质子交换膜燃料电池供氢系统安全要求性能试验方法概况

2021-10-29 0 编辑:金莎娱场客户端 | 试验机

质子交换膜燃料电池供氢系统(以下简称"燃料电池供氢系统"或"供氢系统")的安全要求性能试验项目包括:气密性、泄漏量、压力保护、泄压装置、接地性能、防护等级等 6 项内容,各项内容对应的试验方法如下:

1、气密性

试验介质采用氢气、氦气或者其他惰性的混合物,应包含 5% 的氢气或者 10% 的氦气,或者其他已被证明可检测的含量。如果有一种介质得到相关技术部门、公告机构或者监督部门的许可后也可以作为试验介质。

气密性试验压力为设计压力,试验开始后逐渐升压,达到规定压力后保持 30min,检查所有储氢容器、压力容器、焊接点、法兰、垫片、阀门及连接处等。

2、泄漏量

供氢系统应当将泄漏试验气体压缩到规定压力,3min 内表面活性剂不产生气泡;或者使用已被证实等效的办法进行泄漏试验。允许的泄漏速率只适用于 100% 氢气,其他气体或者混合气允许的泄漏速率应当被等效成 100% 氢气的泄漏速率。

在供气系统的出口处安装精度为 0.5% 的压力计和截止阀。关闭截止阀后打开氢气的门及管路上其他的阀门,系统达到额定工作压力并稳定 1min 后,记录压力传感器测得的压力 p1。关闭氢阀门,24h 后记录压力传感器测得的压力 p2。按照式(1)进行计算,泄漏率以平均每小时小于 0.5% 为合格。

当 p1 和 p2 只略高于大气压,且两者相差不大时,在式(1)中可不必带入氢气的压缩因子。

式(1)

式中:

L——泄漏率;

T——测试时间,单位为小时(h):

p1——为测量开始时记录的压力,单位为兆帕(MPa);

p2——为测量结束时记录的压力,单位为兆帕(MPa);

Z1——p1 压力下的压缩因子;

Z2——p2 压力下的压缩因子;

T1——记录 p1 时的环境温度,单位为开尔文(K);

T2——记录 p2 时的环境温度,单位为开尔文(K)。

氢气的压缩因子按照式 2 进行计算:

式(2)

式中:

vij——系数;

p——需要计算压缩因子的压力,单位为兆帕(MPa):

T——绝对温度,单位为开尔文(K)。

3、压力保护

检测系统是否有压力测量装置,当压力高于或低于设定压力时是否有报警。

4、泄压装置

检测系统中是否有泄压装置;当系统压力大于设计压力时,泄压装置可以及时释放压力。

5、接地性能

接地检查,按以下步骤进行试验:

a)被测系统的内部电路、监控设备及所有外部电路完全断开;

b)使用数字微欧计、开尔文电桥等微电阻测量仪器,按微电阻测量仪器测量接线方法(双线或四线),测量线主接线端接主保护接地端子;测量线另一端依次接可以触及的金属部件;

c)从微电阻量仪器依次、直接读出主保护地端子与各测量点之间的连接电阻值。

6、防护等级

按照 GB/T 4208-2017 中 13.4 和 14.2.4 的规定分别进行防尘和防水试验。对于安装在舱室内或外壳内的供氢系统,该试验进行时需要把供氢系统安装在舱室内或外壳内。

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