氫能標準是規范行業發展的重要手段,對提升產品的安全質量,減少因設備故障或操作不當引起的安全事故有重要作用。同時也是促進氫產業研究開發、生產經營健康快速的技術工具。
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。據統計,當前氫能標委會和燃料電池標委會共發布了92項國家標準,其中以安全為主題的標準有17項,相當部分的氫能標準都包含了氫安全的內容。氫能標準既是促進氫能產業研究開發、生產經營健康快速的技術工具,又是保障氫安全的重要手段。
靳殷實表示,目前部分人對氫安全有認知偏差,存在談氫色變和少數人氫氣安全意識松懈的問題。部分不了解氫氣的人,對涉氫產品和氫能設備感到恐懼,而一線少數涉氫操作人員則由于常年和氫氣打交道且沒有出現事故,導致安全意識放松。總的來說,氫氣安全事故發生的原因,大部分都與人有關,都是因為人的因素導致的。
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,可以與氧氣等氧化性氣體產生化學反應,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;三是氫氣與氧化性氣體形成混合氣體發生燃燒或爆炸。
造成儲氫罐爆炸的原因也有三種:容器結構損壞;違規操作導致充氫氣超壓,安全泄壓裝置失效;氫氣罐內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。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,嚴重的會導致人員傷亡。
氫氣在空氣中泄漏或同氧氣混合,在特定條件下會產生爆轟,雖然產生條件較為苛刻,但是一旦發生爆轟,由于壓力劇增、反應速度快、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域重要的研究課題。
此前,韓國曾發生氫氣罐爆炸事故,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 加強安全管理監督
保障氫安全,要從設計、制造、運營三個環節入手。在不同的涉氫領域和應用場景,具體情況具體分析。此外,在安全監管上分級負責、屬地管理、誰主管誰負責,建立企業負責、政府監管的機制。在《中華人民共和國安全生產法》中的第九條、第十八條以及第二十二條均有規定。企業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,在設計上、設備制造上及運營過程中保障設備的氣密性,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,排氫管路按標準要求設置。
第二,被動防范,增加濃度監測、定期對系統進行氫氣泄露檢測,采取防靜電設計、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,全方位保證如果氫氣泄露不發生事故,如果發生事故將事故的損失減小到最低程度。
第三,氫氣泄露后應首先切斷泄漏源,并對泄露區進行通風,排除泄露區可能存在的點火源。若無法切斷泄漏源,應立即疏散泄露區人員,保持泄露區的通風,同時報警。涉氫安全事故要根據具體情況采取有效措施。
雖然氫氣具有一定危險性,如果在設計、制造、運營管理等各個環節都按照法律法規和標準嚴格要求,認真執行,那么氫氣的生產、儲運、加注和使用就是安全的。