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制氢站常见安全事故及其安全事故应急处置

制氢站常见安全事故及其安全事故应急处置
氢气站是制氢、贮氢、充氢的场所,氢气是一种特别危
险的气体,如果使用不当,往往会造成事故频发,其中因泄
漏而引发火灾甚至爆炸最为常见,如何预防这种情况,如何
做到安全生产,始终是氢气站头等大事,本章力求能介绍一
些处置常识:

第一节 氢气的物化性质
1.氢气的物理性能
氢气是一种无色、无嗅、无味的可燃气体,同氮气一样,
是一种窒息性气体,当浓度达50%时,就有明显不适症状出
现,达到75%时,即可致人于死地。
氢气分子量为2.0128,是所有气体中最轻的,由于氢分
子又小又轻,所以渗透力和扩散性特别强,在生产、贮运及
使用过程中容易渗漏,对设备及管道制造的密封性提出了更
高的要求。
2.氢气的化学性能
氢是一种非常活泼的元素,在高温下能与许多金属反应
生成金属氢化物,它还有极强的还原性,能夺取化合物中的
氧、磷、硫、氮等元素,还原出中等活泼或不活泼的金属粉
末来。氢气还能与有机物中的不饱和化合物发生加成或还原
反应。
氢气的强渗透性使暴露在一定温度和压力氢氛围中的
钢材发生氢脆,溶解于钢材晶格中的原子氢在钢的微孔中与
碳反应生成甲烷,随着甲烷量的增加,孔隙扩散成裂缝,最
终发生了氢脆(氢腐蚀),从而降低了钢材的机械性能,所
以用氢材料应该慎重选择。
3.氢气的可燃性
氢气是一种易燃易爆的甲类可燃气体,它的着火、燃烧、
爆炸性能是它的主要特性,在生产、贮运及使用过程中一定
要引起高度的重视。氢气燃烧时,火焰呈浅蓝色,不易被人
察觉,所以危险性更大,氢、氧焰的温度可达2100℃以上,
氢气的着火能仅为20微焦,化纤织物的静电就比此能大了
好几倍,钉子鞋摩擦地面的能量也大于此值。
氢气和空气及氧气极易生成爆炸性混合气,其混合范围
极宽,燃烧界限为:空气中4-75%,在氧气中4.5-94%;
爆轰界限:空气中18.3-59%,氧气中15-90%。
氢气的燃烧速度常压下达10m/s,但爆轰速度达2840m/s,
是音速8倍多,爆炸时间仅10-5-10-6秒之间,压力爆增,产
生了巨大的冲击波,瞬间压力为原始压力的20倍,破坏性
极大,如发生蒸汽云爆炸事故,其威力相当于407㎏TNT,
死亡半径为10m,重伤半径25m,轻伤半径47m,不难想见有多
么可怕。
第二节 氢气站安全技术概要
1.总平面
(1)站区:应是位于厂区一角的独立小院,处于常年
风向的下风口,也可设置于邻近用氢大户处,站区范围应设
置实体围墙,高度不低于2m,禁火标志设在醒目处;
(2)警卫室:对出入人员进行登记,代管火种及手机。
2.厂房
(1)独立的单层厂房,耐火等级大于等于二级,与制
氢间毗邻的辅助间,电气间等非防爆间的隔墙应采用防火墙,
墙上不允许设有门窗;
(2)贮罐与厂房间的防火间距要符合规范,通常15m
左右;
(3)制氢间的高度不低于6m,屋顶设有气楼,有利于
气体流通;
(4)氢气排放口要高出建筑物屋脊1m以上,并设置阻
火器,氢、氧排放口不能放在一起,应有一定间距,最好是
建筑物的两边;
(5)实瓶与空瓶应分开存放,空瓶间与汇流排之间距
离不宜大于2m;
(6)气瓶间应设置装卸平台,高度与载货车高度相当,
为1.2m左右,宽度为1.2-2m,并设置有雨蓬;
3.电气
(1)制氢间电气设施应采用隔爆型如隔爆电机及其它
防爆型电器;
(2)电气接地要符合相关规范,包括设备、管道、静
电,防雷等接地。
4.消防
(1)室内及室外应分别设置消火栓;
(2)室内按规定设置有推车式或手提式干粉灭火器。

第三节 安全措施及泄漏事故处理
危险来于贮氢设备、管道及连接法兰的泄漏,来自设备
及管道的腐蚀,来自雷击、气瓶坠落、跌倒。特别是混合气
爆炸那是最危险的,一定要严加防范。以下的处置方法可供
参考。
1.建立安全操作制度
(1)配碱时一定要穿戴好防护用品,防止灼伤眼睛与皮
肤,备好2%硼酸水以防不测,在操作时,一定要在不断地
搅拌情况下将固体碱加入水中,并防止结块,而不是将水倒
入固碱中;
(2)防爆间内不能用电取暖,应用气暖;
(3)防爆间自然通风每小时不少于3次,事故风机换气
次数不少于12次,并与氢测报仪联锁;
(4)制氢间、灌装间、压缩间、空、实瓶间、控制间等
都应设手提或推车式干粉或二氧化碳灭火器;
(5)站区内禁烟、不得使用非防爆的手机及对讲机进入
现场。
2.泄漏事故处置方法
(1)发现氢气泄漏,紧急停车,切断电源,关闭泄漏点
上游阀,组织人员迅速撤离至上风处;
(2)保持现场通风,开启排气扇,对已泄漏的氢气进行
稀释,如不能切断气源,应用氮气或蒸汽稀释,防止氢气聚积
成爆炸性混合气;
(3)如是室内泄漏点,宜采用吸风系统换气,并将气瓶
移至户外,使氢气迅速扩散;
(4)设警戒区,在事故范围内实行全面戒严,设立警戒标
志,以各种方式和手段通知警戒区和周边人员撤离,禁止无
关车辆和人员进入,该区域内严禁火种,并由专人值勤;
(5)地面喷水,以防摩擦撞击产生火花,参与救护的设备
要确保接地;
(6)泄漏严重时,抢救应佩戴自给式吸呼器,并穿制服,
以免引起静电火花,必要时用雾水掩护抢救人员。

第四节 火灾事故处理程序
灭火的最佳扑灭期在初期,发现火情,应立即用灭火器扑
救,快速通知现场领导,拨打119,并组织现场人员疏散。
消防部门接警后,应按如下程序处理事故:
1.询情
接警后,详细询问出事单位及地点,事故大概情况:被困
人员、容器贮量、燃烧时间、着火范围、周边单位、消防设
施、工艺设备及现场人员的处置意见等;
2.侦察
首先要搜寻被困人员,查明燃烧部位、范围;消防设备
运行情况,生产装置、控制系统及建筑物破坏程度;现场周
边情况,风力与风向。然后确定攻防路线及指挥阵地,要选
择在上风口,要考虑到爆炸发生时的波及范围,取水口同样
要选用上风口水源;
3.警戒
根据询情及侦察情况,确立警戒区范围,分重危、中危、
轻危区以及安全区,设警戒标志,在安全区设隔离带,合理
设置出、入口,严控出入人员、车辆及物资,并实施动态检
控;
4.救生
救生小组人员要关闭手机,携带救生器材进入现场,消
防人员要佩戴绝热式呼吸器和其它防护器具,穿着全封闭的
消防防化服。外围人员穿纯棉服,札紧裤口袖口,勒紧腰带,
必要时全身湿透后进入扩散区。求救方式要正确,遇险人员
转移至安全区,对获救人员进行登记,标识和现场急救,重
者由120交医疗急救部门。
5.控险
冷却燃烧罐(瓶)及相邻容器,冷却要均匀不间断,冷
却可用固定式水炮、带架水枪和遥控移动炮,并启用喷淋、
泡沫等固定或半固定设施。
6.排险
研究堵漏方案,关掉前置阀门,切断泄漏源,根据泄漏
氢气部位向罐内注水,以提高液位,缓解险情,配合堵漏;
也可通入氮气、氩气等惰性气体,利用工艺措施倒罐排空,
转移受火势威胁的罐(瓶);罐内压力减小,火焰自动扑灭,
若无法扑灭,必要时采取措施点燃。
7.灭火
灭火的条件是周边的火已彻底扑灭;外围火种的危险源
全部控制;着火罐得到充分冷却;人员、设备及灭火器材准
备就绪;物料源已切断,罐内压力明显下降;堵漏有把握短
期内完成;
关闭断气,切断气源后自动熄灭;用水切封,采用多支
水枪并排或交叉地形成密集水流面,集中对火焰根部下方射
水,隔绝水与空气接触使火熄灭;或用旁通注入情性气体等
灭火剂在喷口前的管道旁通注入来灭火。
8.清理
用水喷雾、蒸汽、惰性气体清理现场;清点人员、车辆、
器材;撤除警戒,做好移交后方可安全撤离。

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