隨著氫能產業在全球範圍內的快速發展,制氫設備作為核心基礎設施的重要性日益凸顯。2025 年,制氫設備行業迎來新的政策導向,國家進一步強化對氫能產業鏈安全管理的規範,推動行業向標準化、規模化方向發展。在此背景下,鹼性電解水制氫技術因商業化成熟度高、適用場景廣泛,成為行業關注的重點。其相關設備的安全管理不僅涉及設備本身的性能穩定,更關係到整個氫能生產鏈條的安全運行。本文結合行業政策要求與技術標準,對鹼性電解水制氫設備的特種設備屬性界定及安全管理規定展開分析,旨在為行業提供可參考的實踐路徑。
《2025-2030年全球及中國制氫設備行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出,鹼性電解水制氫系統主要由水處理系統、氣體處理系統、電解槽系統及電壓轉換系統構成。其中,電解槽作為核心制氫設備,通過直流電解鹼水溶液產生氫氣與氧氣,其製造材料需耐受高壓電流與電解質腐蝕;儲氫設備包括儲氫瓶組與液氫容器,需具備高強度耐壓性能以防止氫氣泄漏;配套的氫氧管道與容器則承擔氣體輸送與儲存功能,需滿足高壓環境下的密封性與安全性要求。
氫氣易燃易爆且分子滲透性強的特性,使得制氫設備面臨較高的安全風險。近年來,國內外曾發生多起因制氫設備操作失誤、管道泄漏或部件破裂引發的爆炸事故,凸顯出強化制氫設備安全管理的必要性。例如某企業因加氫設備軟管破裂導致氫氣罐爆燃的案例,充分說明設備安全管理漏洞可能引發嚴重後果。
依據 2014 版《特種設備目錄》,結合典型制氫設備參數,可對鹼性電解水制氫系統中的關鍵設備進行特種設備屬性判定:
電解槽的特種設備屬性
以國內單體產氫量最大的電解槽為例,其正常操作壓力為 1.6MPa,產氫量範圍達 1200-3000Nm³/h。對比承壓蒸汽鍋爐的判定標準,該設備在功能、容積、壓力等維度均滿足特種設備要求,可參照鍋爐設備進行安全管理。
壓力容器的特種設備屬性
制氫系統中的氧氣分離罐、氫氣分離罐等壓力容器,以典型筒形儲氣罐為例,其容積 13.9m³、設計壓力 3.3MPa,符合 「最高工作壓力≥0.1MPa、容積≥30L」 的判定條件,屬於特種設備中的壓力容器範疇。
壓力管道的特種設備屬性
在壓力型鹼性電解水制氫系統中,氫氣與氧氣輸送管道的工作壓力為 1.6MPa,公稱直徑均超過 50mm(如氫氣管道碳鋼材質直徑 153.55mm),滿足壓力管道 「介質為可燃氣體、最高工作壓力≥0.1MPa、公稱直徑≥50mm」 的標準,需按壓力管道進行安全管控。
起重機械的特種設備屬性
制氫設備組裝過程中使用的升降平台,根據《特種設備目錄》修訂內容,已不再納入特種設備管理範疇,可採用常規安全操作規範進行管理。
為落實 2025 年制氫設備行業政策對安全管理的要求,需從定期檢驗、壓力試驗及技術保障三方面強化措施:
定期檢驗機制
制氫設備使用單位需在特種設備檢驗合格有效期屆滿前 1 個月,向專業機構提出檢驗申請。檢驗合格後,需將合格標誌置於設備顯著位置;未經檢驗或檢驗不合格的設備,須停止使用直至整改達標。
壓力試驗規範
設備安裝完成後需依次進行強度試驗、氣密性試驗與泄漏量試驗:
強度試驗中,氣體介質保壓 5 分鐘、液體介質保壓 10 分鐘,以無變形、無泄漏為合格;
氣密性試驗採用潔淨空氣或氮氣,保壓 30 分鐘檢查無漏氣;
泄漏量試驗需在 24 小時內確保平均每小時泄漏率不超過 0.5%。以氫氣管道為例,不同工作壓力下的試驗壓力需按標準執行,如 0.1-3.0MPa 壓力區間的強度試驗壓力為 1.15 倍工作壓力。
技術保障措施
強化設備安全設計:從制氫設備的材料選型、結構設計到工藝優化,全流程把控安全風險,確保設備具備抗腐蝕、耐高壓的性能;
推動檢測技術創新:針對臨氫環境下的材料失效機理,開發原位檢測方法,建立金屬材料性能資料庫,提升設備隱患預警能力;
發揮第三方協同作用:加強制氫設備生產、儲運與應用環節的安全檢測合作,構建覆蓋全產業鏈的事故預防與應急處置體系。
在 2025 年制氫設備行業政策的推動下,鹼性電解水制氫設備的安全管理需以特種設備屬性界定為基礎,通過完善定期檢驗、壓力試驗等制度,結合技術創新與多方協同,構建全鏈條安全保障體系。研究表明,該系統中電解槽、壓力容器、壓力管道等核心設備均符合特種設備管理標準,需嚴格遵循相關規範。未來,隨著行業標準的進一步完善,制氫設備的安全管理將更趨精細化,為氫能產業的規模化發展奠定堅實基礎。
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