一、标准编号及标准名称
由中国国际科技促进会归口管理、中国石油天然气管道工程有限公司提出的《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》(T/CI 1088—2025)团体标准,于2025年7月11日正式发布实施。
二、标准制定背景
(1)氢能源产业飞速发展的需求
随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的加剧,清洁能源的开发和利用成为了全球能源领域的重要任务。氢能作为一种清洁、高效的能源形式,被广泛认为是未来能源体系的重要组成部分。近年来,氢能源产业飞速发展,应用场景逐年增加,大规模集中制氢和长距离运输氢成为未来发展趋势。然而,由于氢气的低密度和高温高压等特性,其输送和储存一直是氢能产业发展的瓶颈之一。因此,建设一套高效、安全的管道输氢系统成为了迫切需要解决的问题。
(2)提升设计效率和质量的需要
通过编制设计规范,可以明确各项技术指标和要求,确保系统设计的统一性和规范性。为输氢管道设计提供明确的设计依据和参考,有助于指导设计人员进行科学合理的系统设计,提高设计效率和质量。
(3)管道安全运营的重要保障
输氢管道的安全运行是氢能产业发展的基础。计算机及仪表控制系统作为输氢管道的重要组成部分,其可靠性和稳定性对于保障输氢安全具有重要意义。通过编制设计规范,可以确保系统设计的合理性和安全性,降低安全事故的风险。规范的计算机及仪表控制系统设计可以优化输氢管道的运营流程,提高运营效率。
三、规程制定的必要性
随着氢能资源集中供给和市场需求的快速增长,输送量50-100万吨/年的大口径输氢管道已经成为发展趋势。相较于成熟的天然气管网体系,氢气管道工程建设经验相对较少,相关氢气管道设计标准尤其是计算机及仪表控制系统的设计标准规范存在空白。氢气与天然气之间存在着物性、管道材质、掺氢比和外部环境等差别,氢气进入管道后容易产生氢脆、渗透和泄漏等风险。计算机及仪表控制系统的设计是氢能安全、平稳、高效输送的重要保证。目前,天然气管道行业关于计算机及仪表控制系统已经制定了成熟的设计规范,而输氢管道缺失对应方面的设计指导文件。输氢管道作为氢能产业的重要组成部分,其计算机及仪表控制系统的设计需要遵循一定的标准和规范。
因此,有必要针对输氢管道计算机及仪表控制系统的设计编制相应的规范,用于指导相关设计,为氢气管道工程建设提供有益参考与技术支撑,从而实现保障输氢安全、提高输氢运营效率、推动氢能产业发展的目标。
四、编制过程
在编制过程中,充分考虑了规定的目的、适用性和必要性,总结了近年来天然气管道行业和氢气行业的的实践经验和技术成果,广泛吸纳了管道设计单位、建设单位、运营单位和相关主流仪表及控制系统厂家的技术成果和研究成果。通过多次内部讨论、专家咨询和修改完善,最终形成了《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》标准(图1)。
五、标准主要内容
标准规定了管道输送氢气或氢含量大于10%(按体积计)的输气管道的仪表及计算机控制系统的设计要求。包括输氢管道仪表选型、仪表安装、计算机控制系统、生产辅助高级应用系统、工业控制系统网络安全、控制室及机柜间及供电、接地、防雷等辅助系统的技术要求。标准适用于通过能力不小于100 m3/h(标准参比条件下)输送纯氢气的管道或氢气含量大于10%(按体积计)的掺氢长输输气管道及城镇燃气管网的设计。
六、标准实施意义
(1)技术空白填补
国内尚无完整的输氢管道仪表及计算机控制系统设计指导标准,该规定的制定填补了这一技术空白,为输氢管道的设计提供了重要的技术支撑。
(2)保障设计的统一性和规范性
输氢管道作为氢能产业的重要组成部分,其计算机及仪表控制系统的设计需要遵循一定的标准和规范。通过编制设计规范,可以明确各项技术指标和要求,确保系统设计的统一性和规范性。
(3)提升设计效率和质量
氢气与天然气之间存在着物性、管道材质、掺氢比和外部环境等差别,氢气进入管道后容易产生氢脆、渗透和泄漏等风险。本标准为输氢管道设计提供明确的设计依据和参考,有助于指导设计人员进行科学合理的系统设计,提高设计效率和质量。
(4)保障管道安全、高效运行
依据本标准开展设计工作,可以确保输氢管道仪表及计算机控制系统设计的合理性和安全性,降低安全事故的风险。规范的计算机及仪表控制系统设计可以优化输氢管道的运营流程,提高输氢管道的运营效率。
七、主要工程实践与产业化应用
多年来,中国石油天然气管道工程有限公司(管道设计院)一直致力于长输油气管道工程以及新能源领域的专业勘察设计咨询服务, 承担了国内80% 以上的长输管道工程勘察设计业务,是中国唯一的长输管道工程勘察设计咨询专业企业,为我国油气管道行业设计指导院。牵头完成了国家科技部氢能专项课题《城镇纯氢管网输配关键技术研发与应用》和集团公司课题《中长距离管道纯氢/掺氢输送关键技术研究》、《管道储输氢基础理论、安全及新材料研究》、《中高压纯氢掺氢管道测试测试技术与平台研究》等课题的研究工作。并承揽了国内第一条纯氢管道-康保-曹妃甸氢气长输管道的设计。
2024年5-12月,我院承揽了塔城地区骨干输氢管网建设项目,管道起点位于塔城地区托里县铁厂沟产业园,末点位于乌苏市东工业园区。包括3座站场和8座阀室。我院参照《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》对该工程的仪表及控制系统进行了设计。管道采用以计算机为核心的监视和数据采集(SCADA)系统,并设置了远程诊断系统、一体化管控平台等生产辅助高级应用系统。实现了调控中心对管道、站场及阀室的“集中监控、优化运行和统一调度管理”,全线实现集中监控、综合巡检、集中维修、统一应急指挥的区域化管理模式,站场实现“无人操作、无人值守、有人看护”的监控水平。
2025年,报批稿发布后,我院又承揽了《康保-曹妃甸氢气长输管道项目》,管道起点位于张家口市康保县,末点位于唐山市曹妃甸区,线路全长972.7公里,设计压力7.1兆帕。该项目同样遵循《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》对该工程的温度、压力监测仪表、计量系统、气体泄漏系统以及控制系统进行了设计。该管线建成后,将满足北京市和河北省唐山市氢气消费需求,有效实现内蒙古自治区和张家口、承德地区绿氢外送,有力推动京津冀地区氢能一体化发展,有效解决环境污染,满足节能减排的需要。
八、小结
通过制定和实施《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》,不仅可以解决当前存在的技术空白和设计依据问题,降低输氢管道安全事故的风险,提升管道运营管理效率,并统一输氢管道行业设计规范,为输氢管道的安全、高效运行提供重要保障。
由中国国际科技促进会归口管理、中国石油天然气管道工程有限公司提出的《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》(T/CI 1088—2025)团体标准,于2025年7月11日正式发布实施。
二、标准制定背景
(1)氢能源产业飞速发展的需求
随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的加剧,清洁能源的开发和利用成为了全球能源领域的重要任务。氢能作为一种清洁、高效的能源形式,被广泛认为是未来能源体系的重要组成部分。近年来,氢能源产业飞速发展,应用场景逐年增加,大规模集中制氢和长距离运输氢成为未来发展趋势。然而,由于氢气的低密度和高温高压等特性,其输送和储存一直是氢能产业发展的瓶颈之一。因此,建设一套高效、安全的管道输氢系统成为了迫切需要解决的问题。
(2)提升设计效率和质量的需要
通过编制设计规范,可以明确各项技术指标和要求,确保系统设计的统一性和规范性。为输氢管道设计提供明确的设计依据和参考,有助于指导设计人员进行科学合理的系统设计,提高设计效率和质量。
(3)管道安全运营的重要保障
输氢管道的安全运行是氢能产业发展的基础。计算机及仪表控制系统作为输氢管道的重要组成部分,其可靠性和稳定性对于保障输氢安全具有重要意义。通过编制设计规范,可以确保系统设计的合理性和安全性,降低安全事故的风险。规范的计算机及仪表控制系统设计可以优化输氢管道的运营流程,提高运营效率。
三、规程制定的必要性
随着氢能资源集中供给和市场需求的快速增长,输送量50-100万吨/年的大口径输氢管道已经成为发展趋势。相较于成熟的天然气管网体系,氢气管道工程建设经验相对较少,相关氢气管道设计标准尤其是计算机及仪表控制系统的设计标准规范存在空白。氢气与天然气之间存在着物性、管道材质、掺氢比和外部环境等差别,氢气进入管道后容易产生氢脆、渗透和泄漏等风险。计算机及仪表控制系统的设计是氢能安全、平稳、高效输送的重要保证。目前,天然气管道行业关于计算机及仪表控制系统已经制定了成熟的设计规范,而输氢管道缺失对应方面的设计指导文件。输氢管道作为氢能产业的重要组成部分,其计算机及仪表控制系统的设计需要遵循一定的标准和规范。
因此,有必要针对输氢管道计算机及仪表控制系统的设计编制相应的规范,用于指导相关设计,为氢气管道工程建设提供有益参考与技术支撑,从而实现保障输氢安全、提高输氢运营效率、推动氢能产业发展的目标。
四、编制过程
在编制过程中,充分考虑了规定的目的、适用性和必要性,总结了近年来天然气管道行业和氢气行业的的实践经验和技术成果,广泛吸纳了管道设计单位、建设单位、运营单位和相关主流仪表及控制系统厂家的技术成果和研究成果。通过多次内部讨论、专家咨询和修改完善,最终形成了《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》标准(图1)。
五、标准主要内容
标准规定了管道输送氢气或氢含量大于10%(按体积计)的输气管道的仪表及计算机控制系统的设计要求。包括输氢管道仪表选型、仪表安装、计算机控制系统、生产辅助高级应用系统、工业控制系统网络安全、控制室及机柜间及供电、接地、防雷等辅助系统的技术要求。标准适用于通过能力不小于100 m3/h(标准参比条件下)输送纯氢气的管道或氢气含量大于10%(按体积计)的掺氢长输输气管道及城镇燃气管网的设计。
六、标准实施意义
(1)技术空白填补
国内尚无完整的输氢管道仪表及计算机控制系统设计指导标准,该规定的制定填补了这一技术空白,为输氢管道的设计提供了重要的技术支撑。
(2)保障设计的统一性和规范性
输氢管道作为氢能产业的重要组成部分,其计算机及仪表控制系统的设计需要遵循一定的标准和规范。通过编制设计规范,可以明确各项技术指标和要求,确保系统设计的统一性和规范性。
(3)提升设计效率和质量
氢气与天然气之间存在着物性、管道材质、掺氢比和外部环境等差别,氢气进入管道后容易产生氢脆、渗透和泄漏等风险。本标准为输氢管道设计提供明确的设计依据和参考,有助于指导设计人员进行科学合理的系统设计,提高设计效率和质量。
(4)保障管道安全、高效运行
依据本标准开展设计工作,可以确保输氢管道仪表及计算机控制系统设计的合理性和安全性,降低安全事故的风险。规范的计算机及仪表控制系统设计可以优化输氢管道的运营流程,提高输氢管道的运营效率。
七、主要工程实践与产业化应用
多年来,中国石油天然气管道工程有限公司(管道设计院)一直致力于长输油气管道工程以及新能源领域的专业勘察设计咨询服务, 承担了国内80% 以上的长输管道工程勘察设计业务,是中国唯一的长输管道工程勘察设计咨询专业企业,为我国油气管道行业设计指导院。牵头完成了国家科技部氢能专项课题《城镇纯氢管网输配关键技术研发与应用》和集团公司课题《中长距离管道纯氢/掺氢输送关键技术研究》、《管道储输氢基础理论、安全及新材料研究》、《中高压纯氢掺氢管道测试测试技术与平台研究》等课题的研究工作。并承揽了国内第一条纯氢管道-康保-曹妃甸氢气长输管道的设计。
2024年5-12月,我院承揽了塔城地区骨干输氢管网建设项目,管道起点位于塔城地区托里县铁厂沟产业园,末点位于乌苏市东工业园区。包括3座站场和8座阀室。我院参照《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》对该工程的仪表及控制系统进行了设计。管道采用以计算机为核心的监视和数据采集(SCADA)系统,并设置了远程诊断系统、一体化管控平台等生产辅助高级应用系统。实现了调控中心对管道、站场及阀室的“集中监控、优化运行和统一调度管理”,全线实现集中监控、综合巡检、集中维修、统一应急指挥的区域化管理模式,站场实现“无人操作、无人值守、有人看护”的监控水平。
2025年,报批稿发布后,我院又承揽了《康保-曹妃甸氢气长输管道项目》,管道起点位于张家口市康保县,末点位于唐山市曹妃甸区,线路全长972.7公里,设计压力7.1兆帕。该项目同样遵循《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》对该工程的温度、压力监测仪表、计量系统、气体泄漏系统以及控制系统进行了设计。该管线建成后,将满足北京市和河北省唐山市氢气消费需求,有效实现内蒙古自治区和张家口、承德地区绿氢外送,有力推动京津冀地区氢能一体化发展,有效解决环境污染,满足节能减排的需要。
八、小结
通过制定和实施《输氢管道仪表及计算机控制系统设计规范》,不仅可以解决当前存在的技术空白和设计依据问题,降低输氢管道安全事故的风险,提升管道运营管理效率,并统一输氢管道行业设计规范,为输氢管道的安全、高效运行提供重要保障。