氫能標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)范行業(yè)發(fā)展的重要手段,對(duì)提升產(chǎn)品的安全質(zhì)量,減少因設(shè)備故障或操作不當(dāng)引起的安全事故有重要作用。同時(shí)也是促進(jìn)氫產(chǎn)業(yè)研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)健康快速的技術(shù)工具。
在2024年氫能嘉年華會(huì)議上,中國(guó)航天科技集團(tuán)公司,中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究所靳殷實(shí)作了《2024氫能安全標(biāo)準(zhǔn)回顧及風(fēng)險(xiǎn)防范建議》主題演講。
演講中,他回顧了2024年現(xiàn)存的氫能安全標(biāo)準(zhǔn)并討論了目前存在的問(wèn)題,其次針對(duì)氫氣安全風(fēng)險(xiǎn)防范提出建議。據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)前氫能相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)共46條,其中一條將在2025年3月實(shí)施。
靳殷實(shí)表示,目前大部分人對(duì)氫安全存在認(rèn)知偏差,普遍存在談氫色變和氫氣安全意識(shí)淡漠的問(wèn)題。不了解氫氣的人,對(duì)涉氫產(chǎn)品和氫能設(shè)備感到恐懼,而一線涉氫操作人員則由于常年和氫氣打交道且沒(méi)有出現(xiàn)事故,導(dǎo)致安全意識(shí)淡漠。總的來(lái)說(shuō),氫氣安全事故發(fā)生的首要原因,都與人有關(guān),都是因?yàn)槿藛T認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致的。
氫氣安全基本特性 氫氣事故類型介紹
氫氣的主要風(fēng)險(xiǎn)在于其化學(xué)特性,可以與氧氣等氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),而物理特性則擴(kuò)大了其風(fēng)險(xiǎn)。
氫氣事故包括三種:一是儲(chǔ)氫容器爆炸;二是涉氫材料性能劣化,如金屬的氫脆等;三是氫氣形成混合氣體發(fā)生爆炸。
而造成儲(chǔ)氫罐爆炸的原因也有三種:容器結(jié)構(gòu)損壞;違規(guī)操作導(dǎo)致充氫力超壓,安全泄壓裝置失效;氫氣罐內(nèi)混入氧氣等氣體。
涉氫材料劣化則會(huì)導(dǎo)致氫氣泄露。氫氣爆燃的破壞威力與氫氣濃度、泄露氫氣的量及彌散范圍、氫氣泄露的壓力有關(guān)。靳殷實(shí)介紹,氫氣在空氣中泄露后,如果氫氣濃度在4%-75%,可能會(huì)造成燃燒爆炸,而在這一濃度下,如果施加靜電、明火會(huì)造成爆燃或混合空氣溫度達(dá)到527攝氏度及以上,嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致人員傷亡。
而當(dāng)氫氣濃度達(dá)到18.3%-59%,在特定條件下會(huì)產(chǎn)生爆轟,雖然產(chǎn)生條件較為苛刻,但是一旦發(fā)生爆轟,由于壓力劇增、反應(yīng)較大,會(huì)帶來(lái)更大的損失和危害,如何方式氫氣爆轟也是氫能安全領(lǐng)域重要的研究課題。
此前,韓國(guó)曾發(fā)生氫氣罐爆炸事故,造成2人死亡、4人受傷,事故導(dǎo)致了3棟樓的破損,爆炸的氫氣罐殘骸從事故地點(diǎn)飛到距離300米遠(yuǎn)的地方。
具體場(chǎng)景具體分析 加強(qiáng)安全管理監(jiān)督
保障氫安全,要從設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)三個(gè)環(huán)節(jié)入手。在不同的涉氫領(lǐng)域和應(yīng)用場(chǎng)景,具體情況具體分析。此外,還提倡分級(jí)負(fù)責(zé)、屬地管理、誰(shuí)主管誰(shuí)負(fù)責(zé)原則,建立企業(yè)負(fù)責(zé)、政府監(jiān)管的機(jī)制。在《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》中的第九條、第十八條以及第二十二條均有規(guī)定。企業(yè)方強(qiáng)化安全意識(shí)則最為重要。
如何采取有效措施防止氫氣泄露事故。靳殷實(shí)給出幾條建議:
第一,主動(dòng)防范,在工藝設(shè)計(jì)上、設(shè)備制造上嚴(yán)格要求設(shè)備的氣密性等特性,保證氫氣不泄露。同時(shí)進(jìn)行氫安全知識(shí)普及,定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行氫氣泄露檢測(cè),在氫系統(tǒng)充氫氣前,進(jìn)行泄露檢測(cè)和惰性氣體充分吹掃,并在氫系統(tǒng)向空氣開(kāi)放前,排空系統(tǒng)內(nèi)的氫氣。
第二,被動(dòng)防范,增加濃度監(jiān)測(cè)、防靜電設(shè)計(jì)、防雷設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、防火設(shè)計(jì)、安全距離設(shè)計(jì)、消防設(shè)計(jì)以及泄爆設(shè)計(jì),全方位保證氫氣泄露后安全。
第三,氫氣泄露后應(yīng)技術(shù)切斷泄漏源,并對(duì)泄露污染區(qū)進(jìn)行通風(fēng),排除泄露污染區(qū)可能存在的點(diǎn)火源。若無(wú)法切斷泄漏源,應(yīng)立即疏散泄露污染區(qū)人員,保持泄露污染區(qū)的通風(fēng),并保持氫系統(tǒng)保持正壓狀態(tài)防止回火。
雖然氫氣具有一定危險(xiǎn)性,如果在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)管理等各個(gè)環(huán)節(jié)都按照法律法規(guī)嚴(yán)格要求,那么氫氣的安全、儲(chǔ)運(yùn)、加注和使用就是氫安全的。