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电力储能用有机液体氢储存系统技术条件.docx

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电力储能用有机液体氢储存系统技术条件.docx

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电力储能用有机液体氢储存系统技术条件.docx

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。T/CECXXXXX——2019电力储能用有机液体氢储存系统技术条件anicLiquidHydrogenStorageSystemforElectricPowerStorage(初稿)2019-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施????中国电力企业联合会????发布T/CECXXXXX—2019IIIT/CECXXXXX—2019114电力储能用有机液体氢储存系统技术条件范围本标准规定了电力储能用有机液体氢储存装置的基本结构、功能、性能、试验等要求。本标准适用于采用有机液体作为介质储存氢气的固定式储氢装置。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。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB150压力容器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GB50160石油化工企业设计防火规范GB50177氢气站设计规范GB/T8163《输送流体用无缝钢管》GB/T19774水电解制氢系统技术要求GB/T24499氢气、氢能与氢能系统术语GB/T29729氢系统安全的基本要求NB/T47013承压设备无损检测NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》TSG21固定式压力容器安全技术监察规程TSGD0001压力管道安全技术监察规程术语和定义GB/T24499界定的及以下术语和定义适用于本文件。anichydrogencarrier(LOHC)特定的含有不饱分子键的液体有机化合物,在特定条件下能够与氢发生可逆反应,实现吸收或释放氢。加氢液体hydrogenatedLOHC加氢液体是有机液体储氢材料在催化剂作用下与氢发生加成反应生成的液体氢化物。脱氢液体dehydrogenatedLOHC脱氢液体是加氢液体在经过脱氢反应后得到的液体有机物。加氢装置hydrogenationapparatus用于提供氢气与有机液体储氢材料或脱氢液体发生加氢反应所需条件和环境,并容纳加氢反应进行,在加氢反应完成后,将达到加氢率要求的加氢液体与其他反应剩余物料分离的装置。T/CECXXXXX—2019T/CECXXXXX—2019152脱氢装置dehydrogenationapparatus用于提供加氢液体脱氢反应所需条件和环境,并容纳脱氢反应进行,完成脱氢液体与氢气分离、氢气净化的装置。额定氢气吸收速率ratedhydrogenabsorptionrate加氢装置在设计的反应温度和压力下,单位时间内吸收的氢气数量,单位Nm3/h。加氢率hydrogenationrate加氢装置在额定氢气吸收速率下,生产的加氢液体中实际氢吸收量和理论最大氢吸收量的比值。额定供氢速率rateddehydrogenationrate脱氢装置工作在设计的反应温度和供氢压力下,单位时间内输出的氢气数量,单位Nm3/h。脱氢率dehydrogenationrate脱氢装置在额定供氢速率下,释放氢气的量与反应所用加氢液体理论最大氢释放量的比值。系统结构与功能系统结构电力储能用有机液体氢储存系统包括氢气增压装置、加氢装置、液体储罐、有机液体输送装置、脱氢装置、公用装置、数据监控及自动控制装置,其基本结构如图1。在能够满足技术要求的条件下,也允许加氢反应器和脱氢反应器采用一个反应器,其结构如图2。T/CECXXXXX—2019T/CECXXXXX—2019314图1有机液体氢储存系统基本结构图2采用单反应器加氢/脱氢的有机液体氢储存系统基本结构系统功能电力储能用有机液体氢储存系统作为氢储能系统的一部分,其基本功能是利用有机液体的可逆加氢/脱氢反应,完成水电解装置产生的氢气的储存,并按照氢储能系统的需求释放。为实现氢储存和释放,电力储能用有机液体氢储存系统应能实现以下功能:将水电解槽输出的氢气通过加氢反应器储存至脱氢液体中,获得加氢液体;通过脱氢反应器将加氢液体中的氢气脱附,生成脱氢液体并对外供应氢气;完成加氢液体、脱氢液体的储存和定量输送。系统内各装置的功能氢气增压装置氢气增压装置应能对送入系统的氢气进行增压,以达到加氢反应所需的压力。加氢装置加氢装置应能够提供氢气与有机液体储氢材料或脱氢液体发生加氢反应所需条件和环境,并容纳加氢反应进行,在加氢反应完成后,应能将达到加氢率要求的加氢液体与其他反应剩余物料分离。液体储罐液体储罐应能够稳定储存常压下的加氢液体和脱氢液体,并控制储存液体的温度。T/CECXXXXX—2019T/CECXXXXX—2019154有机液体输送装置有机液体输送装置应能按照加氢装置和脱氢装置的需求,定量、定向的输送、接收不同状态的有机液体储氢材料。脱氢装置脱氢装置应能提供加氢液体脱氢反应所需条件和环境,并容纳脱氢反应进行,完成脱氢液体与氢气分离、氢气净化的装置。数据监控及自动控制装置数据监控及自动控制装置应能对系统内影响运行的主要参数进行实时监测并以一定的频率进行记录,同时对加氢、脱氢反应过程的温度和压力进行控制。公用装置公用装置应能为系统内所有设备提供运行所需的电、压缩空气、惰性气体气、冷却水/冷却油等必须条件。技术要求功能要求氢气增压装置氢气增压装置采用压缩机进行氢气增压的,必须采用隔膜压缩机。加氢反应装置1)加氢系统应设置有安全阀和测温、测压仪表,设置有多个反应器的,每个反应器应设有独立的安全阀和测温、测压仪表。2)加氢反应器设计上宜采取氢气过量的反应条件,采用氢气过量反应条件时加氢装置应设置有氢气回收及再循环设备。采用多级气液分离器进行氢气回收的,各级气液分离器应设置旁路管道。3)有机液体加氢系统应配备惰性气体吹扫、置换和加压气路。有机液体储存装置1)储存加氢液体的储罐应具备惰性气体吹扫装置。2)液体储罐应在罐体底部最低点设置排液阀,用于排空液体及排污。脱氢装置1)脱氢系统反应器应设置有安全阀和测温、测压仪表,设置有多个反应器的,每个反应器应设有独立的安全阀和测温、测压仪表。2)系统应设置至少1级气液分离器,不得用反应器兼做气液分离器。3)脱氢系统应设置有换热器和冷却器,首先用加氢液体对产生的氢气进行冷却,氢气温度不满足要求的,继续设置冷却器对氢气进行冷却。T/CECXXXXX—2019T/CECXXXXX—20195144)当与燃料电池匹配使用时,脱氢系统应设置气体净化器或分子筛过滤器和氢气在线取样阀门,用于对氢气进行净化及氢气采样分析,主要净化杂质为小分子烷烃和氨气。5)有机液体脱氢装置应配备惰性气体吹扫、置换和加压气路。运行数据监测及自动控制装置1)系统包含的运行数据监测及自动控制装置应具有必须自动控制能力,能够控制加氢装置和脱氢装置反应器的温度和压力。2)装置应能够实时显示所有传感器检测的数据,并对系统内反应器和承压容器出现的超温和超压进行实时报警。3)装置需监测整个系统主要承压部件的压力和温度,输入和排放氢气的流量以及液体储罐的液位。所有监测的数据应能够以不低于每分钟1次的频率进行记录。公用装置1)公用装置电、冷却水和压缩空气供应量应满足所有设备最大需求量之和,电能质量标准应能满足系统内其他设备运行需求,惰性气体供应量应能满足加氢、脱氢装置完成一次置换所需的量。2)压缩空气系统应设置储罐,罐储量应保证满足气源停止工作后气动机构持续运行1小时的要求。3)%。%,。氢气增压装置1)采用压缩机进行氢气增压的,压缩机吸气压力应与水电解系统供氢压力匹配,,。2)压缩机的输气量应不低于系统外部最大氢气输入量。压缩机前应设置氢气缓冲容器,容器容积不低于加氢装置5分钟运行所需的氢气量。3)采用储氢合金作为静态增压装置的,应采用不少于3个增压器交替运行,单个增压器恒速率放氢容量应满足加氢系统在额定工况下运行1小时的要求。4)增压装置出口气体温度应不高于50℃,必要时应设置冷却器保证气体出口温度。加氢反应装置1)额定氢气吸收速率下,系统应达到以下要求:氢气吸收速率不应低于100Nm3/h,加氢率应不低于90%。。氢气尾排速率应不高于氢气输入速率的5%。2)有机液体加氢系统推荐采用固定床反应器或列管式反应器,固定床反应器内部直径不宜超过120mm。反应器设计温度应不低于2倍工作温度,。3)反应器内部至少设置2个温度测点,分别位于催化剂层入口及出口。催化剂层长度超过1m的,应间隔50cm设置一个温度测点。4)根据需求,可设置脱氢液体闪蒸纯化装置,加热温度不高于100℃,真空度不高于5Pa。有机液体储存装置T/CECXXXXX—2019T/CECXXXXX—20191561)储存有机液体的储罐应采用奥氏体不锈钢材质,且壁厚不低于2mm。储罐的储量至少应能满足装置连续运行24小时的需求。2)储存脱氢液体的储罐应具有保温措施并设置加热装置,但不得使用火焰直接加热。宜采用电加热或蒸汽加热,加热温度不低于80℃。3)脱氢液体输送管道应具有保温功能并设置电加热装置,在脱氢液体储罐出口处和加氢液体储罐入口处应装设过滤器,脱氢液体过滤器应具有电加热功能,加热温度不低于120℃。脱氢装置额定放氢速率下,系统应达到以下要求:加氢液体最终脱氢率应不低于60%。。未经净化前,%,其中NH3浓度不高于10ppm。反应器内部催化剂层中间应沿液体流动方向设置温度测点,相邻两个温度测点的间隔应不大于20cm。反应器内部至少应设置两个温度测点,分别位于催化剂层入口及出口。运行数据监测及自动控制装置运行数据监测及自动控制装置数据实时数据采集频率不应低于10Hz,数据记录频率不应低于1次/分钟。安全要求系统的设计系统整体设计和布置应满足GB4962、GB/T29729的要求。系统安装和使用场地应满足GB50160的要求。装置应设置消防设施,并满足GB50160的要求。承压部件承压部件管理和技术要求装置内部的承压容器符合TSG21定义压力容器的,应执行TSG21相关规定。其他承压容器应满足GB150的要求。装置内部凡是符合TSGD0001中定义的压力管道,应执行TSGD0001相关规定。对于输送介质含有氢气但不符合TSGD0001压力管道定义的承压管道,应采用符合GB/T8163要求的奥氏体不锈钢无缝管。承压部件的焊接现场焊接的承压部件,不属于特种设备的应按照NB/T47014的要求进行焊接工艺评定。在焊接及热处理完成后应进行无损检测,无损检测要求参照表1进行。表1要求的表面检测,对于铁磁性材料应优先采用磁粉检测,非铁磁性材料应采用渗透检测。无损检测合格的,方可开展验收试验。表1现场承压部件安装焊接接头无损检测要求焊缝类型检测比例无损检测方法检测标准合格标准角焊缝100%射线检测、表面检测NB/T47013射线检测:II级合格超声检测:I级合格表面检测:I级合格环向对接焊缝20%,且不少于250mm射线检测、超声检测、表面检测射线检测:II级合格超声检测:I级合格表面检测:I级合格T/CECXXXXX—2019T/CECXXXXX—2019714纵向焊缝100%射线检测、表面检测射线检测:II级合格表面检测:I级合格标识及资料设备铭牌标志每套氢储能装置的水电解系统、储氢系统、氢发电系统应在主机明显适当的位置固定名牌(标志),其内容包括下列各项:a)规格,型号;b)主要技术参数;c)制造日期或编号;d)制造企业名称、地址及商标。设备工艺标识1)设备内部管道、容器、阀门等部件应具有可识别介质、流向、名称的标识,管道及容器标识执行GB7231《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识》的要求。2)阀门、仪表标识应设置在显著位置,包含名称及其编号。3)自控系统的所有线路接头应标识其对应的仪表编号或名称。试验要求试验项目耐压试验耐压试验的准备1)设备承压部件安装完毕后,应进行耐压试验。2)耐压试验应采用惰性气体进行气压试验,。耐压试验期间试验气体及系统温度不得低于10℃。3)耐压试验应使用两个量程相同的,并经检定合格的压力表。-3倍试验压力,宜为试验压力的2倍,,表盘直径不得小于100mm,设备压力表满足要求的,可以使用设备压力表进行耐压试验。4)耐压试验前,容器各连接部位的紧固件应装配齐全并紧固妥当;为进行耐压试验而装配的临时受压元件,应采取适当的措施,保证其安全性。5)耐压试验后如果进行返修的,应重新进行耐压试验。耐压试验的步骤试验时应先缓慢升压至规定试验压力的10%,保压5min,并且对所有焊接接头和连接部位进行初次检查;确认无泄漏后,再继续升压至规定试验压力的50%;如无异常现象,其后按规定试验压力的10%逐级升压,直到试验压力,保压10min;然后降至工作压力,保压足够时间进行检查,检查期间压力应保持不变。耐压试验保压期间不得采用连续加压以维持试验压力不变,试验过程中不得带压拧紧紧固件或对受压元件施加外力。耐压试验的合格标准T/CECXXXXX—2019T/CECXXXXX—2019158容器无异常声响,经肥皂液或其他检漏液检查无漏气,无可见的变形。。气密性试验的步骤气密性试验压力为系统的工作压力。试验时压力应缓慢上升达到规定压力后保持24小时,对所有焊接接头和连接部位进行泄漏检查。气密性试验合格标准经检漏液检查无漏气,压力保持24小时后,下降低于读数的1%。数据监测及自动控制性能试验试验准备数据监测及自动控制性能试验应在耐压试验及气密性试验完成后进行。实验前应完成数据监测系统传感器点位检查,并完成自动控制系统复位。试验步骤采用充惰性气体对系统反应器及氢气增压装置进行置换;利用数据监控采集系统温度、压力、流量传感器数据,采集持续时间不低于12小时;导出带有时间戳的监测记录数据,选取反应器及氢气增压系统的传感器监测记录数据,对采样频率和数据值进行检查。打开系统内所有加热装置,加热至系统加氢状态工作温度并保持足够长的时间。提升系统压力至工作压力,保持10min稳定后,,并保持至压力稳定。试验合格标准1)试验过程中,数据监控系统实时监测读数中不应出现异常读数。2)监测记录数据采样频率与设计采样频率偏差不应大于5%,且不低于1次/分钟,选取的监控数据中,不应出现异常读数。3)观察反应器温度表、压力表读数及监测系统的实时温度、压力显示,监测系统的实时温度、压力显示滞后不应超过3s。加热温度稳定后,1小时内监测温度与设定值的偏差不大于±3℃。4)通过自控系统降低压力后,。储氢性能试验试验准备进行储氢性能试验前系统应完成耐压试验、气密性试验及数据监测及自控性能试验。储氢性能试验前,应准备不少于系统额定工况运行24小时运行所需的氢气气源,以及不少于12小时运行所需的有机液体储氢材料。测试用的有机液体储氢材料应未经过加氢或脱氢率应高于95%。T/CECXXXXX—2019T/CECXXXXX—2019