GB/T 151《热交换器》国家标准的来世今生

一、引言加氢站按照形态分为固定式和撬装式，目前固定式依然是建设主流。储氢容器是加氢站核心装备之一，与加氢站建设发展密切相关。2023年国内加氢站建设速度放缓，但相关企业推进站用储氢容器技术进步的步伐却并未停止。中集氢能、浙江蓝能、中材科技（苏州）、东方锅炉、兰石重装、湖南响箭等在站用储氢容器的研发推广上陆续传来一定进展。目前国内加氢站的加注工作压力通常分为两个等级：35MPa和70MPa。35 MPa加氢站用储氢容器的设计压力一般使用45 MPa、47 MPa、50 MPa；70 MPa加氢站用储氢容器的设计压力一般使用82 MPa、87.5 MPa、98 MPa、103 MPa国内站用储氢容器按照容器结构分为：钢制旋压大容积无缝容器、多层储氢容器（钢带错饶式储氢罐、层板包扎式储氢罐）、碳纤维缠绕储氢容器。目前市场应用主流是钢制旋压大容积无缝容器，其特点是生产技术成熟，成本低且交货快。二、储氢压力容器研制现状中集氢能是国内大容积钢制无缝气瓶容器的开创者。2023年研制成功首个ASME标准103MPa出口用钢质无缝储氢容器，可应用于国际上70MPa加氢站或者其他高压储氢场景，首次采用ASME规范材料，承载压力高，瓶壁厚，设计和制造难度非常大，各项性能均达到国际先进水平。具有自主知识产权的浙江蓝能90MPa储氢瓶组，主要技术及性能指标均达到国外先进水平，填补了国内空白。湖南响箭与中石化广州工程公司联合研发的层板包扎式储氢罐“设计压力达到50MPa和98MPa、单罐储氢量达到7.5m³~15m³，设计方案通过了专家组的评审。兰石重装研制的50MPa 和 98MPa高压储氢容器，攻克了单位体积高密度、大容量储氢等难题，可有效满足行业加氢站额定工作压力35MPa和70MPa两种工况需求。中材科技（苏州）站用储氢容器产品已完成产品相关实验且取得制造许可，现已经取得相应等级的特种设备制造许可并实现批量应用，并编制发布了《压缩氢气瓶式容器组》的企业标准等。东方锅炉牵头实施的四川省重大科技专项课题“加氢站用高压储氢罐研发”，开发了多层包扎式高压储氢罐设计、材料研究、制造工艺、检测方案等全套技术，现已经实现成功应用。中国技术监督情报协会2020年02月25日发布并实施的团体标准《T/CASTSI 05003-2020 加氢站储氢压力容器专项技术要求》三、意义近年来随着能源结构的调整以及环境污染问题的凸显，清洁、无污染、可再生的能有望成为21世纪最具价值的能源载体。2020年底国务院新闻办发布的《新时代的中国能源发展》也明确提出加速发展氢燃料电池技术产业链及氢燃料电池汽车产业链。加氢站作为氢能产业生态圈的重要一环也得到了极大的发展。鉴于氢能的零碳特点，大力发展氢能，可以降低交通运输、工业用能及建筑采暖等领域的碳排放，对于推动我国产业结构优化、推进能源结构调整、保证国家能源安全及实现我国碳达峰、碳中和目标具有重大战略意义。目前交通运输领域是氢能应用的重要场景之一，随着氢能应用及氢燃料电池汽车的飞速发展，为氢燃料电池补充氢气的加氢站也开始在全球各地广泛布局和建设。储氢压力容器作为加氢站的核心设备，储存压力高氢气易燃易爆且容器材料有发生氢脆的倾向，具有承压高，氢气充放频繁，疲劳失效；大容积、压缩能量多、失效危害严重等特点，加氢站用高压储氢容器具有潜在的泄漏和爆炸危险，高压氢气安全、经济储存是一个国际性难题。由于加氢站通常建设在人流密集、车流量大的区域，一旦发生爆炸，将会直接危及人民生命和财产安全，造成巨大损失，社会影响恶劣。在我国承压设备标准体系中，关于储氢压力容器建造方法、使用管理、检验检测及运行维护标准极为欠缺。欧盟的EN13445-3、美国的ASME VIII-3、日本的JPEC－TD－003均针对高压氢环境下容器材料易劣化、结构易发生破坏等问题，对储氢压力容器的建造提出了相关规定。我国的两大压力容器核心建造标准GB/T 150及JB 4732暂未涉及到对于储氢压力容器建造的特殊要求，我国暂无针对储氢压力容器建造的专项国家或行业标准。我国加氢站用储氢压力容器的建造方法国家标准的制定，对促进我国氢能行业高质量发展、保障人民群众生命和财产安全、填补我国承压设备标准体系空白、支撑特种设备安全监管及实现我国碳中和、碳达峰的战略目标具有重大的意义。四、内容简介标注规定了加氢站用储氢压力容器的材料、设计、制造、检验及验收、标志标识、涂敷、贮存、包装、运输、出厂文件等技术要求。并规定了加氢站用储氢压力容器材料、设计、制造、检验和验收等方面的要求。 适用于同时满足：（a）设计温度不低于-40℃且不高于85℃；（b）设计压力大于41 MPa但低于100MPa的旋压无缝储氢容器；设计压力大于17MPa但低于100MPa的奥氏体不锈钢衬里储氢容器。来源：压力容器工程师