2023年氢气安全知识题

氢气知识题库

氢气在生产现场中属于重大危险源，全面学习并掌握好相

关知识，对保证安全生产有重要意义。我厂的#3、4发电机的冷

却介质为氢气，而对氢气系统的结识、运营、维护等等，对我

们来说是个全新的课题。因此，本年度冬季安全培训活动将其

列为学习重点。

氢气自身的性质，决定了其对发电机的优越冷却效果。但众

所周知，氢气一旦与少量氧气（或空气）混合，会形成极具破坏性

的爆炸气体，导使设备损坏及人身伤亡事故。但充足结识安全使

用氢气的重要性，加强安全教育，从理论上理解发生事故的机

理、按规程操作，小心谨慎从事，是可以避免事故的。

1\氢气的一般知识

氢气是无色无嗅无味无毒的气体，密度为0.09kg/m3（标准

状况），是各种元素中质量最轻的一种，沸点-253七，熔点

-259℃o看不见、摸不到、闻不着。

氢气，微溶于水，渗透性强、扩散快、易着火、燃烧和爆

炸，是一种窒息性气体。当空气中含量达50%时，人有明显症状,

浓度达75%即可致死。氢气在空气中着火点所需的能量仅为20

微焦，很容易着火，而一般化纤织品摩擦所产生的静电火花的

能量就比20微焦大好几倍，所以在一般想象不到的情况下即可

引起氢气的燃烧。

爆燃，是氢气燃烧的瞬间，扩散并且在扩散的范围内有连

锁反映，燃烧所供应的氢气不继续，爆燃时有爆鸣声，爆燃时

火焰的速度是音速范围。

爆轰，是爆燃的进一步扩大，即爆轰时氢气的量比爆燃充

足，爆轰的冲击波是超音速范围。爆炸是爆燃、爆轰的合并现

象，即爆炸时氢气的量比爆轰更大，特别在封闭状态下则危险

性更大。氢能自燃而不能助燃，氢与氧的的混合气体点燃时有

爆鸣声，氢与氧（或空气）混合时在极短的时间内就能形成均

匀状态，燃烧时放出大量的热，体积急剧膨胀导致爆鸣声。

氢与氧的混合气体中，氢的含量在4〜7%时就能爆炸.纯氢

在空气中燃烧呈兰色火焰，温度1000〜12023C。

2、我厂制氢设备的特点

采用ZhDQ-32/10-W2的中压水电解制氢设备。体积小而出

力大，压力为3.2Mpa,每小时产氢量10立方米。采用微机控

制模式，自动化限度高，液位、压力、碱液流量、补水及温度

调节所有自动。重要设备：电解槽、气体冷却及分离装置、氢

气干燥装置、除盐水冷却装置、氢气储罐等。

氢气爆炸是由于氢气不纯，氢气中混入氧气或空气，形成爆

炸的条件，这种爆炸的范围很广，如在不同温度下氢气和空气混

合后的爆炸界线，氢气的浓度增大、环境温度升高爆炸区都在扩

大。在不同压力下氢气和空气混合后的爆炸界线。氢的浓度增

大，环境压力升高爆炸区也同样在扩大。

因此工作中规定了保险的上下界线：

氢气加氧气：上限96%比4%02

下限5%比95%O2

氢气加空气：上限73%压27%空气

下限5%H295%空气

3、出入厂制氢站的规定

答：①、非工作人员未经许可，严禁进入制氢站。②、所

有人员进入制氢站，必须经值班人员许可后，将火机、火柴等

火种放入门外的火种箱内，并关闭随身携带的手机、BP机等无

线通讯工具，按规定检查登记后，方可进入。③、严禁穿带铁

钉鞋子的人员进入制氢站。④、严禁穿化纤、混纺衣服的人员

进制氢站。⑤、严禁携带易燃易爆等化学危险品进入制氢站⑥、

严禁任何车辆进入制氢站内。⑦、所有进入制氢站的人员必须

严格遵守站内各项安全管理规定。

4、如何防止氢气爆炸

答：①了解氢气的性质和氢气爆炸的条件。②保证氢系统

内氢气的纯度。严格按电解工艺的规定进行操作，保证电解所产

生氢气的纯度在99.5%以上，一旦发生氢纯度下降，必须立即找

出因素，排除故障。③置换充足，在进行充氢、排氢的操作中，

严格做好氢气的置换工作，充入的氢要保证纯度，排氢时务必排

尽，绝对不能怕麻烦，图省事而简化操作。④加强巡回检查运营

人员加强对氢系统的巡回检查工作，定期用检漏仪对氢系统进

行全面检测，发现问题及时解决。⑤严格按规程操作规程是科

学工作的依据，是经验总结的结晶。违反规程操就是违反自然规

律。⑥严格监督、准确化验，制氢系统中必须装有能了解各有

关过程中氢气纯度的仪表，并保证处在正常工作状态。必须备有

随时可以在有关部位进行人工取气化验的设备。准确即时化验

监督氢气的纯度，杜绝图省事凭经验简化或省略任何一次应当

进行的化验监督。

5、氢气系统安全运营的要点是什么？

答：①氢冷系统中氢气纯度不低于96%,含氧量不得超过

2%0②、制氢系统中氢气纯度不应低于99.5%,含氧量不得超过

0.5%。③氢气系统运营时，不准敲击、不准带压修理和紧固，

不得超压，严禁负压。④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。⑤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检

漏仪，严禁使用明火。⑥不准在室内排放氢气。吹洗置换，排

空降压，必须通过放空管排放。⑦当氢气发生大量泄漏或积聚

时，应立即切断气源，进行通风，不得进行也许发生火花的一

切操作。⑧新安装或大修后的氢气系统必须进行耐压实验、清

洗和气密实验，符合有关的检查规定，才干投入使用。⑨氢气

系统吹洗置换，一般可用氮气置换法或注水排气法。

6、氮气置换法应符合什么规定？

答：①氮气中含氧量不得超过3%。②置换必须彻底，防止

死角末端残留余气。③置换结束，系统内混合气体氧或氢的含

量必须连续三次分析合格。④氮气置换时应有两台以上的测爆

仪进行现场监测。⑤氢气系统任何检修和实验工作，都必须使

检修和实验系统与运营系统有明显的断开点，并在充氢侧加装

金属法兰和堵板。⑥氢气设备，动火检修工作或进行能产生火

花的作业时，应尽也许的将需要修理的部件移到厂房外安全地

点进行，如必须在现场进行动火作业，应严格执行“动火工作

票制度”并保证动火区域空气中氢气最高含量不得超过0.3%.

⑦防止明火和其他激发能源。严禁使用电炉、电钻、火炉、喷

灯等一切产生明火、高温的工具与热物体；⑧不得携带火种进

入氢系统禁火区；⑨不得在制氢系统区和氢冷发电机旁使用各

类无线通讯工具；⑩在氢系统上，应选择和使用铜质或镀铜合

金工具。（11）氢系统工作人员应穿棉质工作服和防静电鞋。

7、供氢装置的防火防爆规定有哪些？

答：①氢气瓶的设计、制造和检查应符合《气瓶安全监察

规程》规定。②储气罐应设放空阀、安全阀和压力表。其设计、

制造和检查应符合《压力容器安全监察规程》规定。③氢气管

道应采用符合国家标准规格并适合氢气工作压力、温度规定的

无缝金属管道，严禁使用铸铁管道。管道上应设放空管、取样

口和吹扫口，其位置应能满足管道内气体吹扫和置换的规定。

8、供氢管道的敷设应符合什么规定?

答：①室内管道不应敷设在地沟中或直接埋地。②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。③埋地敷设的管道埋深不宜小于0.7米。④含湿氢气的管

道应敷设在冰冻层以下。⑤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，管道与套管之间应用不燃材料填充。

⑥管道应避免穿过地沟、下水道及机动车道路，必须穿过时应

设套管。⑦管道不得穿过生活间、办公室、配电室、仪表室、

楼梯间或其他不使用氢气的房间。不宜穿过吊顶、技术（夹）

层，必须穿过时，应采用安全措施。⑧室内外架空或埋地敷设

的管道及连接的气罐均应执行有关规定、互相跨接和接地的有

关规定。

9、氢气系统灭火器材的配备有什么规定：

答：①氢气系统应按消防规程规定设立消防用水。②应根

据需要配备“干粉”“1211”“二氧化碳”等轻便灭火器。③

应根据需要配置氮气、蒸汽灭火系统。④应配置阻止和密封漏

氢的石棉布。

10、二氧化碳灭火器作用、分类及作用有什么规定？

答：作用：重要合用于扑救贵重设备、档案资料、仪器仪

表、600V以下的电器及油脂等的火灾，但不合用于扑灭某些化

工产品（如金属钾、钠等）的火灾。

分类：重要为手提式，分为手轮式和鸭嘴式两种，大容量

的也有推车式的。使用鸭嘴式CO2灭火器时，一手拿喷筒对准火

源，一手握紧鸭舌即可喷出。使用手轮式C02灭火器时，一手拿

喷筒对准燃烧物，一手拧开梅花轮即可喷出。C02是电的不良

导体，但超过600KV时，必须先停电后灭火。二氧化碳灭火器

怕高温，存放地点的温度不得超过42℃。使用二氧化碳灭火器

时，不要用手摸金属导管，也不要把喷管对着人以防冻伤。使

用时还应注意风向，逆风喷射会影响灭火效果。

维护：.钢瓶内的二氧化碳重量要定期检查，如二氧化碳重

量比额定重量减少十分之一时，应进行灌装。

11、如何对氢冷发电机进行防火防爆？

答：①氢冷发电机及其氢冷系统、制氢设备中的氢气纯度

和含氧量，必须在运营中按专用规程的规定进行分析化验，氢

纯度和含氧量必须符合规定的标准，如达不到标准，应立即进

行解决，直到合格为止。②氢冷发电机的轴封必须严密，当机

组开始起动时，无论有无充氢气，轴封油都不准中断，且油压

大于氢压，以防氢气进入发电机外壳或充入汽轮机的油系统中

而引起爆炸起火。③氢冷发电机运营时，排烟机应保持经常运

营，并定期从排烟机出口和主油箱顶取样（漏氢增大时应随时

取样检查），监视含氢量是否超过制造厂规定。如超过则应查

明因素并予削除。④密封油系统应运营可靠，并设自动投入双

电源或交直流密封泵联动装置，备用泵必须经常处在良好备用

状态，并定期校验。两泵电源线应用埋线管或外露部分用而燃

材料外包。⑤氢冷发电机密封油箱应设立火灾检测和水喷雾灭

火设施。⑥在氢冷发电机及其氢冷系统上，不管动火作业还是

检修、实验工作，都必须断开氢气系统，并与运营系统有明显

的断开点，充氢侧加装法兰短管，并加装金属堵板。⑦动火或

检修实验前，应对检修设备和管道用氮气或其他异性惰性气体

吹洗置换，在置换过程中应有专职人员定期取样，分析混合气

体的成分。取样点应选在排出母管和气体不易流动的死区，取

样前先放气1—2分钟，以排出管内余气。⑧氮气置换时，氮气

中含氧量不得超过3%,置换结束后，系统内混合气体的含量必

须连续三次分析合格，并应有二台以上测爆仪进行现场监测。

⑨气体介质的置换避免在起动、冻死过程中进行。氢气置换过

程中不得进行防止性实验和拆卸螺丝等工作。⑩机组漏氢量实

测计算每月进行一次，用以考核漏氢水平。（1D设备和阀门等连

接点泄漏检查，可采用肥皂水或合格的携带式燃气体防爆检测

仪，严禁使用明火。⑫管道阀门和水封装置冻结时，只能用热

水或蒸汽加热解冻，严禁用明火烤烘。

12、发电机漏氢的薄弱环节是什么？

答：①机壳的结合面，②密封油系统，③定子冷却水引入

管接头，④氢冷却器，⑤出线套管。

13、如何安全使用氢气瓶？

答：①因生产需要必须在现场（室内）使用氢气瓶时，其

数量不得超过5瓶。②氢气瓶与盛有易燃、易爆、可燃性物质、

氧化性气体窗口的间距不小于8米。③氢气瓶与明火或普通电

气设备的间距不应小于10米。④氢气瓶与空调设备、空气压缩

机、通风设备等吸风口的间距不应小于20米。⑤当氢冷发电机

失火时，应切断氢源和电源，使发电机解列停机，并使用固定

的灭火装置进行灭火。⑥由于漏气而着火时，一方面应断绝氢

源或用石棉二氧化碳灭火器布密封漏氢处，不使氢气逸出。

14、氢冷发电机及其系统，发生爆炸燃烧起火的因素是什

么？

答：①氢气纯度降到规定以下。②漏氢、氢压不正常使外

界空气进入机壳。③氢气充满汽轮机油系统。④置换冷却介质

时误操作误判断。⑤发电机有油和水。⑥发电机及其氢冷系统

有电焊明火。⑦励磁机电刷冒火。⑧发电机局部过热以及金属

摩擦。⑨氢气跑入封闭母线引起爆炸等。

15、氢冷发电机及其系统氢气纯度减少的重要因素

答：密封瓦的检修质量不好或密封瓦结构不合理，致使密

封瓦的氢气侧回油量过大，使氢油分离后的也许是：油吸取水

分和空气，而在一定温度下又分离出这些气体混入氢气里，机

壳因某些因素，例如甩负荷氢压短时低于大气压，使外部空气

进入机壳内，补充的氢气不符合标准，置换冷却介质剩有二氧

化碳等。

16、氢气跑到油系统的因素？

答：氢气，跑出机壳的唯一途径是轴封与密封瓦之间的间

隙，因此氢冷发电机一定不能使密封瓦断油。一般氢冷发电机,

原规定低氢压力为0.3000-0.005Mpa,高氢压为0.03-

0.05Mpao为了提高出力，现有许多发电机提高氢压运营，一般

提高至0.08—0.2Mpa,而密封油压都要高于相应的氢压（一般

0.05Mpa）,要注意油压不应过低或过高。过低时轴颈周边的

油层便会产生断续现象，氢气会穿过中断处进入疏油管道，并

在管内形成有爆炸起火危险的混合气体。

17、氢冷发电机常用的中间置换气体是什么？

答：常用的中间气体是二氧化碳或氮气，一般二氧化碳用

的多一些，这是由于二氧化碳比重大于氮气，易于和氢气分离。

瓶装的二氧化碳或氮气应经常放置在系统接口处，以便在任何

紧急情况下都随时排氢。

18、补氢时有什么安全规定？

.答：①充氢前先将C02（或氮气）充入发电机内，因C02比

重大，由发电机下部进入，而空气则从上部排氢管排出。②当

测得C02含量达85%,压力大于50kPa,可停止充C02,关闭排空

气阀门。③充C02停止后，开始充入生，置换出C02,此时开下

部排0)2阀门。开上部氢气进口门，运用氢气比重小将C02逐步

压至下部排气门排掉。④当测定氢气纯度达90%后，开始注意监

督比含量达成95-96%时，关闭排放C02阀门。当继续充入出直

至氢压达成额定压力，再测压的纯度此时应达成98%以上，充

氢工作结束。⑤充H2排CO2的过程应慢速进行，操作过快时纯

度更难达成规定。⑥由于运营中发电机因某种因素泄漏氢气，

致使氢压逐步下降，要补入一定的氢气使氢压达成规定。⑦发

现发电机内氢气纯度下降，需补入新的高纯度氢气，以提高机

内氢气的纯度。可采用从下部排掉一部分纯度低的氢气，同时

从上部补入适量的新氢气，以提高氢气的纯度。

19、排氢有什么安全规定？

答：在停机检修前或事故停机后，进行排氢的操作是充氢

的反向。由下部通入C02或氮气，开上部排氢的阀门，直至C02

或氮气含量达成85%时，停止排氢和进C02或氮气。确认C02含

量分析对的后，可由C02进入阀改送压缩空气，排出机内C02,

若此时机壳内已完全置换成空气，可以进行解体检修，焊接动

火等工作。

20、漏氢量的控制标准是什么？

答：国标GB7064—86《汽轮发电机通用技术条件》规定：

交接实验项目中需测定漏氢量，在额定氢压下每昼夜整个机组

转动的漏氢量，不超过发电机氢气量的5%o

21、事故案例

例1:微量氢气爆炸导致人员受伤。

事故通过：1985.4.27.日，四川豆坝发电厂#2发电机小修,

电气值班人员用二氧化碳置换排氢。化学取样分析排氢合格。

5月3日，电气车间电机班黄X杨X等三人，在#2发电机底

部检查清扫工作。黄等人带上36V行灯，先后两次进入#2发电机

壳内进行检查，发现机内掉有一块绝缘胶木垫块。

当下午再次进入发电机内准备取胶木垫块时，行灯熄灭，在

发电机壳内清扫的杨X刚一开灯，即发生爆炸，爆炸气浪将站在

人孔门外、半截身子在人孔门内的黄冲出人孔门，碰倒在脚手架

上受伤，右臂骨折截肢重伤，在发电机内的杨某轻微烧伤。

事故因素：①、发电机排氢过去一直用空气直接置换氢，因

不安全后改用二氧化碳作中间置换介质，化验人员对分析化验

二氧化碳经验局限性，分析有误，排氢不彻底，使发电机内残存

有微量的氢气。②、工作人员违反《电业安全工作规程》规定，

使用带开关的行灯进入有爆炸也许的地方工作，行灯熄灭后，按

动行灯手柄上开关时，产生火花，引起氢气爆炸。③、采用二氧

化碳作中间置换介质排氢，在操作技术上经验局限性，管理不细,

贯彻规程制度不严。

防范措施：①进入有也许发气愤体爆炸的场合工作，所用的

行灯等工具应为防爆型。②加强人员培训I,提高化验人员的技术

水平，对发电机排氢进行对的的分析。③检修工作票中所列的技

术措施和安全措施应明确完。

例2氢系统检修违章，氢爆炸两死一伤。

事故通过：1984.06.28,某电厂#5机（20万千瓦），因主油

泵推力瓦损被迫停机。停机后，厂运用停机时间解决缺陷，因有

两处要动火作业，决定发电机排氢。

14时15分化学分场制氨站，值班员用C02排氢,C02浓度合

格后，用空气排出C02气体。17时20分机内取样化验合格，工

作结束。作业重要是由电机检修班检查#5发电机内部接结管是

否流胶，并擦拭发电机内部渗泊。#5机检修开一张工作粟，工作

内容为#5发电机检查，安某列出了电气一次线需拉开的开关、刀

闸等内容，但未列氢气项目。27日，电机班人员打开#5发电机下

部汽机侧励磁机两个人孔门，进入发电机风道内进行了部分工

工作后，在发电机内有发闷的感觉，准备第二天用轴流风机通

风，因轴流凤机找不到，请示车间领导，改用一台家用台式电风

扇。6月28日，继续工作。上班后，王、陶二人，上到汽机侧人

孔门下的脚手板上，朱上到励磁机侧人孔门下的脚手板上，苏去

领东西。8时45分，当陶进入人孔门内放置电扇并几次开停寻找

合适位置时，一声巨响，氢气爆炸。爆炸后检查，朱X被气浪由励

磁机侧人孔门处向汽机侧冲出约5米，并撞在管道等物上摔下,

头骨粉碎性骨折，全身皮肤多处烧伤，其他部位也有不同限度伤

害，当场死亡。陶、王二人也同时被气浪随脚手板一起冲下，陶

的头部骨折，全身皮肤部分烧伤，抢救无效死亡，王某因在陶身

后，负重伤。

因素分析：

①经检查，倒氢后，由制氢站到发电机内部的氢气管道中只

有两道阀门在关闭状态，但两道门均泄漏、补氢管路任何部位均

未加堵板。根据实验估算分析，事故时，发电机内氢气已达成爆

炸浓度。②工作使用的家用电风扇的按键，在启停特别是换档时

均产生电火花。成为引爆火源。此外，发现朱X随身带有火柴和

卷烟，并且在事故前一天工作时，朱王二人在#5发电机下抽过烟,

事故现场有烟头和火柴棍。爆炸时，朱是否抽烟无法证实。③这

次事故暴露该厂在氢气系统作业方面，思想麻痹，执行制度很不

认真。电气分场在安排#5发电机检查工作时，从领导到工人都认

为发电机排了氢就没有问题了，没有考虑阀门漏氢的也许，没有

按照《电业安全工作规程》规定采用可靠安全措施，违反《电业

安全工作规程》第444条关于“发电氢冷系统进行检修前，必须

将检修部分与相连的部分隔断，装严密的堵板"的规定。

例3发电机氢压提高主油箱爆炸起火

事故通过：1975.10.19,某电厂#1机主油箱发生氢气爆炸

起火，机组严重损坏。前一日白班，因#1机密封油泵检修，发电

机密封油系倒为备用油系统供油，由于油压只有0.8%,于是相

应发电机氢压减少到0.5MP运营。夜班值长为使该机超铭牌发

电，