黃照單

摘要：近年來，隨著化工行業(yè)的發(fā)展，很多行業(yè)的技術(shù)都發(fā)生了重大的改革、改進(jìn)。對(duì)于制電行業(yè)而言也不例外，隨著科學(xué)家對(duì)氣體性質(zhì)、性能的深入研究，我國國內(nèi)如今的很多電廠都選擇了氫冷技術(shù)，去取代以前在效率和溫升等方面有所不足的空冷技術(shù)，來對(duì)高溫的機(jī)組進(jìn)行冷卻。雖然氫冷技術(shù)在效率上優(yōu)于空冷技術(shù)，但由于大多數(shù)電廠都設(shè)置有配套的制氫站，其在運(yùn)行過程中也有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)：安全性不夠。為了貫徹落實(shí)國家能源局頒布的《防止電力生產(chǎn)事故的25項(xiàng)重點(diǎn)要求及編制釋義》中所提出的“防止氫罐爆炸事故發(fā)生”，本文將就氫罐隔離的方法步驟以及隔離過程中一些需要重點(diǎn)注意的事項(xiàng)進(jìn)行論述，減少危險(xiǎn)發(fā)生的可能性。

關(guān)鍵詞：制氫站;儲(chǔ)氫罐;隔離;置換方法;安全

1.對(duì)于氫氣以及制氫站的初步認(rèn)識(shí)

1.1氫氣的理化特性

氫氣是一種無色無味，透明且難溶于水的氣體，分子量為2.01588，氫氣在常溫常壓或者與其他氣體混合時(shí)極易燃燒，甚至發(fā)生爆炸。氫氣是世界上已知的密度最小的氣體，其密度只有空氣的1/14，（即在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和0℃，氫氣的密度為0.089g/ml），但因?yàn)闅錃馀c氧氣混合，容易發(fā)生爆炸，并且在點(diǎn)燃或接觸到一些催化劑時(shí)，容易與其他物質(zhì)化發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以氫氣的安全性能不是很高，常用來做氣球的填充氣體使用。氫氣在101千帕壓強(qiáng)下，溫度-252.87℃時(shí)，氫氣可轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色的液體，-259.1℃時(shí)變成雪狀固體，而利用氫氣制冷正是利用氫氣的物理性質(zhì)，使得液化的氫氣迅速變?yōu)闅怏w形態(tài)，汽化吸收熱量，降低機(jī)器的溫度。

1.2制氫站的組成

一個(gè)完整的制氫站大體由三部分組成：3組獨(dú)立分工的框架、氣體的儲(chǔ)存系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。三組框架的分工、作用、以及所包含的機(jī)器各不相同。第一個(gè)框架的作用是產(chǎn)生氫氣，框架中一般包括電解槽、氣液處理裝置以及純化及干燥裝置，其中氣液處理裝置又由氫分離洗滌器、氧分離洗滌器，氣體冷卻器、堿液過濾器、堿液冷卻器、排水器、循環(huán)泵等所組成;第二個(gè)框架的作用是給發(fā)電機(jī)補(bǔ)充氫氣，該框架主要由管路減壓器、壓力開關(guān)、壓力表等組成;第三個(gè)框架主要是負(fù)責(zé)對(duì)制造氫氣起輔助作用，主要由制氫時(shí)所需要的純水箱、堿液箱、補(bǔ)水泵、工藝管路等配件。

2.關(guān)于置換

置換是氫氣流通和儲(chǔ)存的設(shè)備在正式使用之前必須要進(jìn)行的一個(gè)步驟。置換可根據(jù)置換對(duì)象不同，采取與之相對(duì)應(yīng)的不同的置換介質(zhì)和方法。如果置換對(duì)象是儲(chǔ)氫罐，一般工廠有兩種方法去完成置換的操作。第一種是采用工業(yè)水進(jìn)行置換，其步驟為在測(cè)試完嚴(yán)密性的儲(chǔ)氫罐里裝滿水，在不卸掉水的同時(shí)，把壓力下降到0.5MPa，再利用制造出來的氫氣所產(chǎn)生的壓強(qiáng)把水排凈。由于氫氣不易溶于水，所以我們可以肯定，只要在水滿后再用氫氣壓進(jìn)行排水，氫氣罐中殘余的氧氣濃度是小于1%的。第二種是采用氮?dú)膺M(jìn)行置換，具體步驟為，把純度為99.5%以上的氮?dú)獬淙雰?chǔ)氫罐中，把氫罐壓力由0.05千帕提高到0.5千帕，然后打開排污閘泄壓，把壓力降低到0.05千帕以下，盡管壓力越低，置換效果越好，但一定要保證氫罐壓力為正壓，切勿把空氣再次放進(jìn)儲(chǔ)罐中。

兩種置換方法可以說是各有千秋。選用排水的方法進(jìn)行置換，安全性有保障，并且減少了氮?dú)獾氖褂酶咏?jīng)濟(jì)，同時(shí)也能一定程度上節(jié)約置換時(shí)間，降低置換的風(fēng)險(xiǎn);但由于進(jìn)行完嚴(yán)密性測(cè)試后，清罐一直是滿水的，所以無法保證在置換完后不殘留水分，這就可能是造成制造出來的合格氫氣，在進(jìn)入儲(chǔ)氫罐后卻轉(zhuǎn)變?yōu)椴缓细駳錃?。選用氮?dú)獾姆椒ㄟM(jìn)行置換，可以很明顯的縮短獲取氫氣合格露點(diǎn)的時(shí)間，但在過程中一定要嚴(yán)格把握氧氣的濃度，只要氧氣濃度小于3%，則可以停止置換。

3.隔離置換所需要注意的問題

3.1對(duì)儲(chǔ)氫罐的檢測(cè)

為保證工作進(jìn)程順利以及工作人員的人身安全，在使用之前，必須要對(duì)儲(chǔ)氫罐進(jìn)行嚴(yán)格的檢查與測(cè)試，當(dāng)前工廠對(duì)儲(chǔ)氫罐的檢驗(yàn)，一般都要進(jìn)行測(cè)量厚度、檢驗(yàn)硬度、無損傷檢測(cè)等項(xiàng)目。檢測(cè)人員的第一步一般是對(duì)氫罐整體進(jìn)行一個(gè)宏觀驗(yàn)查。宏觀驗(yàn)查是一項(xiàng)基本工作，其分為內(nèi)部宏觀檢查和外部宏觀檢查，能后面其他檢驗(yàn)項(xiàng)目提供指導(dǎo)作用。由于電廠對(duì)儲(chǔ)氫罐外部進(jìn)行定時(shí)的除銹以及補(bǔ)漆，所以外部宏觀檢查一般發(fā)現(xiàn)的問題較少，檢查的重點(diǎn)是儲(chǔ)氫罐的內(nèi)部。由于一些原因?qū)е聝?chǔ)氫罐內(nèi)有出現(xiàn)少量積水，造成儲(chǔ)氫罐的內(nèi)部容器的中下部尤其是底部濕度較大，所以罐的內(nèi)部一般都存在不同程度的銹蝕，具體表現(xiàn)為頂部較輕中下部較為嚴(yán)重，底部最嚴(yán)重。因?yàn)閮?nèi)部的后事會(huì)影響儲(chǔ)氫罐壁的厚度，并會(huì)造成儲(chǔ)氫罐硬度的改變，所以如果有條件的話，電廠可對(duì)容器內(nèi)部進(jìn)行一定的防腐處理，從而減少這些問題的發(fā)生。同時(shí)，由于儲(chǔ)存管內(nèi)有大量的易燃?xì)怏w，一旦爆炸后果不堪設(shè)想，所以儲(chǔ)氫罐屬于最高級(jí)的防火防爆點(diǎn)，在此區(qū)域，相關(guān)人員一定要嚴(yán)格遵守制氫站動(dòng)火工作票制度以及公司管理人員針對(duì)制氫站防火防爆等發(fā)布的相關(guān)規(guī)定。

3.2對(duì)人員的要求

盡管自動(dòng)化已經(jīng)取代了很大部分人工需要做的工作，但不可否認(rèn)的是，電廠的一些工業(yè)進(jìn)程仍舊需要工作人員的操作，所以對(duì)工作人員行為的規(guī)范，也能在很大程度上減少氣體隔離置換中危險(xiǎn)產(chǎn)生的可能。以下是我為工作人員提出的幾則建議：進(jìn)入工作現(xiàn)場(chǎng)的人員必須穿戴防靜電的服裝，嚴(yán)禁攜帶明火，且必須關(guān)閉通訊設(shè)備;在檢修或者拆卸設(shè)備零件時(shí)，盡可能使用銅制工具，如果要使用鋼或者鐵質(zhì)器械，應(yīng)該在工具表面上涂抹黃油，以防發(fā)生危險(xiǎn);在儲(chǔ)氫罐排壓和泄氣的過程中，工作人員手動(dòng)打開閥門需注意排空門不可開度過大;工作人員在氫氣管道上操作時(shí)，如果需要開啟相關(guān)閥門，應(yīng)該緩慢開啟，防止摩擦產(chǎn)生明火并應(yīng)該盡量保持氫氣流速平穩(wěn);工作人員在操作過程中，一定要注意室內(nèi)的通風(fēng)情況，加強(qiáng)空氣的流通。

4.結(jié)束語

氫能源是我國大力探索的清潔能源，作為近年來新興起的新能源之一，有極其開闊的發(fā)展前景。保證氫能源安全并且經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，是當(dāng)前急需解決和改進(jìn)的問題，。制氫站是電場(chǎng)中一個(gè)非常特殊、不可或缺的組成部分，只有把控制氫站中的安全問題，才能保證工作人員的人身安全，才能保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李巖，and 王薇. "電廠制氫站儲(chǔ)氫罐系統(tǒng)隔離置換需注意的問題." 工業(yè)C 6（2016）：107-107.

[2]達(dá)海華. "火電廠制氫站儲(chǔ)氫罐系統(tǒng)隔離方法及需注意的問題." 科技與創(chuàng)新 000.001（2015）：119-120.

[3]胡立川，陳裕忠，and 林少國. "氫氣供應(yīng)系統(tǒng)儲(chǔ)氫罐的置換操作及危險(xiǎn)因素分析." 電站輔機(jī) 37.01（2016）：49-52.

[4]張世波，and 張珂. "電廠制氫站調(diào)試方法及需注意的問題." 廣西電力 02（2007）：24-26.