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发电机充排氢及安全 一 氢冷发电机机外气体系统 氢冷发电机机外气体系统 一 氢冷发电机机外气体系统 1氢气 空气 连接系统氢气 空气 连接系统一端连接于发电机内上部汇流布气管 另一侧连接于排空口 排空口必须接通到建筑物屋顶 直接连通大气 本系统即是氢气 空气 充入通道 也是氢气 空气 排出通道 氢气 空气 供气管连接于该系统 一 氢冷发电机机外气体系统 氢气气源 有钢瓶和管道供气两种方式 空气气源 以管道供气为主 也有用空压机作为气源的 由于发电机内湿度偏大对设备影响较大 压缩空气湿度需要适当控制 一 氢冷发电机机外气体系统 2CO2分配系统二氧化碳分配系统一端连接于发电机内底部汇流布气管 另一侧连接于排空口 排空口必须接通到建筑物屋顶 直接连通大气 本系统即是二氧化碳充入通道 也是二氧化碳排出通道二氧化碳主要是以瓶装气为主 一 氢冷发电机机外气体系统 3氢气干燥装置干燥装置从工作原理上分为 冷凝式和吸附式两种 冷凝式主要是利用低温 低于0 使氢气中的水由气态凝结成液态或固态 以达到降低氢气中水分的目的 吸附式使用的最主要的是硅胶和分子筛等物理吸附剂 一 氢冷发电机机外气体系统 4氢气冷却器结构与水冷发电机组的凝汽器完全相同 材质也基本相同了 介质流动也一样 管内是冷却水 管外是氢 当然 为了增强氢气接触面积 铜管都带有翅片 管板与铜管也采用胀管密封连接方式 正因为此 氢气泄露率和量最高的部位也就于此 一 氢冷发电机机外气体系统 5氢气参数监测系统机内气体的压力 纯度 湿度等参数的测量装置均是由管路与发电机连接的 其中在线纯度仪测量排气由于压力低无法回收 是氢气必然的损耗因素之一 一 氢冷发电机机外气体系统 6液体检漏计 或称油水分离器 二 氢气控制参数 发电机氢气控制系统主要技术参数1 发电机壳内 额定氢压0 3 0 5MPa氢气纯度 96 容积比 氢气湿度 0 25 额定氢压下 2 发电机及氢气管路充氢容积XXXXM3 不包括厂房内供氢母管 3 发电机及氢气管路漏氢量 XXM3 d 厂家保证值 二 氢气控制参数 漏氢量计算基本气体公式PV nRTP 压力V 体积n 气体的量R 常数T 温度 二 氢气控制参数 漏氢量表示24小时泄漏到发电机以外的氢气量 用规定压力和温度状态下的体积量表示我国规定 温度 293K 20 压力 0 1MPa JBT6227 2005氢冷电机气密性检验方法及评定 m3 d 三 气体置换 基本原则1 新安装和检修之后的发电机及气体管路需要用压缩空气做气密试验 试验合格后方可进行充氢 2 发电机内是空气 或氢气时 禁止直接向发电机内充入氢气 或空气 以免机内形成具有爆炸浓度的空 氢气体混合物 因此 发电机及气体管路系统必须用中间气体进行置换 三 气体置换 气体置换 四 发电机密封油系统 发电机密封油系统1系统概述及工作原理汽轮发电机组密封瓦均采用双流环式瓦 其供油系统有两路各自独立而又互相联系的油路组成 一路向密封瓦空气侧供油 密封油与空气接触 称为空侧油路 另一路向密封瓦氢气侧供油 密封油与氢气接触 称为氢侧油路 密封油流程图 四 发电机密封油系统 四 发电机密封油系统 1发电机密封油系统1 1空侧油路设有两路油源 向两台交流油泵 一台直流油泵供油 主工作油源取自汽机轴承润滑压力油 备用油源取自汽机主油箱及汽机轴承润滑压力油管路接至空侧密封油泵滤网出口门后 可直接向空侧密封油系统供油 大大提高了空侧供油系统的可靠性 正常运行中 一台交流油泵运行 另一台交流油泵作为第一备用 直流油泵作为第二备用 四 发电机密封油系统 主工作油源向油泵入口供油 备用油源各手动门均应开启作为油泵主油源断流后的备用 第三路油源仅作为密封油系统投运初期及空侧密封油系统因故无法向密封瓦供油的故障情况下使用 但在此情况下 发电机内氢压 0 15MPa 各油源供出的密封油经油 气压差阀调节至系统所需压力 然后进入发电机两端密封瓦空侧油室 回油与发电机轴承回油混和后流经专设的隔氢装置内 进行油氢分离 再流回汽机主油箱 四 发电机密封油系统 隔氢装置是为防止空侧回油中可能含有的氢气进入汽轮机主油箱而设置的 当密封瓦内氢侧油窜入空侧或氢侧密封油箱排油时 含有氢气的密封油与发电机轴承润滑油回油流入隔氢装置 分离出的氢气由排氢风机抽出排至汽机房外的大气中 四 发电机密封油系统 1 2氢侧油路自成独立的闭式循环系统 系统设有两台交流油泵 一台运行 另一台作为备用 油泵从氢侧密封油箱中吸油 油泵加压后经冷油器 滤网 再经过油压平衡阀调整到所需压力 进入密封瓦的氢侧油室 其回油流回氢侧密封油箱 氢侧密封油箱是氢侧油路的独立油箱 接收氢侧密封瓦的回油 为氢侧密封油泵提供油源 进行油氢分离 分离出来的氢气通过油箱顶部的回气管回到发电机内 也可以通过励端氢侧回油管回到发电机内 油箱上装有液位信号器和补 排油电磁阀用以维持油箱油位 由于氢侧密封油有少量窜入空侧 会使油箱油位降低 当油箱油位降至液位信号器中间位向下约150毫米时 液位信号器浮筒内的磁性浮子使浮筒外的干簧管内接点接通 通过电器回路打开补油电磁阀 由空侧密封油泵出口向油箱补油 同时向操作员站发信号 如果电磁阀失灵或故障致使油箱油位继续降低至液位信号器中间位向下约200毫米时 则向集控室立盘发出报警信号 提醒运行人员立即手动补油 正常补油电磁阀动作向油箱补油 油箱油位上升至液位信号器中间位向上约150毫米时 液位信号器浮筒内的磁性浮子使浮筒外的干簧管内接点接通 通过电器回路打开排油电磁阀 向空侧密封瓦回油管排油 同时向操作员站发信号 如果电磁阀失灵或故障致使油箱油位继续上升至液位信号器中间位向上约200毫米时 则向集控室立盘发出报警信号 提醒运行人员立即手动排油 液位信号器中间位也设有一干簧管 用于补排油电磁阀的复位 密封油箱需要排油时 氢侧油泵投入运行 然后手动操作氢侧密封油泵出口管路上专设的排油阀SO 46 排完油后一定要关闭此阀 四 发电机密封油系统 1 3氢气密封油压力 空侧油压力和氢侧密封油压力三者之间的关系空侧密封油通过压差阀调整跟随机内氢压 使其满足空侧密封油压大于机内氢压0 05 0 02MPa 压差阀活塞上部与机内氢压相通 下部空侧密封油压相连 氢气密封油压力通过油压平衡阀调整跟随空侧密封油压力 并保证氢侧与空侧密封油差压 1 5KPa 平衡阀活塞上部为空侧密封油压 下部与氢侧密封油压力相接 四 发电机密封油系统 2发电机密封油系统的投运2 1投运前的有关要求2 1 1汽轮机油质必须合格 2 1 2一般应在机组冲动前60小时投入 2 1 3主机润滑油系统运行正常 2 1 4主机盘车装置停运 盘车电磁阀 密封油箱补排油电磁阀切电 2 1 5交 直流密封油泵试转正常 联锁试验及泵出口压力控制器整定良好 油泵解除联锁 四 发电机密封油系统 2 3发电机密封油系统运行维护及试验2 3 1定期检查密封油泵及电机的运行情况 泵出口压力 电机及泵轴承振动 电机温度 泵组声音正常 系统无泄漏 由于 2 3 4机空侧密封油为回油调节 电机经常在额定参数运行 且容易出现过负荷现象 故夏季要特别监视电机温度 2 3 2经常检查氢侧密封油箱油位 油箱磁浮子式液位信号器接点良好 补排油电磁阀动作正常 否则改手动调整 及时联系检修消除 防止油箱满油造成发电机进油或油箱油位低而造成漏氢或氢侧油泵工作不正常断油 2 3 3检查密封瓦空侧密封油压大于机内氢压0 05 0 02MPa 空 氢侧密封油压差为 1 5KPa 油气压差过小供油压力偏低 会使密封瓦间隙的油流出现断续现象 造成油膜破坏 氢气将由油流的中断处漏出或漏入空侧密封油中 易发生着火和爆炸 油气压差过大 一使氢侧密封油漏入发电机内 造成发电机进油 漏入量较大时 会被发电机风扇吹到定子线圈上 不及时清理将造成绝缘损坏 二使供油压力升高 供油量增大 带入发电机的空气和水分增多 吸走的氢气也多 易污染氢气 增大耗氢量 四 发电机密封油系统 2 3 4检查氢侧密封油冷油器运行正常 维持油温在40 5 回油温度不高于65 夏季当循环水温度超过33 时 可投入备用冷油器运行 油温过高时 油吸收氢气的能力逐渐增加 增大耗氢量 对密封瓦的润滑和冷却效果也不好 2 3 5压差阀 平衡阀投运及密封油箱油位手动调整时 必须缓慢进行 防止在机内氢压不变的情况下 引起油压突变 使发电机进油及密封瓦处喷油漏氢 特别是 2 3 4机组 由于空侧密封油压力为回油调节 密封油压力本身偏高 空侧密封油回油量大 造成发电机轴承回油不畅 密封油压的突变更易引起发电机两端喷油漏氢 发生油气着火甚至爆炸的不安全事件 操作时应特别注意 2 3 6经常检查排氢风机 主机油箱排烟风机运行正常 保持风机出口管道畅通无堵塞 每班对风机进风管疏水排污一次 若发电机充气 主机盘车停运时 必须保证排氢风机 主机油箱排烟风机连续运行 冬季主机油箱油温低于35 时 还保持主机交流润滑油泵连续运行 2 3 7油泵出口过滤器每8小时转动两圈 每周定期排污一次 当油过滤器前后差压增大时 应及时切换 并联系检修清理 2 3 8经常检查发电机油水探测器无油水 信号正常 否则 及时排掉 2 3 9按照定期工作表的要求 每月对排氢风机 空氢侧密封油泵进行一次定期切换 四 发电机密封油系统 2 4密封油系统的停运2 4 1停运条件2 4 1 1必须在发电机气体置换结束 机内呈空气状态 盘车停运后 方可停运密封油系统 2 4 1 2解除空氢侧密封油泵联锁 停掉空氢侧密封油泵 2 4 1 3关闭补排油电磁阀 压差阀 平衡阀前后隔离门及旁路门 2 4 1 4停运排氢风机 五 发电机氢气泄露 1机壳结合面2密封油系统3定子冷却水引入管接头4氢气冷却器5母线出线套管 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求 1 4防止氢气系统爆炸着火 1 5 1严格执行 电业安全工作规程 热力和机构部分 中 氢冷设备和制氢 储氢装置运行与维护 的有关规定 1 5 2氢冷系统和制氢设备中的氢气纯度和含氧量必须符合 氢气使用安全技术规程 GB4962 85 1 5 3在氢站或氢气系统附近进行明火作业时 应有严格的管理制度 明火作业的地点所测量空气含氢量应在允许的范围内 并经批准后才能进行明火作业 1 5 4制氢场所应按规定配备足够的消防器材 并按时检查和试验 1 5 5密封油系统平衡阀 压差阀必须保证动作灵活 可靠 密封瓦间隙必须调整合格 1 5 6空 氢侧备用密封油泵应定期进行联动试验 氢冷设备和制氢 储氢装置的运行与维护 基本规定制氢站 发电机氢系统和其它装有氢气的设备附近 均必须严禁烟火 严禁放置易爆易燃物品 并应设 严禁烟火 的标示牌 在制氢站和发电机的附近 应备有必要的消防设备 制氢站应设有不低于2米的实体围墙 禁止与工作无关的人员进入制氢室和氢罐区 因工作需要进入制氢站的人员要实行登记准入制度 所有进入制氢站的人员要关闭移动通讯工具 严禁携带火种 禁止穿带铁钉的鞋 进入制氢站前应先消除静电 禁止在制氢室 储氢罐 氢冷发电机意激氢气管路近旁进行明火作业或做能产生火花的工作 如必须在上述地点进行焊接或点火的工作 应事先经过氢气含量测定 证实工作区域内空气中含氢量小于3 并经厂主管生产的领导批准办理动火工作票后方可工作 工作中应至少每4小时测定空气中的含氢量并符合标准 氢冷设备和制氢 储氢装置的运行与维护 制氢和供氢的管道 阀门或其它设备发生冻结时 应用蒸汽或热水解冻 禁止用火烤 为了检查各连接处有无漏氢的情况 可用仪器或肥皂水进行检查 禁止用火检查 储氢设备 包括管道系统 和发电机氢冷系统进行检修前 必须将检修部分与相连的部分隔断 加装严密的堵板 并将氢气置换为空气 按照规定办理手续后 方可进行工作 排出带有压力的氢气 氧气或向储氢罐 发电机输送氢气时 应均匀缓慢地打开设备上的阀门和节气门 使气体缓慢地放出或输送 禁止剧烈地排送 以防因摩擦引起自燃或爆炸 制氢室中应备有橡胶手套和防护眼镜 以供进行与碱液有关的工作时应用 还应备有稀硼酸溶液 以供中和溅到眼晴或皮肤上的碱液 在配制电解液工作中 关于处理碱液的安全注意事项 应按照有关规定执行 在发电机内充有氢气时或在电解装置上进行检修工作 应使用铜制的工具 以防发生火花 必须使用钢制工具时 应涂上黄油 氢冷设备和制氢 储氢装置的运行与维护 制氢设备的运行与维护应在线检测制氢设备中的氢气纯度 湿度和含氧量 并定期进行校正分析化验 氢纯度 湿度和含氧量必须符合规定标准 其中氢气纯度不应低于99 5 含氧量不应超过0 5 氢气湿度 露点温度 不大于 25 如果达不到标准 应立即进行处理 直到合格为止 制氢电解槽和有关装置 如压力调整器等 必须定期进行检修和维护 保持正常运行 以保证氢气的纯度符合规定 值班室内应设有带报警的压力调整器液位监测仪表 压力调整器发生故障时应停止电解槽运行 氢冷设备和制氢 储氢装置的运行与维护 油脂和油类不应和氧气接触 以防油剧烈氧化而燃烧 进行制氢设备的维护工作时 手和衣服不应沾有油脂 制氢室着火时 应立即停止电气设备运行 切断电源 排除系统压力 并用二氧化碳灭火器灭火 由于漏氢而着火时 应用二氧化碳灭火并用石棉布密封漏氢处不使氢气逸出 或采用其它方法断绝气源 不要用水碰触电解槽 禁止用两只手分别接触到两个不同的电极上 制氢室应设漏氢检测装置 房顶应有经常处于开启状态的透气窗 并采用木制门窗 门应向外开 室外还应装防雷装置 防雷接地装置每年进行一次检测 接地电阻满足要求 所有电气设备的运行维护以及检修工作中的安全注意事项 应遵守DL408的有关规定 氢冷设备和制氢 储氢装置的运行与维护 储氢罐与气瓶气瓶应直立地固定在支架上 不要受热 并尽量避免直接受日光照射 储氢罐上应涂以白色 储氢罐上的安全门应定期校验 保证动作良好 氢气瓶的搬运 储存和使用中的其它注意事项 应遵守14 3条的有关规定 应定期测定运行中储氢罐的氢气纯度 湿度和含氧量并保证在合格范围 应根据氢罐内的湿度定期排除氢罐内的凝结水 在环境温度低于零度的地区 储氢罐的底部排水管道和阀门及向空安全阀应有防止结冰的防冻措施 防止冻坏管道 阀门 由制氢站向发电机补充氢气应经由储氢罐 不应由电解槽直接向发电机补氢 储氢罐的氢气入口和供氢出口管路要分设 且供氢出口关应从储氢罐内的中上部引出 氢冷设备和制氢 储氢装置的运行与维护 发电机氢系统氢冷发电机的冷却介质 由氢气换为空气 或由空气换为氢气的操作 必须使用惰性气体按专门的操作规程进行置换 在置换过程中 必须保证各种气体取样与化验工作的正确性 防止误判断 发电机氢冷系统中的氢气纯度 湿度和含氧量 在运行中必须实现在线检测并进行定期校正化验 氢纯度 湿度和含氧量必须符合规定标准 其中氢气纯度不应低于96 0 含氧量不应超过2 0 露点温度 湿度 在发电机内最低温度为5 时不高于 5 在发电机内最低温度 10 时 不高于0 且均不低于 25 如果达不到标准 应立即进行处理 直到合格为止 氢冷设备和制氢 储氢装置的运行与维护 氢冷发电机的轴封必须严密 当机内充满氢气时 轴封油不准中断 油压应大于氢压 以防空气进入发电机外壳内或氢气充满汽轮机的油系统中而引起爆炸 主油箱上的排烟机 应保持经常运行 如排烟机故障时 应采取措施使油箱内不积存氢气 为了防止因阀门不严密发生漏氢气或漏空气而引起爆炸 当发电机为氢气冷却运行时 置换空气的管路必须隔断 并加严密的堵板 当发电机为空气冷却运行时 补充氢气的管路也应隔断 并加装严密的堵板 氢冷发电机的排氢管必须接至室外 排氢管的排氢能力应与汽轮机破坏真空停机的惰走时间相配合 火力发电厂化学设计技术规程 火力发电厂化学设计技术规程TechnicalcodefordesigningchemistryoffossilfuelpowerplantDL T5068 1996 火力发电厂化学设计技术规程 15制氢站15 1 1装有氢冷发电机的电厂 一般设有制氢站 电厂周围有氢气来源时 其氢气压力 纯度 湿度能满足发电机要求时 可采用管道向电厂供氢 变电站 漏氢量较低的电厂购换氢瓶较方便时 可采用氢瓶购氢方式 氢冷发电机氢冷系统的容积及运行氢压的数据 应由电机制造厂提供 国产氢冷发电机参数参考值见表15 1 1 1 发电机运行漏氢量参见表15 1 1 2 实际值较此值为大 一般为20 30m3 d 发电机启动充氢量为发电机氢冷系统容积的2 5 3倍以及充至发电机运行氢压所需之和 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 Technicalsafetyregulationforgaseoushydrogenuse 管GB4962 1985氢气使用安全技术规程道 管道和附件应选用符合国家标准规格的产品 并应适合氢气工作压力 温度的要求 氢气管道应采用无缝金属管道 禁止使用铸铁管道 管道的连接一般应采用焊接或其他有效防止漏气的连接方式 管道上应设放空管 取样口和吹扫口 其位置应能满足臀道内气体吹扫 置换的要求 当氢气作焊接 切割 燃料和保护气等使用时 每台 组 用氢设备的支管上应设阻火器 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 3 4 5管道敷设应符合下列要求 3 4 5 1氢气管道宜采用架空敷设 其支架应为非燃烧体 架空管道不应与电缆 导电线路敷设在同一支架上 氢气管道与燃气管道i氧气管道平行敷设时 中间宜有不燃物料管道隔开或净距不小于250毫米 分层敷设时 氢气管道应位于上方 氢气管道与建筑物 构筑物或其他管线的最小净距可参照有荚规定执行 3 4 5 2室内管道不应敷设在地沟中或直接埋地 室外地沟敷设的管道 应有防止氢气泄漏 积聚或窜入其他沟道的措施 埋地敷设的管道埋深不宜小于0 7米 含湿氢气的管道应敷设在冰冻层以下 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 3 4 5 3管道穿过墙壁或楼板处 应设套管 套管内的管段不应有焊缝 管道和套管之间应用不燃材料填塞 3 4 5 4管道应避免穿过地沟 下水道及铁路汽车道路等 当必须穿过时应设套管 3 4 5 5管道不得穿过生活间 办公室 配电室 仪表室 楼梯间和其他不使用氢气的房间 不宜穿过吊顶 技术 夹 层 当必须穿过吊顶或技术 夹 层时 应采取安全措施 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 3 4 6室内外架空或埋地敷设的管道和汇流排及其连接的气瓶均应互相跨接和接地 跨接和接地措施按国家现行的有关规定执行 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 4 1输入系统的氢气含氧量不得超过0 5 4 2氰气系统运行时 不准敲击 不准带压修理和紧周 不得超压 严禁负压 4 3管道 阀门和水封装置冻结时 只能用热水或蒸汽加热解冻 严禁使用明火烘烤 4 4设备 管道和阀门等连接点泄漏检查 可采用肥皂水或携带式可燃性气体防爆检测仪 禁止使用明火 4 5不准在室内排放氢气 吹洗置换 放空降压 必须通过放空管排放 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 4 6当氢气发生大量泄漏或积聚时 应立即切断气源 进行通风 不得进行可能发生火花的一切操作 4 7新安装或大修后的氢气系统必须做耐压试验 清洗和气密试验 符合有关的检验要求 才能投入使用 4 8氢气系统吹洗置换 一般可采用氮气 或其他惰性气体 置换法或注水排气法 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 氮气置换法应符合下列要求 4 8 1氮气中含氧量不得超过3 4 8 2置换必须彻底 防止死角末端残留余气 4 8 3置换结束 系统内氧或氢的含量必须连续三次分析合格 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 4 9氢气系统动火检修 必须保证系统内部和动火区域氢气的最高含量不超过0 4 4 10防止明火和其他激发能源 禁止使用电炉 电钻 火炉 喷灯等一切产生明火 高温的工具与热物体 不得携带火种进入禁火区 选用铜质或铍铜合金工具l穿棉质工作服和防静电鞋 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 6 1供氢站应按TJ16 74的有关规定设置消防用水 并应根据需要配备 干粉 1211 和 二氧化碳 等轻便灭火器材或氮气 蒸汽灭火系统 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 6 2氢气着火应采取下列措施 6 2 1切断气源 6 2 2冷却 隔离 防止火灾扩大 6 2 3保持氢气系统正压状态 以防回火 GB4962 1985氢气使用安全技术规程 6 3氢火焰不易察觉 救护人员应防止外露皮肤烧伤 氢气安全方案 参考 氢气泄漏事故处理的工具和物资涉及制氢设备 供氢管道设备 氢气用户等运行 检修岗位必须配备下列堵漏 抢险物资和劳动防护用品 以作应急处理事故进使用 3 3 1防静电工作服 防静电鞋 3 3 2呼吸器材 如正压式空气呼吸器 消防人员还应配备防火隔热服 3 3 3防爆工具 主要是使用铜 铍铜或铜铝合金制作的工具 3 3 4便携式可燃气体检测仪 防爆灯具 防爆式风扇 3 3 5氢气现场配备 干粉 1211 或 二氧化碳 等轻便灭火器材 3 3 6各种供氢管道堵头 石棉布 橡校片 铜质的捆绑丝 木楔子以及刀片等 3 3 7配备管道吹扫用瓶装氮气 以及连接软管 接头等 3 3 8断路标志 警戒带等 氢气安全方案 参考 3 4氢气泄漏及火灾事故的应急处理3 4 1异常情况及报告3 4 1 1氢罐等压力容器压力 介质温度或壁温超过许用值 采取措施仍不能有效控制时 3 4 1 2氢罐等压力容器发生裂缝 鼓包 变形等缺陷时 3 4 1 3氢气管道 阀门 焊口开裂时 3 4 1 4制氢设备 氢气发生器 氢气压缩机 发生较大泄漏 氢气纯度不合格时 3 4 1 5供氢管压力大幅度下降 确认为管道发生较大泄漏时 3 4 1 6发生火灾或爆炸时 发现上述情况 岗位人员除按规程立即采取紧急措施外 必须立即向当值值长报告 当值值长接到报告后应立即向事故应急处理指挥中心报告 氢气泄漏事故应急处理指挥系统迅速响应 调动人力物力 各职能组组织人员迅速到达现场抢险 氢气安全方案 参考 3 4 2切断气源如果是氢气管道发生泄漏 应关闭与泄漏管道有关的全部系统阀门 设法降低管道内的压力 如果是氢气压力容器泄漏 应迅速停运制氢 供氢系统 关闭与之相连的全部系统阀门 迅速将其隔离 现场管制氢气发生泄漏后 值长必须指挥人员设置断路标志及警戒带 或派人断绝一切路口 严禁车辆 包括消防 救护及指挥车辆 及无关人员进入泄漏区 抢险救灾人员到达现场后 交由现场保卫组指挥控制 履行现场管理责任 安全技术人员及消防人员应携带可燃气体检测仪进行现场检测 并设置多处监控点 确定 监视氢气扩散区 当气体扩散浓度达到爆炸下限的20 以上时 所有车辆必须立即撤至安全区 除必要的操作人员 抢险救灾人员外 其他无关人员必须立即撤离警戒区 氢气安全方案 参考 3 4 3控制着火源在氢气扩散区域及下风方向严禁一切火种或其他激发能源 禁止使用一切产生明火 高温的工具与热物体 停止一般性生产活动 氢气已经扩散到地段 电气应保持原来状态 不要开或关 避免产生火花或电弧 接近扩散区的地段 要立即切断电源 进入泄漏现场的人员必须消除身上静电 穿着防静电服 防静电鞋 禁穿钉鞋 化纤服装进入泄漏区 在事故现场严禁使用各种非防爆的对讲机 BP机 移动电话等通讯工具 抢险救灾所使用的工具必须是不产生火花的铜制工具 3 4 4加强通风为了避免氢气发生积聚达到爆炸浓度 应加强通风 风扇应使用防爆型 或用雾化水枪驱散泄漏出来的氢气 但应防止流速太大产生静电 氢气安全方案 参考 3 4 5堵塞泄漏点在落实上述工作后 抢险人员应抓紧时间 利用准备好的堵漏物资和防爆工具设法将漏点堵住 如果氢气泄漏而未着火时 可以用下述方法进行处理 3 4 5 1使用肥皂水或便携式可燃气体检测仪检查出泄漏点 3 4 5 2阀门 法兰等如果是轻微泄漏 可以立即旋紧 带压非焊堵漏 3 4 5 3压力容器或管道泄漏 可以使用木楔子将泄漏点堵死或用石棉布缠住泄漏处 氢气安全方案 参考 3 4 6扑灭火灾当氢气泄漏已发生火灾时 在切断气源 做好堵漏准备以及将火焰控制在较小范围的情况下 可用干粉将火扑灭 然后迅速将漏点堵住 同时继续加强设备冷却 直到设备温度冷至常温 在灭火抢险过程中 必须注意 3 4 6 1氢火焰不易察觉 救护人员应防止外露皮肤烧伤 3 4 6 2应尽量保持氢气系统正压状态 以防回火 造成整个氢气管道系统着火爆炸 3 4 6 3当未切断气源 漏点没有把握堵住前 消防人员要加强冷却正在燃烧的和与其相邻的贮罐及有关管道 将火控制在一定范围内 让其稳定燃烧 对相邻贮罐宜重点冷却受火焰辐射的一面 同时 应将着火罐放空 以减少罐内压力 防止发生爆炸 3 4 6 4决不允许在漏点未有效处理 氢气仍外泄的情况下将火焰完全扑灭 否则火焰扑灭后氢气泄漏 一旦形成 爆炸气团 发生空间爆炸 后果不堪设想 3 4 6 5当贮罐排气阀或泄漏点猛烈排气 并有刺耳的哨音 罐体震动 火焰发白时即为爆炸前兆 现场人员必须立即撤离或隐蔽 同时迅速疏散附近的所有人员 氢气安全方案 参考 3 5善后处理事故处理结束后 有关部门应按常规要求 调查事故经过 制定反事故措施 积极修复设备 尽快恢复生产 发电厂氢爆事故案例 古城电厂3号发电机局部氢爆事故的原因分析一起600MW发电机氢爆事件原因分析一起发电机内部氢爆事故的分析一起发电机氢爆事故的分析 氢气浓度与爆炸压力 氢气浓度与爆炸速度 不同气体性质比较 氢爆事故 美国航天局 1 液氢容器排气口爆燃事故 在一次用0 25MPa表压氢气置换液氢容器内的空气时 充压后放气 在排空管口突然 轰 的一声发生爆燃 原因 事后检查排空管 发现管内有鸟粪和羽毛 爆燃系因氢气高速流动 干鸟粪与管口摩擦起电 瞬间引燃氢气所致 氢爆事故 2 液氢贮箱排空管出口爆燃事故 在一次发动机热试车结束后 对6 5m3的液氢贮箱进行泄压 在泄压过程中 突然 轰 的一声巨响 液氢贮箱的工作间内外发生了爆炸 并冒出一股黑烟 液氢贮箱排空管的出口处还在燃烧 在迅速关闭贮箱的排泄阀切断氢源后 燃烧才停止 原因 放置液氢贮箱的工作间为半敞开建筑物 上半部敞开 下半部四周铺石棉瓦 在向贮箱加注液氢时 排空管排出的大量低温氢气进入工作间屋内形成局部氢气 空气可燃气体 在进行贮箱泄压时 箱内有0 35MPa表压压力 在该压力下高速排放的氢气与排空管口摩擦产生的静电相遇而引起爆燃 并引燃工作间内的可燃气体 产生瞬间爆轰 将部分石棉瓦爆破 由于是半封闭建筑 爆轰之后爆炸结束 而排空管口由于氢气继续排出 燃烧仍在进行 在关闭排泄阀后氢源切断 燃烧也就停止了 类似的着火 爆轰事故 几年来曾多次发生 经认真分析和检查 发现在使用和设计上还存在缺陷 一是排气管口位置太低 排出的低温氢气积聚于工作间内易形成可燃气体 二是在排气前未先用氮气吹除排空管 三是排空管及贮箱未采取有效静电接地措施 采取了补救措施后 类似事故再也未发生 氢爆事故 3 文氏管性能调试 排放管口爆轰伤人事故 在一次调试中 某单位在一试车间内用液氢进行文氏管性能液流冷调试验 见下页图 液氢由贮箱经流量计 应急阀门 文氏管 手动阀门 最后由排放管排空 试车间为半封闭建筑 三面是墙 一面敞开 墙高8米 全部试验由手工操作 排放管口就在试车间门口 试验后的液氢直接排放在试车间空间内并迅速气化消散 前4个试验件 文氏管 试验正常 当第5个试验件试验进行到18秒时 只见排放管口火光闪烁 随即 轰 的一声 发生了大爆炸 爆炸气浪把试车间一个贮气箱炸裂并卷出大门外 屋内直径500毫米的通风管道全部震落 试验现场10名人员中 直接从事操作的3人有2人各被击穿一个耳膜 1人脑震荡 7人被冲击波击倒 有2人被抛至10米之外的草地上 试车间周围7个工作间的门窗受到程度不同的破坏 距试车间80米远处另一建筑物的部分玻璃窗被震碎 原因 首先液氢经过流量计 阀门等各个环节 尤其是流经文氏管 入口压力5MPa 出口压力2 8MPa 喉管直径仅3 2mm 秒流量2 3升 不断摩擦 已加速流动 高速喷射 最后由裸管排放管排空时 已是高速流动的液氢 气氢双相流体 已达到很高的静电电位 系统中设置的静电接地措施未能及时全部导走 二是经过多次试验排放 试验间内已聚集呈雾状的液氢气氢 在这半封闭场所 氢浓度已超过最低可燃浓度极限18 体积浓度 三是现场有人目击排放管口火花闪烁即静电起火 也就是具备了产生氢的爆轰三个必须同时具备的第三个条件 具有超过氢的最小点火能量的点火源 还有两个条件是 封闭或半封闭环境 可燃浓度 现场也观察到连续5次试验后排放管口已凝结成很厚的富氧含氢 冰团 这一极不稳定的物质 四是排放管水平放置 排气口又在试车间门内 显然不合理 如水平排放 排气口应远离现场20 30米 如高架排放 排气口至少要高出建筑物最高屋面2 3米 氢爆事故 4 氢泵试验爆轰事故 在一次氢泵试验时 某单位进行氢泵轴承低温高速运转试验 过程是 液氢从加注车通过管道加注到轴承试验装置以冷却轴承 轴承高速运转后液氢经排空管排入大气 几分钟后 由观察窗看到氢泵局部有小火 立即停止试验 几秒钟后听到 轰 的一声 试验间内发生爆轰 屋顶石棉瓦大部分震破落地 设备部分损坏 人员进入现场检查时火苗已无 试验装置起火的地方有燃烧的痕迹 在检查过程中试验间还发生了一次小的爆轰 但未伤人 原因 试验中已消耗0 6m3液氢 即在短短几分钟内试验间上空有近500m3氢气 因当天顺风将大量氢气从试验间的三扇天窗反灌进试验间内形成可燃气体 加上试验装置有泄漏 高速喷出的液氢遇局部固氧高速冲刷摩擦产生的静电火花而起火 由于试验间内有通风措施 起火局部空间不存在爆轰条件 当火焰飘移到其它局部处于半封闭 封闭状态的氢气团时造成局部爆轰 当人员进入检查后 因人体带静电 触摸设备时造成静电电火花 又引发了一次局部氢气团的小爆轰 氢爆事故 5 氢泵爆炸事故 在一次氢泵试验时 用高压氢气吹动涡轮使之高速旋转 再带动氢泵运转 最后由高空排出管排出氢气 当试验进行20多秒时 氢泵突然起火爆炸 消防人员用水灭火无效 排空管口仍在燃烧 后关闭阀门切断氢源后火灭 原因 氢泵装置系首次试验 涡轮泵高速运转产生的强烈震动 震断了涡轮泵出口和氢泵连接管之间的固定螺钉 当氢高速喷出时 通过震断裂口摩擦产生静电火花而着火爆炸 事故 KG 9 后 将金属硬管连接管改为软管连接 并使氢泵装置受力合理减少震动后 重新试验未发生事故 氢爆事故 6 氢管道爆燃事故 有一次焊接一端是开口的氢气管道 事先也对管道用氮气进行了置换 动火焊接时 轰 的一声 管道内发生爆燃 开口的一端轰出一个火球 因一端敞开 未造成损失 原因 管道内氢气置换不彻底 仍留有少量氢气 遇火焰爆燃 氢爆事故 7 氢管道爆燃事故 用氮气置换已使用过的一段氢管道 补焊靠近波纹管的一段氢管道时 突然 啪 的一声 管内发生爆燃 原因 经检查 发现波纹管内的夹层已破 在使用过程中 氢气已进入夹层 当用氮气置换管内氢气时 进入夹层的氢气仍在 使置换后的管道内仍