电解水制氢读书笔记之【制氢站安全操作技术】

 

1.氢氧站的安全生产,首要一条就是防止氢与氧、氢与空气混合,包括在设备、管路系统和房屋内;其次是严禁烟火包括明火、暗火。氧气系统还要严禁油脂。

注释:氢氧或者氢与空气混合后,达到爆炸限值遇到明火后会有爆炸风险;氧气系统遇到油脂也有燃烧着火的风险。

 

2.电解槽在试车前必须进行仔细检查包括主机、辅助设备、电气、仪表、管路、阀门、开关及安全设施等,认真测量槽体的各部绝缘。在用氮气吹扫合格后,即可送电试车。

注释:避免开车前的各种电气、氢氧混合风险;确保正确流程开车。

 

3.电解槽送电后应立即测量正负性防止因接错线而产生相反气体。

注释:再次确保电气工作正常。

 

4.电解槽在试车过程中,应定时测量极间电压检查各电解小室的极间电压是否有异,从而及早判断各小室的进液、出气是否畅通。

注释:透过小室电压确认槽体内的气液流动状态是否正常。

 

5.电解槽由放空转向往储罐送气,必须慎重在经过爆鸣试验和两次以上分析确信氢气和氧气都合格后方能进行。

注释:目的是确保氢氧各自的纯度,避免混合的风险。

 

6.电解槽以及纯化系统的气体阀门倒换,应掌握先开后关的原则或采用连锁同步,严防因倒错阀门而造成混气、断气事故。

注释:确保气液流动顺序和线路是按照设计值进行。

 

7.电解槽在运行中应控制好液位严防液位过高或过低。因为这两种情况都可能造成氢与氧混合。

注释:液位计过高过低都表示压力不均,会导致隔膜气体渗透,造成混气。

 

8.电解液的浓度必须严格控制,氧氧化钾和氧氧化钠不能混合使用,不然会在小室的阴极上形成结晶碱,造成槽电流波动槽电压上升,威胁安全生产。

注释:避免碱液结晶,引发电气事故。

 

9.加入添加剂的量一定要适当,如果超量过多不仅不能节电而且有可能发生槽内爆炸。

注释:严格执行添加剂的标准量,过犹不及。

 

10.电解槽在运行中应严格控制氢、氧系统压力,防止因压力差过大而造成氢气和氧气混合。系统必须保持正压状态,严防产生负压。

注释:负压会导致回吸造成氢氧混合。

 

11.当需要接触运行中的电解槽、电器设备或测量极间电压时都必须穿上绝缘鞋。严禁用双手触及五块以上极板。

注释:避免人员伤害以及槽体短路等事故。

 

12.电解槽及供电系统最忌讳停开频繁,因为这样既易损坏设备,热胀冷缩造成槽体渗漏,又易发生事故。长期停运也易发生锈蚀,特别是电气系统。建议长期稳定低负荷经济运行。

注释:频繁启停的电流冲击以及热胀冷缩。目前一些树脂框等方式可以有效改善该潜在影响。

 

13.运行中的电解槽不准进行任何检修,必须停槽至电压消失后(一般10min左右)再进行,因为处于电压下检修容易产生短路。

注释:避免电气伤害以及槽体短路。

 

14.如因突然事故,氢氧站出现全部停电时,首先应保证继续向用户输送氢气(可打开直通用户的阀门)并调节各用户流量,保证重点。电解槽按事故停车处理。

注释:一是考虑下游用气单位的安全生产;而是电解槽的事故停车流程。

 

15.电解槽停止运行后由于热胀冷缩,空气会倒吸进氢气系统。停槽期间系统内发生爆鸣爆炸现象时有发生。因此,停后应防止空气倒吸,最好用氮气吹洗氢气系统。

注释:氮气吹扫防止空气倒吸,避免氢氧混合的潜在风险。

 

16.有爆炸危险的房间及氢气储罐周围,严禁一切烟火和产生火苗、火焰的工作,禁止使用电炉、火炉、喷灯电钻、电瓶车等,不得携带火种进入禁火区,抽烟必须到指定地点。

注释:防止任何可能的点火源出现。

 

17.有爆炸危险的房间内,严禁存放易燃易爆物品。必须使用时应该经有关部门同意,并采取相应安全措施。

注释:避免风险因素叠加和相互影响。

 

18.当含有液滴或固体颗粒的气体高速流过固体表面,特别是阀门开启时很容易因摩擦产生静电而发生燃爆事故。操作人员应有足够的思想准备和采取应急措施。

注释:足够的安全培训对现象的预判和分析。

 

19.由于化纤织物能产生高达几万伏的静电其能量足以点燃引爆氢气。所以氢氧站操作人员应穿棉质工作服和防静电鞋。

注释:避免静电导致点火。

 

20.氢、氧生产系统在检修前,必须用氮气(压力≤0.05MPa,纯度≥98%)进行吹洗,不能有死角。吹洗过程严禁用铁器敲打。

注释:确保管路内无氢气、空气残留导致潜在的气体混合。

 

21.接触过氢气的吸附剂、保温层,它们都大量地吸附氢气,动火前也必须认真吹洗,避免发生燃爆事故。

注释:由于氢气的小分子特性,这些吸附剂或者保温层内都会有氢气残留。与外界混合后遇到明火会有着火等风险。

 

22.设备、管路在吹洗合格后,应把所有人孔、手孔、阀门、盲板都打开,并打开室内门窗,加强空气流通。系统内部和动火区域内的含氢量必须0.4%。

注释:避免形成密闭空间内的氢气聚集。目前有很多氢气浓度检测仪(手持式样、建筑物固定式等可以用来监控空间内氢气浓度)

 

23.在准备工作就绪正式点火前,必须事先征得主管安全防火部门同意办理好动火手续采取严格的安全措施,设置必要的灭火器具。

注释:安全生产操作规程。(动火单、安全人员现场监控等措施)

 

24.氢气系统因泄漏而发生氢气着火时,可用浸了水的织物复盖,使其既隔绝空气灭火,又降低温度使火不再复燃。如果氢气压力高,火势大首先不要紧张因氢气燃烧正说明气体是纯的。应尽可能继续外供氢气,绝对不能把燃烧火灾事故演变为爆炸事故。具体处理方法要视情况而言,大致是:

1)如果火灾危及电气设备、线路那首先切断电源。

2)如果把起火的部位隔离是安全的话,那尽可能地关闭阀门,切断正在燃烧的氢气供应。

3)如果是氢气设备起火,那绝对不能关闭进气阀,因为那样做会使设备内产生负压,倒吸进空气。要知道爆炸危险比大火严重得多。

4)如果氢气起火部位不能被隔离,那应当适当关小进气阀,使得既降低压力又保持正压。可以用水来冷却降温。在氢气流切断之前不能灭火,允许氢气在控制下燃烧,把握住断气与灭火时机。

5)氢气系统可以通入氙气吹洗渐渐减少氢气流入,直至火焰被熄灭。

注释:(水)降温、(空气)隔离、避免倒吸(有爆炸风险)、利用惰性气体来保持正压和氢气吹扫干净。

 

25.有爆炸危险房间、电气设备间,应根据具体情况配备二氧化碳、“干粉”等灭火器材,并定期检查是否完好。电气设备严禁用水或泡沫灭火机灭火。

注释:针对性的灭火剂选用。

 

26.如果发生触电事故应迅速切断电源,并用干燥的绝缘物使受害者脱离接触,然后把他抬到空气流通的地方进行紧急救护或送医院,当停止呼吸时,应立即进行人工呼吸。

注释:救援同时避免对施救人员的二次伤害。

 

27.四米以上高空作业应系好安全带。患有心脏病、高血压者,不应从事高空作业。

注释:符合高空作业安全规程。

 

28.在配制电解液或进行其它带碱工作时,应穿着工作服、胶皮靴、胶手套和防护眼镜。如发生碱烧伤,应先用2~3%的硼酸溶液中和,再用水冲洗,或直接用大量的水冲洗。电解室里应备有足够数量的2~3%浓度的硼酸。

注释:避免碱液对人体伤害。

 

29.氧气系统具有特殊危险性。一般情况下当引火物可燃物和氧化剂三个因素同时存在时会发生燃烧或爆炸。由于氧气系统中存在着作为氧化剂的氧气,所以要防止引火物(如明火,由物质冲击、摩擦、电气引起的火花、高温、静电等)和可燃物(可燃气体、多孔可燃会吸附氧气的物质、油类及脂肪等)这两个因素在系统中出现。任何情况下都必须避免导致三个因素汇合的条件。

注释:不要忽略氧气的危险因素。氧气作为火灾三要素之一,严格防护非常重要。

 

30.电解槽及氧气系统都必须严格除油。氧气系统操作人员和检修人员的工具、手、工作服、脸、头发等,也必须严格除油。压力在30MPa以上的氧气,遇到油脂即会自燃甚至爆炸,压力愈大,爆炸愈烈。

注释:氧气与油脂等易燃物接触的危害性。

 

31.高压氧气系统内部如果有杂质颗粒或易燃垫片当系统倒换、阀门开关时,所产生的高速氧气流,很容易点燃这些东西,最后烧毁阀门甚至于系统。所以系统内部必须保持干净,高压氧气阀的垫片,只能采用聚四氟、聚四氟加石墨或聚砜等材料,不能使用尼龙一类东西。

注释:同上。

 

32.容器、仪表、压缩机、管道、阀门及过滤器等氯气系统各元件定期检查其油脂残留量及锈蚀情况,如不合格必须及时处理。

注释:会有泄漏或者油脂与氧气接触之潜在风险。

 

33.氧气系统中的手动切断阀必须开启自如,不准对阀进行冲击或急速地操作。对不常用的切断装置必须定期检查其有效性。

注释:避免高速氧气流冲击以及意外火花。

 

34.检修前必须将系统中的氧气排空,并用无油干燥空气或氮气进行置换,使系统中的氧含量符合规定要求。排空的氧气应引导排放至安全区。

注释:氧气的危害性不容忽视。

 

35.从事氧气系统的操作维护人员必须了解氧气设施的知识及其危险性,了解有关安全规定及在发生事故或出现故障时必须采取的措施。

注释:维护人员的安全意识以及应对技能非常重要。

 

36.制氢操作人员,必须经过严格培训合格后才能上岗操作。

注释:操作人员的安全意识以及应对技能非常重要。

 

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根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量达3715万吨,2050年达9690万吨。有分析认为,电解水制氢将逐步作为中国氢能供应的主体,在氢能供给结构的占比将在2040、2050年分别达到45%、70%。 因此,在“双碳”背景下,电解水制氢项目成为了市场关注的热点话题。为促进行业信息流通,艾邦建有制氢产业交流群,聚焦氢气生产、碱水/PEM电解槽(隔膜、极板、催化剂、极框、密封垫片等)、PPS、质子交换膜、钛金属、镍网等产业链上下游,设备,材料,配件等配套资源,欢迎大家加入

作者 808, ab