气氢型加氢站安装质量验收分析

冯成

（浙江浙能航天氢能技术有限公司，浙江 杭州 310000）

1 前言

近年来，国内外氢能行业、氢能装备发展迅猛，国内各地加氢站建设数量也大幅增长。据统计，2018年底全球加氢站已建成369座，其中我国有27座；而到了2021年底全球已建成685座加氢站，其中我国已建成194座。目前，我国已建成和规划建设的加氢站主要集中在南方沿海经济发达省市，北方以北京、河北张家口等冬奥核心区为主向其他省份分布。我国建设的加氢站以外部供氢、35MPa加注等级为主，70MPa加氢站逐步增多，固定式、撬装式加氢站兼有，加注规模也逐渐提升，不断出现日加氢量在1000kg的中大型加氢站。

加氢站作为未来向氢能产业提供氢气加注服务的重要基础设施，在我国氢能产业中扮演了十分重要的角色。加氢站建设数量越多、建设规模越大，对加氢站建设质量的要求也会越来越高，而现行发布的国家相关标准中，关于加氢站安装质量验收的相关规范却不够全面、详细，尤其是针对管径在DN50以下、设计压力在45MPa及以上的高压管道安装施工参考性不够。

2 加氢站安装质量验收划分

气氢型加氢站一般包含了氢气卸气模块、氢气压缩模块、氢气加注模块、氢气冷却模块、储氢模块以及管道系统、电气仪控系统等。加氢站安装工程一般来说工期较短，所涉及的工作内容较多，包含了工艺设备安装、管道支架安装、管道连接、电仪控设备安装、监控设备安装、防雷接地、电缆敷设、电缆接线、管道吹扫、试压、设备调试等。现场安装工作种类繁多，所需验收的内容也较为繁杂。

加氢站安装工程的质量验收，根据不同的建设规模一般可按照单位（子单位）工程进行划分，按照不同专业，分布工程可划分为工艺安装分布工程和电气、仪控安装分部工程。其中，工艺安装分布工程可划分为设备安装分项工程、管道安装分项工程；电气、仪控安装分部工程可划分为电气、仪控设备安装工程以及电缆敷设、电缆头制作接线和绝缘测试等分项工程。

设备安装分项工程包括气体增压模块、加氢模块、泄气模块、气体冷却模块、辅助模块等主要成套设备的安装（吊装）就位；管道安装分项工程主要包括管沟内管架焊接、氢气管道安装、氢气放空管道安装、氮气管道安装等；电气、仪控设备安装工程主要包括设备就位、UPS和报警主机安装、火焰探测器和氢浓度探测器安装、静电释放器安装、防雷接地安装等；电缆敷设分项工程主要包括设备内部、各设备之间、设备至配电柜、设备至控制柜等电缆敷设；电缆头制作、接线和绝缘测试分项工程主要包括工艺设备侧、电仪控设备侧等的电缆头制作、接线和绝缘测试。

3 安装及质量验收要点

3.1 工艺设备安装

土建基础对工艺设备安装质量和后续良好运行十分重要，在安装前应先由建设单位、监理、安装单位、土建单位等进行土建基础验收确认，验收合格后方可进行安装；进行安装的设备应具备符合条件的产品合格证、质量证明文件，涉及压力容器的还需具备压力容器质量证明书，并在安装前到地方市场监督管理部门进行压力容器安装告知；设备在进场前还需进行开箱检查，按照设备装箱清单对各设备部件、零配件、随机技术文件等进行清点核对，并进行设备外观检查。

安装过程中，首先应划定安装基准线；对于压缩机、氢气储罐等重型设备采用吊装方式进行安装，单体吊装重量在10t以上、采用非常规吊装方式的应编制专项吊装方案，经批准后方可吊装。设备找平、找正后的中心线、标高、水平度、垂直度偏差值不应大于规范要求。

3.2 管道安装

加氢站管道安装前应按照设计要求在管沟内或地面划定基准线，安装管道支架并复测标高，合格后方可进行管道安装。

（1）氢气、氮气管道安装。在管道布管时，氢气管道不应与除氮气管道以外的其他管道同沟；在同沟敷设时，氢气管道一般位于管沟的一侧且不得紧贴墙壁，一般留有100mm距离；除在设备进出口以外，管道应平铺布置，尽量避免在竖直方向跨越其他管道；管道在安装前应脱脂，并仔细检查管道接口处无缺口、划痕等损伤，钢管内无毛刺；成品管道在现场需要弯制时，应采用专业弯管机进行弯制，管道的弯曲半径不得小于管道规定值；管道安装完成后，应检查水平度偏差（2L‰且不大于50mm）和立管铅锤度偏差（5L‰且不大于30mm）。

氢气管道的连接方式一般有卡套接头连接、锥面螺纹连接，氢气放空管道的连接还可以采用焊接连接等方式。对于卡套接头连接，在每道口紧固完成后应采用对应规格的间隙检测规进行检测；对于锥面螺纹连接，在每道接口紧固完成应采用力矩扳手进行复拧，检验其力矩是否达到接头紧固要求；对于焊接连接，应采用经氢相容性评定合格的焊接接头、焊接方法，并进行焊接工艺评定，焊接时一般采用对接焊，焊缝余高不超过2mm、错边量不大于1mm，在进行焊缝外观检测合格后，还应进行100%射线检测，合格等级应为Ⅱ级。加氢站内还存在大量氮气管道，作为氮气置换、气动阀等的仪表用气的供气管道，其设计压力通常较低，在目前加氢站建设中一般采用卡套接头进行连接。与氢气管道安装类似的，在每道接口紧固完成后应采用对应规格的间隙检测规进行检测。

（2）管道试压。氢气管道安装完成后，应进行压力试验、气密性试验和泄漏量试验。其中，管道压力试验、气密性试验的试验介质可采用氮气，泄漏量试验的试验介质可采用氮气或者氦气（氦氮混合气）。为保障试验的安全性，压力试验过程中应采用阶梯升压法，在每个阶段压力稳压5～10min进行检漏和观察压力变化，直至达到设计压力的1.05～1.1倍；气密性试验先增压至试验压力，压力平稳后至少稳压5min无压降再泄压至设计压力，并对所有焊口和连接处进行检漏，无漏点后应保压至少30min并观察无压力降，将系统压力降至零后，再进行不少于30min的低压检测，确保接口无泄漏、系统无压降；泄漏量试验当采用氮气时应保压24h以上、采用氦气时应保压1h以上，以每小时的泄漏率小于0.5%为合格判定标准。

3.3 电气、仪控装置安装

（1）防爆电气设备。在加氢站防爆区域内，一般会存在防爆接线箱、防爆灯、防爆风机、防爆开关等相关设备。防爆电气设备一般应安装在金属制作的底座或支架上，并有可靠的接地设施；防爆电气设备的进、出线口在电缆引入后应采用弹性密封圈、金属垫片等密封件进行封堵，保持设备内部空间密封良好。

（2）盘、柜设备。高、低压配电柜、控制柜等盘、柜设备应安装在基础型钢上，基础型钢顶部高出地面10～20mm、组装间隙为2～4mm。基础型钢安装时应采用水平仪进行找平，不平处采用薄垫铁进行找平，其位置偏差和平整度小于5mm。采用吊车或叉车将柜体搬运至站房门口后，可采用卸料推车将柜体运输至房间内，再用人工搬运就位，防止柜体磕碰、损伤。就位后对柜体的垂直度进行找正，柜体采用螺栓与基础相连拧紧，间隙不平处可采用薄垫片找平，垫片最多不可超过3块。柜体安装完成后，用截面积至少6mm2的铜导线将柜体接地端子与接地排相连。

（3）电缆敷设与接线。铠装电缆可直埋敷设，普通电缆可敷设在电缆导管内，埋地电缆导管的材质一般为不锈钢管或镀锌钢管；每根电缆导管中所容纳的电缆线的外径之和不应大于电缆导管内径的40%；在电缆导管穿越不同区域时，电缆的进出口端应填塞不燃材料，再填入密封胶泥，深度不小于40mm；导管与电气设备、附件连接处应采用隔离密封件进行密封。电缆与电气设备、接线盒等终端连接时，应采用接线端子或接线鼻子进行连接，若为铝芯导线可采用压接、熔接或钎焊。

4 结语

随着各地氢能产业发展规划不断出台，全国加氢站也迎来一波建设高潮。加氢站安装场地小、周期短、工序多，属于短平快工程，同时加氢站的管道压力等级高、防爆电气安装要求高，在建设过程中更应注重把控安装质量。可以预见的是，在加氢站建设高峰期的浪潮中各地方政府部门对加氢站建设质量的监管将愈加深入、管理制度愈加丰富，相关施工、验收标准和规范也将越来越完善，共同助力氢能行业高质量健康发展。