氢气生产的火灾危险性及防火要求

1、氢气生产的火灾危险性及防火要求化工安全与环境2006年第25期?总第837期?氢气生产的火灾危险性及防火要求姚丹丹高成凤王立群辽宁省安全科学研究院氢气是可燃气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,爆炸下限为4.1%(v/v),上限为74.1%(v/v),遇热或明火即爆炸.生产工艺一般包括氢气贮存,氢气净化,氢气压缩和灌充,氢气液化等,其火灾危险性及防火要求如下.一,氢气贮存1.氢气罐如压力表,安全阀失灵或存气压力超过贮罐的机械强度时,易引起爆炸.此外,如缺乏可靠的避雷设施,受到雷击,也是造成燃烧,爆炸的因素之一.必须遵守以下防火要求:(1)氢气罐的位置应符合建筑设计防火规范(GBJ1687,200

2、1年版)第四章第五节有关”可燃,助燃气体贮罐的防火问题”的要求.(2)氢气罐应安装压力表,安全阀,并保证可靠.安全阀应连接装有阻火器的放散管.(3)氢气罐安装后必须进行压强和气密试验,试验合格方能使用.压强试验应按最高工作压力1.5倍进行水压试验;气密试验即按最高工作压力试验,以不漏为合格.安全部件应每年校正1次,确保灵敏有效.(4)贮罐区应有围墙或遮栏,并设置明显的禁火标志.(5)应有可靠的防雷装置.2.氢气柜湿式氢气柜较氢气罐安全,但应注意以下几点:(1)湿式氢气柜的防火间距应按建筑设计防火规范第四章第五节的有关规定执行.(2)防止水封槽渗漏,工程验收时应进行试漏检查.(3)防止水槽壁,套

3、筒,钟罩漏水漏气,除工程验收时详细检查外,运行过程中也要加强检查.(4)第一次投气或大修后投气时,应将钟罩内的空气全部排净.(5)确保套筒和钟罩升降灵活,导轮导轨定期加润滑油.(6)水槽内应保持足够的水位,防止因缺水而逸出气体.寒冷地区应设有防止水封结冰的措施.(7)气柜内应保持一定气量,防止贮气过量或抽空.(8)气柜应有安全阀,避雷针等安全设施.(9)进出气柜的气体管道上应设置安全水封.3.氢气瓶氢气瓶是可移动的高压贮存设备.如遇强烈的震动,撞击或瓶阀损坏时,以及操作不当,都可能引起爆炸起火.在搬运,贮存和使用过程中应遵守以下各点:(1)氢气瓶体应涂成深绿色,划有红色横条,并用红漆写上”氢气

4、”字样.要经常保持漆色和字样鲜明.(2)为减轻撞击,瓶体必须有2道胶圈,分设在两端附近.瓶口必须戴有安全帽,以防止损坏阀门.(3)搬运中应轻金轻放,不准摔滚,严防撞击和强烈震动.不准从汽车上往下滚卸,运输中要放得稳固或绑扎牢固.(4)存入和使用的场所应有良好的通风.不准靠近火源,热源和在太阳下暴晒.不准和强酸,强碱及氧化剂等化学药品放在同一库内.氧气瓶,氯气瓶,氟气瓶等必须隔离存放.(5)使用时应装减压器,减压器接扣和管路接扣处的螺纹,旋入时应不少于5牙;开启气瓶阀门时要缓慢.(6)使用中应用固定架或线索固定,防止倾倒.(7)气瓶嘴结冰时应先将阀门关闭,再用温水将冰化开.(8)不准将气瓶内的气

5、体用尽,瓶内至少须保留0.05MPa以上的压力,使始终保持正压,以防空气进入气瓶.(9)气瓶的阀fqtl有损坏,应由专门单位检修.(10)定期试压,检验的日期应用钢印打在气瓶的肩部.4.氢气囊气囊一般都设在室内,故室内应保持良好的通风.要防止锋利物和橡胶溶解剂等与气囊接触,造成漏气.其他要求可参照气柜,气瓶等的有关安全措施.(主编注:为了防止爆炸事故,上述4种储存设备的压力,体积,介质如果符合压力容器安全技术监察规程,气瓶安全监察规程所规定的条件,其设计,制造,材质,安装,使用管理与修理改造,定期检验,安全附件,充装,运输,储存,经销和使用等要严格执行这2个规程的要求.)二,氢气净化有些用户对

6、氢气的纯度要求较高,故对制得的氢需再进行净化处理,以除去其中的一氧化碳,二氧化碳,甲烷,氮,氧,水等杂质,从而获得纯氢.1.新安装或大修过的净化设备,投入运行前要除污,除锈,除油,并严格检验其密封性.运行中对设备阀门,法兰盘也要经常检查,防止气体泄漏.对高温或低温下工作的设备应考虑温度变化时的密封性.2.定期分析原料气中的杂质含量,特别要注意入脱氧炉的氢气含氧量不得超过1%,以防止在脱氧炉中产生爆炸.3.使用过的活性铜催化剂和651型催化剂,在空气中能自燃,当它们从脱氧炉中清除后,即应放入金属容器内并置于水中;远离可燃物品.4.电气设备应符合安装要求.并应定期对电路绝缘进行检测,以防止短路起火

7、.5.电加热炉等表面温度高的设备或管道,应有严密的保温层,防止金属热表面外露.6.吸附剂的吸附过程一般是放热过程,其热量应有效地导除,防止积蓄,增高温度,引起危险.7.压缩机械或转动部件应按规定加润滑剂,防止磨擦产生高温.8.催化脱氧炉不宜和其他设备布置在同一厂房内.脱氧炉应安装温度自动控制设备,电流自动控制设备和防爆泄压装置.泄压的出口不得朝向人员的出入口和通道及其他设备.9.短时间停止运行时,净化系统应保持一定的氢气压力,以防止全部或局部形成负压,进入空气发生爆炸.如较长时CHEMICALSAFETY&ENVIRONMENT化工安全与环境2006年第25期?总第837期?间

8、停止运行,则系统中的氢气应用氮气置换;脱氧炉内应充满水.l0.操作人员应严格执行操作规程.三,氢气压缩和灌充为了使用上的需要,以及减少贮存容器和便于运输,氢气柜中的氢气可以经压缩机加压通过管道直接供给用户使用或装入贮罐,以及经过充瓶台汇流管灌入气瓶内.目前工业上使用的氢气压缩机有旋转式压缩机和活塞式压缩机等.1.旋转式压缩机(水环泵)(1)开机前应手盘35转,检查泵和电机的轴承润滑情况,如无异常现象方可开车.(2)检查贮气柜氢气贮量,气源充足方能开车.开车后发现气源不足应立即停车.切勿将气柜内的气体抽空,以免进入空气或将气柜抽瘪.(3)水环泵开车前和运行中,应检查汽水分离器的水位,不得低于标准

9、线.电动机起动后,要随时检查气体进出口的压力变化,并及时调整到所需要的压力.(4)注意电动机和水环泵的轴承运转情况是否正常,温度不能超过技术规定标准.(5)起动水环泵前应用氮气驱除设备内的空气,然后用氢气置换氮气,再起动水环泵,将气体输送至贮罐或用户.(6)汽水分离器的积水应定时排放,不准随意开启排水阀任其排水排汽.寒冷地区应防止分离器结冰.(7)电机,轴承和水环泵应定期检修,润滑部件应定期加润滑剂,确保设备润滑和密封.2.活塞式压缩机这种形式的压缩机压力较高,要特别防止高压氢气泄漏.(1)开车前或设备大修后,应认真检查电气设备的绝缘和接线情况,防止短路和因电路接错而造成压缩机反向旋转.(2)

10、开车前要检查气柜存气量,气源充足方能开车.运行中要随时注意气柜内的贮气量.发现气源不足应立即停车.切勿将气柜抽空,以免进入空气或将气柜抽瘪.(3)开车前用氮气吹扫压缩机和管道系统,35rain后,打开氢气阀,关闭氮气阀,用氢气吹35rain,化验流出的气体,合格后再开车.(4)开车时要先开气体冷却水;检查润滑油是否纯净,油面是否适当,防止缺油磨擦造成过热而起火.压缩机处于完好情况下,方能开车.开车后,要密切监视机器运行是否正常,出现故障要及时停车检查.(5)及时与充瓶台的工作人员联系,如充瓶台发生故障须立即停车.(6)要定时检查机器温度,不能超过铭牌规定,一般为3040C;轴承温度不得超过40

11、C.运行中如果冷却水中断要立即停车;此外,冷却水的温度也要检查.(7)氢压机的润滑油压力应保持在0.60.8kPa.(8)电动机的温度不得超过铭牌上的温升规定.(9)各段的安全阀应定期校验,终段的安全阀,其压力应控制在l60MPa以下.(10)压缩机停车应按规程操作.停车后应将机内,管道内的氢气用氮气置换干净.(11)不得将氢气排放在车间内,应通过放散管排人大气,放散管应伸出屋面3m以上.(12)压缩机的压力表等安全设备,应半年校验1次.3.灌充气瓶过程中的防火要求充瓶台是将压缩氢气通汇流排,导管装入钢瓶的场所.汇流排的数量根据气源的多少和压缩机的排气能力设置.最少2排(组),每排824个瓶位

12、.充气时,一排充气,另一排上好空瓶,打开瓶阀作好充气的准备.具体的防火要求如下:(1)确认是氢气瓶后方可充气,严防与氧气瓶,氮气瓶或其他气瓶混淆.(2)充气前,应严格检查瓶体,阀门等处有无损坏,经试验合格后方可充气.(3)充气时,气瓶要放置稳妥并用链卡固定,防止倾倒.(4)充气管道和连接件应牢固,与气瓶嘴连接应紧密,防止气体泄漏.(5)充气导管应为紫铜管.使用前应经退火处理,每使用3个月应退火1次.发现有折阻和起皱现象应及时更换.(6)充气时应缓慢开启汇流排阀门,防止因气流的剧烈冲击而引起事故.(7)空瓶与重瓶要严格分开存放,并保持不小于1.8m的间距.(8)充瓶场合不应存放重瓶,空瓶数量不应

13、超过待充瓶汇流排瓶位的数量.(9)有下列情况之一的气瓶不应充气:瓶体漆色,字样模糊,不易识别;安全附件不全(包括瓶帽,胶圈等)或瓶体,阀门有明显损坏;瓶内气体余压低于0.05MPa;按规定超过检验年限或钢印标记不清;新瓶没有经过检验或瓶内气体未经置换和抽空.四,氢气液化1.火灾危险性氢气液化,一般经过压缩,预冷和液氮致冷,节流膨胀(或经膨胀机)等几个过程.其火灾危险性如下:(1)氢气液化系统是在13MPa的压力下经过节流膨胀制得液氢.长期处在高压低温下的设备容易出现氢气泄漏.(2)进入液化系统的氢气,必须是经过严格净化的高纯氢.由于氢气液化的温度低于氧,氮等气体的固化温度,如果氢气不纯,混杂的各种气体容易固化堵塞氢气管道,发生事故,而且固化氧存在于液氢中也很危险.(3)由于氢渗入钢材能使钢材变脆(即所谓”氢脆”),因此,贮存液氢的容器和连接液氢容器的管道极易破裂,导致液氢逸出.2.防火要求(1)液氢系统投产前或设备大修后,要严格进行分段检查和吹扫,并进行耐压强度和气密试验.(2)设备,管道内的空气和