海上制氢设施指南

海上制氢设施指南

第1章 通则

第1节 一般规定

• 本指南为中国船级社（CCS）开展海上制氢设施及其上部产品入级检验与发证的依据。
• 适用于无人驻守的海上制氢设施，包括海上浮动制氢设施和海上固定制氢设施。
• 集中式海上制氢设施应满足本指南第1章至第8章的技术要求。
• 分布式海上制氢设施除满足本指南中针对分布式海上制氢设施的条款外，还应满足对应类型海上设施的相关规范及指南。
• 对于同时兼有制氢功能的其他类型海上设施，其氢系统的相关技术要求可参照本指南的适用要求执行。

第2节 定义

• 明确了海上制氢设施、设施类别、无人驻守、集中式海上制氢、分布式海上制氢、氢系统、制氢系统、氢气纯化系统、氢气压缩系统、储氢系统、储氢罐、氢气瓶、制氢处所、氢气压缩处所、氢气储存处所、制氢辅助机械处所、控制站、碱液、远程监控系统等术语的定义。

第3节 接受标准

• CCS接受国际标准、国家标准和行业标准对海上制氢设施的适用部分，但以本指南要求为准。
• 按照本指南签发证书的设施，应参照执行的主要国际公约、国家技术法规和国家标准包括防污公约、载重线公约、吨位丈量公约、避碰规则、防污底公约、海上固定设施安全技术规则、海上浮动设施技术规则、海上浮动设施检验规则、海上拖航法定检验技术规则、吨位丈量规则、国际航行海船法定检验技术规则、起重设备法定检验技术规则、氢系统安全的基本要求、氢气站设计规范、加氢站技术规范、水电解制氢系统技术要求、压力型水电解制氢系统安全要求、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范、氢气储存输送系统等。

第4节 入级检验

• 海上浮动制氢设施的入级检验应满足CCS《海上浮动设施入级规范》的适用规定；海上固定制氢设施的入级检验应满足CCS《海上固定平台入级与建造规范》或《浅海固定平台建造与检验规范》的适用规定。
• 入级检验包括设计图纸审查、建造中检验和建造后检验。
• CCS可授予符合条件的海上制氢设施相应的入级符号与附加标志。
• 明确了入级符号、附加标志、建造中检验、检验与试验项目、试验要求、建造后检验、损坏和修理检验、改装或改建检验等要求。

第2章 总体与结构

第1节 一般规定

• 海上制氢设施的总体与结构设计应满足相关规范要求，并符合海洋设施和氢安全行业标准的相关适用规定。
• 材料与焊接应符合CCS《材料与焊接规范》的适用要求。
• 海上浮动制氢设施的拖航、稳性、分舱与载重线应满足相关规范要求。
• 海上浮动制氢设施的稳性，应考虑制氢、储氢设备在各种工况下重量、重心变化对设施稳性产生的不利影响。
• 以水下检验替代坞内检验的海上浮动制氢设施应满足相关规范要求。

第2节 总体布置

• 总体布置应考虑安全、防火、消防、人员逃生和救生的需要，满足生产作业、维修及事故处理的需要，并满足结构合理性等需要。
• 总体布置应充分考虑人员的安全、防止环境污染和财产的保护，应使事故发生、蔓延和升级的风险尽可能降低。
• 明确了海上固定制氢设施甲板高程、海上浮动制氢设施气隙、设备布置、应急集合站、通道和梯道、登临设施、起重设施等要求。

第3节 设计载荷

• 应根据海上制氢设施所受实际载荷情况，分别考虑海上制氢设施在各设计工况下的载荷与响应。
• 设计环境条件的重现期应根据海上制氢设施的设计寿命、重要性和环境条件资料的可靠性等因素确定。
• 明确了环境载荷、使用载荷、施工载荷等要求。

第4节 结构设计

• 设施结构设计应满足结构强度、整体刚度、稳定性、基础承载力或系泊强度的要求，并应满足在海洋环境中的耐久性和运行维护条件下的安全性、功能性等方面的要求。
• 结构设计可按照载荷抗力系数法（LRFD）或工作应力法（WSD）进行。
• 结构设计需综合考虑制储氢设备的总体布置和防火防爆设计。
• 明确了海上浮动制氢设施结构设计、海上固定制氢设施结构设计、局部结构等要求。

第5节 定位系泊系统

• 本节适用于具有定位系泊系统的海上浮动制氢设施。
• 定位系泊系统设计可采用冗余式和非冗余式，一般包括辐射式悬链状系泊系统、张紧式系泊系统和单点系泊系统等型式。
• 明确了环境条件及环境载荷、设施偏移及系泊索张力、系泊系统设计衡准、系泊设备等要求。

第6节 防腐

• 所有钢结构都应设有效的保护，有效的保护系统一般包括涂层、金属镀层、阴极保护、腐蚀增量或其他认可的方法。
• 阴极保护系统可以使用牺牲阳极或外加电流系统，或者联合使用。
• 主要结构的防腐设计年限应不小于其设计寿命。
• 明确了海上浮动制氢设施防腐、海上固定制氢设施防腐等要求。

第3章 氢系统

第1节 一般规定

• 本章的目的是为海上水电解制氢相关系统的设计、布置等提供标准，并使其对海上设施、人员和环境的风险尽可能降至最低。
• 本章要求仅适用于碱性水电解制氢和质子交换膜（PEM）水电解制氢。
• 氢系统和设备的布置应便于操作人员进行日常检查、维护。
• 对于可能导致危险的超压故障，应通过合适的压力释放装置和紧急切断（ESD）系统进行保护。
• 氢系统的设计应使得相关处所内发生氢气积聚和火灾爆炸的可能性降至最低。
• 应设有对制氢系统、氢气纯化系统以及氢气压缩系统关闭后或启动前进行惰性气体置换吹扫的装置或措施。
• 明确了材料与管路、氢系统处所等要求。

第2节制氢系统

• 制氢系统应与设施运动响应状况相匹配，并考虑运动响应超过制氢系统接受状况时的分级关断。
• 应能通过相应措施将制氢系统中的氢气安全排出。
• 应能远程和在制氢处所外部易于到达的位置关闭制氢系统。
• 明确了制氢系统控制、监测和安全要求等。

第3节 氢气纯化系统

• 氢气纯化系统宜布置于开敞甲板，并采取保护措施。
• 如氢气纯化系统位于结构舱室或围蔽处所内，则其应符合相关要求。
• 氢气纯化系统应设置过压保护装置，系统内应设有压力监测。
• 明确了氢气纯化系统安全要求等。

第4节 氢气压缩系统

• 氢气压缩系统的布置和超压防护应满足相关要求。
• 氢气压缩机的选型和数量应根据进气压力、排气压力、氢气纯度和用氢量或使用特性确定。
• 应在氢气压缩机的进气管与排气管之间设置旁通管路。
• 明确了氢气压缩机安全要求等。

第5节 储氢系统

• 储氢罐与设施系统连接时，其应固定在甲板上。
• 储氢罐的布置应使其在设施上发生碰撞的概率降至最低。
• 每一储氢罐外壳应按照相关规范设置电气接地措施。
• 如储氢罐存放在开敞甲板，则应采取保护措施。
• 储氢处所应设置直接从开敞甲板通往该舱室的独立通道。
• 每个储氢罐应就地设置压力表，压力表上应清晰标明储氢罐允许的最高压力。
• 储氢罐应设有温度传感器。
• 储氢罐安全泄放装置的气体出口应连至氢透气系统。
• 明确了移动式储氢罐的补充要求等。

第6节 风险评估

• 海上制氢设施应进行风险评估。
• 风险评估应考虑氢系统整个生命周期相关的所有可预见的故障和风险，以确保安全措施能涵盖所有因安装氢系统对海上设施上的人员、环境、结构强度或海上设施完整性产生的风险。
• 应使用CCS接受的标准和分析方法对风险进行评估。
• 可以使用多种风险评估技术。
• 应按照CCS《油气定量风险评估指南》对氢的火灾和爆炸场景进行定量风险评估（QRA）。
• 明确了风险评估的要求等。

第4章 机械装置与系统

第1节 一般规定

• 除相应规范规定的功能要求外，针对制氢设施的特点，机械装置与系统还应具有如下功能：设备的选型适宜制氢系统的要求、应有防止机械装置与系统油污泄漏至设施服役区域的措施。
• 应采用高可靠性、少维护的机械设备。
• 所有具备远程遥控功能的系统与设备都应设有就地/远程控制模式转换功能。
• 明确了机械装置与系统的一般要求、材料、布置与安装等要求。

第2节 泵送系统

• 明确了海水系统、压载系统、舱底系统、开排系统等要求。

第3节 舱柜透气系统、溢流和测量系统

• 明确了舱柜透气系统、溢流系统、测量系统等要求。

第4节 机械设备布置

• 明确了机械设备布置的一般要求、材料、布置与安装等要求。

第5节 通风系统

• 明确了通风系统的一般要求、进排风口的布置、空调系统、机器处所、制氢处所、氢气压缩处所和氢气储存处所、防火防爆对通风导管及挡火闸的要求、围蔽处所通风等要求。