氢能标准是规范行业发展的重要手段,对提升产品的安全质量,减少因设备故障或操作不当引起的安全事故有重要作用。同时也是促进氢产业研究开发、生产经营健康快速的技术工具。
在2024年氢能嘉年华会议上,中国航天科技集团公司,中国运载火箭技术研究所靳殷实作了《2024氢能安全标准回顾及风险防范建议》主题演讲。
演讲中,他回顾了2024年现存的氢能安全标准并讨论了目前存在的问题,其次针对氢气安全风险防范提出建议。据统计,当前氢能相关安全标准共46条,其中一条将在2025年3月实施。
靳殷实表示,目前大部分人对氢安全存在认知偏差,普遍存在谈氢色变和氢气安全意识淡漠的问题。不了解氢气的人,对涉氢产品和氢能设备感到恐惧,而一线涉氢操作人员则由于常年和氢气打交道且没有出现事故,导致安全意识淡漠。总的来说,氢气安全事故发生的首要原因,都与人有关,都是因为人员认识不足导致的。
氢气安全基本特性 氢气事故类型介绍
氢气的主要风险在于其化学特性,可以与氧气等气体产生化学反应,而物理特性则扩大了其风险。
氢气事故包括三种:一是储氢容器爆炸;二是涉氢材料性能劣化,如金属的氢脆等;三是氢气形成混合气体发生爆炸。
而造成储氢罐爆炸的原因也有三种:容器结构损坏;违规操作导致充氢力超压,安全泄压装置失效;氢气罐内混入氧气等气体。
涉氢材料劣化则会导致氢气泄露。氢气爆燃的破坏威力与氢气浓度、泄露氢气的量及弥散范围、氢气泄露的压力有关。靳殷实介绍,氢气在空气中泄露后,如果氢气浓度在4%-75%,可能会造成燃烧爆炸,而在这一浓度下,如果施加静电、明火会造成爆燃或混合空气温度达到527摄氏度及以上,严重会导致人员伤亡。
而当氢气浓度达到18.3%-59%,在特定条件下会产生爆轰,虽然产生条件较为苛刻,但是一旦发生爆轰,由于压力剧增、反应较大,会带来更大的损失和危害,如何方式氢气爆轰也是氢能安全领域重要的研究课题。
此前,韩国曾发生氢气罐爆炸事故,造成2人死亡、4人受伤,事故导致了3栋楼的破损,爆炸的氢气罐残骸从事故地点飞到距离300米远的地方。
具体场景具体分析 加强安全管理监督
保障氢安全,要从设计、制造、运营三个环节入手。在不同的涉氢领域和应用场景,具体情况具体分析。此外,还提倡分级负责、属地管理、谁主管谁负责原则,建立企业负责、政府监管的机制。在《中华人民共和国安全生产法》中的第九条、第十八条以及第二十二条均有规定。企业方强化安全意识则最为重要。
如何采取有效措施防止氢气泄露事故。靳殷实给出几条建议:
第一,主动防范,在工艺设计上、设备制造上严格要求设备的气密性等特性,保证氢气不泄露。同时进行氢安全知识普及,定期对系统进行氢气泄露检测,在氢系统充氢气前,进行泄露检测和惰性气体充分吹扫,并在氢系统向空气开放前,排空系统内的氢气。
第二,被动防范,增加浓度监测、防静电设计、防雷设计、通风设计、防火设计、安全距离设计、消防设计以及泄爆设计,全方位保证氢气泄露后安全。
第三,氢气泄露后应技术切断泄漏源,并对泄露污染区进行通风,排除泄露污染区可能存在的点火源。若无法切断泄漏源,应立即疏散泄露污染区人员,保持泄露污染区的通风,并保持氢系统保持正压状态防止回火。
虽然氢气具有一定危险性,如果在设计、制造、运营管理等各个环节都按照法律法规严格要求,那么氢气的安全、储运、加注和使用就是氢安全的。
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