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ZHFCA

團體標準

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固體氧化物燃料電池單電池工廠設計規范

Codefordesignofsolidoxidefuelcellsinglecellplant

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發布XXXX-XX-XX實施

發布

T/ZHFCAXXXX—20XX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定

起草。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利，本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。

本文件由××××提出。

本文件由××××歸口。

本文件起草單位：

本文件主要起草人：

III

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固體氧化物燃料電池單電池工廠設計規范

1范圍

本文件規定了固體氧化物燃料電池單電池工廠（以下簡稱“工廠”）的設計規范，包括基本規定、總

體規劃、工藝、建筑結構、氣體動力、供暖、通風、空氣調節與凈化、給水排水及電氣設計等內容。

本文件適用于固體氧化物燃料電池單電池工廠的新建、擴建或改建的工程設計和固體氧化物燃料

電池單電池研發、生產和測試的場所設計。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB3095環境空氣質量標準

GB8978污水綜合排放標準

GB16297大氣污染物綜合排放標準

GB18599一般工業固體廢物貯存和填埋污染控制標準

GB/T28816燃料電池術語

GB50009建筑結構荷載規范

GB50010混凝土結構設計規范

GB50011建筑抗震設計規范

GB50013室外給水設計標準

GB50014室外排水設計標準

GB50015建筑給水排水設計標準

GB50016建筑設計防火規范

GB50017鋼結構設計標準

GB50019工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范

GB50029壓縮空氣站設計規范

GB50052供配電系統設計規范

GB50058爆炸危險環境電力裝置設計規范

GB50073潔凈廠房設計規范

GB50084自動噴水滅火系統設計規范

GB/T50087工業企業噪聲控制設計規范

GB/T50102工業循環水冷卻設計規范

GB50116火災自動報警系統設計規范

GB50140建筑滅火器配置設計規范

GB50151泡沫滅火系統技術標準

GB50153工程結構可靠性設計統一標準

GB50187工業企業總平面設計規范

GB50193二氧化碳滅火系統設計規范

GB50219水噴霧滅火系統設計規范

GB50222建筑內部裝修設計防火規范

GB50223建筑工程抗震設防分類標準

GB50316工業金屬管道設計規范

GB50370氣體滅火系統設計規范

GB50646特種氣體系統工程技術規范

GB50724大宗氣體純化及輸送系統工程技術規范

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GB50974消防給水及消火栓系統技術規范

GB50981建筑機電工程抗震設計規范

GB51245工業建筑節能設計統一標準

GBJ22廠礦道路設計規范

NB/T10193固體氧化物燃料電池術語

3術語和定義

GB/T28816、NB/T10193界定的術語和定義適用于本文件。

4基本規定

工廠設計應遵循國家節約集約用地、保護環境、安全衛生和消防防火的有關規定，并符合工廠所

在地的城鄉規劃要求。

工廠設計應符合下列規定：

a)應保證產品質量和生產效率；

b)根據工藝特點，宜采用新技術、新設備、新工藝；

c)應具有一定的靈活性和適應性；

d)應進行符合產品要求的生產環境設計。

工廠生產能力應根據產品類型、良品率和經濟規模進行設計，宜預留適應未來發展的擴產條件；

生產空間及其布置、生產環境參數和動力供應條件應根據工藝生產的要求確定，同時宜兼顧技術

改造升級條件。

廠外配套設施，如給水排水、供電、供熱、道路、環境保護等工程，應結合建廠地區條件與相關

部協調后確定方案。

5總體規劃

一般規定

5.1.1工廠的總體規劃應根據工廠的規模、生產流程、交通運輸、環境保護、安全衛生、消防防火等

要求，結合場地自然條件、用地周邊環境確定。

5.1.2工廠選址應符合下列要求：

a)應滿足城市中遠期規劃的要求，節約用地和合理用地；

b)應綜合考慮土地資源利用、工程投資、環保節能等技術經濟條件；

c)宜選擇空氣含塵和有害氣體濃度較低的地區，滿足GB3095的有關規定；

d)宜選擇供氣、供電、供熱、供水供應充足，交通便利的地區。

總平面布置

5.2.1工廠的總平面布置應符合生產流程要求，分區明確，合理布置生產區、動力區、氣體站、倉儲

區、辦公區及生活服務區等功能區域。

5.2.2廠區宜設置環形消防車道，建筑物間距應滿足安全、消防、運輸、衛生等要求，并應符合GB

50016的有關規定。

5.2.3動力區靠近主廠房布置，生活服務區宜獨立設置，并符合GB50187的有關規定。

5.2.4甲乙類物品庫和甲乙類氣體站應獨立設置管理，應位于廠區的邊緣地帶，防火間距應符合GB

50016及GB50646的有關規定。

5.2.5廠區道路面層應選用整體性能好、發塵少的材料，道路設計應符合GBJ22及GB50187的有關

規定。

豎向設計

5.3.1豎向設計應與總平面布置同時進行，統一考慮，并與區域總體規劃、廠外道路、廠外排水管網、

廠區周圍地區等相協調。

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5.3.2豎向布置方式應結合實際地形、生產工藝、運輸方式、水文地質條件等合理確定。

5.3.3豎向設計應符合防洪排澇要求，場地內應設有排除地面及道路路面雨水至城市排水系統的設施，

且宜按照當地規定采取雨水回收利用措施。

5.3.4廠區出入口標高不宜低于廠外道路路面標高。建筑物室內地面標高應高于室外地面標高，高差

不應小于0.15m。

交通組織

5.4.1工廠的人流出入口與物流進出口宜分開設置。

5.4.2工廠應設裝卸貨區，宜靠近貨流出口設置，但不應占用消防通道。

5.4.3廠內應根據當地規劃設計要求設置停車場地。

6工藝

一般規定

6.1.1工廠的工藝設計應符合下列規定：

a)確保生產效率和產品質量；

b)確保生產人員的勞動安全，減輕勞動強度；

c)確保生產線物流順暢；

d)具有靈活性和適應性；

e)有利于降低工廠造價和運行費用。

6.1.2生產空間及其布置、生產環境參數和動力供應條件應根據工藝生產的要求確定，同時兼顧技術

改造升級。

6.1.3工廠中應設置與主生產工藝及測試相關的輔助生產設施。

基本工序

6.2.1單電池工廠的生產工序可參照附錄A固體氧化物燃料電池單電池典型生產工藝流程確定。此外，

生產工序根據單電池支撐形式、材料體系及形狀的不同可采用不同的工藝流程。

6.2.2以下輔助生產工序可采用外部協作方式實現：

a)生產設備的檢修，儀器儀表的檢驗；

b)生產工藝過程需使用的工具、夾具、模具的制作和修理；

c)原輔材料及成品的廠外運輸；

d)潔凈服的清洗；

e)廢液和其他固體廢棄物的回收處理。

工藝要求

6.3.1粉體預處理工藝應符合下列規定：

a)應對粉體進行過篩處理，使其滿足混料前的粒度要求；

b)在煅燒前，應選擇潔凈及耐溫滿足要求的匣缽；

c)在燒結爐煅燒時，預處理溫度可根據粉體材質選擇溫度。

6.3.2支撐體漿料間、絲印漿料間應符合以下規定：

a)應可調控溫度和相對濕度；

b)應配備廢氣收集及處理裝置或收集后統一處理；

c)應配備排風設施；

d)操作過程中應佩戴合適的手套和口罩，并應打開排風。

6.3.3流延成型工藝應符合下列規定：

a)流延機寬度應滿足批量生產的產量要求；

b)刀口可以微調以滿足流延厚度的要求；

c)烘干多溫區布置，烘干溫度可調節并滿足烘干要求；

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d)排風應連接）尾氣處理設備。

6.3.4切片工藝應符合下列規定：

a)切片模具尺寸應符合設計要求；

b)切片的過程中應避免對電池片產生擠壓；

c)切片完成后應對磨具進行吸附清掃；

d)切片機應配備安全防護裝置。

6.3.5絲網印刷工藝應符合下列規定：

a)應按照圖形精度和厚度要求選擇適當的網版和刮板頭；

b)刮板的硬度應根據印刷要求進行選取；

c)刮板壓力、往返行程、印刷速度、離網高度等工藝參數應根據印刷要求進行調整；

d)應根據工藝要求選取適合的絲印漿料；

e)正式印刷前應先定位并試印；

f)印刷圖形應根據設計圖形進行檢測；

g)印刷后的電池片應在烘箱烘干。

6.3.6燒結工藝應符合下列規定：

a)設備的電、氣等條件應滿足燒結工藝要求；

b)箱式燒結爐運行前應檢查程序是否滿足燒結工藝要求；

c)連續式燒結爐燒結前設備的運行速度、氣體流量、各溫區的溫度應符合燒結工藝要求；

d)待燒結的電池片應放置在承燒板上，如有需要可放多層承燒板，中間應用立柱隔開，承燒板應

平整；

e)燒結過程應在燒結溫度保持一定時間，以促進燒結；

f)箱式燒結爐冷卻過程中隨爐冷卻，燒結爐內溫度低于200℃時可打開爐門進行空冷；

g)箱式燒結爐燒結時，承燒板應放入燒結爐爐膛中的恒溫區內，并將熱電偶等測溫裝置放置到合

適位置。連續式燒結爐燒結時，產品應按照工藝要求放在承燒板上，承燒板進入連續式燒結爐

中依次完成升溫、保溫、降溫等燒結過程。

h)燒結過程應采用測溫熱電偶或測溫環等裝置校準燒結溫度。

6.3.7測試工藝應符合下列規定：

a)電池片密度測試宜采用阿基米德法測量，測試前電池片表面涂敷蠟油，填滿電池片表面孔隙；

b)尺寸的測量和翹曲度測量宜采用游標卡尺或三位測量儀等；

c)電池片的表面形貌測試宜采用掃描電子顯微鏡進行；

d)機械強度測試宜采用萬能測試機進行；

e)電池片電化學測試宜采用電化學工作站進行。

設備配置

6.4.1應根據生產線的組線方式、產品種類、生產規模、生產效率、運行管理與成本控制目標、節能

環保要求等因素，合理配置電池片生產線的加工設備與檢測儀器。

6.4.2單電池生產設備和輔助設備宜選擇自動化程度高、耗能低、排放少的設備，潔凈區內的生產設

備應符合GB50073的有關規定。

6.4.3大規模生產宜采用全自動生產線。采用人工傳輸時，應配置搬運車和相應的產品載具。

7建筑結構

一般規定

7.1.1廠房的平面和空間布局應滿足產品生產工藝流程、輔助設施以及消防的要求，并適應產品生產

發展的靈活性。

7.1.2廠房圍護結構材料的選擇應滿足生產工藝對環境的氣密、保溫、隔熱、防火、防水、防潮、防

塵等要求。

7.1.3廠房圍護結構傳熱系數限值應符合GB51245的有關規定。外墻、外窗、屋面的內表面溫度不應

低于室內空氣露點溫度。

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7.1.4廠房潔凈區的設計應符合GB50073的有關規定。

7.1.5廠房室內裝修應符合GB50222的有關規定。

7.1.6易產生噪聲和振動的動力機房應采取有效的消音、降噪、隔聲、隔振措施，并應符合GB/T50087

的有關規定。

防火安全及疏散

7.2.1工廠的火災危險性分類、防火分區劃分及安全出口設置等應符合GB50016的相關規定，生產

廠房的耐火等級不應低于二級。

室內裝修

7.3.1廠房內部裝修應符合GB50222和GB50073的有關規定。

7.3.2工廠的建筑圍護結構和室內裝修，應選用氣密性良好，穩定無塵的內墻材料。

7.3.3有爆炸危險的甲、乙類物品的存儲間、配送間應采用不發火的防靜電地面，腐蝕性化學品的存

儲間應采取防腐蝕設施。

結構設計

7.4.1生產廠房抗震設防分類應符合GB50223的有關規定，抗震設防類別不應低于標準設防類；結

構的抗震措施及抗震構造措施應符合GB50011的有關規定。

7.4.2生產廠房建筑結構安全等級應符合GB50153的有關規定，且安全等級不應低于二級，結構設

計使用年限不應低于50年。

7.4.3生產廠房宜采用鋼結構、鋼筋混凝土結構或鋼-混凝土混合結構，且宜采用裝配式結構。

7.4.4生產廠房結構的荷載作用效應及作用組合應符合GB50153、GB50009、GB50017、GB50010

和GB50011的有關規定。

建筑材料

7.5.1混凝土、鋼筋的力學性能指標應符合GB50010的有關規定。

7.5.2鋼材的力學性能指標應符合GB50017的有關規定。

8氣體動力

一般規定

8.1.1工廠氣體的制備、儲存和分配系統，應符合GB50016、GB50029、GB50724和GB50646的有

關規定。

8.1.2氣體管路設計應符合GB50316的有關規定，管路布置宜短直、靠近使用點。

8.1.3氣體的供氣方式和供氣系統應根據氣體用量、氣體品質和當地的供氣狀況等因素，通過經濟技

術比較后確定。

8.1.4氣體管路抗震設計應符合GB50981的有關規定。

大宗氣體

8.2.1大宗氣體供應系統宜在廠區內或廠外鄰近處設置。

8.2.2氫氣、氧氣管道采取安全技術措施的設置應符合下列規定：

a)不應穿過生活間、辦公室；

b)當必須穿過不使用此類氣體的其他房間時，應設套管或使用雙層管；

c)應設置導除靜電的接地設施；

d)引入管道上應設置自動切斷閥。

8.2.3氫氣管道干管的終端或最高點應設置放散管。放散管應引至室外，位置高出建筑屋脊1.0m，并

應設置阻火器，防風雪、防雜物侵入的裝置，以及防雷保護等設施。

8.2.4氫氣管道應設置吹掃口，設置位置應滿足氫氣管道內氣體吹掃、置換要求。

8.2.5氣體管道連接應符合下列規定：

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a)不銹鋼管道焊接應采用氬弧焊，且宜采用自動氬弧焊或等離子熔融對接焊；

b)管道與設備的連接形式應符合設備的連接要求，宜采用法蘭或雙卡套連接，其密封材料宜采用

金屬墊或聚四氟乙烯墊。當采用軟管連接時，宜采用金屬軟管。

特種氣體供應

8.3.1特種氣體宜采用瓶裝氣體供應，在廠區內應設置儲存、分配系統；

8.3.2廠房內易燃、腐蝕性或有毒特種氣體輸送系統的設置，應符合下列規定：

a)特種氣體鋼瓶應放置在具有連續機械排風的特殊氣體鋼瓶柜中；

b)排風系統、泄漏報警、自動切斷閥均應設置應急電源；

c)特種氣體分配系統設置支管或供應多臺生產設備使用時，應設置閥門箱或多路閥門箱。

8.3.3特種氣體分配系統應符合下列規定：

a)設置吹掃盤；

b)設置緊急切斷裝置；

c)設置過流量控制裝置；

d)不相容特種氣體不應共用吹掃氮氣源。

8.3.4可燃和有毒特種氣體管道不應穿過不使用該氣體的房間。

壓縮空氣

8.4.1干燥壓縮空氣系統應根據生產工藝要求、供氣量和供氣品質等因素確定，并符合下列規定：

a)供氣規模應按生產工藝所需實際用氣量及系統損耗量確定；

b)供氣品質應根據生產工藝對含水量、含油量、微粒粒徑的要求確定；

c)宜選用能耗及噪聲低的無油潤滑空氣壓縮機。

8.4.2風冷式空氣壓縮機及風冷式干燥裝置的設置場所及設備布置，應采取防止冷卻空氣發生短路的

措施。

8.4.3壓縮空氣系統宜設置熱回收系統。

8.4.4干燥壓縮空氣管道內輸送壓力露點低于-40℃時，宜采用不銹鋼管或鋁合金管。閥門宜采用球

閥。

9供暖、通風、空氣調節與凈化

一般規定

9.1.1工廠供暖、通風、空調和空氣凈化系統的設計應滿足生產工藝對生產環境的要求，并適應不同

生產負荷的需求。

9.1.2潔凈室的氣流組織應根據潔凈度等級、生產工藝要求、潔凈室空間尺寸以及技術經濟比較結果

確定。

9.1.3廠房采暖、通風、空調系統設計應符合GB50019的有關規定。

9.1.4生產工藝中散發的物質對其他工序的產品質量及人員安全衛生有影響的凈化空氣調節系統應分

開設置。

供暖、通風與廢氣處理

9.2.1潔凈室內不應采用散熱器供暖。

9.2.2生產廠房內連續產生有害氣體的工藝設備，應設置局部排風裝置。

9.2.3惰性氣體存放房間應設置連續的排風系統，并應設置事故通風。

9.2.4含有易燃易爆物質的排風系統應與一般排風分開設置，并應采取防火防爆和安全排放措施。

9.2.5工廠廢氣應經凈化處理設施處理后達標排放，應符合GB16297的有關規定。

9.2.6工廠廢氣系統應設置粉塵清掃裝置或收集裝置等。

9.2.7易產生和放散大量爆炸性氣體或有害氣體的房間，應設置事故通風系統。事故通風換氣次數不

應小于12次/h。事故通風系統應設置自動、手動控制開關，手動開關應設置在室內外便于操作的地方。

9.2.8廢氣系統的管道穿越防火墻或防火隔墻時，其防火閥的設置應符合GB50016的有關規定。

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9.2.9工廠應對污染物排放狀況及對周邊環境質量的影響開展自行監測，并公開監測結果，其監測要

求應符合GB18599的有關規定。

空氣調節與凈化

9.3.1廠房內的空氣潔凈度等級、溫度、濕度，應符合生產工藝的要求。工藝無特殊要求時，濕度宜

控制為40-70%，溫度宜控制為22-27℃。

9.3.2廠房內空氣調節系統符合下列情況之一時，宜分開設置：

a)對溫、濕度控制要求差別大的房間；

b)凈化空調系統與一般空調系統；

c)容易產生交叉污染的區域；

d)工藝設備發熱量相差懸殊的不同房間。

9.3.3空氣調節區的氣流組織形式應根據房間的溫濕度參數及精度、工藝設備的布置、潔凈等級、風

速、噪聲建筑裝修等要求確定，并符合下列規定：

a)工作區的氣流分布應均勻；

b)工作區的氣流流速應符合生產工藝和工作人員健康的要求；

c)當生產區為潔凈區時，氣流流型應符合潔凈度的要求。

9.3.4潔凈室的送風量應符合GB50073的有關規定。

9.3.5對化學污染物有控制要求的生產車間，宜采取化學過濾或其他去除設施。

9.3.6室外空氣計算參數應符合GB50019的有關規定。

防煙排煙

9.4.1防煙排煙系統的設計應符合GB50016的有關規定，并符合下列要求：

a)防煙樓梯間、前室或合用前室應設置自然排煙設施，當不能滿足自然排煙要求時，應設置機械

防煙系統；

b)廠房中不能滿足自然排煙的疏散通道，應設置機械排煙系統；

c)機械排煙系統與通風、空調系統宜分開設置；

d)潔凈室的排煙系統應有防止室外氣流倒灌的設施，并應設置旁通管路。

10給水排水

一般規定

10.1.1給水排水系統的設計應根據生產、生活、消防以及環保的要求，合理選擇水的綜合利用方案，

做到技術先進、經濟合理、節水節能，減少排污。

10.1.2工廠建筑的室內給水排水設計應符合GB50015的有關規定。

10.1.3對有潔凈要求的工藝區域，室內給水排水管道設計應符合GB50073的有關規定。

10.1.4給水排水管道不宜穿過高溫區域，當必須穿越時，應采取隔熱措施。給排水管道在存在凍結風

險的環境下應采取防凍措施，外表面存在結露風險時，應采取防結露措施。

10.1.5室外給水排水設計應符合GB50013和GB50014的有關規定。

給水排水

10.2.1給水系統應根據生產工藝和設備對水質、水壓、水溫的要求進行設計。

10.2.2管材及連接件應符合生產生活的使用要求，且根據工藝用水要求設計系統、管材、連接方式。

10.2.3給水排水管道布置不應在生產設備、配電柜上方通過，不應妨礙生產操作、交通運輸和建筑物

的使用。

工藝循環冷卻水

10.3.1工藝循環冷卻水的設計應符合GB/T50102的有關規定。

10.3.2工藝循環冷卻水的水質、水溫、水壓應根據生產工藝條件確定，宜與其他冷卻水系統分開設置。

10.3.3工藝循環冷卻水的循環水泵宜采用應急備用電源；水泵應采用N+1備用，并采用變頻控制

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10.3.4工藝循環水系統的管材及配件應根據水質、水溫、水壓確定。

10.3.5工藝循環水系統應結合水質情況，合理設置水質穩定處理裝置。

廢水

10.4.1廢水處理設施應根據生產工藝排出的廢水種類、濃度和水量等特點確定，處理后的出水水質應

符合GB8978的有關規定。

10.4.2生產廢水的排水管路系統應根據廢水的種類、性質、水量以及廢水處理的工藝進行設計，宜采

用重力流的方式自流至廢水處理站。

10.4.3生產廢水干管應設置在管溝內，且管溝中應有事故排水的應急措施。

消防給水及滅火設備

10.5.1消防給水系統的設置應符合GB50016、GB50073、GB50084、GB50974的有關規定，并符合

下列要求：

a)潔凈室生產區應設置室內消火栓；

b)潔凈室向下氣流區域內應采用快速響應噴頭；

c)設置在高溫設備區頂部的噴頭，其公稱動作溫度應根據該區域局部環境溫度確定。

10.5.2廠房中的低濕工藝區域，宜在房間外安裝室內消火栓。

10.5.3氣體滅火系統的設置應符合GB50370和GB50193的有關規定。

10.5.4泡沫滅火系統的設置應符合GB50151的有關規定；水噴霧滅火系統的設置應符合GB50219

的有關規定。

10.5.5特種氣體間的消防設計應符合GB50646的有關規定。

10.5.6廠房內配置的滅火器應符合GB50140的有關規定。

11電氣設計

一般規定

11.1.1工廠的供電系統設計除應滿足生產工藝要求外，還應符合GB50052的有關規定。

11.1.2生產用主要工藝設備宜有獨立變壓器或獨立低壓饋電線路供電。

11.1.3對電源連續性有特殊要求的設備及儀表，應設置不間斷電源；對電源可靠性有特殊要求的設備，

應設置備用電源。

11.1.4廠區內有爆炸危險區域范圍應滿足GB50058的有關規定。

供配電與照明

11.2.1廠房內的低壓配電電壓等級應符合生產工藝用電要求，系統接地型式宜采用TN-S或TN-C-S

系統。

11.2.2有凈化要求的生產車間內，宜選擇不易積塵、便于擦拭的配電設備。

11.2.3主要工藝生產用房間一般照明的照度值宜為300lx~500lx，輔助生產用房間一般照明的照度值

宜為100lx~300lx。

11.2.4備用照明的設置應符合下列規定：

a)潔凈區內應設置備用照明；

b)備用照明宜作為正常照明的一部分，且不應低于該場所一般照明照度值的10%。

11.2.5廠房內應設置供人員疏散用的應急照明。在安全出入口、疏散通道或疏散通道轉角處，應按GB

50016的有關規定設置疏散標志。

11.2.6有爆炸危險的房間應采用防爆燈具，且宜安裝在較低處，并不應安裝在可燃氣體釋放源的正上

方。

信息與自控

11.3.1工廠內應設置與廠內、外聯系的通信裝置，生產區與其他工段的聯系宜設置生產對講電話。

11.3.2生產廠房宜根據生產管理和生產工藝需要設置視頻監視系統。

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11.3.3廠房應設置火災自動報警及消防聯動控制；火災自動報警及消防聯動控制及顯示功能，應符合

GB50116的有關規定。

11.3.4下列場所應設置氣體泄漏報警裝置：

a)易燃、易爆、有毒氣體的使用場所及氣體管道的管道閥門或接口及其他易泄露處；

b)易燃、易爆、有毒氣體的儲存、分配場所；

11.3.5氣體泄漏報警系統在現場及值班室應設置泄漏聲光報警裝置，報警信號應有別于火災報警系

統。氣體泄漏報警信號應接入消防控制室。

11.3.6氣體泄漏報警的聯動控制應符合下列規定：

a)應自動啟動相應的事故排風裝置，