谈“氢”不色变│标准、规范严格 丰富经验积累 加氢站运营安全可控

电车资源讯：

最近,由于河北张家口爆燃事件的误报,氢能安全成为海内外关注焦点。氢能以其清洁、高效的特点被公认为未来最有潜力的能源载体。谈“氢”不色变系列文章从多个角度对氢能的安全性进行科普。加氢站作为氢气供应的重要保障,是支撑氢能与燃料电池汽车产业发展必不可少的基石。

国内加氢站主要为外供氢加氢站

按照制氢地点,加氢站可分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站;按照站内储存容器,则可分为移动式加氢站和固定式加氢站。

目前,国内加氢站主要为外供氢加氢站,外供氢气大多来自高压气氢长管拖车。根据加注规模不同,加氢站建设有移动式加氢站与固定式加氢站。

移动式加氢站采用直接升压加注,用压缩机或增压泵直接将氢气升压到35MPa加注到燃料电池车辆。大巴车一般加注时间15-20分钟左右,适合小规模示范运行加注。

固定式加氢站采用降压平衡加注,通过隔膜压缩机升压,将氢气压缩储存在站内45MPa储存系统,再通过氢气加注系统,平衡加注35MPa储氢压力的燃料电池车辆。此方法加注时间快速,轿车一般3分钟加满,大巴车10-15分钟加满,适合大规模加注。

固定式加氢站工艺流程如下图所示,主要包括氢源、压缩系统、储氢系统、加注系统、安全及控制系统。

加氢站安全管理措施严格遵守国家规定

为确保安全,加氢站的建设及管理严格遵守《GB 50516—2010加氢站技术规划》《GB/T34584-2017加氢站安全技术规范》和《GB/T 31139-2014移动式加氢设施安全技术规范》。

加氢站在选址和布局时,要做好加氢站氢气工艺设施与建筑物、构筑物之间的防火距离以及加氢站内设备之间的防火间距。

加氢站的安全管理主要分为设备安全、系统安全和运行制度安全三个方面。

设备安全方面,加氢站主要涉及氢气压缩机、储氢罐和加氢机。

其中,氢气压缩机的安全措施包括:

①设置安全阀、切断阀、温度、压力、流量超限报警、停机装置等安全保护装置;

②压缩机进、出口管道设置置换吹扫口。

储氢罐的安全措施有:

①储氢罐设置安全泄压装置;

②顶部设置氢气放散管,以确保在对储氢罐进行吹扫置换时,将密度仅为氮气1/14的氢气全部置换。放散管上设置2只切断阀和取样口。切断阀预防阀门内漏,取样口方便分析放散管中气体的组成;

③设置压力表、压力传感器,氮气吹扫置换接口,氢气泄漏报警装置,火焰报警探测器;

④进行耐压及气密性实验,并进行周期性设备检查、安全部件校正。

加氢机在以下三个方面保障安全:

①含有自动切断阀、拉断阀、安全泄压装置、防撞柱等;

②充装氢气质量流量不大于3.6 kg/min;

③根据燃料电池汽车车载储氢瓶常用充装压力,加氢机的额定工作压力一般为35 MPa或70 MPa,70MPa加氢机有氢气预冷装置。

加氢站的系统安全主要是防漏、防静电和防火。

防漏措施上,采用安全联动系统,在加氢站进气总管上设置紧急切断阀,并设置紧急时便于及时切断气源的手动紧急切断阀;

防静电措施上,安装防静电设施和防雷保护设施,并采用接地措施;

防火措施则需要安装火焰报警探测器、紧急放散装置(集中放散管上设置阻火器)、氮气吹扫装置等,加氢站关键部位根据《GB 50516—2010加氢站技术规划》配备足够数量的灭火器及消防栓设备。

在运行制度上,加氢站需要从运行资质、操作资质、设备许可和管理制度等方面保障安全。

运行资质上,加氢站需通过安监、质监、消防等部门的安全验收,取得车用气瓶充装许可;

操作资质上,运维人员经过专业培训,取得相关操作证书上岗。如:加氢操作人员需取得气瓶充装证书,管理人员取得特种设备安全、质量管理证书等;

设备许可方面,加氢站使用的压力容器、安全装置等,必须取得使用许可,并在有效期内使用;

管理制度方面,加氢站要建立质量安全管理制度,涉及现场安全管理、消防安全、设备安全、人员安全、安全检查、安全培训、定期检验等运维相关制度,并制定紧急情况下应急预案,建立应急处理小组,并定期演练。

目前为止,我国已运行加氢站16座,规划33座

自1999年5月,世界上第一座加氢站在德国慕尼黑国际机场建成,此后世界各国相继开始推动加氢站的建设。据H2stations.org统计报告:2017年年底,全球运行的加氢站有328座,其中亚洲119座,欧洲139座,北美68座,南美1座,澳洲1座。

据不完全统计,截至目前为止,我国建成投入运行的加氢站已有16座,规划建设33座。以北京永丰加氢站为例,该站建立于2006年,日加注量为1000kg,可满足北京地区现有的燃料电池汽车加注需求,经过十几年运营,该站积累了丰富的安全管理经验。

加氢站之于燃料电池汽车,犹如加油站之于传统燃油汽车、充电站之于纯电动汽车,其重要性不言而喻。从我国加氢站严格的技术标准、管理规范制订以及众多加氢站安全运营成果来看,加氢站的运营是安全可控的。