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摘要：伴随着全球氢燃料电池汽车示范工程的实施，世界上氢能源基础设施——加氢站也在快速发展。新出现的能源基础设施是否能为公众提供足够的安全，一直是政府和公众所担心的。然而，目前对氢气加注站风险评估存在着国际争议，主要涉及损害限度和风险接受标准的确定。按照国务院《关于深化消防执法改革的意见》的具体要求，加强事故发生前后的监督检查，建立事故发生前、事故发生后符合加氢站危险因素的风险评估方法。探讨加氢站存在的安全隐患。实施火险等级控制，提高加氢站基础设施的防火保障能力，减少火灾事故的发生和损失。
关键词：综合评估法；加氢站；消防安全；风险评估
0.引言
氢能的优点有很多，比如来源广泛、清洁、环保和可回收性。深受各国科研机构、政府、企业的好评。在这些国家中，氢燃料电池汽车被认为是氢能工业中最有前途的应用。伴随着各国氢燃料电池汽车示范工程的实施，世界范围内配套的氢能基础设施——加氢站正在迅速发展。由于氢燃料电池汽车的进一步发展，其加氢站的数量将会迅速增加，并必然会发展到人口密集区。在技术上，加氢站的建设能否提供与传统加油站一样高的安全性，已成为制约其进一步普及与发展的瓶颈。所以加氢站的风险评估就成为各国研究机构关注的焦点。
1.加氢站消防风险概述
加氢站是氢燃料电池汽车发展所必需的先决条件之一，也是各国氢能和氢燃料电池汽车发展规划的重要组成部分。数据显示，截至2019年底，全球已有432个加氢站投入使用，其中330个已向公众开放，包括177个在欧洲，178个在亚洲，74个在北美。公共加氢站的数量在过去五年里增加了三倍多。加氢站的数量也因政策趋势和政府关注而快速增长。到2020年1月，已有61个加氢站建成，是2018年底的三倍多，预计到2030年将有1000个加氢站建成。加氢站的数量和规模在我国发展很快。在我国，加油站对消防安全提出了更高的要求。氢具有可燃性爆炸极限(4.0%~75.6%的体积浓度)，低点火能量(0.02 mJ)，火焰传播迅速，爆炸强度高。具体来说，有限空间的泄漏极易引起火灾或爆炸。在整个制氢、储运、加氢过程中，氢站是一个关键的地方。很多设备含有高压氢，可能导致泄漏、火灾、爆炸等危险。高压储氢设施安装完毕或管道破裂后，爆炸会产生易燃气体云和爆炸的火球。爆炸性冲击波有可能造成人员伤亡和财产损失。另外，加氢站还有很多火源，如非法热作业、现场吸烟、汽车尾气引发的明火、电气设备故障和故障、静电、雷击等。若日常维护、运行管理及应急响应不当，极易引发重大事故。
2.国内外加氢站风险评估方法研究
风险评估方法的主要目标有两个：快速风险等级(RR)和定量风险评估(QRA)。前一种为定性评价，后一种为定量评价。这是一种经验性的定性风险评估方法。专家分析讨论所得结果与风险矩阵相比较，得到相应的风险等级，从而能够迅速确定主要危险源。EIHP2 (ERR方法)欧洲综合氢能计划(EIHP2)为加氢站提供了具体的操作步骤，以评估 RRR方法的应用，并将其用于评估氨裂解和甲醇重整的应用。利用甲烷重整和水解法生产氢，分别应用了四种不同类型的加氢装置。但该方法主观程度较高，只能作出粗略的定性判断，无法对风险进行深入分析。评价方法是对风险事件进行量化评价，为风险管理提供有效的建议和措施。可直接用于氢安全相关标准的制定，如确定安全距离等。目前 QRA的四种方法是：危害识别(如危害前分析、危害和操作分析等)、概率分析(如故障树分析、事件树分析等)、后果的定量评估(如作为统一泄漏模拟的模拟)、扩散、模型、 TNT模型，模拟爆炸等情况，等等)和风险度量技术。简单地说，目前国内外对加氢站风险评估的方法主要是针对具体设计和制定标准，很少涉及运营管理方面的风险评估。本文将针对在加氢站的运行管理，对消防安全风险进行评估。
3.加氢站消防安全风险评估体系研究加氢站消防安全评估方法
3.1当前加氢站消防安全评估方法分析
当前，在对单位和场所的消防安全风险进行评价时，主要采用标准化的比较法、安全检查评分表、逻辑分析、计算机建模和综合评价等方法。在对各种方法的优缺点进行比较后，最后确定了加氢站消防安全风险综合评价方法。其基本评价过程是：（1）根据影响因素之间的逻辑关系，建立了分级评价指标体系；（2）分析指标体系中各因素间的关系，确定评价指标的权重系数；（3）处理好评价指标的权重，根据评价结构计算出综合评价值；（4）根据计算出的综合评价结果进行评价。综合评价的关键是多因素综合评价法。本研究采用加权平均法综合评价。换言之，如果评价对象有 m个因子，且每个因子的得分结果是 Si，那么就可以根据每个因子的重要性给每个因子赋予权重，并考虑每个因子的重要性。（5）加氢站消防安全风险评价指标体系，如图2所示。通过对加氢站结构特点、防火特点和现行防火性能的了解，得出结论：在此情况下，为提高加氢站应用能力，该部建立了系统指标体系。
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图 2 消防安全风险评估指标体系构建流程
3.2加氢站消防技术分析
（1）建筑物本身特有的特点和引起内部和外部灾害的因素。主要反映建筑物原有的火灾隐患。不像一般的建筑物，大部分的加氢站都是单独建造的，或者和天然气加气站一起建造。因为氢气站本身存在危险，而氢气生产又是天然气生产的一个环节，所以氢气的加压和加氢过程也是非常危险的。不同类型、规模、不同加氢方式、不同加氢压力等因素对火灾隐患的影响较大。
（2）主、被动消防设计主要包括两个方面：一是主、被动消防设计主要包括建筑空间布局设防内容、防火隔离带及建筑材料和构件。鉴于其特殊的结构特点，加氢站应着重考虑其布局、防火间距、防火等级、防爆、防静电等因素。二是建立消防设施，其主要作用是及时发现火灾，有效地控制和扑灭火灾，从而有效地控制和扑灭火灾。加氢站主要考虑易燃气体灭火。因此灭火装置有：报警器、火灾自动报警系统、室内消火栓系统、自动灭火系统、排烟系统、消防设备配置等。在进行风险评估时，需要检查各种系统是否符合法律法规的要求，系统是否运行良好。主、被动消防系统均经过合理的设计、配置和完善，减少了加氢站着火现象，降低了加氢站起火概率，降低了火灾发生率。
（3）消防安全管理是指人们为了预防火灾、减少火灾损失所采取的管理措施，如实行消防安全责任制、维护消防设施、制定应急预案、进行演练、实施灭火等从国内外火灾原因来看，人为因素和不安全行为造成的火灾占全部火灾的85%左右。强化消防安全管理，能有效减少火灾隐患。加氢站内氢气储存设备、氢气储存设备、输氢管道、加氢机等设备众多，对消防安全管理要求高，更需要加强安全管理。
（4）外部救援力是指在加氢站外进行灭火的救援力，主要是消防队、消防车通道和室外消防给水系统。在加氢站失火时，请求外部救援人员尽快起到作用，以减少火灾造成的损失和危险。
4.结束语
本文通过对国内外加氢站火灾风险评估方法研究现状的归纳和分析，详细分析了影响加氢站火灾安全风险的主要因素，同行可以根据以上分析的五点，制定相应的加氢站消防安全风险评估体系。
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