排水设计规范GB50015建筑给排水设计标准GB50054低压配电设计规范GB50034建筑照明设计标准氢燃料电池汽车安全指南（2019版）3.术语3.1燃料电池系统fuel cell system指氢燃料电池发动机，主要部件包括电堆、发动机控制系统、氢气供给系统、水热管理系统、空气供给系统等，在外接氢源及物料（空气、水）的条件下可以正常工作。

3.2氢燃料fuel hydrogen满足燃料电池系统正常工作的气态氢气燃料，品质符合现行《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》GB/T37244。

3.3车间供氢站hydrogen filling station attached to a workshop不含氢气发生设备，以瓶装或管道供应，满足工厂生产工艺、测试、研发需求的供氢设施或场所的统称。

3.4氢气长管拖车tube trailers for gaseous hydrogen由若干个高压氢气压力容器或气瓶组装后设置在汽车拖车上，用于运输高压氢气的装置，配带相应的连接管道、阀门、安全装置等。

3.5撬装式加氢装置portable hydrogen fueling facilities在一个或多个可移动的底座上设置的储氢、增压、加注装置及连接管线和安全设施的总称，其本身不具备移动功能。

3.6敞开式建筑区域open building area在建筑物侧壁顶部、屋顶高处建有永久性开口的通风良好场所，其尺寸和位置保证建筑物内部通风效果等效于露天场所。

3.7非敞开式建筑区域non-open building area建筑物内建有永久性开口，或在建筑物侧壁顶部、屋顶高处建有机械通风开口，具有消除区域内氢气聚集条件的场所。

3.8实瓶full cylinder充有氢气的无缝钢制气瓶，其水容积一般为40L、50L，工作压力为12.0～20.0MPa。

4基本规定4.1燃料电池系统工厂设计应合理利用土地，满足国家、地方建设用地指标规定要求。

4.2燃料电池系统工厂建设应充分考虑安全、产能、工艺水平、自动化程度等因素，满足下列要求：1)应根据工艺特点，采用新技术、新工艺；2)应采取可靠措施，满足安全、消防、环保、节能要求；3)应提高自动化水平；4)应进行符合产品要求的生产环境设计。

4.3燃料电池系统工厂按产能分类见表1：表1燃料电池系统工厂产能分类序号名称小型中型大型1产能（台套/年）＜1000＞1000≤10000＞100002生产方式非连续非连续/连续连续3自动化程度手动半自动半自动/自动化4检测活化离线离线/在线离线/在线4.4燃料电池系统工厂应重视物流设计，采用先进合理的物流方案，提高自动化水平。

4.5按照本规范10.2.2条定义为甲类的燃料电池系统检测活化涉氢工段应独立或隔断布置在敞开式建筑区域，布置在非敞开式建筑区域时应辅助防爆机械通风设备和相应消防措施。

5总体规划5.1一般规定5.1.1燃料电池系统工厂的总体布置应根据工厂的安全、规模、生产流程、交通运输、消防、环保、节能等要求，结合场地自然条件、用地周边环境确定。

5.1.2总体布置应符合下列要求：1)应满足城市规划的要求；2)对分期建设项目应统一规划，且留有发展余地并分期征地；3)应合理组织物流和人流，其中：物流应便捷，人车应分流；4)应综合考虑土地资源利用、工程投资、环保节能等技术经济条件，布置紧凑，节约用地；5)应使建筑物群体的平面布置与空间景观相协调。

5.2总平面布置5.2.1燃料电池系统工厂的总平面布置应符合下列要求：1)应位于大气环境良好、无污染的区域，满足现行《环境空气质量标准》GB3095的规定；2)当厂址周边存在污染源时，厂址应布置在污染源的上风向，条件受限时应采取可靠措施避免污染源对工厂的影响；3)除车间供氢站、氢气罐外，建筑物、构筑物等设施宜联合布置；4)厂区功能分区应明确，道路宽度应满足消防、运输、安全间距等要求；5)建筑物外形宜规整，各项设施的布置应紧凑合理。

5.2.2建筑物间距应满足安全、消防、运输、卫生等要求，并应符合各种工程管线的布置、绿化布置、施工安装与检修、竖向设计的要求。

5.2.3总平面布置应利用地形、地势及工程地质条件，按下列要求进行布置：1)应依据生产工艺要求布置建筑物、构筑物及有关设施；2)应满足场地排水及道路接口的竖向设计要求；3)应根据物流装卸、废水重力流等因素进行竖向设计；4)扩建、改建工程应优先使用原有设施。

5.2.4动力站房宜靠近主厂房布置。

5.2.5化学品库应单独设置、单独管理，应位于厂区的边缘地带，可用围栏或围墙隔开。

5.2.6资源回收站可单独设置，也可与其他辅助设施组合布置。

5.2.7办公、食堂等设施宜与生产区分开，成组布置。

5.2.8建筑物之间防火间距应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。

5.2.9消防车道设置应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。

5.2.10车间供氢站总平面布置防火间距见表2：表2车间供氢站平面布置防火间距表名称最小防火间距（m）其他建筑物耐火等级一、二级12三级14四级16高层厂房（仓库）13甲类仓库20电力系统电压为（35～500）KV且每台变压器容量在10MVA以上的室外变、配电站以及工业企业的变压器总油量大于5t的室外降压变电站25民用建筑25重要公共建筑50明火或散发火花地点30场外道路（路边）15厂内主要道路（路边）10厂内次要道路（路边）5围墙5架空电力线≥1.5倍电杆高度5.2.11车间供氢站、氢气罐的布置，应按下列要求经综合比较确定：1)宜布置在工厂常年最小频率风向的下风侧，并应远离明火或散发火花地点；2)宜布置为独立建筑物、构筑物；3)不应布置在人员密集地段和主要交通要道邻近处；4)车间供氢站、氢气罐区距离其他建筑物、构筑物的距离小于等于25m时，相邻一侧应设置高度不低于2.2m的不燃烧体实体围墙；5)宜留有扩建的余地。

5.3竖向设计5.3.1燃料电池系统工厂场地的竖向设计应符合城市规划、防洪排涝要求，应与场外已有道路和规划道路的排水系统及工厂周围的地形标高相协调。

场地最低设计标高应比周边市政道路的最低路段标高高出0.2m以上。

5.3.2场地内应设有排除地面及道路路面雨水至城市排水系统的设施，且宜按照当地规定采取雨水回收利用措施。

5.3.3竖向设计应与总平面布置同时进行，并结合实际地形、生产工艺、运输方式合理确定竖向布置方式。

5.3.4建筑物室内地坪标高高出室外地坪标高不应小于0.15m。

5.3.5建筑物装卸货平台的标高应与运输车辆的型号相匹配，满足装卸要求。

5.3.6厂区出入口标高不宜低于厂外道路路面标高。

5.4交通组织5.4.1燃料电池系统工厂厂区宜设置环形道路，道路宽度应根据车辆、行人通行和消防需要确定。

5.4.2厂区出入口不宜少于两个，物流应有专用的出入口。

厂内配套生活区宜设置单独的对外出口。

5.4.3燃料电池系统工厂的货物进出口与办公人流及车间工人入口宜分开布置。

5.4.4货物装卸场地宜靠近货流出口设置。

货物装卸场地面积应能满足运输车辆的回车作业要求。

货流出入口处宜设有货车等候区。

5.4.5停车位的布置应符合城市规划的要求。

5.4.6厂内道路路面承载能力应与相应货车载重能力相适应，宜采用水泥混凝土路面或沥青混凝土路面。

5.5绿化设计5.5.1绿化应做到无表土裸露。

绿化布置应满足安全、生产、运输、卫生、防火等要求。

5.5.2厂区绿化应充分利用建（构）筑物的周围、道路两侧、地下管线的地面和边角地等空地。

5.5.3绿化所选择植物应适合当地生长的环境，同时不应对生产环境和产品质量有影响。

6燃料电池系统工艺6.1一般规定6.1.1燃料电池系统工厂设计应满足安全、产品质量、产能、环保、职业卫生建康的要求。

6.1.2燃料电池系统工厂设计应具备一定的灵活性、适应性及可扩展性。

6.1.3燃料电池系统工厂工艺设计应利于降低工厂造价和运行费用。

6.1.4生产空间及其布置、生产环境参数和动力供应条件应根据工艺生产的要求确定，同时兼顾技术改造升级。

6.2工艺设计原则6.2.1工艺区划应根据工艺特点和安全要求进行设置，涉氢区域及非涉氢区应根据生产性质进一步明确细分。

6.2.2产线设计方式应包括物料供应区、预装区、装配区、测试区（非涉氢）、测试区（涉氢）、返修区。

6.2.3涉氢测试区域应靠外墙设置，涉氢测试区域设置需考虑氢气的来向。

6.2.4工艺设计应采用先进的工艺技术，并应符合“安全适用、技术先进、经济合理、成熟可靠”的原则。