燃料電池高壓氫氣及相關(guān)原料氣標(biāo)準(zhǔn)采樣規(guī)程-征求意見(jiàn)稿

ICS27.010

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CECA-G00XX—2021

燃料電池高壓氫氣及相關(guān)原料氣標(biāo)準(zhǔn)采

樣規(guī)程

StandardPracticeforSamplingofHighPressureHydrogenand

RelatedFuelCell

FeedGases

（征求意見(jiàn)稿）

2021-XX-XX發(fā)布2021-XX-XX實(shí)施

中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)發(fā)布

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》的規(guī)定起草。

本文件由中國(guó)石油化工股份是有限公司提出。

本文件由中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

2

燃料電池高壓氫氣及相關(guān)原料氣標(biāo)準(zhǔn)采樣規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了燃料電池高壓氫氣及相關(guān)原料氣采樣的基本原理，采樣設(shè)備及采樣步驟。

本文件適用于壓力在35MPa至70MPa之間的高壓氫氣及相關(guān)燃料電池原料氣。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

SAEJ2600氣態(tài)氫陸用車(chē)輛換料連接裝置[CompressedHydrogenSurfaceVehicleFueling

ConnectionDevices]

SAEJ2719燃料電池汽車(chē)氫氣質(zhì)量[HydrogenFuelQualityforFuelCellVehicles]

SAEJ2799氫道路車(chē)輛與充電站通訊的軟件與硬件[HydrogenSurfaceVehicletoStation

CommunicationsHardwareandSoftware]

ASTMD7606燃料電池高壓氫氣及相關(guān)原料氣標(biāo)準(zhǔn)采樣規(guī)程[StandardPracticefor

SamplingofHighPressureHydrogenandRelatedFuelCellFeedGases]

3方法概要

氫氣的質(zhì)量是影響燃料電池效率和壽命的重要因素，因此采集具代表性的樣品對(duì)于氫氣

品質(zhì)檢測(cè)至關(guān)重要。本文件旨在確保采集高壓樣品安全的同時(shí)不引入額外雜質(zhì)，所采集樣品

適用于痕量污染物微量分析。

4采樣裝置

4.1氫氣采樣裝置，一種能與加氫噴嘴連接并能調(diào)整壓力至6.9MPa（通常情況下能滿足

加氫站安全切斷系統(tǒng)所能允許的最低壓力以及分析實(shí)驗(yàn)室能夠安全處理最高壓力為6.9MPa

（1000psi））進(jìn)行采樣的設(shè)備，推薦的典型設(shè)計(jì)如圖1所示。

4.2金屬支撐板（圖1中1所示），金屬支撐板是用于支撐采樣器及減少運(yùn)輸可能帶來(lái)的

損害。氫氣樣品采樣裝置應(yīng)被支架牢固固定在金屬支撐板上。

4.3SAEJ2799插座（圖1中2所示），能夠匹配35MPa與70MPa加氫噴嘴。出于安全

考慮，插座應(yīng)垂直放置，以便加氫噴嘴從頂部連接到插座。

3

圖1典型氫氣樣品采樣裝置

說(shuō)明：包括放空管路在內(nèi)氫氣樣品采樣設(shè)備的所有部件均應(yīng)采用316級(jí)不銹鋼制造。

4.4主閥門(mén)（圖1中3所示），主閥門(mén)作用如下：1、氫氣樣品采樣裝置泄露測(cè)試需要（詳

見(jiàn)8.8-8.9節(jié)）。2、防止高壓氫氣直接通過(guò)調(diào)壓器。

4.5調(diào)壓器（圖1中4所示）以及從SAEJ2799插座至調(diào)壓器部分的所有連接管閥件的額

定壓力需高于103MPa（15000psi）。調(diào)壓器須配有兩塊壓力表（圖1中5.1,5.2所示）

以便監(jiān)測(cè)入口端與出口端壓力。

4.6入口及出口閥（圖1中5、11所示），需使用方便開(kāi)合的閥門(mén)（如球閥）。通過(guò)開(kāi)合

入口與出口閥可完成氫氣樣品置換與清掃。

4.7采樣容器（圖1中8所示）的額定壓力需超過(guò)泄壓閥（圖1中13所示）設(shè)定壓力。采

樣容器的爆破壓力為12.4MPa（1800psi），為防止采樣時(shí)空氣污染樣品，采樣容器的入

口和出口閥可配備快速接頭。這兩個(gè)快速接頭（圖1中6，10所示）與采樣容器的入口閥和

出口閥在兩端提供雙重密封。采樣容器及其入口出口閥（圖1中7，8，9所示）需要按SAE

J2719進(jìn)行硅惰性化處理，以滿足含硫化合物等痕量雜質(zhì)分析需求（以含硫化合物為例，采

樣氣體存儲(chǔ)第5天時(shí)含硫化合物含量測(cè)定值至少為首日含量的測(cè)定值80%）。

4.8旁路閥（圖1中12所示），在采樣前和采樣中為關(guān)閉狀態(tài)，采樣完成后移除采樣容器

前，需打開(kāi)旁路閥，通過(guò)止回閥（圖1中14所示）管路中的氫氣。

4.9泄壓閥（圖1中13所示），設(shè)置值為10.3MPa（1500psi）以保護(hù)采樣容器。

4.10止回閥（圖1中14所示），開(kāi)啟壓力最少為69kPa（10psi）并安裝在氫氣樣品采

樣裝置的放空口，以防止回流空氣擴(kuò)散。

4

4.11放空組件（圖1中15所示），氫氣放空時(shí)必須與人員和設(shè)備保持安全距離。一種已

成功實(shí)施的設(shè)計(jì)是使用最少3米的不銹鋼編織軟管連接到垂直的可伸縮2.4米長(zhǎng)外徑（1/2

英寸）不銹鋼放空管。在采樣過(guò)程中氫氣會(huì)流經(jīng)氫氣品質(zhì)采樣器、止回閥、3m長(zhǎng)的不銹鋼

編織軟管和放空管，在距地面大約2.4m以上的高度放空。必須保證在空氣中進(jìn)行氫氣放空

符合所在地法律法規(guī)和規(guī)章制度。

4.12安全接地（圖1中16所示），采樣設(shè)備必須是接地的。建議對(duì)氫氣采樣裝置安裝永

久性接地附件。已成功應(yīng)用的案例是用3米長(zhǎng)的10號(hào)編織銅線帶連接到加氫站的接地帶或

夾具。

4.13可調(diào)節(jié)移動(dòng)平臺(tái)（可選）。在采樣之前，氫氣采樣裝置金屬支撐板可固定在一個(gè)高度

可調(diào)節(jié)、可移動(dòng)的平臺(tái)上，如帶有液壓可調(diào)水平桿及剎車(chē)裝置的重型手推車(chē)。采樣時(shí)，手推

車(chē)被移到一個(gè)靠近加氫站的位置并調(diào)整平臺(tái)高度，使加氫噴嘴易于連接到氫氣品質(zhì)采樣設(shè)備

樣品口。平臺(tái)高度調(diào)整為提供安全舒適的工作空間，之后使用車(chē)輪制動(dòng)器鎖定位置。

5附加設(shè)備

5.1氫氣檢漏儀，當(dāng)對(duì)氫氣樣品采樣裝置加壓時(shí)，可用氫氣檢漏儀作為安全裝置來(lái)檢驗(yàn)氫

氣是否泄漏。為避免樣品受到污染，禁止使用肥皂泡或其他液體進(jìn)行檢漏。

5.2采樣容器運(yùn)輸箱，建議使用內(nèi)襯泡沫的硬邊金屬或塑料外殼盛放采樣前后的鋼瓶，需

符合運(yùn)輸法規(guī)的要求。

5.3氫氣樣品采樣裝置運(yùn)輸箱，建議使用硬邊金屬或塑料箱來(lái)裝氫氣品質(zhì)采樣器和采樣前

后的放空軟管。

5.4放空組件運(yùn)輸箱，建議使用硬邊金屬或塑料箱來(lái)盛放采樣前后的放空管。

6危害

6.1氫氣可能被壓縮至高達(dá)87.5MPa，有火災(zāi)與爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

6.2在距離放空裝置或加氫站7.6米以內(nèi)的距離吸煙、相機(jī)閃爍或使用手機(jī)都是不安全的，

必須采取附加安全預(yù)防措施以防止火災(zāi)與爆炸的發(fā)生。

6.3在采樣過(guò)程中，氫氣流動(dòng)可能會(huì)在氫氣采樣裝置各部件上產(chǎn)生靜電，需通過(guò)接地的方

式消除，即使用電線連接到加氫站或其他地方的可用地線上。在采樣過(guò)程中，操作人員的身

體上的靜電也必須去除。

7氫氣采樣裝置清潔

7.1禁止使用水、異丙醇或其他溶劑清潔氫氣采樣裝置。

7.2SAEJ2719建議在采樣期前必須通過(guò)氫氣吹掃來(lái)清潔采樣裝置。調(diào)整氫氣壓力至6.9

MPa（氫氣流速約為33.3g/s），使用1kg氫氣來(lái)吹掃采樣裝置流路約30秒，殘存的目標(biāo)

成分將從氫氣采樣裝置樣品流路被去除。。

8采樣步驟

5

安全警告，氫氣采樣期間所有人員必須佩戴護(hù)目鏡、安全鞋和防火實(shí)驗(yàn)室服或其他工業(yè)阻燃

服裝，不直接參與采樣的人員應(yīng)與離氫氣采樣裝置保持5m以上距離。

8.1采樣步驟包括采樣器組裝、采樣器與加氫設(shè)備連接、驗(yàn)漏、采樣、放空與拆卸等步驟，

采樣人員需嚴(yán)格遵守下述采樣步驟，以保證安全及樣品可靠性。

8.2將氫氣采樣裝置置于可調(diào)節(jié)移動(dòng)平臺(tái)上（詳見(jiàn)4.13節(jié)）或放置在采樣口附近，完成后

立刻將安全接地線連接到站點(diǎn)接地或其他合適的接地位置。

8.3將氫氣采樣裝置與放空組件（詳見(jiàn)4.11節(jié)）進(jìn)行組裝。

8.4從采樣容器運(yùn)輸箱（詳見(jiàn)5.2節(jié)）中取出一個(gè)采樣容器，并通過(guò)快速接頭與氫氣品質(zhì)

采樣器進(jìn)行連接。

8.5確認(rèn)氫氣樣品采樣裝置所有閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，然后將加氫站35MPa或70MPa的加

氫噴嘴與SAEJ2799插座（圖1中2所示）連接。

8.6使用手持式氫氣檢漏儀按下述方式進(jìn)行泄漏測(cè)試，發(fā)現(xiàn)任何泄漏必須消除后再進(jìn)行下

一步。

a)檢查從加氫噴嘴到主閥門(mén)（圖1中3所示）所有連接處的泄漏情況。

b)檢漏后，緩慢打開(kāi)主閥門(mén)（圖1中3所示），調(diào)節(jié)加氫噴嘴壓力至調(diào)壓器（圖1中

4所示）壓力表示值為6.9MPa。檢查從主閥門(mén)到入口閥（圖1中5所示）的所有

連接管線（包括調(diào)壓器）是否有泄漏。

c)如果不存在泄漏，打開(kāi)入口閥（圖1中5所示）并檢查從入口閥到采樣容器入口閥（圖

1中7所示）的泄漏情況。

d)如果不存在泄漏，打開(kāi)樣品容器入口閥檢查是否泄漏，尤其是采樣容器主體和兩個(gè)

采樣容器閥門(mén)之間的連接處。

e)如果不存在泄漏，打開(kāi)采樣容器出口閥（圖1中9所示）并檢查從采樣容器入口閥到

出口閥（圖1中11所示）的泄漏情況。

8.7關(guān)閉主閥門(mén)并打開(kāi)出口閥（圖1中11所示）將氫氣排放到大氣中。在大部分氫氣放空

后，關(guān)閉出口閥。

8.8確保主閥關(guān)閉并啟動(dòng)加壓程序，緩慢地將主閥門(mén)轉(zhuǎn)到打開(kāi)位置并調(diào)節(jié)氫氣壓力至6.9

MPa。

8.9依次打開(kāi)進(jìn)口閥與出口閥讓氫氣流過(guò)采樣容器并記錄時(shí)間作為采樣開(kāi)始時(shí)間。因?yàn)闅?/p>

氣在通過(guò)氫氣樣品采樣裝置和采樣容器中流動(dòng)很快，在采樣過(guò)程中調(diào)壓器示數(shù)應(yīng)低于6.9

MPa。加氫站儀表或加氫計(jì)算機(jī)應(yīng)顯示采樣的氫氣總量，單位為kg。當(dāng)1kg的氫氣流過(guò)樣

品流路與采樣容器后，關(guān)閉采樣容器出口閥并記錄采樣結(jié)束時(shí)間。此時(shí)減壓閥壓力示數(shù)應(yīng)回

到6.9MPa。關(guān)閉采樣容器入口閥。一般情況下，當(dāng)采樣容器出口閥關(guān)閉時(shí)加氫程序應(yīng)被關(guān)

閉，如果沒(méi)有，就手動(dòng)停止加氫程序。

8.10如果需要額外采樣，不要拆下加氫噴嘴。應(yīng)先關(guān)閉主閥。打開(kāi)旁路閥門(mén)（圖1中12

所示），用于釋放氫氣品質(zhì)采樣器內(nèi)部的壓力。止回閥（圖1中14所示）將防止氣體回流進(jìn)

入氫氣樣品采樣裝置，并保留69kPa的氫氣壓力，關(guān)閉旁路閥門(mén)。

8.11從氫氣采樣裝置中取出采樣容器。記錄開(kāi)始和結(jié)束采樣時(shí)間，以及詳細(xì)的采樣信息，

包括入口壓力表的壓力讀數(shù)以及從加氫站儀表或加氫計(jì)算機(jī)讀取的氫氣的質(zhì)量。

6

8.12每個(gè)額外的采樣容器，重復(fù)上述步驟8.6-8.9。一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)加氫站需要采集兩到三

個(gè)采樣容器，因?yàn)榉治鋈藛T可能需要兩個(gè)容器來(lái)驗(yàn)證氫氣燃料中污染物的存在于含量。例如，

發(fā)現(xiàn)氫氣采樣容器含5μmol/mol氧氣和20μmol/mo氮?dú)?，就可能需要分析?lái)自同一采樣點(diǎn)

的第二個(gè)采樣容器來(lái)驗(yàn)證采樣容器被空氣污染了。同樣，如果一個(gè)氫氣采樣容器中硫化氫含

量濃度很高，另一個(gè)采樣容器必須進(jìn)行分析驗(yàn)證是否存在該含量的硫化氫。

8.13采樣完成后進(jìn)行按以下步驟進(jìn)行。

a)確認(rèn)氫氣站以關(guān)閉加氫程序無(wú)氫氣流出，斷開(kāi)SAEJ2799插座上與加氫加氫噴嘴的

連接。

b)打開(kāi)主閥門(mén)、進(jìn)口閥和旁路閥（分別為圖1中的3、5和13所示）5s以放空氫氣品質(zhì)

采樣器中殘存氫氣。一旦氫氣壓力降至常壓關(guān)閉氫氣品質(zhì)采樣器的所有閥門(mén)。

c)拆下放空組件并將其放在放空組件運(yùn)輸箱內(nèi)（詳見(jiàn)5.4節(jié)）。

d)拆除安全接地線。

e)將采樣容器牢固地裝入采樣容器運(yùn)輸箱（詳見(jiàn)5.2節(jié)）。給運(yùn)輸箱貼上標(biāo)簽并按要求

填寫(xiě)運(yùn)所有輸壓縮氫的運(yùn)輸公司所需的文件。

f)從可調(diào)節(jié)移動(dòng)平臺(tái)上（詳見(jiàn)4.13節(jié)）拆除氫氣品質(zhì)采樣器，并裝入氫氣品質(zhì)采樣器

運(yùn)輸箱（詳見(jiàn)5.3節(jié)）。

9報(bào)告

下列信息應(yīng)包括在采樣報(bào)告內(nèi)。

a)采集氫氣的質(zhì)量。

b)開(kāi)始和結(jié)束采樣時(shí)間。樣本持續(xù)時(shí)間為結(jié)束與開(kāi)始采樣時(shí)間之差。

c)平均氫氣采樣流速，單位為克每分鐘。

d)采樣期間的調(diào)壓器入口表壓（圖1中5.1所示），應(yīng)為6.9MPa。然而，根據(jù)氫氣站

的不同可能會(huì)更低。

e)其他相關(guān)信息。

7

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》的規(guī)定起草。

本文件由中國(guó)石油化工股份是有限公司提出。

本文件由中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

2

燃料電池高壓氫氣及相關(guān)原料氣標(biāo)準(zhǔn)采樣規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了燃料電池高壓氫氣及相關(guān)原料氣采樣的基本原理，采樣設(shè)備及采樣步驟。

本文件適用于壓力在35MPa至70MPa之間的高壓氫氣及相關(guān)燃料電池原料氣。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

SAEJ2600氣態(tài)氫陸用車(chē)輛換料連接裝置[CompressedHydrogenSurfaceVehicleFueling

ConnectionDevices]

SAEJ2719燃料電池汽車(chē)氫氣質(zhì)量[HydrogenFuelQualityforFuelCellVehicles]

SAEJ2799氫道路車(chē)輛與充電站通訊的軟件與硬件[HydrogenSurfaceVehicletoStation

CommunicationsHardwareandSoftware]

ASTMD7606燃料電池高壓氫氣及相關(guān)原料氣標(biāo)準(zhǔn)采樣規(guī)程[StandardPracticefor

SamplingofHighPressureHydrogenandRelatedFuelCellFeedGases]

3方法概要

氫氣的質(zhì)量是影響燃料電池效率和壽命的重要因素，因此采集具代表性的樣品對(duì)于氫氣

品質(zhì)檢測(cè)至關(guān)重要。本文件旨在確保采集高壓樣品安全的同時(shí)不引入額外雜質(zhì)，所采集樣品

適用于痕量污染物微量分析。

4采樣裝置

4.1氫氣采樣裝置，一種能與加氫噴嘴連接并能調(diào)整壓力至6.9MPa（通常情況下能滿足

加氫站安全切斷系統(tǒng)所能允許的最低壓力以及分析實(shí)驗(yàn)室能夠安全處理最高壓力為6.9MPa

（1000psi））進(jìn)行采樣的設(shè)備，推薦的典型設(shè)計(jì)如圖1所示。

4.2金屬支撐板（圖1中1所示），金屬支撐板是用于支撐采樣器及減少運(yùn)輸可能帶來(lái)的

損害。氫氣樣品采樣裝置應(yīng)被支架牢固固定在金屬支撐板上。

4.3SAEJ2799插座（圖1中2所示），能夠匹配35MPa與70MPa加氫噴嘴。出于安全

考慮，插座應(yīng)垂直放置，以便加氫噴嘴從頂部連接到插座。

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圖1典型氫氣樣品采樣裝置

說(shuō)明：包括放空管路在內(nèi)氫氣樣品采樣設(shè)備的所有部件均應(yīng)采用316級(jí)不銹鋼制造。

4.4主閥門(mén)（圖1中3所示），主閥門(mén)作用如下：1、氫氣樣品采樣裝置泄露測(cè)試需