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
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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 16110-1:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO 16110-1:2007(E)
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ISO 16110-1:2007(E)
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
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ISO 16110-1:2007(E)
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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ISO 16110-1:2007(E)
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.
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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
3
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
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ISO 16110-1:2007(E)
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.
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ISO 16110-1:2007(E)
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
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ISO 16110-1:2007(E)
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
4 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 16110-1:2007(E)
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]
© ISO 2007 – All rights reserved 5
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ISO 16110-1:2007(E)
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
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ISO 16110-1:2007(E)
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
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ISO 16110-1:2007(E)
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
8 © ISO 2007 – All rights reserved
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ISO 16110-1:2007(E)
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
...
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 16110-1:2007(F)
©
ISO 2007
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ISO 16110-1:2007(F)
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Publié en Suisse
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ISO 16110-1:2007(F)
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
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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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ISO 16110-1:2007(F)
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.
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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,
3
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.
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ISO 16110-1:2007(F)
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
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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]
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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
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ISO 16110-1:2007(F)
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.
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ISO 16110-1:2007(F)
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
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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
in
...
Questions, Comments and Discussion
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