发电厂氢系统着火爆炸的防治对策

王谦

摘 要：随着中国特色社会主义经济改革的不断深入，人们生活水平不断升高，人们现在的生活生产中越来越离不开电的支持，电力企业也因此不断发展。电力生产安全是保证人们正常生活生产用电的基础，而发电厂设备结构越来越复杂，发电机、汽轮发电机制作、易燃易爆物品多等，其中氢气的密度很小，比空气的热传导率大6倍左右，使用氢气当做发电机的冷却剂可以有效提高发电机的工作效率，但是氢气易燃易爆，所以文章将就发电厂氢系统着火爆炸问题提出相应的防治对策。

关键词：氢系统；着火爆炸；防治对策

引言

氢气能够有效提高发电机机组的工作效率，可以使发电机尺寸大幅度减小，节省了时间和占地面积，还可以使冷却器的表面面积减小，可以在通风冷去的时候减少能量损耗，另外还可以使发电机机组在工作运行的时候降低噪音，减少噪音污染等，能够起到节能环保的作用。由于上述的诸多优点，使得氢气系统在发电厂中当做冷去介质广泛运用。但是氢气易燃易爆，使用氢气当做冷却剂存在一定的风险性，下面本文先就使用氢气的危险性进行简要分析。

1 使用氢气的危险性

首先，氢气比空气的密度轻得多，而且具有无色无味的物理特性，因此氢气能够在不易被人们察觉的前提下发生迅速扩散并发生积聚，厂房建筑物、设备等地方的顶部是其容易聚集的地方，危害性巨大。

其次，氢气是一种甲类可燃的易燃易爆气体，在常温下的化学性质十分稳定，其燃点为574摄氏度，比一般的要高，氢气燃烧和爆炸的基本原理都是氢气和氧气发生化学反应生成水和释放热能的过程，其不同之处就在反应速度的不同。在氢气燃烧的时候，包含两个过程即点火和燃烧，整个反应过程比较稳定而且速度比较缓慢，而在爆炸的时候，整个反应过程不稳定反应速度迅速而引起具有强烈的破坏性冲击波，氢气爆炸包含以下几种必要条件，第一氢气在氧气中的体积含量为4.65%到94.0%，或者在空气中的体积含量为4%到75%；其二在封闭的容易中含有氢的混合气体；第三是有明火接触氢气。其所需条件不高，所以发生着火的所需点火能量十分的小，很容易燃烧，拿一个常规的火力发电厂举例，一般有3台25m3容积和4台10m3容积的储氢灌，其额定压力和设计压力分别为0.85Mpa和1.0Mpa，设发电机在工作时候的温度仪为80摄氏度，工作人员在进行操作时其温度在氢气的燃点以下，这种情况下的操作还具有一定程度性。由上面的数据，参照单元危险评价取值表如表1所示。

由上述的数据中，得到发电厂氢气冷却过程中的总分为14点，属于中度危险，其危险程度为2级。从使用氢气的危险性可以看出，企业应该在氢站的设备选型、设计、生产操作等过程必须严格遵守法律法规及行业操作规程和安全规范，培养高素质的管理人员和专业的操作人员，落实相关的安全防范措施，进行相关的危险演习，并进行有效的管理。另外电力应该安全检查并对违规操作进行处罚等，确保氢气站工作的安全和保障企业财产和人员生命安全。下面本文就如何防止氢系统的着火、爆炸等实施措施進行分析。

2 防止氢系统着火、爆炸的措施

2.1 检修方面

我们应当在氢站的检修方面下功夫来防止氢系统着火、爆炸，主要从以下几个方面来具体实施。

第一，要提高我们的检修工艺，防止制氢阀门设备、管道、阀门、发电机密封瓦等重要设备的泄露；氢系统在购买产品的时候一定要擦亮眼睛选择性能质量优秀的设备，防止使用假冒伪劣产品；另外如果发现氢气的压力下降不正常，工作人员应该立即上报请求专业人才进行排查，及时迅速的找到原因并给予消除，千万不能马虎大意。

第二，发电机组的氢气运行的时候，应该加上严密的堵板将空气管路隔断；发电机在进行空气置换的时候，应当加上严密的堵板将补氢管路隔断，整个过程要严格按照规则制度进行，防止因阀门不严密带来的空气混入引发安全事故，或者泄露氢气造成能源浪费。

第三，工作人员在拆卸安装氢气系统的法兰堵板之时，应当注意缓慢的对称拆卸堵板的螺栓，防止造成氢气剧烈的排放或者摩擦所引起的氢气自然，引发着火爆炸。

第四，在进行氢气系统检修的时候，工作人员应当使用不易产生火花化学性质比较稳定的铜制工具并在其上涂上黄油；因为油脂和油类等与氧气接触会发生剧烈氧化进而引发燃烧。所以进行制氢设备的维护工作时，工作人员的衣服、手、脚不能有油脂。检修工作时对工作人员的衣着方面也有要求，比如禁止穿化纤衣服，鞋底上不能有带铁质物品等。如果在检修工作时需要用到焊接，在进行焊接工作的时候焊接人员为了防止氢气管道与裸露的焊线接触严格禁止在氢气管道上打火，以免造成氢气燃烧。

第六，制氢系统的安全阀应定期校验以便保证其正常运行，另外制氢罐也应该定期进行金属检验，工作人员应当认真进行各种技术措施来进行氢气系统的检修工作，防止发电机封闭的母线内混入氢气，使得氢气大规模聚集而造成爆炸。

第七，明火作业或做能产生火花的工作禁止在氢冷发电机与储氢罐或制氢室中近旁进行。如果在这些附近必须进行明火作业或做能产生火花的工作，应该先测量作业区域的氢气含量，只有在大气中含氢量小于3%后，然后在写报告经过火电厂的主管领导批准后，才可以进行作业。应使用测氢仪或肥皂水对氢系统进行查漏，严禁使用明火；应采用蒸汽或热水对氢管道、阀门或设备进行解冻，禁止用明火解冻。

2.2 运行方面

本文在发电机运行方面提出制定相应的对策来防止氢系统的着火爆炸，具体方案如下所示：

第一，发电机在正常的生产过程中，一定要使密封油压在正常范围内。在充排氢过程中，一定要使密封油压始终维持高于氢压0.056Mpa。要防止出现自动补排油失灵等密封油压不正常使得氢气混入主油箱，使得氢气大规模泄露。必须严格封闭氢冷发电机的轴封，保证机内充满氢气时密封油不会中断。为了防止空气进入或氢气充满汽轮机的油系统或者发电机外壳内而造成的安全事故，我们在氢系统运行的时候要保证氢冷发电机的油压大于氢压。应保持经常运行主油箱上的排油烟风机。如果排油烟风机故障时，我们应该采取相应的措施使油箱内的氢气排出，避免积存，引起爆炸。如果密封油系统着火或氢爆时，不要慌张，应该立即破坏真空后紧急停机，同时向室外排氢，直到机内氢压降到0.03MPa时采用二氧化碳排出剩下的氢气，其目的是为了防止回火。

第二，检修工作人员在操作氢系统的阀门之时为了防止氢气磨擦引起自燃要注意均匀缓慢进行。另外要坚持氢系统定期排污制度，保证氢气的纯度在规定范围内。其具体方法是按照规定时间对发电机氢气冷却系统和制造氢气设备的氢气纯度和含氧量进行检查，检测标准为制氢设备氢气系统的含氧量在0.5%以下，氢气含量在99.5%以上；发电机氢冷系统中含氧量在2%以下，氢气含量在98%以上，如果达不到上述标准，应该立即停机检查，直到含量达到标准，以免发生安全事故。

第三，工作人员要及时化验，及时、正确排除死角内的气体，严格按照规程规定进行发电机气体置换。

2.3 管理方面

本文将在电厂的管理制度方面制定相应的对策来防止氢系统的着火爆炸，具体方案如下所示：

第一，要严格实施动火工作票制度。必须先办理动火工作票，严格审批工作手续和监管制度，之后才能在发电机和氢管道周围及制氢站内动火，备齐灭火器材、含氢量测定在允许范围内、通风系统、气体置换、加装严密堵板、气体隔断系统等是我们需要落实的各项安全措施，等工作票办理完成和安全措施完成后，才能采取动火。

第二，制氢电解槽和有关如压力调整器等相关设备要严格按照规定进行检修和维护，保障设备能够正常运行，使得氢气能够符合发电要求。值班室内应设有压力调整器液位监测仪表，在设备发生故障之时工作人员能够迅速得知。应停止电解槽运行来维修压力调整器发生的故障，必须严禁烟火和把易爆易燃物品放在发电厂的制氢室内和其它装有氢气的设备附近，并應设“严禁烟火”的标示牌。一般在10m以内，储氢罐周围应设有栏杆，禁止无关人员进入制氢室。

第三，对有关人员要进行氢防火防爆知识教育和灭火技能培训。发电机、制氢站及氢管道周围应备有数量足够的CO2灭火器等灭火器材。发电厂应该在制氢室和机组的供氢站安装防爆型电气装置。门窗应该采用木质，另外为了避免雷电等剧烈活动引起火花等，室外还应装防雷装置。

3 结束语

随着电力的不断发展，电力是否安全运行受到人们的关注。对于发电厂的氢系统，本文首先简述了火电厂使用氢冷系统的种种好处，然后通过使用理论计算的方式分析了使用氢气的危险性，从检修、运行管理等几个方面对发电厂氢系统着火爆炸的防治对策，其中检修方面从提高我们的检修工艺、严密的堵板将空气管路隔断、检修人员应注意事项、氢系统的安全阀应定期校验等几个方面来论述，运行方面从使密封油压在正常范围内、操作氢系统的阀门等方面论述，管理方面从严格实施动火工作票制度、对有关人员要进行氢防火防爆知识教育和灭火技能培训等方面论述，希望能够对发电厂氢系统的安全运行提供一些帮助。

参考文献

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