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,当前氢能标委会和燃料电池标委会共发布了92项国家标准,其中以安全为主题的标准有17项,相当部分的氢能标准都包含了氢安全的内容。氢能标准既是促进氢能产业研究开发、生产经营健康快速的技术工具,又是保障氢安全的重要手段。
靳殷实表示,目前部分人对氢安全有认知偏差,存在谈氢色变和少数人氢气安全意识松懈的问题。部分不了解氢气的人,对涉氢产品和氢能设备感到恐惧,而一线少数涉氢操作人员则由于常年和氢气打交道且没有出现事故,导致安全意识放松。总的来说,氢气安全事故发生的原因,大部分都与人有关,都是因为人的因素导致的。
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,可以与氧气等氧化性气体产生化学反应,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;三是氢气与氧化性气体形成混合气体发生燃烧或爆炸。
造成储氢罐爆炸的原因也有三种:容器结构损坏;违规操作导致充氢气超压,安全泄压装置失效;氢气罐内混入氧气等氧化性气体。
氢气泄露是氢气安全事故的主要风险。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%,可能会造成燃烧或爆炸,在这一浓度下,如果施加静电、明火会造成燃烧或爆燃,严重的会导致人员伤亡。
氢气在空气中泄漏或同氧气混合,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、反应速度快、温度高,会带来更大的损失和危害,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,在安全监管上分级负责、属地管理、谁主管谁负责,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,在设计上、设备制造上及运营过程中保障设备的气密性,保证氢气不泄露。在新使用的氢容器充氢气前,进行惰性气体置换;在排氢气时,用惰性气体稀释,排氢管路按标准要求设置。
第二,被动防范,增加浓度监测、定期对系统进行氢气泄露检测,采取防静电设计、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,全方位保证如果氢气泄露不发生事故,如果发生事故将事故的损失减小到最低程度。
第三,氢气泄露后应首先切断泄漏源,并对泄露区进行通风,排除泄露区可能存在的点火源。若无法切断泄漏源,应立即疏散泄露区人员,保持泄露区的通风,同时报警。涉氢安全事故要根据具体情况采取有效措施。
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和标准严格要求,认真执行,那么氢气的生产、储运、加注和使用就是安全的。
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