氫能標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)范行業(yè)發(fā)展的重要手段,對提升產(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。同時也是促進(jìn)氫產(chǎn)業(yè)研究開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營健康快速的技術(shù)工具。
在2024年氫能嘉年華會議上,中國航天科技集團(tuán)公司,中國運(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)險防范建議》主題演講。
演講中,他回顧了2024年的氫能安全標(biāo)準(zhǔn)并討論了目前存在的問題,其次針對氫氣安全風(fēng)險防范提出建議。據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)前氫能標(biāo)委會和燃料電池標(biāo)委會共發(fā)布了92項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn),其中以安全為主題的標(biāo)準(zhǔn)有17項(xiàng),相當(dāng)部分的氫能標(biāo)準(zhǔn)都包含了氫安全的內(nèi)容。氫能標(biāo)準(zhǔn)既是促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)研究開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營健康快速的技術(shù)工具,又是保障氫安全的重要手段。
靳殷實(shí)表示,目前部分人對氫安全有認(rèn)知偏差,存在談氫色變和少數(shù)人氫氣安全意識松懈的問題。部分不了解氫氣的人,對涉氫產(chǎn)品和氫能設(shè)備感到恐懼,而一線少數(shù)涉氫操作人員則由于常年和氫氣打交道且沒有出現(xiàn)事故,導(dǎo)致安全意識放松。總的來說,氫氣安全事故發(fā)生的原因,大部分都與人有關(guān),都是因?yàn)槿说囊蛩貙?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)險在于其化學(xué)特性,可以與氧氣等氧化性氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),而物理特性則擴(kuò)大了其風(fēng)險。
氫氣事故包括三種:一是儲氫容器爆炸;二是涉氫材料性能劣化,如金屬的氫脆等;三是氫氣與氧化性氣體形成混合氣體發(fā)生燃燒或爆炸。
造成儲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)致充氫氣超壓,安全泄壓裝置失效;氫氣罐內(nèi)混入氧氣等氧化性氣體。
氫氣泄露是氫氣安全事故的主要風(fēng)險。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%,可能會造成燃燒或爆炸,在這一濃度下,如果施加靜電、明火會造成燃燒或爆燃,嚴(yán)重的會導(dǎo)致人員傷亡。
氫氣在空氣中泄漏或同氧氣混合,在特定條件下會產(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)速度快、溫度高,會帶來更大的損失和危害,氫氣爆轟也是氫能安全領(lǐng)域重要的研究課題。
此前,韓國曾發(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)營三個環(huán)節(jié)入手。在不同的涉氫領(lǐng)域和應(yīng)用場景,具體情況具體分析。此外,在安全監(jiān)管上分級負(fù)責(zé)、屬地管理、誰主管誰負(fù)責(zé),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,主動防范,在設(shè)計(jì)上、設(shè)備制造上及運(yùn)營過程中保障設(shè)備的氣密性,保證氫氣不泄露。在新使用的氫容器充氫氣前,進(jìn)行惰性氣體置換;在排氫氣時,用惰性氣體稀釋,排氫管路按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置。
第二,被動防范,增加濃度監(jiān)測、定期對系統(tǒng)進(jìn)行氫氣泄露檢測,采取防靜電設(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),全方位保證如果氫氣泄露不發(fā)生事故,如果發(fā)生事故將事故的損失減小到最低程度。
第三,氫氣泄露后應(yīng)首先切斷泄漏源,并對泄露區(qū)進(jìn)行通風(fēng),排除泄露區(qū)可能存在的點(diǎn)火源。若無法切斷泄漏源,應(yīng)立即疏散泄露區(qū)人員,保持泄露區(qū)的通風(fēng),同時報(bào)警。涉氫安全事故要根據(jù)具體情況采取有效措施。
雖然氫氣具有一定危險性,如果在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營管理等各個環(huán)節(jié)都按照法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求,認(rèn)真執(zhí)行,那么氫氣的生產(chǎn)、儲運(yùn)、加注和使用就是安全的。