氫能標準是規(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,減少因設備故障或操作不當引起的安全事故有重要作用。同時也是促進氫產(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,中國航天科技集團公司,中國運載火箭技術(shù)研究所靳殷實作了《2024氫能安全標準回顧及風險防范建議》主題演講。
演講中,他回顧了2024年現(xiàn)存的氫能安全標準并討論了目前存在的問題,其次針對氫氣安全風險防范提出建議。據(jù)統(tǒng)計,當前氫能相關安全標準共46條,其中一條將在2025年3月實施。
靳殷實表示,目前大部分人對氫安全存在認知偏差,普遍存在談氫色變和氫氣安全意識淡漠的問題。不了解氫氣的人,對涉氫產(chǎn)品和氫能設備感到恐懼,而一線涉氫操作人員則由于常年和氫氣打交道且沒有出現(xiàn)事故,導致安全意識淡漠??偟膩碚f,氫氣安全事故發(fā)生的首要原因,都與人有關,都是因為人員認識不足導致的。
氫氣安全基本特性 氫氣事故類型介紹
氫氣的主要風險在于其化學特性,可以與氧氣等氣體產(chǎn)生化學反應,而物理特性則擴大了其風險。
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;三是氫氣形成混合氣體發(fā)生爆炸。
而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。
涉氫材料劣化則會導致氫氣泄露。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。靳殷實介紹,氫氣在空氣中泄露后,如果氫氣濃度在4%-75%,可能會造成燃燒爆炸,而在這一濃度下,如果施加靜電、明火會造成爆燃或混合空氣溫度達到527攝氏度及以上,嚴重會導致人員傷亡。
而當氫氣濃度達到18.3%-59%,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、反應較大,會帶來更大的損失和危害,如何方式氫氣爆轟也是氫能安全領域重要的研究課題。
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,事故導致了3棟樓的破損,爆炸的氫氣罐殘骸從事故地點飛到距離300米遠的地方。
具體場景具體分析 加強安全管理監(jiān)督
保障氫安全,要從設計、制造、運營三個環(huán)節(jié)入手。在不同的涉氫領域和應用場景,具體情況具體分析。此外,還提倡分級負責、屬地管理、誰主管誰負責原則,建立企業(yè)負責、政府監(jiān)管的機制。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。靳殷實給出幾條建議:
第一,主動防范,在工藝設計上、設備制造上嚴格要求設備的氣密性等特性,保證氫氣不泄露。同時進行氫安全知識普及,定期對系統(tǒng)進行氫氣泄露檢測,在氫系統(tǒng)充氫氣前,進行泄露檢測和惰性氣體充分吹掃,并在氫系統(tǒng)向空氣開放前,排空系統(tǒng)內(nèi)的氫氣。
第二,被動防范,增加濃度監(jiān)測、防靜電設計、防雷設計、通風設計、防火設計、安全距離設計、消防設計以及泄爆設計,全方位保證氫氣泄露后安全。
第三,氫氣泄露后應技術(shù)切斷泄漏源,并對泄露污染區(qū)進行通風,排除泄露污染區(qū)可能存在的點火源。若無法切斷泄漏源,應立即疏散泄露污染區(qū)人員,保持泄露污染區(qū)的通風,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性,如果在設計、制造、運營管理等各個環(huán)節(jié)都按照法律法規(guī)嚴格要求,那么氫氣的安全、儲運、加注和使用就是氫安全的。