覃晓玲
广西壮族自治区河池市气象局 广西 河池 547000
摘要：安全体系的具体构建是高空气象台站作业中水电解制氢项目中的一个重要组成部分。随着国家经济条件水平的不断提高，人们对安全体系构建的重视程度也越来越高。水电解制氢安全体系的具体构建主要以水电解制氢房的具体环境、建筑系统、体系供电系统、防雷设施等为主。同时，如何安全操作、操作的具体规程、安全制度的构建等这些也是相关人员需要进行思考的主要问题。
在高空气象台站水电解制氢系统项目建设方面，安全体系建设是永恒不变的主题，本文主要探讨的是制氢房环境与建筑、供电系统、防雷设备、操作规程和安全制度建设等相关内容，仅供参考。
关键词：水电解制氢系统；安全体系建设；探讨与论述
引言
随着国家经济条件的不断发展和改善，国家对我国气象事业的发展重视程度也越来越高，不仅给予了很多的资金支持，同时也发布了一系列的政策。目前，我国大多数气象台站已经逐渐完成了化学制氢向水电制氢的转变，逐渐实现了制氢工作现代化发展。制氢工作的发展不仅能够有效加快我国气象台现代化的发展速度，同时也能够有效减少化学制氢所带来的环境污染问题。长期以来，在高空气象探测业务系统的发展过程中，水电解制氢系统项目的建设都是占据核心地位。结合中国气象事业发展的战略目标及建设要求，在过去的两年时间里，青海省高空气象台站的水电解质氢建设项目已经取得了突破性进展，为其他台站由化学制氢过渡到水电解制氢阶段提供了有力依据，使现代化制氢工作变得简洁化、高效化，在创造一流台站、节省人工投入乃至化学制氢带来的环境污染等多个方面，都是里程碑式的巨大成就。从青海省水电解制氢系统的建设经验来看，在高空气象台站水电解制氢系统项目建设方面，首当其冲的必然是安全体系建设。
1.水电解制氢系统的工作原理
氢气是一种无色无味的气体，人体并不能通过视觉、味觉所发现。氢气的气体密度比空气轻，会呈现出上升的趋势，当氢气与空气或者是氧气混合时，会成为一种易燃易爆混合物。因此，氢气泄漏一直是人们在构建水电解制氢系统中的一个重要难题。
水电解制氢系统除了涉及到用水电解法制取氢气这个过程以外，其中还包含着许多操作单元装置，比如增压设备、灌装设备、净化设备和储存设备等等，此外其组成原件也有很多，像制氢主机、水箱、整流控制器、加水泵及储氢装置等，当然还有氢分析仪，缺一不可，作为水电解槽的主要元件，制氢主机一般都是采取的压滤式双极性结构，通过水电解方法的运用，该装置才能完成水分离成氧气与氢气的过程。当电解槽体中有直流电通入的时候，附着在电极上的水分子就会自动发生电化学反应，氢气与氧气即为该反应的最终产物。单位气体的电耗有电解电压来决定，而氢的实际需求则是选用电解压力的首要因素。气体纯度与制氢主机结构及操作情况这两个因素有关，如果能确保设备无损、且操作无异常的话，纯度基本就不会超出预期范围，稳定性较强。
2.水电解制氢系统安全体系建设
水电解制氢系统安全体系建设的涉及范围较广，比如制氢房环境与建筑安全、安全制度建设、供电系统安全、操作规程的制定以及防雷设施安全问题等等，环环相扣，任何一个环节的建设出现问题，都有可能导致设备无法进行安全、稳定生产，所以说，在高空气象台站水电解制氢系统项目建设方面，安全体系建设是永恒不变的主题。
（1）水电解制氢系统制氢房环境与建筑安全问题
在选择建设环境、建设位置的过程中，制氢房和储藏氢气室应当选择在台站的合适位置，整体布局应当更加合理。此外，建筑物的高度、具体距离等也应当符合相关规定的具体要求。选择制氢房位置时，不能选择位于明火源的下方，建筑物之间的距离也要符合国家的要求。
制氢室、储氢室以及充气室建设时，应当做到相互独立，并且制氢室与储氢室两者之间的距离要大于五米。顶棚和墙壁的材料选择要选用阻燃材料进行建造，门窗也要选择钢制的防火结构。制氢房和储氢室要安放在台站的合理位置，要有科学的布局和规划，并结合《气象探测环境和设施保护办法》文件中的标准对建筑物的高度和距离进行统一设计，切记不能出现在明火源的下风口处，按照《氢氧站设计规范》GB50177-93文件中的标准，制氢站与重要建筑之间的间距不能小于五十米，与民用建筑之间的间距则为重要建筑间距标准的二分之一即可。
（2）水电解制氢系统供电系统安全问题
按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设置规范》、《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》以及《电气装置安装工程施工及验收规范》这三个文件中设定的标准，水电解制氢室的供电装置如果为成套的蒸馏装置，就是能放在与制氢室紧挨着的控制室里面，至于控制器要如何设计的问题，可以从《低压配电设计规范》文件中找到相应的答案。
水电解制氢是一种典型的高耗能生产工作，如果没有强大的供电基础，设备就无法正常工作，所以具备三相供电是最基本的要求，注意：如果在设备运行过程中突然出现断电的情况，使用UPS作为应急电源使用，或者是小型汽油发电机都是绝对不允许的。
水电解制氢装置中的制氢主机、储氢装置和整流制氢器等大型设备，其外壳都需要具备单独的一根接地线才能插电使用，而且接地线面积小于一百平方毫米也是不符合要求的，一般来说，连接线或引出线都是选择四毫米*二十五毫米的扁钢就行，地下线用的最多的则是五号角钢。
供电系统作为制氢设备长期稳定、安全运行的电力来源，虽然不同的台站在制氢室布局和电力供应条件等方面都会存在大大小小的差异，但在长期稳定运行方面的标准时完全一致的，实际安装时不仅要满足上述提及的要求，工作人员对一般工业设备的配电规范也要足够的了解才能胜任这份工作。
（3）水电解制氢系统防雷设备安全问题
水电解制氢室和相关设备都有要对应的防雷装置进行保护，为了避免水电解制氢设备在运行时出现静电，只要安装好接地地网，并确保设备接地无误，就完全可以规避开。结合《建筑物防雷设计规范》及《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》中的相关标准，便能处理好防雷设备的安全问题。
（4）水电解制氢系统安全制度建设问题
对于高空气象台站的日常运行而言，要想成功获取到高空气象资料，就必须得有氢气的全程参与，每天都有大量化学危险品会被消耗掉，水电解装置作为特种压力容器中的一类，氢气在永久气体的危险性最大，所以必须不断加强制度管理建设，同时加大对生产操作人员的教育与培训力度，养成良好的操作习惯，才能避免悲剧的发生。
3.结语
水电解制氢系统的制氢室供电系统要符合国家的相关规定和规范，整流装置的选择要位于控制室之内。控制室的具体设计和建造也要符合相关的要求和规范。水电解制氢属于一种高能耗的生产，一般设备的电耗量较大。如果出现停电的意外情况，不能使用UPS或者是小型的汽油、柴油发电机进行供电。制氢设备的供电应当直接取自非防爆间所配备的准用配电柜，专用的配电柜也必须直接出自建筑物电源的进户端。供电系统的具体组成部分，如照明、辅助设备等的供电应该独立进行设计，各个组成部分之间实现专线供电。同时，所有室内的照明要使用防爆灯具，照明的控制开关要安装在视线范围内，同时也必须使用防爆开关。
参考文献
[1]水电解制氢技术的现状和研究方向[J]. 张祥春.气体分离.2006(06)
[2]水电解制氢概况[J]. 张祥春.气体分离.2009(03)
[3]水电解制取氢气节电措施的探讨[J]. 李亚冰.玻璃.2008(04)