标准规范下载简介
GB／T 29729-2022 氢系统安全的基本要求.pdfICS27.010 CCS F19
Essentialrequirementsforthesafety of hydrogensystems
某六层公共综合建筑施工组织设计国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会
B.3液氢与其他液化气体的热物理性质比较 附录C（资料性）氢的燃烧特性 C.1氢的燃烧特性....… C.2氢气与其他常见燃料的燃烧特性比较· 附录D（资料性）氢环境常用金属材料和非金属材料 D.1金属材料.….…. D.2非金属材料· 参考文献
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 本文件代替GB/T29729一2013《氢系统安全的基本要求》，与GB/T29729—2013相比，除结构调 和编辑性改动外，主要技术变化如下： 增加了氢分压、固定式氢气储存容器、液氢增压泵、浆氢、正氢、仲氢、常态氢、液氢、加氢合建站 的术语和定义（见3.3～3.11）； 更改了氢系统类别中制氢系统、储氢系统和输氢系统的相关规定（见4.1～4.3，2013年版的 4.1~4.3)； 增加了氢系统类别中用氢系统的相关规定（见4.4）； 增加了氢气火焰探测要求（见6.2.3）； 更改了固态储氢有关的危险因素的相关规定（见6.3.4、6.3.5，2013年版的6.5）； 增加了与温度有关的危险因素的相关规定（见6.4.3～6.4.5）； 增加了氢室息的有关规定（见6.6.3）； 增加了风险控制的基本原则中关于点火源、检测报警装置的相关规定[见7.1e)和f)]； 增加了氢系统设计的基本要求中关于安全完整性评价的相关规定[见7.2.1d)]； 一更改了材料氢相容性试验和氢环境常用材料的相关规定（见7.2.2.5，2013年版的7.2.2.5）； 更改了氢气储存容器、液氢储存容器、固态储氢容器、泵和压缩机、液氢和浆氢管道、安全泄放 装置、阀门和过滤器风险控制的相关规定（见7.2.3.1～7.2.3.5、7.2.4.3.3、7.2.5.1、7.2.5.2、7.5.2.4， 2013年版的7.2.3.1~7.2.3.5、7.2.4.3.3、7.2.5.1、7.2.5.2、7.5.2.4)； 增加了阻火器的相关要求（见7.2.5.6）； 更改了通风要求、放空和火炬的相关规定（见7.3.2.4、7.3.4，2013年版的7.3.2.4、7.3.4）； 更改了氢泄漏检测报警仪的相关规定（见7.4.1，2013年版的7.4.1)； 更改了防止氢/氧的意外混合和杜绝点火源的相关规定（见7.5.1、7.5.2.1，2013年版的7.5.1、 7.5.2.1)。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国氢能标准化技术委员会（SAC/TC309)提出并归口。 本文件起草单位：浙江大学、中国标准化研究院、北京海德利森科技有限公司、佛山绿色发展创新研 院、佛山市南海区华南氢安全促进中心、同济大学、潍柴动力股份有限公司、正星氢电科技郑州有限公 张家港氢云新能源研究院有限公司、电力规划总院有限公司、广东能源集团科学技术研究院有限公 北京京能科技有限公司、中氢绿源（广东）科技有限公司、中国节能协会。 本文件主要起草人：郑津洋、杨燕梅、韩武林、尚娟、鲍威、徐平、陈立新、张睿明、李海龙、张存满、 利锋、张邦强、周亮、王朝、饶睦敏、张超、刘玉龙、章超、李明昕、王德新、潘凤文、董江波、柴博。 本文件于2013年首次发布，本次为第一次修订。
本文件规定了氢系统的类别、氢的基本特性、氢系统的危险因素及其风险控制的基本要求， 本文件适用于氢的制取、储存、输送和应用系统的设计和使用
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的做 文件。 GB/T150（所有部分）压力容器 GB2894安全标志及其使用导则 GB4962氢气使用安全技术规程 GB/T5099（所有部分）钢质无缝气瓶 GB5908石油储罐阻火器 GB12014防护服装防静电服 GB12358作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求 GB/T13347石油气体管道阻火器 GB16808可燃气体报警控制器 GB/T19773变压吸附提纯氢系统技术要求 GB/T19774水电解制氢系统技术要求 GB21148足部防护安全鞋 GB/T24499氢气、氢能与氢能系统术语 GB/T33292燃料电池备用电源用金属氢化物储氢系统 GB/T33145大容积钢质无缝气瓶 GB/T34542.2氢气储存输送系统第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法 GB/T34542.3氢气储存输送系统第3部分：金属材料氢脆敏感度试验方法 GB/T34544小型燃料电池车用低压储氢装置安全试验方法 GB/T35544车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶 GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范 GB50156汽车加油加气加氢站技术标准 GB50177氢气站设计规范 GB50217电力工程电缆设计标准 GB50275风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范 GB50516加氢站技术规范 JB4732钢制压力容器一一分析设计标准 NB/T10354长管拖车 NB/T10558压力容器涂敷与运输包装 SH/T3413石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收标准
仲氢 氢分子的一种同质异构体，分子中原子核的自旋方向是相反的（逆平行） [来源：GB/T24499—2009，2.13] 参见图2
制氢系统主要包括煤制氢系统、天然气制氢系统、醇类转化制氢系统、副产气提纯回收制氢系统 解制氢系统、氨制氢系统、生物质制氢系统、核能制氢系统、太阳能热化学制氢系统、太阳能光解 系统等，典型制氢系统参见附录A
储氢系统主要包括气态氢储存系统、液态氢储存系统及固态氢储存系统
5.1.1氢的相对原子质量为1.008，氢气在标准状态（273.15K、101.325kPa）下的密度为0.0899kg/m? 常态氢和仲氢的热物理性质参见附录B中的表B.1，氢气与其他常见气体的热物理性质比较参见表B.2。 5.1.2液氢在标准沸点下的密度为70.78kg/m，标准沸点下常态氢转化为仲氢的转化热为527.14kJ/kg 液氢与其他液化气体的热物理性质比较参见表B.3。
2.1 氢气在常温常压空气中的可燃极限为4%～75%（体积分数）。氢的燃烧特性参见附录C C.1，氢气与其他常见燃料的燃烧特性比较参见表C.2。 2.2 氢气在常温常压空气中的爆轰极限在可燃极限范围内，爆轰速度为1480m/s~2150m/s
6.1.1氢气易通过多孔材料、装配面或密封面泄漏。氢气泄漏后将迅速扩散，导致可燃、可爆区域不断 扩大，且扩散过程肉眼不可见。影响氢气泄漏扩散的主要因素包括泄漏位置、环境温度、环境风速、环境 风向和障碍物。 6.1.2液氢和浆氢系统发生泄漏后，液氢将迅速蒸发扩散，形成可见的可爆雾团，并可能导致系统形成 负压而使周围空气进人系统凝结成固体颗粒，可能堵塞系统的管道、阀门等部件。 6.1.3氢易渗人某些非金属材料内而引起氢渗漏。若液氢系统发生氢渗漏，可能导致氢损耗或真空绝 热层破坏。
6.2.1泄漏的氢气易引起燃烧或爆炸。氢燃烧可能造成氢系统材料性能劣化，并可能导致氢系统因内 部温度和压力急剧升高而超压失效。 6.2.2氢气爆燃可能导致燃烧区域的迅速扩大和密闭空间压力的迅速升高。氢气爆轰产生的高速爆 轰波可能对燃烧区域外的环境产生巨大冲击，并伴随有高温气体的迅速传播。 6.2.3氢气火焰不易察觉，应使用紫外探测器或紫/红外复合多波段探测器探测。
6.3.1氢气系统失效可能导致高压氢气储存能量迅速释放，形成冲击波，破坏周围设施。 6.3.2液氢和浆氢系统漏热将引起热分层和氢蒸发，导致系统内的氢体积急剧增大，若泄压装置动作 不及时，可能导致系统超压失效。 注：热分层是指重力方向上由于温度不同引起流体密度差异，导致冷流体处于下方，热流体处于上方的流体分层 现象。 6.3.3浆氢中的固体氢颗粒易积聚沉淀而堵塞浆氢系统的管道、阀门等部件。 6.3.4固态储氢系统超温时系统中的氢气压力可能急剧上升，导致承压容器超压失效。 6.3.5固态储氢容器在使用过程中，氢化物粉末可能由于振动或氢气流推动形成粉体局部堆积，并产 生应力集中
6.4与温度有关的危险因素
6.4.1氢液化过程温度急剧下降，可能导致材料收缩。氢系统材料收缩程度不同，可能导致系统结构 变形不协调，从而造成结构中应力增大或密封面泄漏。 6.4.2液氢和浆氢系统的低温环境可能导致材料韧性下降，增加材料的裂纹敏感性。液氢和浆氢系统 的温度低于材料的韧脆转变温度时，材料将由韧性状态转变为脆性状态。 6.4.3高压氢气瓶快速充装氢气时，瓶内温度会升高，可能导致气瓶承载能力下降或泄漏。 6.4.4液氢和浆氢系统中混人空气等凝固点高于液氢温度的气体钢筋制作技术交底，会形成固体颗粒，积累后有可能堵 塞系统的管道、阀门等部件。固体氧颗粒还有可能造成系统爆炸着火。 6.4.5当温度接近临界温度时，液氢有可能突然沸腾导致储存容器内压力迅速升高
6.5.1 钢在高温高压氢环境中服役一定时间后，氢可能与钢中的碳反应生成甲烷，造成钢脱碳和微装
纹的形成，导致钢性能不可逆地劣化。温度越高、氢分压越大，钢的氢腐蚀越严重。 6.5.2金属吸收内部氢或外部氢后，局部氢浓度达到饱和时，将引起塑性下降、诱发裂纹或延迟断裂 氢分压越大、强度越高、应变速率越小·金属的氢脆往往越严重
6.6.1人体皮肤直接接触低温氢气、液氢或浆氢易导致冻伤，低温氢气、液氢或浆氢的管路、设备绝热 失效或未做绝热时，人体皮肤直接接触也有低温冻伤的风险；直接接触高温且肉眼不可见的氢火焰易导 致高温灼伤。 6.6.2氢燃烧产生的大量紫外线辐射易损伤人体皮肤，氢火灾引起的次生火灾会产生浓烟或其他有害 然烧产物，危害人体健康。 5.6.3氢气无色、无臭、无味、无毒，空气中高浓度氢气易造成缺氧，可能使人室息
氢系统应遵循以下基本原则： a) 2 在满足需求的前提下，控制储存和操作中氢的使用量； b）合 制定相应操作程序； c) R 减少处于危险环境中的人员数量，并缩短暴露时间； d） 避免氢/空气（氧气）混合物在密闭空间积聚； e) 2 设置氢气和火焰等检测报警装置； f) 1 确保氢系统的爆炸危险区域内无明火源； g） 确定氢系统的爆炸危险区域，爆炸危险区域的等级定义应符合GB50058的规定； h）确保氢系统的爆炸危险区域内无其他杂物，通道畅通
7.2.2.1氢系统选材应评估以下因素：
与相邻材料的相容性； 一与使用环境的相容性； 毒性； 失效模式； 可加工性； 一经济性。 7.2.2.2氢系统用金属材料应满足强度要求，并具有良好的塑性、韧性和可制造性。用于低温工况时还 应有良好的低温韧性，且其韧脆转变温度应低于系统的工作温度。 7.2.2.3氢系统用非金属材料应有良好的抗氢渗透性能。 7.2.2.4氢系统中与氢直接接触的材料，应与氢具有良好的相容性。金属材料与氢气环境相容性试验 应符合GB/T34542.2规定的要求，氢脆敏感度试验应符合GB/T34542.3规定的要求。 7.2.2.5氢系统宜选用含碳量低或加入强碳化物形成元素的钢。 7.2.2.6氢环境常用金属材料和非金属材料参见附录D。为降低金属材料的氢脆敏感性，应采取以下 措施： a）将材料硬度和强度控制在适当的水平； b）降低残余应力； c）避免或减少材料冷塑性变形； d）避免承受交变载荷的部件发生疲劳破坏； e）使用奥氏体不锈钢、铝合金、塑料等氢脆敏感性低的材料。
7.2.3.1氢气储存容器
7.2.3.1.1设计氢气储存容器时，应充分考虑在正常工作状态下大气环境温度条件对容器壳体温度的 影响，其最低设计温度不应高于历年来月平均最低气温的最低值。 7.2.3.1.2氢气储存容器的支承和基础应为非燃烧体并确保牢固，容器的接地要求应符合GB50177规 定的要求。 7.2.3.1.3固定式氢气储存容器、氢气长管拖车及其零部件的涂敷与运输包装应符合NB/T10558规 定的要求和图样的技术要求。 7.2.3.1.4固定式氢气储存容器的材料、设计、制造、使用管理等应符合GB/T150（所有部分）、JB4732 等规定的要求。加氢站氢气储存容器还应符合GB50516、GB50156等规定的要求。 7.2.3.1.5固定式氢气储存容器应设有压力和温度测量仪表、安全泄放装置、氢气泄漏报警装置、氮气 吹扫置换接口等附件地下室外墙防潮层施工方案，应记录容器操作参数。 7.2.3.1.6固定式氢气储存容器宜设有氢气放空管，底部最低点宜设有排污口。 7.2.3.1.7氢气长管拖车的材料、设计、制造、使用管理等应符合GB50156、GB50516、NB/T10354等 规定的要求。 7.2.3.1.8氢气长管拖车应按GB2894的规定设置安全标志。 7.2.3.1.9氢气长管拖车的汇流总管应设有压力表和温度表。每只钢瓶均应装配安全泄放装置。拖车 上应配备灭火器材。 7.2.3.1.10氢气瓶的设计、制造、检验与试验等应符合GB/T5099（所有部分）、GB/T33145等规定的 要求。车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶应符合GB/T35544规定的要求。 7.2.3.1.11氢气储气瓶组的气瓶、管路、阀门和其他附件应可靠固定，且管路、阀门和其他附件应设有 防止碰撞损坏的防护设施。