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NB／T 10822-2021 固体氧化物燃料电池 小型固定式发电系统 通用安全技术导则.pdf5.1.1危险及风险评估
图1小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统边界示意图
起。对于上文考虑到的可预见的非正常运行条件，应采取相应的安全应对和保护措施加以避免。 造商应根据GB/T15706—2012、GB/T21109.1或GB/T7826等文件或其等同采用标准的基本原贝 法和策略，评估系统的风险发生概率和严重程度，进行可靠性分析、失效模式和影响分析，以 的可靠性、安全性和维修性。
GB/T 16178-2011 场（厂）内机动车辆安全检验技术要求5.1.2通用安全要求
5.1.3排放物安全要求
燃料电池发电系统在正常稳定运行条件下排入大气的排放物中，CO体积浓度（干燥无空气值）不 得超过GB/T27748.1—2017的4.4.13的限值。 干燥无空气的燃烧产物中CO浓度应矫正为零过量空气的状态，可按公式（1）计算，
C.Co 一—干燥无空气的燃烧产物中CO浓度； co:——零过量空气时燃烧产物的CO2浓度百分比（最大值）； 或者按公式（2）计算浓度。
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式中： c%至少3个测试样品的02的平均浓度百分比。 燃料电池发电系统的各类排水应尽可能合理重复利用。废水要求排入安装所在地区的排水系统。水 质应满足所在地区的受纳要求。若排水水质不符合要求，应进行必要的水处理工艺，再排入排水系统。
5.2物理环境与运行条件
制造商应规定适于小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统运行的物理环境条件，主要考虑以下 因素： a 室内或室外使用； b）系统能够正常运行的环境空气温度、湿度以及海拔等范围； c）系统是否被安置在地震区，以及震区的烈度等级。 环境空气温度、湿度、海拔等具体数值可参考机械电气设备GB/T5226.1一2019中4.4的规定，也可 由制造商和用户单独协商确定。 制造商还应考虑实际安装处中存在的污染物（如灰尘、盐类、酸类、烟和腐蚀性气体等）以及辐射 的影响，并采取适当的防护措施
燃料电池发电系统的电能输入条件建议符合GB/T5226.1一2019中4.3规定的机械电气设备的交流或 直流电源条件：或制造商规定的系统能正常运行的电能输入条件
入条件，建议包括燃料种类及浓度范围、 质种类及最高浓度、压力 【瓶供应）等。
一般情况下，燃料电池发电系统的氧化剂为空气。制造商应规定系统能正常运行的空气输入条件， 建议包括压力范围和供应方式、空气中允许的水含量、油含量、最大颗粒物直径及浓度、其他应避免的 杂质等，
制造商应规定参与然科用池发用 的燃料处理及电堆内部反应的水的输入条件，建议包括电导率， 温度范围、压力范围、供应方式、应避免的杂质等。
5.2.6振动、冲击与碰撞
燃料电池发电系统应选择合适的设备安装或使用防振动装置来避免不必要的振动、冲击与碰撞 （包括由机器及其相关设备产生和由物理环境产生）。若制造商认为其系统产品可用于地震区，应单 独说明。
5.2.7装卸、运输和储
并且能承受不超过24h的短时间+70℃的温度。制造商也可规定其他特殊的温度范围。 燃料电池发电系统能被安全地装卸和运输，必要时可用起重机或类似设备进行装卸。 燃料电池发电系统的包装应能够安全存储并不易损坏。 如有必要，制造商可规定专门的装卸、运输和储存方法。
燃料电池发电系统应按照制造商的规定，在系统关闭或启动前进行吹扫。吹扫介质包括但 气、空气或氢氮保护气。
当小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统所使用的材料在某些条件下会发生危险时，制造商应采 取措施，并为用户提供必要的信息，以最大限度地减小危及人身安全与健康的风险。 燃料电池发电系统不得使用石棉或含石棉材料。其他有害物质如铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、 多溴二苯醚和多氯联苯，应按照系统安装所在地的规定处理。 在制造商规定的预期寿命内，燃料电池发电系统的内部以及用于与外部连接的材料应当适用于所有 可预见的机械、物理、化学和热学条件，并能承受预期的温度、压力、流量、电压、电流、反应和其他 工况，尤其是： a）除可预见性的更换（如电堆更换、催化剂更换等）之外，在预期寿命内，材料的化学和物理性 能不应受到显著影响； b）材料应根据使用目的，具有相应的抗腐蚀性、耐磨性、导电率、冲击强度、抗老化性、抗热震 性等，还应考虑材料放置在一起时产生的影响（例如电蚀），紫外线辐射的影响等。 当发生侵蚀、磨损、腐蚀或其他化学侵害时，应采取以下适当的措施： a）采用适当的设计（如增加厚度）或适当的保护措施（如使用衬套、包覆材料或表面涂层等）； b） 受影响最严重的部件应有备用件； 应注意保证燃料电池发电系统持续安全使用的检查标准和频率，以及必要的维护措施，应标明 哪些部件易受磨损以及更换的标准，
与燃气接触的金属材料应考虑硫化物的影响，材料选择可参考GB/T20972.1。与燃气接触的垫圈等 橡胶材料应具有一定的抗变质能力。 与氢气接触的，特别是同时处于高温条件下的金属材料，应具有足够的强度和硬度、良好的塑性和 韧性、较低的氢脆敏感性。与氢气接触的非金属材料应具有良好的抗氢渗透性能。具体选材可参考GB/I 29729—2013的7.2.2或GB/T27748.1—2017的附录B。 与水蒸气和水接触的金属、塑料、非金属等材料不应受腐蚀影响，不应污染水质。 对于家用燃料电池发电系统，与燃气接触的橡胶和塑料软管及软管组合件的材料应符合GB29993 中的规定。
如制造商设计的小型固定式燃料电池发电系统涉及设计压力高于0.1MPa的压力设备或压力容器
如重整反应器、热交换器、减压阀等， 可按照GB1150.1的规定进行设计 如燃料电池发电系统内设计压力均小于0.1MPa，则无须考虑上述规定。
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管道系统及其连接件等配件应满足以下规定： a 应具有足够的强度，以达到设计压力和设计温度（系统或部件在所有运行模式下，包括稳态和 瞬态，能承受的最高工作温度）的要求。 6 管道的内部表面应彻底清洗，管道末端应去除阻碍物和毛刺。 c 金属管道在使用、维修和保养时应与可能接触的其他材料、化学品相容。 d） 金属成型弯管在弯曲时不能产生影响使用的缺陷。 应防止非金属管道受到机械损伤，必要时应加上防护套管或外罩。 输送易燃气体的塑料或橡胶管道应预防可能的过热，可配备过热安全防护装置。如有必要，当 达到允许的最高温度时，系统应进入自动关机程序并发出警报。 g）处于燃气危险区域的塑料或橡胶管道应采取有效措施防止静电电荷累积。 对燃料电池发电系统可能涉及的最大工作压力超过0.1MPa的压力管道的选材、设计、制造、安装、 检验与实验、安全防护应符合GB/T20801（所有部分）的规定。 塑料和橡胶管道的选择、贮存、使用和维护可参照GB/T9576的规定执行。
室内安装的小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统应配备排放装置，将烟气输送至外界大气。室 安装的燃料电池发电系统可不配备单独的排气系统。 若配备排气系统，该排气系统可由制造商直接提供，或者制造商在用户手册或安装指南中提供充分 明，要求用户或安装商提供相关条件，使排气系统满足以下规定： a）排气系统应采用抗冷凝物腐蚀的材料，所用材料的耐受温度不应低于排气的最高温度； b 应配备排冷凝水装置，以防止冷凝水、冰和其他杂物在排气管内积聚或阻塞管道，同时要求排 气不会从冷凝水管道排出； C 在正常使用或发生可预见性的危险情况时，应避免排气对用户和环境产生的危害； d）排气管道末端应置于空气流通的安全地区，远离点火源和室内进风口； e） 排放口应进行标识，且应配备适当的支撑物和防雨设施； 除出口外，排气系统应密封，不得有泄漏。
5.4.4气体输送部件
气体输送部件必须密封性良好，且其密封性不会在常规的运输、安装和使用过程中受到损坏。 对于例行维护或维修会拆卸或更换的气体输送部件，若运行过程中其内部压力高于环境压力，应采 用机械连接，如金属与金属连接、垫圈或密封件等。
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统的安装区域周围不能有火源，不能存放易燃、易爆、化学危险物品，并应消除静电带来的潜 对燃料电池发电系统内的放热反应装置，制造商在设计时应确保反应可控，并提供在线监测、 报功能以及相应的保护措施，以消除潜在的火灾爆炸危险。
5.5.1系统外气体环境
除特定要求外，本文件所 造商所制造的专门为某些特定环境使用的燃料电池发电系统，例如可处于爆炸性气体环境，该燃料电池 发电系统及内部所有部件均应按照GB/T3836（所有部分）的规定进行设计和制造。
5.5.2系统内可燃气体防火防爆措施
对于燃料电池发电系统内部气体压力高于环境压力的气体回路部分，应避免氢气、一氧化碳、甲烷 等可燃气体在机柜内部积聚的危险。系统应尽可能采取一体化组装集成方式，并严格控制部件和管 路泄漏。
5.5.2.1可燃气体正常
5.5.2.2可燃气体可能的异常释放
.5.3燃烧器的防火防爆
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应采取措施防止人员直接接触或间接接触带电部分，发生触电危险。 对于每个元件、电路或导线均应加装防护壳或绝缘等措施予以保护。防护壳只能通过钥匙或工具打 开。绝缘保护应采用只能通过破坏才能拆除的绝缘材料完全覆盖，该材料能承受正常使用条件下的机械、 化学、电和热的应力。 所有等于或低于安全特低电压（SELV）的可接触部件均被认为无电击危险。 电击防护、安全特低电压防护的设计原则、分类及措施等可依照GB/T17045或其他等同采用标 准执行。
小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统应有足够的抗电磁干扰水平以便设备能够止常运行。在可 预期的工作环境中，设备不应产生高于规定水平的电磁干扰。 燃料电池发电系统的电磁兼容性应符合GB4343（所有部分）、GB17625.1、GB/T17625.2、GB/T
5.8控制系统及保护部件
时具有高度的可靠性、安全性和可用率。 控制系统的安全电路保护参数应依照5.1.1的要求来设置。 控制系统的设计能确保燃料电池发电系统或部件的单一故障不会升级为危险情况。防止故障升级白 法包括但不限于： a）系统内的保护装置（如联锁保护装置、跳闸装置）：
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b）电路的保护性联锁； c）使用经过验证的技术和组件； d）提供部分或完整的穴余装置或使保护性措施多样化； e）提供功能性测试。 电气、电子和可编程控制器，或者安全仪表系统的硬件软件等安全设计可参照GB/T20438（所有部 分）或GB/T21109.1执行。 对于家用或类似用途的燃料电池发电系统的电自动控制器，如燃烧器、高压电子引燃源、火焰探测 器等的自动控制系统，电动水阀、电动燃气阀、压力敏感控制器、温度敏感控制器、浮子型水位控制器 等应符合GB/T14536.1中的要求。 燃烧器的电子式、气动式燃气与空气比例调节装置的设计、控制等可参照CJ/T398和CJ/T450。 燃料电池发电系统的手动控制装置应有明确标识和专门的设计样式，以防止意外调节与启动
自动操作功能。 启动前应在燃料源关闭后、点火操作前进行保护性气体吹扫，排出燃料电池发电系统中的可燃混合 气，持续时间依照制造商规定。 仅当所有安全防护装置均已到位并工作、系统检测无警报时，燃料电池发电系统才能手动或自动 启动。 燃料电池发电系统应具有防止意外启动的装置，尤其是在对系统进行维修、拆除时更需具有断 开动力源的装置或锁定装置。预防启动指令偶然产生和偶然启动指令导致的意外启动措施等可参见 GB/T19670
5.8.2.2紧急关机
当燃料电池发电系统内部或外部情况恶化，继续运行会带来危害时，应能够通过手动启动应急按钮 自动控制程序进入紧急关机操作而终止系统的运行，同时进行报警。 需要紧急关机的情况包括但不限于： a） 系统内部的电堆、辅助部件、管路等温度过高，阴阳极温差超过电堆允许的设计值。 b）气体或液体的供应管路压力过高，反应器压力过高，电堆阴阳极压差超过电堆允许的设计值。 负载过载或负载变动超过电堆允许值，电流超过电堆允许最大值，电压小于电堆允许最小值。 d 可燃气体发生泄漏，气体积聚浓度达到25%可燃下限时应进行报警，达到50%可燃下限时应紧 急关机。 e 排气的排放浓度超过5.1.3中的限值。 f 电路短路或发生漏电。 紧急关机应是自动控制系统的一部分，以避免实际的或迫近的危险，应具备以下功能： a 以合适的方式停止系统的运行，而不产生附加危险，并且无须进一步人工干预。 6 在系统运行的任何时间都应是可操作的，并且优先于其他所有程序。 C 紧急关机过程中，保护装置、安全运行控制或监控系统应全程通电并保持有效工作。 d） 在必要情况下，紧急关机程序可触发某些保护措施， 紧急关机程序运行之后，在手动复位以前，任何启动指令操作应是无效的。 复位操作不得导致任何危险发生。
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对于空气富余的系统，紧急关机时应首先切断主燃料供应；对于燃料富余的系统，应同时切断 主燃料供应和空气供应；切断装置应能同时现场手动及程序自动操作。 与紧急关机相关的安全要求和设计原则可参照GB/T16754。
5.8.2.3正常关机
燃料电池发电系统处于正常运行状态，通过手动或自动控制程序安全终止系统的运行。燃料 系统可以通过自动控制进行重新启动。 正常关机后可切断设备的所有电源，或者为燃料电池发电系统的执行器保留电源供应。
5.8.2.4非正常关机
5.8.2.5外部关机通信接口
若燃料电池发电系统与其他设备共同工作，燃料电池发电系统的关机控制装置（特别是） ）应对外提供通信接口，使得当后续操作可能导致危险时，控制系统能够协调上下游设备 操作。
小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统的工作模式包括： a）待机状态； b）预发电状态； c）发电状态； d）热电联供状态（如适用）。 燃料电池发电系统的非工作模式包括： a）冷态； b）钝态； c）存储状态。 燃料电池发电系统的过渡工作模式包括： a）启动，接受外部信号后，从非工作模式过渡到工作模式； b）关机，从工作模式自动过渡到非工作模式，可以接收外部信号，也可接收触发限制条件时的内 部控制器信号。 制造商可根据需要增加多种工作模式和过渡模式，如不同的功率输出、系统参数调整、系统维护或
5.8.4远程控制系统
远程控制系统应具有一个贴有操作标识的就地操作开关或其他措施，将燃料电池发电系统与远程控 制信号断开，以便操作人员对远程控制系统进行检查或维护。 远程控制要求不能导致附加的危险状况，不得优先于就地装置的各种保护性安全控制措施。
b）在合适的位置安装监测器或报警器，出现非正常状态时能够自动或手动操作，以保证燃料电池 系统运行在允许范围内。 保护装置不能增加任何附加危险，其功能应独立于其他可能具有的各种功能，设计原则尤其应包括 安全失效保护模式、穴余设计、多样化设计和自我诊断功能等。保护装置的选择、使用和设计要求可参 见GB/T15706—2012的6.3.26.3.3。 系统设计时，可采用集成的测量、调节和控制装置，如过电流切断开关、温度限制器、压差开关、 流量计、延时继电器、过速监控器等，来防止设备运行至危险工况。除特殊规定外，系统还需按照制造 商的规定安装检测过载、短路等情况的检测装置和报警装置。 具有测量功能的保护装置在设计时应考虑安全因子，以确保报警阅值与极限值之间有足够的 余量。 涉及安全的可燃气体探测器应根据GB15322（所有部分）以及GB/T20936（所有部分）的规定进 行设计、选型、安装、使用和维护。 所有的保护性部件应做出明确标识并详细说明预防操作错误的方法，其设计应能避免意外操作的 发生。
所有传输流体的设备和系统，均应配备关闭阀，以便在关闭、试验、维护、非正常或紧急情况下使 用，具体要求如下： a）每一种传输流体的关闭阀应同时配备可手动调节的阀门和远程调控的阀门，以实现紧急情况下 手动关闭和常规远程操作的功能； b）安装在关闭阀上的调节器应具有耐热性，可以承受从阀体传导来的热量： C 电动或气动阀门应在驱动流量消失时转换到安全状态； d）关闭阀应根据阀门的工作压力、温度和流体特性分类。
5.9.2燃料管路的阀门
当设备或管路中可能产生高于设备或管路所能承受的压力时 安装安全。可然质的安全阀应 为封闭式，以防止介质向外界泄漏。 安全阀的相关设计要求可参照GB/T12241中的规定，
旋转设备应满足如下要求： a）应对流体进口与出口管道采取适当的保护措施，以防止因振动而受到损坏。 b）轴密封件应与所泵送的流体以及预期在正常及紧急关机条件下的工作温度和压力相适应。 C 轴密封件设计应能避免危险性流体泄漏；若出现泄漏，制造商应提供必要的防护措施或稀释方 法，以避免可能造成的人身健康和安全危害。 电机、轴承、密封件等能适应预期的工作周期。 e）应根据使用环境对噪声的要求，选用合适的消声、隔声装置
5.10.2压缩机或鼓风机
固定式空气压缩机的设计、安装、操作及维护过程中的安全规则和操作规程应依照GB/T10892的规 执行。 除非安全可靠性分析认为没必要，以下装置应与压缩机和鼓风机系统一并提供： a）泄压装置：用于将压缩气缸和不同压力段的相关管道各时段的压力限制在最大运行压力之内。 b）控制装置：用于压力过高的排放，以及吸入压力过低时的自动关闭。 c）限压装置：用于避免入口处，特别是负压鼓风机的吸气口出现低压。
和5.5.2）配置通风机，以减小可燃气体在系 统内积聚的风险。通风机的安全防护措施可 GB/T19074的规定
电力泵或电力泵系统应配备以下装置： a）将泵的入口压力和出口压力限制在管道设计压力以下的泄压装置。若泵的关闭压力小于管道的 设计压力，可不必配备安全阀。 b）控制排放压力过高的自动关闭装置。 c）泵的吸入与排放管道应采取适当的保护措施，防止因振动而造成损坏。
小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统的机柜应具有足够的强度、刚性、耐用性、耐腐蚀性 及其他物理性能，以确保在存储、运输、安装和使用的工作环境下，支撑和保护系统所有的部件和 管道。 在燃料电池发电系统正常运行过程中，机柜的通风口不应被灰尘、雪花、结霜或植物堵塞。 在燃料电池发电系统正常维修过程中，机柜的检修窗、进出口盖或绝缘层等可设计成能够重复拆下 和更换的配件，并且不会因拆下和更换发生损坏或降低保温值；若更换会导致损坏，则不得对此类配件 进行更换。 机柜应能够禁止用户或未经培训的人员进入，并且需要操作人员使用专用工具开启。 机柜的外壳防护等级根据实际需求，按照GB/T4208的规定进行选择，以保证系统启动和操作正常， 同时不能损坏部件或使部件发生故障。外壳防护等级应至少为IP54。
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DB21T 1983-2012 公共停车场运营服务规范NB/T108222021
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系统内的电堆和辅助部件等高温部件，应采用耐火的隔热材料进行包裹，以防止可能导致的高温接 触风险，减少部件可能受到的热与机械损害，并且能通过限制高温部件的表面温度来避免周围的可燃材 料被点燃。 隔热材料应满足以下条件： a）在系统所处的温度下，隔热材料能与被隔热的金属及系统各部件化学兼容； b）不可燃烧，最高使用温度应高于被隔热部位的最高工作温度； c）应用机械或黏合方式固定，防止预计载荷与维修操作造成移位或损坏； d）可承受正常运行过程中的气流速度影响： e）在高温环境下，其性能老化不足以影响材料的隔热性能， 若有必要，制造商应规定隔热材料的定期检验与安全要求。
测试的样品应是小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统的代表性产品。每一种新设计都必须进行 型式试验。已经提前检测过的、构成本系统的部件在其额定和规定要求范围内使用时，不需要重新进行 试验。型式试验应在模拟所设计的燃料电池发电系统的实际使用环境下进行测试。 测试环境条件如下： a）温度：25℃±5℃。 b）相对湿度：不大于75%。 c）大气压力：86kPa~106kPa 测试燃料应为制造商规定的代表性的燃料或气体混合物。若燃料电池发电系统的燃料为城镇燃气 （如人工煤气、天然气、液化石油气、二甲醚气、沼气等），测试气体的配制组分、测试压力等要求详 见GB/T13611。 测试参数的不确定度不应大于GB/T27748.1一2017的5.1.1.2的要求。 固体氧化物燃料电池的电池堆测试参照GB/T34582一2017的规定进行试验。
小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统的型式试验建议包括泄漏试验、强度试验、正常运转型式 试验、电气过载试验、关机参数、燃烧器工作特性试验、燃烧器和催化氧化反应器的自动控制试验、排 气温度试验、表面和部件温度试验、抗风试验、淋雨试验、烟气排放试验、阻塞冷凝水管试验、冷凝水 排放试验、电气安全试验、电磁兼容性试验、通风系统泄漏试验等，具体详见GB/T27748.1一2017的5.4~ 5.21的要求。
所有产品均应进行常规试验。 所有产品应在模拟的小型固定式固体氧化物燃料电池发电系统应用场景的试验环境中进行， 折需运行条件。 若燃料电池发电系统在用户指定的实际安装位置直接进行常规试验，即系统的初始启动、
GB/T 2691-2016 电阻器和电容器的标志代码NB/T108222021
试验一起进行，则要求燃料电池发电系统在安装位置连接到调节测试设备，并在制造商指定的 下运行。