制氢站防爆电气设计要点探析

发表时间:2020/8/4   来源:《科学与技术》2020年28卷7期   作者:李丹
[导读] 氢能源作为当前人类日常生活必不可少的一项能源
        摘要:氢能源作为当前人类日常生活必不可少的一项能源,它在使用的过程中也有着极高的危险性,制氢站的防爆电气设计工作的开展进行十分必要,特别是制氢站这样的危险区域,工作人员要对防爆电气设备进行划分,在对这些设备进行安装和选型的时候,也应结合具体的使用状况进行具体的分析,对后续项目的建成来说也有很好的借鉴作用。
        关键词:制氢站;防爆电气;设计要点
       
        作为一种新型的清洁能源,氢气在我国的应用较为广泛,氢气在燃烧的过程中带来的环境污染较少,但是氢气在燃烧的过程中极容易出现安全事故,一旦发生爆炸现象,会给周围的环境带来极为恶劣的影响,制氢站的防爆电气设备在安装的过程中需要考虑到各种可能出现的因素,避免安全事故的发生。
        1氢气的来源和特性
        氢气来源较为广泛,可以通过一些化工副产物对氢气进行回收,也可以利用太阳能方法制造氢气,这些方法相对来说都是既经济又环保的,特别是太阳能和风能制氢法,符合当前国家倡导的可持续发展理念,太阳能制氢和风能制氢有效利用了自然资源,同时也避免一些对环境污染产物的出现和产生,除了这几种方法以外,也可以利用一些含氢物质,制氢通过电解水制氢或者是氨分解制氢法实现对氢气的回收,这些方法相对来说较为经济,且制氢的原理也较为简单,水电解制氢主要是通过氢氧化钾或氢氧化钠在电解槽中发生电化学反应,电解产生氢气和氧气,进而再对这两种气体进行分离得到氢气,对其进行纯化储藏,这个储藏的过程也是十分关键的,由于氢气的一些物理化学性质,导致氢气的稳定状态,想要得到保持对环境的要求十分严格,还需相关工作人员针对氢气的储存制定相应的方案和措施。
        2制氢站的危险区域划分
        制氢站所处的场所对爆炸性发生的概率来说也有一定的影响,如果一些场所周围存在可燃性物质的话,那就无法保证爆炸性环境永不出现,一些设备在使用的过程中极有可能会成为点燃源,这就造成氢气发生爆炸的概率极大增加。当前我国对危险区域的划分不同,但大致可以分为,国际电工委员会分类方法和北美分类法这两种方法都是通过对环境中爆炸性气体出现的频率和持续时间对危险场所进行划分的,可以分为零区一区和二区这三种区域,随着数字的增大,发生爆炸性的概率减低,也就是说零区发生爆炸的概率是十分大的,爆炸性气体的存在时间和存在量是较多的,而二区则是出现爆炸性概率极低的场所,相关工作人员在进行防爆电气设计的时候可以有针对性地开展相关工作。工作人员在对制氢站的危险区域进行划分的时候,首先要对这些气体的释放源进行鉴定,并将这些释放源划分等级,分析可能会造成危险的概率,还需充分考虑到制氢站周围的其他影响因素,在对整体的危险区域范围进行划分,这就需要工作人员对释放源进行鉴定,再对这些释放源释放的频率和释放的具体量进行工艺计算,最终分析确定危险区域的具体范围和范围的程度大小。
        3制氢站防爆电气设备的选择
        制氢站在选择防爆电气设备的时候,需要根据氢气的特性进行选材,例如零区爆炸危险区域则可以选择一些本质安全型或者是浇封型这种电气设备防爆的形式相对来说较为稳定,适用于这种大概率会发生危险爆炸事故的区域,而对于一区这样的爆炸危险区域则可以选择本质安全型,浇封型或者是隔爆型增安型正压外壳型的防爆电器设备。我们可以知道,一区选择的电气设备可以与零区的有重复,但是零区使用的电气设备不能与一区的相同,一区的电气设备防爆质量相对零区来说较低,零区的防爆类型较为高级,因此它所选用的设备适用于一区,而一区的一些设备则无法适用于零区,对于二区来说也是如此。
        4制氢站防爆电器设备线路安装
        4.1照明灯具
        制氢站的防爆电器设备线路安装是十分重要的,一旦线路出现问题,极有可能会给安全隐患的发生提供条件。

照明灯具在安装的过程中要严格按照规范要求进行,既考虑到能源的节约,同时也要选用防爆型的防爆灯。在对线路布局进行设计的时候要在整个线路的外部采用布线进行缠绕,或者是采用钢管保护,在安装的过程中,针对一些密封圈内径和电缆外径的大小要进行严格的控制,内径外径的差别不能大于或小于1mm,在于钢管进行连接的时候不能过度压紧元件,防止这些元件由于过度的压紧而造成质量上的问题。
        4.2变送器设备
        变送器设备在氢气站的使用应尽可能地选择具有较高性能的防爆型式,本安型变送器它主要是采用外源接电法对其进行供电,这种方法自身的防爆性能较好,在对外接电源的本安型设备进行安装的时候,相关工作人员也能及时结合设备的具体状况,对其进行补充和修复,该设备在使用的过程中方便工作人员按时定期的对其进行检查,当然在使用的过程中还需相关工作人员做好监控工作。对使用过程中产生的一些参数和数据进行记录,这样在后续一旦变送器的运行出现状况,他们也能在第一时间结合这些数据分析问题产生的根源所在,并制定出针对性的解决措施解决问题,避免相似的问题再次出现。
        4.3其他防爆设备的安装
        除了上面所说的两种防爆设备以外,制氢站常用的设备还有接线箱和防爆配电箱等等。这些设备在安装的过程中都要采用电缆配线的方式,采用这种方法的主要原因是由于这种方法对隔爆型设备的电缆和引入装置的选用严格符合隔爆型密封圈装置的选型要求,工作人员在选择配电箱和照明开关的时候,要打开内部的打火元件,这种元件的引入需要有填料函。这些防爆设备的使用场地不当的话极有可能会引起爆炸,因此相关工作人员还应结合不同区域进行设备的选择。这就需要工作人员具有良好的工作素养和丰富的工作经验,相关人员在工作的时候也要不断学习,不断进步。制氢站在选择这些人员的时候,也要尽可能的选择一些具有较高技术水平的工作人员。针对内部的员工,制氢站也可以为这些基层员工安排相应的培训工作,使他们能够了解基本的理论知识,进而在开展实际工作的时候,能够更为清晰地了解到防爆工作进行的重要性。
        4.4不同区域之间的隔离
        两个邻近的区域,如果爆炸性气体相互通入,极有可能会造成潜在的安全隐患,引发爆炸,不同区域之间应做好相应的隔离工作。工作人员在对电气管道进行设置的时候,要对其内在的孔洞进行严封密堵,防止一些气体从这些孔洞相互渗透,在对这些孔洞进行密封的时候,对所选材料也要进行严格管控,尽可能的使用一些非燃性的材料,再者就是在对这些隔离板进行安装的时候,两个隔离板之间不应该有缝隙或者是间隙等等,应该采用防火封堵对其进行严密的堵塞,隔离工作的开展进行是十分重要的,如果工作人员不够重视这些区域之间的隔离工作,那么在实际运行的时候,制氢站之间不同的气体存储区域之前的气体可能会相互窜入,气体不想实物一样容易辨认,这就导致工作人员在进行工作的时候,对这些气体产生混淆,造成一些潜在的安全隐患,每一个物体都有它自身的特性,注意事项也不同,如果采取错的注意事项或者错误的操作方法就可能带来爆炸的现象,给工作人员的生命财产安全带来隐患。
        5结束语
        制氢站对环境和设备的选择要求都是十分高的,制氢站在工作的过程中,如果对防爆工作做得不够到位的话,极有可能会造成一些潜在的安全事故,给工作人员带来生命财产上的威胁,同时对制氢站正常运行也带来一定的影响,工作人员在开展防爆电器设计工作的时候,应结合系统的具体参数进行分期选用防爆型设备。
       
        参考文献:
        [1]刘哲,李小杰,刘琦.制氢站防爆电气设计要点[J].电气防爆,2018(02).
        [2]王金玲.制氢站运行问题及解决措施[J].清洗世界,2017(02).
        [3]徐秀萍,马玉奇.制氢站优化设计[J].山东电力技术,2018(01).
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