ISO 16110-1:2007
(Main)Hydrogen generators using fuel processing technologies — Part 1: Safety
Hydrogen generators using fuel processing technologies — Part 1: Safety
ISO 16110-1:2007 applies to packaged, self-contained or factory matched hydrogen generation systems with a capacity of less than 400 m3/h at 0 °C and 101,325 kPa, herein referred to as hydrogen generators, that convert an input fuel to a hydrogen-rich stream of composition and conditions suitable for the type of device using the hydrogen (e.g. a fuel cell power system or a hydrogen compression, storage and delivery system). It applies to hydrogen generators using one or a combination of the following input fuels: — natural gas and other methane-rich gases derived from renewable (biomass) or fossil fuel sources, e.g. landfill gas, digester gas, coal mine gas; — fuels derived from oil refining, e.g. diesel, gasoline, kerosene, liquefied petroleum gases such as propane and butane; — alcohols, esters, ethers, aldehydes, ketones, Fischer-Tropsch liquids and other suitable hydrogen-rich organic compounds derived from renewable (biomass) or fossil fuel sources, e.g. methanol, ethanol, di-methyl ether, biodiesel; — gaseous mixtures containing hydrogen gas, e.g. synthesis gas, town gas. ISO 16110-1:2007 is applicable to stationary hydrogen generators intended for indoor and outdoor commercial, industrial, light industrial and residential use. It aims to cover all significant hazards, hazardous situations and events relevant to hydrogen generators, with the exception of those associated with environmental compatibility (installation conditions), when they are used as intended and under the conditions foreseen by the manufacturer.
Générateurs·d'hydrogène·faisant·appel·aux·technologies·du·traitement·du·carburant — Partie 1: Sécurité
L'ISO 16110-1:2007 s'applique aux systèmes de génération d'hydrogène conditionnés, autonomes ou adaptables en sortie usine, d'une capacité inférieure à 400 m3/h à 0 °C et 101,325 kPa, appelés ci-après générateurs d'hydrogène, permettant de convertir un carburant d'entrée en gaz riche en hydrogène, de composition et de conditions adaptées aux dispositifs fonctionnant à l'hydrogène (systèmes d'alimentation à pile à combustible ou systèmes de compression, de stockage et de distribution d'hydrogène, par exemple). Elle s'applique aux générateurs d'hydrogène utilisant un ou une combinaison des carburants d'entrée ci‑dessous: le gaz naturel et autres gaz riches en méthane dérivés de sources d'énergie renouvelables (biomasses) ou fossiles (gaz de décharge, gaz de digestion, gaz houiller, par exemple); les carburants issus du raffinage du pétrole (le diesel, l'essence, le kérosène, les gaz de pétrole liquéfié comme le propane et le butane, par exemple); les alcools, les esters, les éthers, les aldéhydes, les cétones, les liquides Fischer-Tropsch et autres composés organiques riches en hydrogène adaptés, dérivés de sources d'énergie renouvelables (biomasses) ou fossiles (méthanol, éthanol, diméthyléther, biodiesel, par exemple); les mélanges de gaz contenant de l'hydrogène (gaz de synthèse, gaz de ville, par exemple). L'ISO 16110-1:2007 s'applique aux générateurs d'hydrogène stationnaires destinés à une utilisation commerciale, industrielle, semi-industrielle ou domestique, intérieure ou extérieure. Elle a pour objet de couvrir tous les phénomènes dangereux, situations et événements dangereux significatifs liés aux générateurs d'hydrogène, à l'exception de ceux liés à la compatibilité environnementale (conditions d'installation), lorsqu'ils sont utilisés normalement et dans les conditions prévues par le fabricant.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16110-1
First edition
2007-03-15
Hydrogen generators using fuel
processing technologies —
Part 1:
Safety
Générateurs d'hydrogène utilisant les technologies de traitement
du carburant —
Partie 1: Sécurité
Reference number
©
ISO 2007
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 4
4 Safety requirements and protective measures. 12
4.1 Safety and reliability analysis. 12
4.2 Configuration . 12
4.3 Physical environment and operating conditions . 13
4.4 Design requirements . 15
4.5 Selection of materials. 17
4.6 Pressure equipment and piping. 19
4.7 Prevention of fire and explosion hazards . 22
4.8 Prevention of electrical hazards. 27
4.9 Electromagnetic compatibility (EMC) . 28
4.10 Control systems and protective/safety components . 28
4.11 Pneumatic and hydraulic equipment. 32
4.12 Valves. 33
4.13 Rotating equipment . 33
4.14 Cabinets. 35
4.15 Thermal insulating systems and materials . 36
4.16 Utilities. 36
4.17 Installation and maintenance . 36
5 Test methods. 37
5.1 Measurement uncertainties. 37
5.2 Test fuels and pressures . 38
5.3 Basic test arrangements . 38
5.4 Type/qualification tests. 39
5.5 Routine tests . 54
6 Marking, labelling and packaging . 54
6.1 Hydrogen generator marking . 54
6.2 Marking of components . 55
6.3 Product’s technical documentation. 55
Annex A (informative) Significant hazards and hazardous situations dealt with in this
International Standard. 63
Annex B (informative) Carburization and material compatibility for hydrogen service . 65
Annex C (informative) Recycling of hydrogen generators. 70
Annex D (informative) Considerations for the installation of hydrogen generators. 71
Bibliography . 73
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 16110-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 197, Hydrogen technologies.
ISO 16110 consists of the following parts, under the general title Hydrogen generators using fuel processing
technologies:
⎯ Part 1: Safety
⎯ Part 2: Procedures to determine efficiency
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Introduction
The machine concerned and the extent to which hazards, hazardous situations and events are covered are
indicated in the scope of this part of ISO 16110.
This part of ISO 16110 provides requirements and recommendations relating to hydrogen generators using
fuel-processing technologies so as to promote:
⎯ safety of persons and property;
⎯ consistency of control response; and
⎯ ease of maintenance.
High performance is not to be obtained at the expense of the essential factors mentioned above.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 16110-1:2007(E)
Hydrogen generators using fuel processing technologies —
Part 1:
Safety
1 Scope
This part of ISO 16110 applies to packaged, self-contained or factory matched hydrogen generation systems
with a capacity of less than 400 m /h at 0 °C and 101,325 kPa, herein referred to as hydrogen generators, that
convert an input fuel to a hydrogen-rich stream of composition and conditions suitable for the type of device
using the hydrogen (e.g. a fuel cell power system or a hydrogen compression, storage and delivery system).
It applies to hydrogen generators using one or a combination of the following input fuels:
⎯ natural gas and other methane-rich gases derived from renewable (biomass) or fossil fuel sources, e.g.
landfill gas, digester gas, coal mine gas;
⎯ fuels derived from oil refining, e.g. diesel, gasoline, kerosene, liquefied petroleum gases such as propane
and butane;
⎯ alcohols, esters, ethers, aldehydes, ketones, Fischer-Tropsch liquids and other suitable hydrogen-rich
organic compounds derived from renewable (biomass) or fossil fuel sources, e.g. methanol, ethanol,
di-methyl ether, biodiesel;
⎯ gaseous mixtures containing hydrogen gas, e.g. synthesis gas, town gas.
This part of ISO 16110 is applicable to stationary hydrogen generators intended for indoor and outdoor
commercial, industrial, light industrial and residential use.
It aims to cover all significant hazards, hazardous situations and events relevant to hydrogen generators, with
the exception of those associated with environmental compatibility (installation conditions), when they are
used as intended and under the conditions foreseen by the manufacturer.
NOTE A list of significant hazards and hazardous situations dealt with in this part of ISO 16110 is found in Annex A.
This part of ISO 16110 is a product safety standard suitable for conformity assessment as stated in
IEC Guide 104, ISO/IEC Guide 51 and ISO/IEC Guide 7.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 4080, Rubber and plastics hoses and hose assemblies — Determination of permeability to gas
ISO 4413, Hydraulic fluid power — General rules relating to systems
ISO 4414, Pneumatic fluid power — General rules relating to systems
ISO 5388, Stationary air compressors — Safety rules and code of practice
ISO 10439, Petroleum, chemical and gas service industries — Centrifugal compressors
ISO 10440-1, Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-displacement compressors —
Part 1: Process compressors (oil-free)
ISO 10440-2, Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-displacement compressors —
Part 2: Packaged air compressors (oil-free)
ISO 10442, Petroleum, chemical and gas service industries — Packaged, integrally geared centrifugal air
compressors
ISO 12499:1999, Industrial fans — Mechanical safety of fans — Guarding
ISO 13631, Petroleum and natural gas industries — Packaged reciprocating gas compressors
ISO 13707, Petroleum and natural gas industries — Reciprocating compressors
ISO 13709, Centrifugal pumps for petroleum, petrochemical and natural gas industries
ISO 13850, Safety of machinery — Emergency stop — Principles for design
ISO 13943, Fire safety — Vocabulary
ISO 14121, Safety of machinery — Principles of risk assessment
ISO 14847, Rotary positive displacement pumps — Technical requirements
ISO 15649, Petroleum and natural gas industries — Piping
1)
ISO 16528 (all parts) , Boilers and pressure vessels
IEC 60079-0:2004, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 0: General requirements
IEC 60079-10:2002, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 10: Classification of
hazardous areas
IEC 60146-1-1, Semiconductor convertors — General requirements and line commutated convertors —
Part 1-1: Specifications of basic requirements
IEC 60204-1, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements
IEC 60335-1:2004, Household and similar electrical appliances — Safety — Part 1: General requirements
IEC 60335-2-41, Household and similar electrical appliances — Safety — Part 2-41: Particular requirements
for pumps
IEC 60335-2-51, Household and similar electrical appliances — Safety — Part 2-51: Particular requirements
for stationary circulation pumps for heating and service water installations
IEC 60529:2001, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)
IEC 60664 (all parts), Insulation coordination for equipment within low-voltage systems
IEC 60704-3, Household and similar electrical appliances — Test code for the determination of airborne
acoustical noise — Part 3: Procedure for determining and verifying declared noise emission values
IEC 60730-1, Automatic electrical controls for household and similar use — Part 1: General requirements
1) To be published.
2 © ISO 2007 – All rights reserved
IEC 60730-2-5, Automatic electrical controls for household and similar use — Part 2-5: Particular
requirements for automatic electrical burner control systems
IEC 60730-2-6, Automatic electrical controls for household and similar use — Part 2-6: Particular
requirements for automatic electrical pressure sensing controls including mechanical requirements
IEC 60730-2-9, Automatic electrical controls for household and similar use — Part 2-9: Particular
requirements for temperature sensing controls
IEC 60730-2-17, Automatic electrical controls for household and similar use — Part 2-17: Particular
requirements for electrically operated gas valves, including mechanical requirements
IEC 60730-2-19, Automatic electrical controls for household and similar use — Part 2-19: Particular
requirements for electrically operated oil valves, including mechanical requirements
IEC 60812, Analysis techniques for system reliability — Procedure for failure mode and effects analysis
(FMEA)
IEC 61000-3-2, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 3-2: Limits — Limits for harmonic current
emissions (equipment input current u 16 A per phase)
IEC 61000-3-3, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 3-3: Limits — Limitation of voltage changes,
voltage fluctuations and flicker in public low-voltage supply systems, for equipment with rated current u 16 A
per phase and not subject to conditional connection
IEC/TS 61000-3-4, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 3-4: Limits — Limitation of emission of
harmonic currents in low-voltage power supply systems for equipment with rated current greater than 16 A
IEC/TS 61000-3-5, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 3: Limits — Section 5: Limitation of voltage
fluctuations and flicker in low-voltage power supply systems for equipment with rated current greater than
16 A
IEC 61000-6-1, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-1: Generic standards — Immunity for
residential, commercial and light-industrial environments
IEC 61000-6-2, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-2: Generic standards — Immunity for industrial
environments
IEC 61000-6-3, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-3: Generic standards — Emission standard for
residential, commercial and light-industrial environments
IEC 61000-6-4, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-4: Generic standards — Emission standard for
industrial environments
IEC 61025, Fault tree analysis (FTA)
IEC 61511-1, Functional safety — Safety instrumented systems for the process industry sector — Part 1:
Framework, definitions, system, hardware and software requirements
IEC 61511-3, Functional safety — Safety instrumented systems for the process industry sector — Part 3:
Guidance for the determination of the required safety integrity levels
IEC 61779-4, Electrical apparatus for the detection and measurement of flammable gases — Part 4:
Performance requirements for group II apparatus indicating up to 100 % lower explosive limit
IEC 61779-6, Electrical apparatus for the detection and measurement of flammable gases — Part 6: Guide for
the selection, installation, use and maintenance of apparatus for the detection and measurement of flammable
gases
IEC 61882, Hazard and operability studies (HAZOP studies) — Application guide
IEC 62086-1, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Electrical resistance trace heating —
Part 1: General and testing requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
air-rich condition
mixtures of fuel and air, in which the air content is greater than that of a stoichiometric mixture
NOTE Air-rich conditions are used when complete fuel reaction is intended (e.g. in flame burners).
3.2
air-rich system
system using air-rich conditions
3.3
ambient temperature
temperature of the medium surrounding a device, item of equipment or installation
3.4
auto-ignition
phenomenon in which a mixture of gases, vapours, mists, dusts or sprays ignites spontaneously with no
external ignition source
[ISO/TR 15916:2004]
3.5
auto-ignition temperature
lowest temperature at which auto-ignition occurs
[ISO/TR 15916:2004]
3.6
auto-thermal reforming
coupling of partial oxidation and steam reforming
3.7
burner control system
system that monitors the operation of fuel burners, which is comprised of a programming unit and a flame
detector, and which may include an ignition source and/or ignition device
3.8
cabinet
rigid structure that may contain the hydrogen generator that protects it against specific environmental and
climatic conditions and incidental contact by people and livestock and that may also provide protection to
people and livestock against incidental contact with hazardous parts or materials
3.9
catalytic partial oxidation
exothermic conversion of a hydrocarbon with a small quantity of air into hydrogen over a catalyst
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3.10
combustible gas, liquid or vapour
gas, liquid or vapour which, when mixed with air or oxygen, is capable of propagating flame away from the
source of ignition when ignited
3.11
commercial
relating to the use of hydrogen generators by laymen in non-manufacturing business facilities such as stores,
hotels, office buildings, educational institutes and refilling stations
3.12
concealed location
location that cannot be accessed without damaging permanent parts of a building structure or a finish surface
NOTE Spaces above, below or behind readily removable panels or doors are not considered as concealed.
3.13
conformity assessment
demonstration that specified requirements relating to a product, process, system, person or body are fulfilled
NOTE The subject of conformity assessment includes activities defined in ISO/IEC 17000, such as testing, inspection
and certification, as well as the accreditation of conformity assessment bodies.
3.14
critical failure mode
failure mode of a software or hardware item, which can result in unacceptable risk of harm
3.15
maximum allowable pressure
maximum pressure for which equipment is designed
3.16
design temperature
temperature value applied to the design of pressure-containing components
3.17
direct ignition
ignition which is applied directly to the main burner without the use of a pilot
3.18
explosion limits
maximum and minimum concentrations of a gas, vapour, mist, spray or dust, in air or oxygen, for stable
detonation to occur
NOTE 1 The limits are controlled by the size and geometry of the environment, the concentration of the fuel, as well as
the means by which ignition occurs.
NOTE 2 The terms “explosive limit” and “flammable limit” are widely used as equivalent while in fact they are not
identical. The only substance for which the explosive limit is significantly different from the flammable limit is hydrogen.
[ISO/TR 15916:2004]
3.19
explosive atmosphere
mixture with air, under atmospheric conditions, of flammable substances in the form of gas, vapour, mist or
dust in which, after ignition, combustion spreads throughout the unconsumed mixture
[IEC 60079-10:2002]
3.20
explosive gas atmosphere
mixture with air, under atmospheric conditions, of flammable substances in the form of gas or vapour in which,
after ignition, combustion spreads throughout the unconsumed mixture
NOTE Although a mixture which has a concentration above the upper explosive limit (UEL) is not an explosive gas
atmosphere, it can readily become so and, in certain cases for area classification purposes, it is advisable to consider it as
an explosive gas atmosphere.
[IEC 60079-10:2002]
3.21
factory matched unit
system components engineered in a factory to correspond with each other and work together, separately
packed for storage and transportation, and intended to be assembled together at the point of utilization
3.22
Fischer-Tropsch liquids
liquids derived through a technology based on the Fischer-Tropsch synthesis
EXAMPLES Gas-to-liquids (GTL), methanol-to-gasoline (MTG), methanol-to-olefins (MTO), methanol-to-propylene
(MTP), methanol-to-olefins-to-gasoline and distillates (MOGD), dimethyl ether (DME) processes, etc.
3.23
flame detector
device that provides a signal indicating the presence or absence of flame
NOTE A flame detector includes a flame sensor and may include an amplifier and a relay for signal transmission. The
amplifier and the relay may be embedded in the detector’s housing or combined with a programming unit.
3.24
flame sensor
primary device in a flame detector, which detects the presence of flame
EXAMPLES Optical sensors and flame electrodes (flame rods).
3.25
flame failure lock-out time
period of time between the signal indicating an absence of flame and lock-out
3.26
flammability limit
lower (LFL) and upper (UFL) vapour or gas concentration of fuel in air within which a flammable mixture will
ignite and propagate a flame
NOTE 1 These limits are functions of temperature, pressure, diluents and ignition energy.
NOTE 2 These limits are usually expressed as percent (volume fraction).
[ISO/TR 15916:2004]
3.27
flashback
recession of a flame into the mixing chamber or further upstream
3.28
frame
assembly of structural members held together through permanent (weldment, riveting) or screw-type joints,
carrying the hydrogen generator body and its equipment and components, providing accuracy of location,
strength and rigidity of support
6 © ISO 2007 – All rights reserved
3.29
fuel processing system
sequence of catalytic or chemical reactors that convert an input fuel to a hydrogen-rich stream of pre-specified
composition and conditions
3.30
fuel-rich condition
mixture of fuel and air, in which the fuel content is greater than that of a stoichiometric mixture
NOTE Fuel-rich conditions are used when complete air reaction is intended (e.g. in catalytic partial oxidation,
preferential oxidation or auto-thermal reactors).
3.31
fuel-rich system
system operating under fuel-rich conditions
3.32
harm
physical injury or damage to the health, or damage to property or the environment
[ISO/IEC Guide 51]
3.33
hazard
potential source of harm
NOTE The term hazard can be qualified in order to define its origin or the nature of the expected harm (e.g. electric
shock hazard, crushing hazard, cutting hazard, toxic hazard, fire hazard, drowning hazard).
[ISO/IEC Guide 51]
3.34
hazardous area
area in which an explosive gas atmosphere is present, or may be expected to be present, in quantities such
as to require special precautions for the construction, installation and use of apparatus
[IEC 60079-10:2002]
3.35
hazardous situation
circumstance in which people, property or the environment are exposed to one or more hazards
[ISO/IEC Guide 51]
3.36
ignition activation period
period of time between energizing the main gas valve and deactivation of the ignition means
3.37
incident
event or chain of events that can, but does not necessarily, result in harm
3.38
industrial
relating to the use of hydrogen generators by qualified and experienced personnel in a controlled
manufacturing or processing environment, e.g. a chemical plant or a mine
3.39
input fuel
chemical substance fed to the hydrogen generator as a reactant or as input energy, usually composed of
natural gas, other hydrocarbons, alcohols or other organic compounds
3.40
intermittent pilot
pilot which is automatically ignited when an appliance is called on to operate, which remains continuously
ignited during each period of main burner operation, and which is automatically extinguished when each main
burner operating cycle is complete
3.41
interrupted pilot
pilot which is automatically ignited prior to the admission of fuel to the main burner and which is automatically
extinguished when the main flame is established
3.42
light industrial
relating to the use of a hydrogen generator by personnel with limited qualification and experience in
manufacturing environments with limited dedicated controls, e.g. computer and electronics manufacturing
facilities
3.43
limit gases
test gases representative of the extreme variations in the characteristics of the gases for which appliances
have been designed
3.44
lock-out
safety shutdown in which the system goes into a volatile or non-volatile lock-out
3.45
lower explosive limit
LEL
concentration of flammable gas or vapour in air below which the gas atmosphere is not explosive
3.46
main flame establishing period
the period of time between the signal to energize the main fuel flow means and the signal indicating presence
of the main burner flame
3.47
ventilation
movement of air and its replacement with fresh air by artificial suction means, for example fans, and applied to
a general area
3.48
non-hazardous area
area in which an explosive gas atmosphere is not expected to be present in quantities such as to require
special precautions for the construction, installation and use of apparatus
3.49
non-volatile lock-out
safety shutdown condition of the system, such that a restart can only be accomplished by a manual reset of
the system and by no other means
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3.50
normal operation
situation when the equipment is operating within its design parameters
NOTE 1 Minor releases of flammable material may be part of normal operation. For example, releases from seals
which rely on wetting by the fluid that is being pumped are considered to be minor releases.
NOTE 2 Failures (such as the breakdown of pump seals, flange gaskets or spillages caused by accidents) which
involve urgent repair or shutdown are not considered to be part of normal operation nor are they considered to be
catastrophic.
NOTE 3 Normal operation includes start-up and shutdown conditions.
3.51
operating mode
preset condition of functioning of the system
3.52
packaged unit
skid or cabinet containing system components pre-assembled in a factory and engineered to work together in
one skid or cabinet
3.53
permissive
condition within a logic sequence that must be satisfied before the sequence is allowed to proceed to the next
phase
3.54
pilot
flame, smaller than the main flame, which is utilized to ignite the main burner or burners
3.55
pressure gradient monitor
device, fail-safe by design, installed in a heat exchanger to prevent heat exchange fluids from mixing where
necessary, and that operates by isolating the heat exchanger when the positive pressure gradient between
the fluids is less than a minimum predefined pressure threshold
NOTE A pressure gradient monitor can be used to protect the quality of potable water when the other fluid is a
contaminant such as a toxic heat transfer fluid.
3.56
purge time
period during which air is introduced to displace any remaining air/fuel mixtures or products of combustion
from the combustion zone and flue ways
3.57
pyrophoric material
material capable of igniting spontaneously when brought into contact with air
[ISO 13943]
3.58
reaction failure lock-out time
time between the moment of reaction failure detection and the automatic shut-off of the fuel supply for air-rich
operation, or the automatic shut-off of the supply of all reactants for fuel-rich operations
3.59
reaction initiation failure time
time between the recognition of failure of reaction initiation and the automatic shut-off of the fuel supply for air
rich operation, or for fuel-rich operation, of the supply of all reactants
3.60
recycle time
period of time between the signal to de-energize the fuel flow means following the loss of flame and the signal
to begin a new start-up procedure
3.61
recycling
process by which, following an unsuccessful hydrogen generator start-up, repeated complete start-up trials
are attempted
3.62
reference conditions
arbitrarily chosen conditions for measured volumes of gases when recalculated to a temperature of 15 °C and
an absolute pressure of 101,325 kPa
3.63
reference gases
test gases on which appliances operate under normal conditions, when they are supplied at the corresponding
normal pressure
3.64
reignition
process by which, following loss of the flame signal, the ignition device will be re-energized without
interruption of the fuel flow means
3.65
residential
relating to the use of hydrogen generators by laymen in private households
3.66
response time
time required for a hydrogen generator to transfer from one defined state to another
3.67
risk
combination of the probability of harm and the severity of that harm
[ISO/IEC Guide 51]
3.68
risk analysis
systematic use of available information to identify hazards and to estimate the risk
[ISO/IEC Guide 51]
3.69
risk assessment
overall process comprising a risk analysis and a risk evaluation
[ISO/IEC Guide 51]
3.70
risk evaluation
procedure based on the risk analysis to determine whether the tolerable risk has been achieved
[ISO/IEC Guide 51]
10 © ISO 2007 – All rights reserved
3.71
safeguarding
procedure for actions of the controlling system based on monitoring the technical process and aimed at
avoiding process conditions which would be hazardous to personnel, plant, product or environment
3.72
safety and reliability analysis
documented and systematic group of activities intended to recognize and evaluate the potential failure of a
product/process and the effects of that failure, and to identify actions that could eliminate or reduce the risk of
harm of the potential failure occurring
3.73
safety shutdown
process which is effected immediately following the response of a protection device or the detection of a fault
in the control system and which puts the system out of operation by deactivating terminals for the gas shut-off
valves and the ignition device
3.74
self contained unit
unit that is complete and independent in itself
3.75
severity
qualitative measure of the worst possible incident that could be caused by a specific hazard
3.76
start position
position which denotes that the system is not in the lock-out condition and has not yet received the start signal,
but can proceed with the start-up sequence if required
3.77
steam reforming
conversion of a hydrocarbon with water for the generation of hydrogen with input of energy usually over a
catalyst
3.78
test gases
gases intended for the verification of the operational characteristics of an appliance using combustible gases
3.79
tolerable risk
risk which is accepted in a given context based on the current values of society
[ISO/IEC Guide 51]
3.80
transition
process through which the hydrogen generator changes from one operating mode to another
3.81
upper explosive limit
UEL
concentration of flammable gas or vapour in air above which the gas atmosphere is not explosive
3.82
volatile lock-out
safety shutdown condition of the system, such that a restart can only be accomplished by either the manual
reset of the system or an interruption of the main power and its subsequent restoration
3.83
water treatment system
system providing for treatment and purification of recovered or added water for use within the hydrogen
generator
4 Safety requirements and protective measures
4.1 Safety and reliability analysis
The manufacturer shall demonstrate that a safety and reliability analysis has been performed as per
IEC 60812, IEC 61025, or equivalent.
The manufacturer shall ensure that:
⎯ all reasonably foreseeable hazards and hazardous situations associated with the hydrogen generators
throughout their anticipated lifetime have been identified;
⎯ the risk for each of these hazards has been estimated as per ISO 14121, IEC 61882, or IEC 61511-3 as
applicable;
⎯ the risks have been eliminated or reduced as far as practical through the design (inherently safe design
and construction);
⎯ the necessary protection measures in relation to risks that are not eliminated have been taken, including
provision of warning and safety devices;
⎯ provisions have been made to inform the users of any additional safety measures that they may be
required to implement.
4.2 Configuration
4.2.1 Fuel processing system
The hydrogen generator shall be provided with a fuel processing system.
The fuel processing system may include the following steps:
⎯ fuel clean-up, in which the fuel may be filtered and/or desulfurized;
⎯ primary conversion, in which the fuel is reacted mostly to hydrogen, carbon dioxide, and carbon monoxide
by means such as steam reforming, auto-thermal reforming, or catalytic or non-catalytic partial oxidation;
⎯ water-gas shift conversion, in which carbon monoxide reacts with steam to produce additional hydrogen;
⎯ purification, in which carbon monoxide and other impurities are removed from the hydrogen-rich product
stream;
⎯ conditioning, in which the stream temperature and humidity are adjusted to levels suitable for the type of
device using the hydrogen;
⎯ tail gas combustion, in which unreacted fuel and unused hydrogen are burned in a catalytic or
non-catalytic manner prior to their release to the environment.
4.2.2 Fluid management system
The hydrogen generator shall be provided with a fluid management system.
12 © ISO 2007 – All rights reserved
The fluid management system may meter, condition and process fluids, or adjust the fluid pressure for use
within the hydrogen generator. These fluids may be reactants such as air (oxidant), fuel, water (or steam),
intermediate product streams, or utility fluids such as inert gas and heat transfer fluids (water, oil). The fluid
management system may include complex sub-systems such as steam generators, compressors and water
treatment units.
4.2.3 Thermal management system
The hydrogen generator shall be provided with a thermal management system that provides cooling and heat
rejection to maintain thermal equilibrium within the hydrogen generator, and which may provide for the
recovery of excess heat and assist in heating the unit during start-up.
NOTE The thermal management system uses heat and mass exchange networks to minimize external heating and
cooling requirements as well as water consumption and energy losses by linking hot and cold process streams in a
thermodynamically advantageous way.
4.2.4 Automatic control system
The hydrogen generator shall be provided with an automatic process control system that regulates the
efficient interaction of all components in order to maintain the process parameters within the limits specified by
the manufacturer, without manual intervention.
NOTE The automatic process control system may comprise mechanical, hydraulic, pneumatic, electrical, electronic,
programmable electronic, and computer hardware/software elements.
4.2.5 Electrical system
The hydrogen generator shall be provided with an electrical system.
The electrical system may comprise circuits and devices that regulate and distribute electrical power within the
hydrogen generator.
4.2.6 Frame and cabinet
The hydrogen generator shall be mounted on a frame and, whenever required, protected by a cabinet.
Cabinets may include natural or forced ventilation to allow for the circulation of external air through the interior
compartments to remove excess heat and hazardous fumes or vapours.
4.2.7 Interconnection piping
The hydrogen generator may include part or all of the interconnection piping, joints and fittings. In particular,
the hydrogen generator may include a flue gas vent system and the product delivery piping used to deliver the
gaseous hydrogen-containing product stream to distributed components that may or may not be factory
matched, such as a fuel cell power system or a hydrogen compression, storage and delivery system.
4.3 Physical environment and operating conditions
4.3.1 General
The hydrogen generator and protective systems shall be designed and constructed as to be capable of
performing their intended function in the physical environment and operating conditions specified in 4.3.2 to
4.3.8.
4.3.2 Electrical power input
The hydrogen generator electrical power input shall meet the requirements specified in IEC 60204-1 for
industrial applications or IEC 60335-1 for residential, commercial and light industrial applications. In the case
of a special source of electrical power such as a fuel cell, the hydrogen generator electrical power input shall
meet requirements specified by the manufacturer.
4.3.3 Physical environment
The manufacturer shall specify in the product’s technical documentation the physical environment conditions
for which the hydrogen generator is designed. Consideration shall be given to:
⎯ indoor and/or outdoor use;
⎯ the maximum altitude above sea level up to which the hydrogen generator shall be capable of operating
as intended;
⎯ the range of air temperatures and humidity within which the hydrogen generator shall be capable of
operating as intended;
⎯ the seismic zone where the hydrogen generator may be sited;
⎯ the suitability of the hydrogen generator to operate in hazardous areas;
⎯ the suitability of the hydrogen generator to operate where contaminants (e.g. dust, salt, smoke and
corrosive gases) are present in the physical environment;
⎯ the risk of lightning for outdoor use.
4.3.4 Input fuels
The manufacturer shall specify in the product’s technical documentation the composition limits and supply
characteristics of the input fuels that shall be used in the hydrogen generator.
4.3.5 Water
The manufacturer shall specify in the product’s technical documentation the quality and supply characteristics
of the water that shall be used in the hydrogen generator.
4.3.6 Vibrations, shock and bump
The hydrogen generator shall be designed to withstand, or means shall be provided to protect against, the
effects of vibrations, shock and bump, including those generated by the operation of the generator and its
associated equipment and those created by the physical environment except the seismic shocks, which shall
be addressed separately (see 4.3.3). This may be accomplished by selecting vibration resistant equipment,
mounting the source of vibration away from the hydrogen generator, or using anti-vibration mountings.
The manufacturer shall specify in the product’s technical documentation the means that shall be used to
protect the hydrogen generator from vibrations, shocks and bumps whenever any is required.
4.3.7 Wind
The hydrogen generator shall meet the wind tests specified in 5.4.11.
14 © ISO 2007 – All rights reserved
4.3.8 Handling, transportation and storage
The hydrogen generator shall be designed to withstand, or precautions shall be taken to protect against, the
effects of transportation and storage temperatures within a range of –25 °C to 55 °C and for short periods not
exceeding 24 h at up to 70 °C, as per IEC 60204-1. Alternative temperature ranges may be specified by the
manufacturer and shall then be included in the product’s technical documentation.
The hydrogen generator or each component thereof shall:
⎯ be capable of being handled and transported safely, and when necessary, be provided with means for
handling by cranes or similar equipment; and
⎯ be packaged or designed so that it can be safely stored (e.g. adequate stability, special supports, etc.).
The manufacturer shall specify in the product’s technical documentation the special means for handling,
transportation and storage whenever any is required.
4.3.9 System purging
Where for safety reasons a passive state is required after shutdown or prior to start-up, the hydrogen
generator compartment(s) shall be provided with a purging system. The manufacturer shall specify in the
product’s technical documentation the characteristics of the medium that shall be used for purging and the
procedures to avoid human error during manual purging.
4.4 Design requirements
4.4.1 General
The hydrogen generator shall be able to perform, to function, to be transported, installed, adjusted, maintained,
dismantled and disposed of without causing an injury or damage to health under the conditions of intended
use specified in the product’s technical documentation.
The hydrogen generator shall be so designed, constructed and/or equipped that reasonably foreseeable risks
due to gases, liquids, dust or
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16110-1
Première édition
2007-03-15
Générateurs d'hydrogène utilisant les
technologies de traitement du
carburant —
Partie 1:
Sécurité
Hydrogen generators using fuel processing technologies —
Part 1: Safety
Numéro de référence
©
ISO 2007
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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Version française parue en 2009
Publié en Suisse
ii © ISO 2007 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions. 4
4 Exigences de sécurité et mesures de protection . 12
4.1 Analyse de sécurité et de fiabilité . 12
4.2 Configuration . 13
4.3 Environnement physique et conditions de fonctionnement. 14
4.4 Exigences de conception. 16
4.5 Sélection des matériaux. 18
4.6 Équipements sous pression et tuyaux.20
4.7 Prévention contre les phénomènes dangereux d'incendie et d'explosion. 23
4.8 Prévention des phénomènes dangereux électriques . 29
4.9 Compatibilité électromagnétique (CEM).30
4.10 Systèmes de contrôle et éléments de protection/sécurité. 30
4.11 Appareils pneumatiques et hydrauliques . 35
4.12 Vannes . 35
4.13 Appareils rotatifs . 36
4.14 Capotages. 38
4.15 Systèmes et matériaux d'isolation thermique . 39
4.16 Utilitaires. 39
4.17 Installation et maintenance. 39
5 Méthodes d'essai . 40
5.1 Incertitudes de mesure. 40
5.2 Carburants et pressions d'essai . 41
5.3 Montages d'essai de base. 42
5.4 Essais de type/qualification. 42
5.5 Essais de routine . 58
6 Marquage, étiquetage et emballage . 59
6.1 Marquage du générateur d'hydrogène . 59
6.2 Marquage des composants . 59
6.3 Documentation technique du produit. 60
Annexe A (informative) Phénomènes dangereux et situations dangereuses significatifs abordés
dans la présente Norme internationale . 67
Annexe B (informative) Carburation et compatibilité matérielle avec l'utilisation d'hydrogène. 69
Annexe C (informative) Recyclage des générateurs d'hydrogène. 75
Annexe D (informative) Considérations relatives à l'installation des générateurs d'hydrogène. 76
Bibliographie . 78
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 16110-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 197, Technologies de l'hydrogène.
L'ISO 16110 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Générateurs d'hydrogène
utilisant les technologies de traitement du carburant:
⎯ Partie 1: Sécurité
⎯ Partie 2: Procédures pour déterminer l’efficacité
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Introduction
La machine concernée et la mesure dans laquelle les phénomènes dangereux ainsi que les situations et les
événements dangereux sont couverts sont spécifiés dans le domaine d'application de la présente partie de
l'ISO 16110.
La présente partie de l'ISO 16110 précise les exigences et les recommandations liées aux générateurs
d'hydrogène utilisant les technologies de traitement du carburant de manière à assurer:
⎯ la sécurité des personnes et des biens;
⎯ la cohérence de la réponse de contrôle; et
⎯ la facilité de maintenance.
Des performances élevées ne doivent pas être obtenues au détriment des facteurs essentiels mentionnés ci-
dessus.
NORME INTERNATIONALE ISO 16110-1:2007(F)
Générateurs d'hydrogène utilisant les technologies de
traitement du carburant —
Partie 1:
Sécurité
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 16110 s'applique aux systèmes de génération d'hydrogène conditionnés,
autonomes ou adaptables en sortie usine, d'une capacité inférieure à 400 m /h à 0 °C et 101,325 kPa,
appelés ci-après générateurs d'hydrogène permettant de convertir un carburant d'entrée en gaz riche en
hydrogène, de composition et de conditions adaptées aux dispositifs fonctionnant à l'hydrogène (systèmes
d'alimentation à pile à combustible ou systèmes de compression, de stockage et de distribution d'hydrogène,
par exemple).
Elle s'applique aux générateurs d'hydrogène utilisant un ou une combinaison des carburants d'entrée
ci-dessous:
⎯ le gaz naturel et autres gaz riches en méthane dérivés de sources d'énergie renouvelables (biomasses)
ou fossiles (gaz de décharge, gaz de digestion, gaz houiller, par exemple);
⎯ les carburants issus du raffinage du pétrole (le diesel, l'essence, le kérosène, les gaz de pétrole liquéfié
comme le propane et le butane, par exemple);
⎯ les alcools, les esters, les éthers, les aldéhydes, les cétones, les liquides Fischer-Tropsch et autres
composés organiques riches en hydrogène adaptés, dérivés de sources d'énergie renouvelables
(biomasses) ou fossiles (méthanol, éthanol, diméthyléther, biodiesel, par exemple);
⎯ les mélanges de gaz contenant de l'hydrogène (gaz de synthèse, gaz de ville, par exemple).
La présente partie de l'ISO 16110 s'applique aux générateurs d'hydrogène stationnaires destinés à une
utilisation commerciale, industrielle, semi-industrielle ou domestique, intérieure ou extérieure.
Elle a pour objet de couvrir tous les phénomènes dangereux, situations et événements dangereux significatifs
liés aux générateurs d'hydrogène, à l'exception de ceux liés à la compatibilité environnementale (conditions
d'installation), lorsqu'ils sont utilisés normalement et dans les conditions prévues par le fabricant.
NOTE Une liste des phénomènes dangereux et situations dangereuses significatifs abordés dans la présente partie
de l'ISO 16110 est disponible dans l'Annexe A.
La présente partie de l'ISO 16110 est une norme de sécurité des produits propre à l'évaluation de conformité,
comme spécifié dans le Guide CEI 104, le Guide ISO/CEI 51 et le Guide ISO/CEI 7.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 4080, Tuyaux et flexibles en caoutchouc et en plastique — Détermination de la perméabilité au gaz
ISO 4413, Transmissions hydrauliques — Règles générales relatives aux systèmes
ISO 4414, Transmissions pneumatiques — Règles générales relatives aux systèmes
ISO 5388, Compresseurs d'air fixes — Règles de sécurité et code d'exploitation
ISO 10439, Industries du pétrole, de la chimie et du gaz — Compresseurs centrifuges
ISO 10440-1, Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs volumétriques de type rotatif —
Partie 1: Compresseurs de procédé (sans huile)
ISO 10440-2, Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs volumétriques de type rotatif —
Partie 2: Compresseurs à air assemblé (sans huile)
ISO 10442, Industries du pétrole, de la chimie et du gaz naturel — Compresseurs d'air centrifuges assemblés
à multiplicateur intégré
ISO 12499:1999, Ventilateurs industriels — Sécurité mécanique des ventilateurs — Protecteurs
ISO 13631, Industries du pétrole et du gaz naturel — Unités de compresseurs alternatifs à gaz
ISO 13707, Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs alternatifs
ISO 13709, Pompes centrifuges pour les industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel
ISO 13850, Sécurité des machines — Arrêt d'urgence — Principes de conception
ISO 13943, Sécurité au feu — Vocabulaire
ISO 14121, Sécurité des machines — Principes pour l'appréciation du risque
ISO 14847, Pompes volumétriques à mouvement rotatif — Prescriptions techniques
ISO 15649, Industries du pétrole et du gaz naturel — Tuyauterie
1)
ISO 16528 (toutes les parties) , Chaudières et récipients sous pression
CEI 60079-0:2004, Atmosphères explosives — Partie 0: Matériel — Exigences générales
CEI 60079-10:2002, Matériel électrique pour atmosphères explosives gazeuses — Partie 10 : Classement
des emplacements dangereux
CEI 60146-1-1, Convertisseurs à semiconducteurs — Spécifications communes et convertisseurs commutés
par le réseau — Partie 1-1: Spécifications des clauses techniques de base
CEI 60204-1, Sécurité des machines — Équipement électrique des machines — Partie 1: Règles générales
1) À publier.
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CEI 60335-1:2006, Appareils électrodomestiques et analogues — Sécurité — Partie 1: Prescriptions
générales
CEI 60335-2-41, Appareils électrodomestiques et analogues — Sécurité — Partie 2-41: Règles particulières
pour les pompes
CEI 60335-2-51, Appareils électrodomestiques et analogues — Sécurité — Partie 2-51: Règles particulières
pour les pompes de circulation fixes pour installations de chauffage et de distribution d'eau
CEI 60529:2001, Degrés de protection procurés par les enveloppes (code IP)
CEI 60664 (toutes les parties), Coordination de l'isolement des matériels dans les systèmes (réseaux) à
basse tension
CEI 60704-3, Appareils électrodomestiques et analogues — Code d'essai pour la détermination du bruit
aérien — Partie 3: Procédure pour déterminer et vérifier l'annonce des valeurs d'émission acoustique
CEI 60730-1, Dispositifs de commande électrique automatiques à usage domestique et analogue — Partie 1:
Règles générales
CEI 60730-2-5, Dispositifs de commande électrique automatiques à usage domestique et analogue —
Partie 2-5: Règles particulières pour les systèmes de commande électrique automatiques des brûleurs
CEI 60730-2-6, Dispositifs de commande électrique automatiques à usage domestique et analogue —
Partie 2-6: Règles particulières pour les dispositifs de commande électrique automatiques sensibles à la
pression y compris les exigences mécaniques
CEI 60730-2-9, Dispositifs de commande électriques automatiques à usage domestique et analogue —
Partie 2-9: Règles particulières pour les dispositifs de commande thermosensibles
CEI 60730-2-17, Dispositifs de commande électrique automatiques à usage domestique et analogue —
Partie 2-17: Règles particulières pour les électrovannes de gaz, y compris les prescriptions mécaniques
CEI 60730-2-19, Dispositifs de commande électrique automatiques à usage domestique et analogue —
Partie 2-19: Règles particulières pour les électrovannes de combustible liquide, y compris les prescriptions
mécaniques
CEI 60812, Techniques d'analyse de la fiabilité du système — Procédure d'analyse des modes de défaillance
et de leurs effets (AMDE)
CEI 61000-3-2, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 3-2: Limites — Limites pour les émissions
de courant harmonique (courant appelé par les appareils inférieur ou égal à 16 A par phase)
CEI 61000-3-3, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 3-3: Limites — Limitation des variations de
tension, des fluctuations de tension et du papillotement dans les réseaux publics d'alimentation basse tension,
pour les matériels ayant un courant assigné inférieur ou égal à 16 A par phase et non soumis à un
raccordement conditionnel
CEI/TR 61000-3-4, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 3-4: Limites — Limitation des émissions
de courants harmoniques dans les réseaux basse tension pour les matériels ayant un courant assigné
supérieur à 16 A
CEI/TR 61000-3-5, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 3: Limites — Section 5: Limitation des
fluctuations de tension et du flicker dans les réseaux basse tension pour les équipements ayant un courant
appelé supérieur à 16 A
CEI 61000-6-1, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-1: Normes génériques — Immunité pour
les environnements résidentiels, commerciaux et de l'industrie légère
CEI 61000-6-2, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-2: Normes génériques — Immunité pour
les environnements industriels
CEI 61000-6-3, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-3: Normes génériques — Norme sur
l'émission pour les environnements résidentiels, commerciaux et de l'industrie légère
CEI 61000-6-4, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-4: Normes génériques — Norme sur
l'émission pour les environnements industriels
CEI 61025, Analyse par arbre de panne (AAP)
CEI 61511-1, Sécurité fonctionnelle — Systèmes instrumentés de sécurité pour le secteur des industries de
transformation — Partie 1: Cadre, définitions, exigences pour le système, le matériel et le logiciel
CEI 61511-3, Sécurité fonctionnelle — Systèmes instrumentés de sécurité pour le secteur des industries de
transformation — Partie 3: Conseils pour la détermination des niveaux exigés d'intégrité de sécurité
CEI 61779-4, Appareils électriques de détection et de mesure des gaz combustibles — Partie 4: Règles de
performance des appareils du groupe II pouvant indiquer une fraction volumique jusqu'à 100 % de la limite
inférieure d'explosivité
CEI 61779-6, Appareils électriques de détection et de mesure des gaz combustibles — Partie 6: Directives
pour le choix, l'installation, l'utilisation et l'entretien des appareils électriques de détection et de mesure de gaz
combustibles
CEI 61882, Études de danger et d'exploitabilité (études HAZOP) — Guide d'application
CEI 62086-1, Matériel électrique pour atmosphères explosives gazeuses — Traçage par résistance
électrique — Partie 1: Règles générales et d'essais
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
condition riche en air
mélanges de carburant et d'air, dans lesquels la teneur en air est supérieure à celle d'un mélange
stœchiométrique
NOTE Les conditions riches en air sont utilisées lorsqu'une réaction de carburant complète est prévue (dans les
brûleurs, par exemple).
3.2
système riche en air
système utilisant des conditions riches en air
3.3
température ambiante
température du support autour d'un dispositif, d'un élément de l'appareil ou d'une installation
3.4
auto-inflammation
phénomène dans lequel un mélange de gaz, de vapeurs, de brouillards, de poussières ou d’embruns
s'enflamme spontanément en l'absence de toute source d'inflammation
[ISO/TR 15916:2004]
4 © ISO 2007 – Tous droits réservés
3.5
température d'auto-inflammation
température la plus basse à laquelle se produit une auto-inflammation
[ISO/TR 15916:2004]
3.6
reformage autotherme
association d'une oxydation partielle et d'un reformage à la vapeur
3.7
système de commande des brûleurs
système surveillant le fonctionnement des brûleurs, composé d'une unité de programmation et d'un détecteur
de flammes, et pouvant intégrer une source et/ou un dispositif d'allumage
3.8
capotage
structure rigide pouvant contenir le générateur d'hydrogène, le protégeant des conditions environnementales
et climatiques particulières et empêchant les personnes et les animaux de le toucher par accident, ces
derniers étant par ailleurs protégés de tout contact fortuit avec les parties ou les matériaux dangereux
3.9
oxydation catalytique partielle
conversion exothermique d'un hydrocarbure avec une petite quantité d'air en hydrogène sur un catalyseur
3.10
gaz, liquide ou vapeur combustible
gaz, liquide ou vapeur qui, lorsqu'il est mélangé à l'air ou à l'oxygène, puis allumé, est capable de propager
des flammes à partir de la source d'allumage
3.11
commercial
relatif à l'utilisation des générateurs d'hydrogène par des profanes dans des installations commerciales hors-
production comme des magasins, des hôtels, des bureaux, des écoles et des stations-service
3.12
emplacement confiné
emplacement inaccessible sans endommager les éléments permanents d'une structure de bâtiment ou d'un
état de surface
NOTE Les espaces au-dessus, au-dessous ou entre les éléments ou portes aisément amovibles ne sont pas
considérés comme confinés.
3.13
évaluation de conformité
démonstration selon laquelle les exigences requises liées à un produit, un processus, un système, une
personne ou un organisme sont respectées
NOTE L'évaluation de conformité a pour objet d'inclure les activités définies dans l'ISO/CEI 17000 (les essais,
l'inspection et la certification, par exemple) ainsi que l'accréditation des organismes d'évaluation de conformité.
3.14
mode de défaillance critique
mode de défaillance d'un élément logiciel ou matériel, pouvant donner lieu à un risque inacceptable de
dommages
3.15
pression maximale admissible
pression maximale pour laquelle l'appareil est conçu
3.16
température de calcul
température appliquée à la conception des composants à l'épreuve de la pression
3.17
allumage direct
allumage appliqué directement au brûleur principal sans l'aide d'une veilleuse
3.18
limites d'explosion
concentrations maximale et minimale d'un gaz, de vapeur, de brume, de brouillard ou de poussière, dans l'air
ou l'oxygène, pour qu'une propagation stable de la détonation se produise
NOTE 1 Les limites sont contrôlées par la dimension et la géométrie de l'environnement, la concentration du carburant
et les moyens par lesquels l'allumage a lieu.
NOTE 2 Les termes «limite d'explosivité» et «limite d'inflammabilité» sont largement utilisés comme des équivalents
alors qu'en réalité ils ne sont pas synonymes. L'hydrogène est la seule substance pour laquelle la limite d'explosivité est
fondamentalement différente de la limite d'inflammabilité.
[ISO/TR 15916:2004]
3.19
atmosphère explosive
mélange avec l'air, dans les conditions atmosphériques, de substances inflammables se présentant sous la
forme de gaz, de vapeur, de brume ou de poussière et dans lesquelles, après allumage, la combustion se
diffuse dans le mélange non consommé
[CEI 60079-10:2002]
3.20
atmosphère de gaz explosif
mélange avec l'air, dans les conditions atmosphériques, de substances inflammables se présentant sous la
forme de gaz ou de vapeur et dans lesquelles, après allumage, la combustion se diffuse dans le mélange non
consommé
NOTE Bien qu'un mélange dont la concentration est supérieure à la limite d'explosivité supérieure ne soit pas une
atmosphère de gaz explosif, il peut aisément le devenir et, dans certains cas de classification des zones, il est conseillé
de le considérer comme tel.
[CEI 60079-10:2002]
3.21
unité adaptable en sortie usine
composants d'un système créés dans une entreprise pour se correspondre et fonctionner ensemble, emballés
séparément pour le stockage et le transport et destinés à être assemblés sur le lieu d'utilisation
3.22
liquides Fischer-Tropsch
liquides dérivés d'une technologie reposant sur la synthèse Fischer-Tropsch
EXEMPLES Procédés de transformation GTL (liquéfaction chimique), MTG (Methanol-To-Gasoline), MTO (Methanol-
To-Olefins), MTP (Methanol-To-Propylene), MOGD (Methanol-to-Olefins-to-Gasoline and Distillates), DME (DiMethyl
Ether), etc.
3.23
détecteur de flammes
dispositif émettant un signal indiquant la présence ou l'absence de flamme
NOTE Un détecteur de flammes est composé d'un capteur de flammes et peut comporter un amplificateur et un
relais de transmission du signal. L'amplificateur et le relais peuvent être intégrés au boîtier du détecteur ou combinés avec
une unité de programmation.
6 © ISO 2007 – Tous droits réservés
3.24
capteur de flammes
élément principal d'un détecteur de flammes qui détecte la présence de flammes
EXEMPLES Capteurs optiques et électrodes de flammes (tiges de flamme).
3.25
durée de mise en sécurité suite à un défaut de flamme
délai entre le signal indiquant l'absence de flamme et la mise en sécurité
3.26
limites d'inflammabilité
plus faible (limite inférieure d'inflammabilité ou LII) et plus forte (limite supérieure d'inflammabilité ou LSI)
concentrations dans l’air d'un gaz combustible dans un mélange inflammable entre lesquelles une flamme est
amorcée et se propage
NOTE 1 Ces limites inférieure et supérieure dépendent de la température, de la pression, des diluants et de l'énergie
d'inflammation.
NOTE 2 Ces limites sont généralement exprimées en pourcentage (fraction volumique).
[ISO/TR 15916:2004]
3.27
retour de flamme
mouvement de retour d'une flamme dans la chambre de mélange ou plus en amont
3.28
châssis
assemblage des éléments de structure maintenus ensemble par des liaisons permanentes (éléments soudés,
rivetage) ou à vis, supportant le corps du générateur d'hydrogène ainsi que ses appareils et composants, et
maintenant l'emplacement, la résistance et la rigidité exacts du support
3.29
système de traitement du carburant
séquence de réacteurs catalytiques ou chimiques convertissant un carburant d'entrée en flux riche en
hydrogène de composition et conditions préalablement spécifiées
3.30
condition riche en carburant
mélange de carburant et d'air, dans lequel la teneur en carburant est supérieure à celle d'un mélange
stœchiométrique
NOTE Les conditions riches en carburant sont utilisées lorsqu'une réaction à l'air complète est prévue (oxydation
catalytique partielle, oxydation préférentielle ou réacteurs autothermes).
3.31
système riche en carburant
système fonctionnant dans des conditions riches en carburant
3.32
dommage
blessure physique ou atteinte à la santé des personnes, ou atteinte aux biens ou à l'environnement
[ISO/CEI Guide 51]
3.33
phénomène dangereux
source potentielle de dommage
NOTE Le terme «phénomène dangereux» peut être qualifié afin de définir son origine ou la nature du dommage
prévu (risque de choc électrique, risque d'écrasement, risque de coupure, risque toxique, risque d'incendie, risque de
noyade, par exemple).
[ISO/CEI Guide 51]
3.34
zone dangereuse
zone présentant ou susceptible de présenter une atmosphère de gaz explosif, dans des proportions telles que
des précautions particulières sont nécessaires pour la construction, l'installation et l'utilisation de l'appareillage
[CEI 60079-10:2002]
3.35
situation dangereuse
circonstance dans laquelle une personne, des biens ou l'environnement sont exposés à un ou plusieurs
phénomènes dangereux
[ISO/CEI Guide 51]
3.36
période d'activation de l'allumage
délai entre l'activation de la vanne à gaz principale et la désactivation des moyens d'allumage
3.37
incident
événement ou suite d'événements pouvant, mais pas nécessairement, provoquer un dommage
3.38
industriel
relatif à l'utilisation des générateurs d'hydrogène par du personnel qualifié et formé dans un environnement de
fabrication ou de traitement contrôlé (une usine chimique ou une mine, par exemple)
3.39
carburant d'entrée
substance chimique alimentant le générateur d'hydrogène sous forme de réactif ou d'énergie d'entrée, en
principe composée de gaz naturel, d'autres hydrocarbures, d'alcools ou d'autres composés organiques
3.40
veilleuse intermittente
veilleuse qui s'allume automatiquement lorsqu'un appareil est mis en fonctionnement, qui reste allumée en
permanence lors de la période de fonctionnement du brûleur principal et qui s'éteint automatiquement à
l'issue du cycle de fonctionnement dudit brûleur
3.41
veilleuse à fonctionnement limité au temps d'allumage
veilleuse qui s'allume automatiquement avant l'admission du carburant dans le brûleur principal et qui s'éteint
automatiquement lorsque la flamme est établie
3.42
industriel léger
relatif à l'utilisation d'un générateur d'hydrogène par du personnel aux qualifications et à l'expérience limitées
dans des environnements de fabrication avec des contrôles spécialisés limités (installations industrielles
informatiques ou électroniques, par exemple)
3.43
gaz limites
gaz d'essai représentatifs des variations extrêmes des caractéristiques des gaz pour lesquels des appareils
ont été élaborés
8 © ISO 2007 – Tous droits réservés
3.44
mise en sécurité
système d'arrêt de sécurité dans lequel le système se place en sécurité verrouillée ou non
3.45
limite d'explosivité inférieure
LEI
concentration de gaz ou de vapeur inflammable dans l'air en deçà de laquelle l'atmosphère de gaz n'est pas
explosive
3.46
temps de sécurité au démarrage principal
délai entre le signal d'alimentation du débit de carburant principal et le signal indiquant la présence de la
flamme du brûleur principal
3.47
ventilation
circulation de l'air et son remplacement par de l'air frais par aspiration artificielle, par exemple par des
ventilateurs, et appliquée à une zone générale
3.48
zone de sécurité
zone ne présentant pas d'atmosphère de gaz explosif dans des proportions telles que des précautions
particulières sont nécessaires pour la construction, l'installation et l'utilisation de l'appareillage
3.49
mise en sécurité verrouillée
état d'arrêt de sécurité du système tel que son redémarrage ne soit uniquement possible que par
réinitialisation manuelle
3.50
fonctionnement normal
situation dans laquelle l'appareil fonctionne conformément à ses paramètres de conception
NOTE 1 Des fuites mineures de substance inflammable peuvent faire partie du fonctionnement normal. Par exemple,
des fuites provenant des joints d'étanchéité suite au mouillage par le fluide en cours de pompage sont considérées
comme des fuites mineures.
NOTE 2 Des défaillances (la rupture des joints d'étanchéité de la pompe ou des joints de bride, ou des fuites
provoquées par des accidents, par exemple) nécessitant une réparation ou un arrêt d'urgence ne sont pas considérées
comme un fonctionnement normal, ni comme catastrophiques.
NOTE 3 Un fonctionnement normal comprend les conditions de démarrage et d'arrêt.
3.51
mode de fonctionnement
condition préalablement établie de fonctionnement du système
3.52
unité autonome
plate-forme ou capotage contenant les composants du système préalablement assemblés en usine et conçus
pour fonctionner ensemble sur une plate-forme ou dans un capotage
3.53
permissif
état d'une séquence logique qui doit être satisfait avant que la séquence ne soit autorisée à passer à la phase
suivante
3.54
veilleuse
flamme, plus petite que la flamme principale, permettant d'allumer le brûleur principal
3.55
moniteur de gradient de pression
dispositif protégé en cas de défaillance, installé dans un échangeur thermique afin d'éviter le mélange des
fluides de l'échangeur lorsque cela est nécessaire et isolant l'échangeur thermique lorsque le gradient de
pression positif entre les fluides est inférieur à un seuil de pression minimal préalablement défini
NOTE Un moniteur de gradient de pression peut être utilisé pour maintenir la qualité de l'eau potable lorsque l'autre
fluide est un polluant (un fluide caloporteur toxique, par exemple).
3.56
temps de purge
période au cours de laquelle de l'air est introduit pour évacuer les mélanges air/carburant ou les produits de
combustion restant de la zone de combustion et des conduites
3.57
matériau pyrophorique
matériau capable de s'enflammer spontanément au contact de l'air
[ISO 13943]
3.58
délai de mise en sécurité à la réaction
délai entre le moment de détection de la défaillance de réaction et l'arrêt automatique de l'alimentation en
carburant dans le cadre d'un fonctionnement riche en air, ou l'arrêt automatique de l'alimentation de tous les
réactifs dans le cadre de fonctionnements riches en carburant
3.59
délai de défaillance d'amorçage de la réaction
délai entre la reconnaissance de la défaillance de l'amorçage de la réaction et l'arrêt automatique de
l'alimentation en carburant dans le cadre d'un fonctionnement riche en air ou de l'alimentation en réactif dans
le cadre d'un fonctionnement riche en carburant
3.60
temps de redémarrage
période entre le signal d'arrêt du débit de carburant suite à la perte de flamme et le signal de début d'une
nouvelle procédure de démarrage
3.61
redémarrage
processus par lequel, suite à l'échec du démarrage d'un générateur d'hydrogène, des tentatives répétées de
démarrage sont lancées
3.62
conditions de référence
conditions choisies de manière arbitraire pour le recalcul des volumes de gaz mesurés à une température
de 15 °C et une pression absolue de 101,325 kPa
3.63
gaz de référence
gaz d'essai pour lesquels les appareils fonctionnent dans les conditions normales, lorsqu'ils sont fournis à la
pression normale correspondante
3.64
rallumage
processus par lequel, suite à un signal de perte de flamme, le dispositif d'allumage est de nouveau allumé
sans interruption du débit de carburant
10 © ISO 2007 – Tous droits réservés
3.65
domestique
relatif à l'utilisation des générateurs d'hydrogène par des profanes dans les habitations privées
3.66
temps de réponse
temps nécessaire à un générateur d'hydrogène pour passer d'un état défini à un autre
3.67
risque
combinaison de la probabilité d’un dommage et de sa gravité
[ISO/CEI Guide 51]
3.68
analyse du risque
utilisation des informations disponibles pour identifier les phénomènes dangereux et estimer le risque
[ISO/CEI Guide 51]
3.69
appréciation du risque
processus englobant une analyse du risque et une évaluation du risque
[ISO/CEI Guide 51]
3.70
évaluation du risque
procédure fondée sur l'analyse du risque pour décider si le risque tolérable est atteint
[ISO/CEI Guide 51]
3.71
dispositif de protection
ensemble d'actions du système de contrôle reposant sur la surveillance du processus technique et visant à
éviter les conditions susceptibles de mettre en danger le personnel, l'usine, le produit ou l'environnement
3.72
analyse de sécurité et de fiabilité
groupe d'activités documentées et systématiques destiné à reconnaître et à évaluer la défaillance potentielle
d'un produit/processus et ses effets, et à identifier les actions susceptibles d'éliminer ou de réduire les risques
de dommage liés à cette défaillance
3.73
arrêt de sécurité
processus lancé immédiatement après la réponse d'un dispositif de protection ou la détection d'une
défaillance du système de contrôle, et qui place le système hors service en désactivant les terminaux des
vannes d'isolement de gaz et du dispositif d'allumage
3.74
unité autonome
unité complète et indépendante
3.75
gravité
mesure qualitative du pire incident possible qu'un phénomène dangereux spécifique est susceptible de
provoquer
3.76
position de démarrage
position indiquant que le système n'est pas mis en sécurité et n'a pas encore reçu le signal de démarrage,
mais qu'il peut lancer la séquence de démarrage, le cas échéant
3.77
vapo-reformage
conversion d'un hydrocarbure mélangé à l'eau pour générer de l'hydrogène avec entrée d'énergie, en général
à l'aide d'un catalyseur
3.78
gaz d'essai
gaz destinés à la vérification des caractéristiques de fonctionnement d'un appareil à l'aide de gaz
combustibles
3.79
risque tolérable
risque accepté dans un certain contexte et fondé sur les valeurs admises par la société
[ISO/CEI Guide 51]
3.80
transition
processus par lequel le générateur d'hydrogène passe d'un mode de fonctionnement à un autre
3.81
limite d'explosivité supérieure
LES
concentration de gaz ou de vapeur inflammable dans l'air au-delà de laquelle l'atmosphère de gaz n'est pas
explosive
3.82
mise en sécurité non verrouillée
arrêt de sécurité du système, de sorte qu'il ne puisse être redémarré que par réinitialisation manuelle ou
interruption, puis rétablissement, de l'alimentation
3.83
système de traitement de l'eau
système de traitement et de purification de l'eau captée ou ajoutée utilisée dans le générateur d'hydrogène
4 Exigences de sécurité et mesures de protection
4.1 Analyse de sécurité et de fiabilité
Le fabricant doit prouver qu'une analyse de sécurité et de fiabilité a été réalisée conformément à la CEI 60812,
la CEI 61025 ou équivalent.
Le fabricant doit garantir que:
⎯ tous les phénomènes dangereux et situations dangereuses raisonnablement prévisibles liés aux
générateurs d'hydrogène tout au long de la durée de vie prévue ont été identifiés;
⎯ le risque de ces phénomènes dangereux a été estimé conformément à l'ISO 14121, la CEI 61882 ou la
CEI 61511-3, selon le cas;
⎯ les risques on été éliminés ou réduits, dans la mesure du possible, par la conception (conception et
construction intrinsèquement sûres);
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⎯ les mesures de protection nécessaires en rapport avec les risques qui n'ont pas été éliminés ont été
prises, notamment la disposition de dispositifs d'avertissement et de sécurité;
⎯ des dispositions ont été prises pour informer les utilisateurs des mesures de sécurité supplémentaires
qu'ils peuvent être obligés de mettre en place.
4.2 Configuration
4.2.1 Système de traitement du carburant
Le générateur d'hydrogène doit être doté d'un système de traitement du carburant.
Le système de traitement du carburant peut comporter les étapes suivantes:
⎯ nettoyage du carburant, dans lequel le carburant peut être filtré et/ou désulfurisé;
⎯ réaction principale, dans laquelle le carburant est converti principalement en hydrogène, en dioxyde de
carbone et en monoxyde de carbone au moyen, par exemple, de vapo-reformage, de reformage
autotherme ou d'oxydation catalytique ou non catalytique partielle;
⎯ réaction de gaz à l'eau, dans laquelle le monoxyde de carbone réagit avec la vapeur pour produire de
l'hydrogène supplémentaire;
⎯ purification, dans laquelle le monoxyde de carbone et autres impuretés sont éliminés du flux riche en
hydrogène;
⎯ conditionnement, dans lequel la température et l'humidité du flux sont ajustées à des niveaux adaptés
aux dispositifs utilisant l'hydrogène;
⎯ combustion du gaz résiduel, dans laquelle le carburant inaltéré et l'hydrogène inutilisé sont brûlés par
voie catalytique ou non catalytique avant leur rejet dans l'environnement.
4.2.2 Système de gestion des fluides
Le générateur d'hydrogène doit être doté d'un système de gestion des fluides.
Le système de gestion des fluides peut mesurer, conditionner et traiter les fluides ou régler la pression du
fluide utilisé dans le générateur d'hydrogène. Ces fluides peuvent être des réactifs comme l'air (oxydant), le
carburant, l'eau (ou la vapeur), des flux de produits intermédiaires ou des fluides comme les gaz inertes et les
fluides caloporteurs (eau, huile). Le système de gestion des fluides peut comporter des sous-systèmes
complexes comme des générateurs de vapeur, des compresseurs et des unités de traitement de l'eau.
4.2.3 Système de gestion thermique
Le générateur d'hydrogène doit être doté d'un système de gestion thermique assurant le rejet du froid et de la
chaleur pour maintenir l'équilibre thermique à l'intérieur du générateur d'hydrogène, et pouvant récupérer les
excès de chaleur de manière à faciliter le chauffage de l'unité au démarrage.
NOTE Le système de gestion thermique utilise des réseaux d'échange thermique et massique pour limiter les
apports extérieurs en matière de réchauffement et de refroidissement, ainsi que la consommation d'eau et les pertes
d'énergie intégrant de manière favorable thermodynamiquement les flux chauds et froids.
4.2.4 Système de contrôle automatique
Le générateur d'hydrogène doit être doté d'un système de contrôle automatique du processus régulant
l'efficacité d'interaction de tous les composants, de manière à maintenir les paramètres du processus dans les
limites spécifiées par le fabricant, sans intervention manuelle.
NOTE Le système de contrôle automatique du processus peut comprendre des éléments mécaniques, hydrauliques,
pneumatiques, électriques, électroniques, électroniques programmables et informatiques (logiciels et matériels).
4.2.5 Système électrique
Le générateur d'hydrogène doit être doté d'un système électrique.
Le système électrique peut être composé de circuits et de dispositifs régulant et distribuant l'alimentation
électrique dans le générateur d'hydrogène.
4.2.6 Châssis et capotage
Le générateur d'hydrogène doit être monté sur un châssis et, le cas échéant, protégé par un capotage.
Les capotages peuvent contenir des éléments de ventilation naturelle ou mécanique permettant à l'air
extérieur de circuler dans les compartiments intérieurs, de manière à chasser les excès de chaleur et les
fumées ou vapeurs dangereuses.
4.2.7 Tuyauterie de raccordement
Le générateur d'hydrogène peut comporter tout ou partie de la tuyauterie de raccordement, des joints et des
éléments de fixation. En particulier, il peut inclure un système d'évacuation des gaz de combustion, ainsi
qu'un tuyau de sortie utilisé pour acheminer le gaz contenant de l’hydrogène vers les dispositifs l'utilisant
susceptibles ou non d'être adaptés en sortie usine (un système d'alimentation à pile combustible o
...
Questions, Comments and Discussion
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