加氢站该怎么建？

薛克鑫

在设计施工过程中，加氢站应严格依据规范，做好管理过程控制。

加油站服务指南·月刊

近年来，氢能在交通领域的应用场景持续扩大，包括轮船、列车、公交车、中小型货车、大型牵引车、渣土车等。目前，全国共有氢燃料电池汽车超过13000辆，已建成各类加氢站350余座。

加氢站作为链接氢能利用上下游产业链的关键设施，将在未来氢能产业化、商业化的发展进程中发挥积极作用。因此，做好加氢站设计及施工管理过程控制，对后期安全、高效运营尤为重要。

严格依据标准

加氢站建设模式，主要分为单一加氢站和合建式加氢站。其中，合建式加氢站主要包括油-氢合建站、CNG-氢合建站、LNG-氢合建站3种模式。

单一加氢站一般称为纯氢站，设计依据为《加氢站技术规范》（GB50516—2010[2021版]），合建式加氢站设计依据为《汽车加油加气加氢站技术标准》（GB50156—2021）。两个设计标准在氢气储存量计算方式、消防设施要求等方法上不尽相同。但合建式加氢站在设计过程中，设计单位本着从严设计的原则，还要参照《加氢站技术规范》。

在现有加油（气）站基础上改扩建成合建式加氢站，是未来加氢站商业化推广的发展趋势。但在实施加氢业务增项之前，需完成加氢功能规划的调整，或取得属地规划部门的认可。这也是加氢业务最终取得经营许可的前置条件。

另外，加氢设备设施占地面积大，与站外建（构）筑物、站内设施的安全间距均比加油（氣）站要求高。因此，在计划增设加氢业务前需要进一步充分论证。

统筹合理布局

加氢站运营所需设备较多，所占空间较大。其服务的客户群体，主要是重型卡车、公交车等大型车辆。因此，加氢站总平方米布置图，要综合考虑各功能区布局，充分考虑氢气管束车、加氢车辆进出的交通组织，避免空间不足影响后期加氢运营效率。

对油（气）氢合建站，加油（气）与加氢要尽量做到相对独立。一般来说，要本着加氢机及柴油机靠前、汽油机靠后的原则，便于车辆进出。

若在原加油（气）站的基础上改造为加氢站或油（气）氢合建站，加油（气）罩棚改建为加油（气）加氢合建罩棚时，罩棚应加装防止氢气积聚的措施。在用地面积充足的条件下，可合理预留一部分储氢区、压缩机等设备区域，便于后期扩能改造。

在工艺管线布置上，油（气）、氢管线需避免交叉，同时尽量减少管线长度。设计时，工艺管线要减少不必要的弯头、接口，以减少安全风险点、降低建站成本。

管线连接是关键

加氢站的安全风险主要来自两部分。一是氢气本身易燃易爆的危险性，二是为了利用氢气的化学能将其人为压缩造成的高压风险。

在工艺施工过程中，管道各连接处是施工的关键环节。工作压力20MPa的管道连接，采用公称压力为4300psi以上的非焊接卡套连接；工作压力45MPa的管道连接，采用耐压15000psi以上的高压锥面螺纹（CT）连接，建议卡套及锥面螺纹（CT）均选用品牌进口件。

高压氢气工艺管线切割时，应垂直于管子长度方向切割管道。切割后，应保持管端平齐，并去除管端毛刺。

双卡套接头安装时，应将卡套管完全插入双卡套接头底部，手动拧紧螺母，固定接头本体，按照制造厂家规定的拧紧圈数拧紧螺母，或按照制造厂家要求的安装力矩拧紧螺母。

初次安装后，要应用检测工具检测安装是否正确。高压锥面螺纹接头安装前，接管和螺纹应涂上润滑油，先将压紧螺母套到接管上、将套环拧到管子上，再将接管、套环和管子一同插入接头本体中。手动拧紧后，用力矩扳手拧到要求的力矩值。

在高压氢气工艺管线中，由于振动、压力脉动及温度变化等可能产生交变荷载的部位，不宜采用螺纹连接。氢气放散管道、氮气管道、冷水管道等管道连接，应采用焊接或法兰连接的方式。

高压氢气管道试验是保障

高压氢气管道试验包括压力试验、气体泄漏性试验、气体泄漏量试验3项内容。管道的试验压力需要高于设计压力。因此，高压氢气管道试验，是施工过程中危险性较高的内容。实施前，应制定完备的安全防护措施，并在实施时严格执行。

压力试验，应在管道安装完毕、热处理和无损检测合格后进行。试验前，应将不能参与试验的设备、仪表等进行隔离，安全阀应拆除或隔离，加装临时盲板的位置应有明显标记。压力试压，应以氮气或干燥无油空气进行，试验压力应该为设计压力的1.05倍～1.10倍。

气体泄漏性试验，应在压力试验合格后进行。试验介质应采用氮气。气体泄漏性试验应分高、低压检测阶段。高压检测阶段，在气体压力达到设计压力1.05倍后应保压5分钟，然后降至设计压力。应对焊缝和连接部位进行检查。若未检出泄漏，应继续保压不少于30分钟，无压力降后将压力降至零，然后进行低压检测阶段。低压检测阶段，试验压力应为2MPa±10%，试验时间不应少于30分钟，应以未检出泄漏和无压力下降时判定为合格。

泄漏量试验介质可采用氮气或氦气，试验压力为设计压力。当使用氮气进行泄漏量试验时，应保压24h以上，平均1h的泄漏率小于0.5%时判定为合格。当使用氦气进行泄漏量试验时，因氦气与氢气分子大小相近，保压1h以上即可，平均1h的泄漏率同样应小于0.5%时判定为合格。

作者为上海市氢能标准委员会委员、上海中油申能氢能科技有限公司副总经理

责任编辑：曲绍楠