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1、氢 气 知 识 题 库氢气在生产现场中属于重大危险源，全面学习并掌握好相关知识，对保证安全生产有重要意义。我厂的#3、4 发电机的冷却介质为氢气，而对氢气系统的结识、运营、维护等等，对我们来说是个全新的课题。因此，本年度冬季安全培训活动将其列为学习重点。氢气自身的性质，决定了其对发电机的优越冷却效果。但众所周知，氢气一旦与少量氧气（或空气）混合，会形成极具破坏性的爆炸气体，导使设备损坏及人身伤亡事故。但充足结识安全使用氢气的重要性，加强安全教育，从理论上理解发生事故的机理、按规程操作，小心谨慎从事，是可以避免事故的。1 氢气的一般知识氢气是无色无嗅无味无毒的气体，密度为0.0 9 k g/m
2、3（标准状况），是各种元素中质量最轻的一种，沸点-2 5 3七，熔点-2 5 9 o看不见、摸不到、闻不着。氢气，微溶于水，渗透性强、扩散快、易着火、燃烧和爆炸，是一种窒息性气体。当空气中含量达5 0%时，人有明显症状,浓 度 达7 5%即可致死。氢气在空气中着火点所需的能量仅为2 0微焦，很容易着火，而一般化纤织品摩擦所产生的静电火花的能量就比2 0微焦大好几倍，所以在一般想象不到的情况下即可引起氢气的燃烧。爆燃，是氢气燃烧的瞬间，扩散并且在扩散的范围内有连锁反映，燃烧所供应的氢气不继续，爆燃时有爆鸣声，爆燃时火焰的速度是音速范围。爆轰，是爆燃的进一步扩大，即爆轰时氢气的量比爆燃充足，爆轰的
3、冲击波是超音速范围。爆炸是爆燃、爆轰的合并现象，即爆炸时氢气的量比爆轰更大，特别在封闭状态下则危险性更大。氢能自燃而不能助燃，氢与氧的的混合气体点燃时有爆鸣声，氢 与 氧（或空气）混合时在极短的时间内就能形成均匀状态，燃烧时放出大量的热，体积急剧膨胀导致爆鸣声。氢与氧的混合气体中，氢的含量在4 7%时就能爆炸.纯氢在空气中燃烧呈兰色火焰，温 度1 0 0 0 1 2 0 2 3 C。2、我厂制氢设备的特点采 用Z h D Q-3 2/1 0-W 2的中压水电解制氢设备。体积小而出力大，压力为3.2 M p a,每小时产氢量1 0立方米。采用微机控制模式，自动化限度高，液位、压力、碱液流量、补水
4、及温度调节所有自动。重要设备：电解槽、气体冷却及分离装置、氢气干燥装置、除盐水冷却装置、氢气储罐等。氢气爆炸是由于氢气不纯，氢气中混入氧气或空气，形成爆炸的条件，这种爆炸的范围很广，如在不同温度下氢气和空气混合后的爆炸界线，氢气的浓度增大、环境温度升高爆炸区都在扩大。在不同压力下氢气和空气混合后的爆炸界线。氢的浓度增大，环境压力升高爆炸区也同样在扩大。因此工作中规定了保险的上下界线：氢气加氧气：上限96%比 4%02下限5%比 95%O2氢气加空气：上 限73%压 27%空气下 限5%H295%空气3、出入厂制氢站的规定答：、非工作人员未经许可，严禁进入制氢站。、所有人员进入制氢站，必须经值班
5、人员许可后，将火机、火柴等火种放入门外的火种箱内，并关闭随身携带的手机、BP机等无线通讯工具，按规定检查登记后，方可进入。、严禁穿带铁钉鞋子的人员进入制氢站。、严禁穿化纤、混纺衣服的人员进制氢站。、严禁携带易燃易爆等化学危险品进入制氢站、严禁任何车辆进入制氢站内。、所有进入制氢站的人员必须严格遵守站内各项安全管理规定。4、如何防止氢气爆炸答：了解氢气的性质和氢气爆炸的条件。保证氢系统内氢气的纯度。严格按电解工艺的规定进行操作，保证电解所产生氢气的纯度在99.5%以上，一旦发生氢纯度下降，必须立即找出因素，排除故障。置换充足，在进行充氢、排氢的操作中，严格做好氢气的置换工作，充入的氢要保证纯度，
6、排氢时务必排尽，绝对不能怕麻烦，图省事而简化操作。加强巡回检查 运营人员加强对氢系统的巡回检查工作，定期用检漏仪对氢系统进行全面检测，发现问题及时解决。严格按规程操作规程是科学工作的依据，是经验总结的结晶。违反规程操就是违反自然规律。严格监督、准确化验，制氢系统中必须装有能了解各有关过程中氢气纯度的仪表，并保证处在正常工作状态。必须备有随时可以在有关部位进行人工取气化验的设备。准确即时化验监督氢气的纯度，杜绝图省事凭经验简化或省略任何一次应当进行的化验监督。5、氢气系统安全运营的要点是什么？答：氢冷系统中氢气纯度不低于9 6%,含氧量不得超过2%0、制氢系统中氢气纯度不应低于99.5%,含氧量
7、不得超过0.5%。氢气系统运营时，不准敲击、不准带压修理和紧固，不得超压，严禁负压。管道、阀门和水封装置冻结时，只能用热水或蒸汽加热解冻，严禁使用明火烘烤。设备、管道和阀门等连接点泄漏检查，可采用肥皂水或携带式可燃性气体检漏仪，严禁使用明火。不准在室内排放氢气。吹洗置换，排空降压，必须通过放空管排放。当氢气发生大量泄漏或积聚时，应立即切断气源，进行通风，不得进行也许发生火花的一切操作。新安装或大修后的氢气系统必须进行耐压实验、清洗和气密实验，符合有关的检查规定，才干投入使用。氢气系统吹洗置换，一般可用氮气置换法或注水排气法。6、氮气置换法应符合什么规定？答：氮气中含氧量不得超过3%。置换必须彻
8、底，防止死角末端残留余气。置换结束，系统内混合气体氧或氢的含量必须连续三次分析合格。氮气置换时应有两台以上的测爆仪进行现场监测。氢气系统任何检修和实验工作，都必须使检修和实验系统与运营系统有明显的断开点，并在充氢侧加装金属法兰和堵板。氢气设备，动火检修工作或进行能产生火花的作业时，应尽也许的将需要修理的部件移到厂房外安全地点进行，如必须在现场进行动火作业，应严格执行“动火工作票制度”并保证动火区域空气中氢气最高含量不得超过0.3%.防止明火和其他激发能源。严禁使用电炉、电钻、火炉、喷灯等一切产生明火、高温的工具与热物体；不得携带火种进入氢系统禁火区；不得在制氢系统区和氢冷发电机旁使用各类无线通
9、讯工具；在氢系统上，应选择和使用铜质或镀铜合金工具。（1 1）氢系统工作人员应穿棉质工作服和防静电鞋。7、供氢装置的防火防爆规定有哪些？答：氢气瓶的设计、制造和检查应符合 气瓶安全监察规程规定。储气罐应设放空阀、安全阀和压力表。其设计、制造和检查应符合 压力容器安全监察规程规定。氢气管道应采用符合国家标准规格并适合氢气工作压力、温度规定的无缝金属管道，严禁使用铸铁管道。管道上应设放空管、取样口和吹扫口，其位置应能满足管道内气体吹扫和置换的规定。8、供氢管道的敷设应符合什么规定?答：室内管道不应敷设在地沟中或直接埋地。室外地沟敷设的管道，应有防止氢气泄漏、积聚或窜入其他沟道的措施。埋地敷设的管道
10、埋深不宜小于0.7 米。含湿氢气的管道应敷设在冰冻层以下。管道穿过墙壁或楼板处，应设套管,套管内的管段不应有焊缝，管道与套管之间应用不燃材料填充。管道应避免穿过地沟、下水道及机动车道路，必须穿过时应设套管。管道不得穿过生活间、办公室、配电室、仪表室、楼梯间或其他不使用氢气的房间。不宜穿过吊顶、技 术（夹）层，必须穿过时，应采用安全措施。室内外架空或埋地敷设的管道及连接的气罐均应执行有关规定、互相跨接和接地的有关规定。9、氢气系统灭火器材的配备有什么规定：答：氢气系统应按消防规程规定设立消防用水。应根据需要配备“干粉”“1211”“二氧化碳”等轻便灭火器。应根据需要配置氮气、蒸汽灭火系统。应配置
11、阻止和密封漏氢的石棉布。10、二氧化碳灭火器作用、分类及作用有什么规定？答：作用：重要合用于扑救贵重设备、档案资料、仪器仪表、600V以下的电器及油脂等的火灾，但不合用于扑灭某些化工产品（如金属钾、钠等）的火灾。分类：重要为手提式，分为手轮式和鸭嘴式两种，大容量的也有推车式的。使用鸭嘴式CO2灭火器时，一手拿喷筒对准火源，一手握紧鸭舌即可喷出。使用手轮式C 0 2 灭火器时，一手拿喷筒对准燃烧物，一手拧开梅花轮即可喷出。C 0 2 是电的不良导体，但超过6 0 0 K V 时，必须先停电后灭火。二氧化碳灭火器怕高温，存放地点的温度不得超过4 2。使用二氧化碳灭火器时，不要用手摸金属导管，也不要
12、把喷管对着人以防冻伤。使用时还应注意风向，逆风喷射会影响灭火效果。维护：.钢瓶内的二氧化碳重量要定期检查，如二氧化碳重量比额定重量减少十分之一时，应进行灌装。11、如何对氢冷发电机进行防火防爆？答：氢冷发电机及其氢冷系统、制氢设备中的氢气纯度和含氧量，必须在运营中按专用规程的规定进行分析化验，氢纯度和含氧量必须符合规定的标准，如达不到标准，应立即进行解决，直到合格为止。氢冷发电机的轴封必须严密，当机组开始起动时，无论有无充氢气，轴封油都不准中断，且油压大于氢压，以防氢气进入发电机外壳或充入汽轮机的油系统中而引起爆炸起火。氢冷发电机运营时，排烟机应保持经常运营，并定期从排烟机出口和主油箱顶取样（
13、漏氢增大时应随时取样检查），监视含氢量是否超过制造厂规定。如超过则应查明因素并予削除。密封油系统应运营可靠，并设自动投入双电源或交直流密封泵联动装置，备用泵必须经常处在良好备用状态，并定期校验。两泵电源线应用埋线管或外露部分用而燃材料外包。氢冷发电机密封油箱应设立火灾检测和水喷雾灭火设施。在氢冷发电机及其氢冷系统上，不管动火作业还是检修、实验工作，都必须断开氢气系统，并与运营系统有明显的断开点，充氢侧加装法兰短管，并加装金属堵板。动火或检修实验前，应对检修设备和管道用氮气或其他异性惰性气体吹洗置换，在置换过程中应有专职人员定期取样，分析混合气体的成分。取样点应选在排出母管和气体不易流动的死区，
14、取样前先放气1 2分钟，以排出管内余气。氮气置换时，氮气中含氧量不得超过3%,置换结束后，系统内混合气体的含量必须连续三次分析合格，并应有二台以上测爆仪进行现场监测。气体介质的置换避免在起动、冻死过程中进行。氢气置换过程中不得进行防止性实验和拆卸螺丝等工作。机组漏氢量实测计算每月进行一次，用以考核漏氢水平。（1 D设备和阀门等连接点泄漏检查，可采用肥皂水或合格的携带式燃气体防爆检测仪，严禁使用明火。管道阀门和水封装置冻结时，只能用热水或蒸汽加热解冻，严禁用明火烤烘。12、发电机漏氢的薄弱环节是什么？答：机壳的结合面，密封油系统，定子冷却水引入管接头，氢冷却器，出线套管。13、如何安全使用氢气瓶
15、？答：因生产需要必须在现场（室内）使用氢气瓶时，其数量不得超过5瓶。氢气瓶与盛有易燃、易爆、可燃性物质、氧化性气体窗口的间距不小于8米。氢气瓶与明火或普通电气设备的间距不应小于10米。氢气瓶与空调设备、空气压缩机、通风设备等吸风口的间距不应小于20米。当氢冷发电机失火时，应切断氢源和电源，使发电机解列停机，并使用固定的灭火装置进行灭火。由于漏气而着火时，一方面应断绝氢源或用石棉二氧化碳灭火器布密封漏氢处，不使氢气逸出。14、氢冷发电机及其系统，发生爆炸燃烧起火的因素是什么？答：氢气纯度降到规定以下。漏氢、氢压不正常使外界空气进入机壳。氢气充满汽轮机油系统。置换冷却介质时误操作误判断。发电机有油
16、和水。发电机及其氢冷系统有电焊明火。励磁机电刷冒火。发电机局部过热以及金属摩擦。氢气跑入封闭母线引起爆炸等。15、氢冷发电机及其系统氢气纯度减少的重要因素答：密封瓦的检修质量不好或密封瓦结构不合理，致使密封瓦的氢气侧回油量过大，使氢油分离后的也许是：油吸取水分和空气，而在一定温度下又分离出这些气体混入氢气里，机壳因某些因素，例如甩负荷氢压短时低于大气压，使外部空气进入机壳内，补充的氢气不符合标准，置换冷却介质剩有二氧化碳等。1 6、氢气跑到油系统的因素？答：氢气，跑出机壳的唯一途径是轴封与密封瓦之间的间隙，因此氢冷发电机一定不能使密封瓦断油。一般氢冷发电机,原 规 定 低 氢 压 力 为 0.
17、3 0 0 0 -0.0 0 5 M p a,高 氢 压 为 0.0 3-0.0 5 M p ao为了提高出力，现有许多发电机提高氢压运营，一般提高至0.0 8 0.2 M p a,而密封油压都要高于相应的氢压（一般0.0 5 M p a）,要注意油压不应过低或过高。过低时轴颈周边的油层便会产生断续现象，氢气会穿过中断处进入疏油管道，并在管内形成有爆炸起火危险的混合气体。17、氢冷发电机常用的中间置换气体是什么？答：常用的中间气体是二氧化碳或氮气，一般二氧化碳用的多一些，这是由于二氧化碳比重大于氮气，易于和氢气分离。瓶装的二氧化碳或氮气应经常放置在系统接口处，以便在任何紧急情况下都随时排氢。1
18、8、补氢时有什么安全规定？.答：充氢前先将C02（或氮气）充入发电机内，因C02比重大，由发电机下部进入，而空气则从上部排氢管排出。当测 得C02含量达8 5%,压力大于50kPa,可停止充C 0 2,关闭排空气阀门。充C02停止后，开始充入生，置换出C 02,此时开下部排0)2阀门。开上部氢气进口门，运用氢气比重小将C02逐步压至下部排气门排掉。当测定氢气纯度达90%后，开始注意监督比含量达成95-96%时，关闭排放C02阀门。当继续充入出直至氢压达成额定压力，再测压的纯度此时应达成98%以上，充氢工作结束。充 H2排 CO2的过程应慢速进行，操作过快时纯度更难达成规定。由于运营中发电机因某
19、种因素泄漏氢气，致使氢压逐步下降，要补入一定的氢气使氢压达成规定。发现发电机内氢气纯度下降，需补入新的高纯度氢气，以提高机内氢气的纯度。可采用从下部排掉一部分纯度低的氢气，同时从上部补入适量的新氢气，以提高氢气的纯度。19、排氢有什么安全规定？答：在停机检修前或事故停机后，进行排氢的操作是充氢的反向。由下部通入C02或氮气，开上部排氢的阀门，直至C02或氮气含量达成85%时，停止排氢和进C02或氮气。确认C02含量分析对的后，可由C02进入阀改送压缩空气，排出机内C02,若此时机壳内已完全置换成空气，可以进行解体检修，焊接动火等工作。20、漏氢量的控制标准是什么？答：国标GB70648 6 汽
20、轮发电机通用技术条件规定：交接实验项目中需测定漏氢量，在额定氢压下每昼夜整个机组转动的漏氢量，不超过发电机氢气量的5%o21、事故案例例1:微量氢气爆炸导致人员受伤。事故通过：1 98 5.4.2 7.日，四川豆坝发电厂#2发电机小修,电气值班人员用二氧化碳置换排氢。化学取样分析排氢合格。5月3日，电气车间电机班黄X杨X等三人，在#2发电机底部检查清扫工作。黄等人带上3 6 V行灯，先后两次进入#2发电机壳内进行检查，发现机内掉有一块绝缘胶木垫块。当下午再次进入发电机内准备取胶木垫块时，行灯熄灭，在发电机壳内清扫的杨X刚一开灯，即发生爆炸，爆炸气浪将站在人孔门外、半截身子在人孔门内的黄冲出人孔
21、门，碰倒在脚手架上受伤，右臂骨折截肢重伤，在发电机内的杨某轻微烧伤。事故因素：、发电机排氢过去一直用空气直接置换氢，因不安全后改用二氧化碳作中间置换介质，化验人员对分析化验二氧化碳经验局限性，分析有误，排氢不彻底，使发电机内残存有微量的氢气。、工作人员违反 电业安全工作规程规定，使用带开关的行灯进入有爆炸也许的地方工作，行灯熄灭后，按动行灯手柄上开关时，产生火花，引起氢气爆炸。、采用二氧化碳作中间置换介质排氢，在操作技术上经验局限性，管理不细,贯彻规程制度不严。防范措施：进入有也许发气愤体爆炸的场合工作，所用的行灯等工具应为防爆型。加强人员培训I,提高化验人员的技术水平，对发电机排氢进行对的的
22、分析。检修工作票中所列的技术措施和安全措施应明确完。例 2氢系统检修违章，氢爆炸两死一伤。事故通过：1 98 4.0 6.2 8,某电厂#5机（2 0万千瓦），因主油泵推力瓦损被迫停机。停机后，厂运用停机时间解决缺陷，因有两处要动火作业，决定发电机排氢。1 4时1 5分化学分场制氨站，值班员用C 0 2排氢,C 0 2浓度合格后，用空气排出C 0 2气体。1 7时2 0分机内取样化验合格，工作结束。作业重要是由电机检修班检查#5发电机内部接结管是否流胶，并擦拭发电机内部渗泊。#5机检修开一张工作粟，工作内容为#5发电机检查，安某列出了电气一次线需拉开的开关、刀闸等内容，但未列氢气项目。2 7日
23、，电机班人员打开#5发电机下部汽机侧励磁机两个人孔门，进入发电机风道内进行了部分工工作后，在发电机内有发闷的感觉，准备第二天用轴流风机通风，因轴流凤机找不到，请示车间领导，改用一台家用台式电风扇。6月2 8日，继续工作。上班后，王、陶二人，上到汽机侧人孔门下的脚手板上，朱上到励磁机侧人孔门下的脚手板上，苏去领东西。8时45分，当陶进入人孔门内放置电扇并几次开停寻找合适位置时，一声巨响，氢气爆炸。爆炸后检查，朱X被气浪由励磁机侧人孔门处向汽机侧冲出约5米，并撞在管道等物上摔下,头骨粉碎性骨折，全身皮肤多处烧伤，其他部位也有不同限度伤害，当场死亡。陶、王二人也同时被气浪随脚手板一起冲下，陶的头部骨
24、折，全身皮肤部分烧伤，抢救无效死亡，王某因在陶身后，负重伤。因素分析：经检查，倒氢后，由制氢站到发电机内部的氢气管道中只有两道阀门在关闭状态，但两道门均泄漏、补氢管路任何部位均未加堵板。根据实验估算分析，事故时，发电机内氢气已达成爆炸浓度。工作使用的家用电风扇的按键，在启停特别是换档时均产生电火花。成为引爆火源。此外，发现朱X随身带有火柴和卷烟，并且在事故前一天工作时，朱王二人在#5 发电机下抽过烟,事故现场有烟头和火柴棍。爆炸时，朱是否抽烟无法证实。这次事故暴露该厂在氢气系统作业方面，思想麻痹，执行制度很不认真。电气分场在安排#5发电机检查工作时，从领导到工人都认为发电机排了氢就没有问题了，
25、没有考虑阀门漏氢的也许，没有按 照 电业安全工作规程规定采用可靠安全措施，违 反 电业安全工作规程第444条关于“发电氢冷系统进行检修前，必须将检修部分与相连的部分隔断，装严密的堵板 的规定。例 3发电机氢压提高主油箱爆炸起火事故通过：1975.10.1 9,某电厂#1机主油箱发生氢气爆炸起火，机组严重损坏。前一日白班，因#1机密封油泵检修，发电机密封油系倒为备用油系统供油，由 于 油 压 只 有0.8%,于是相应 发 电 机 氢 压 减 少 到 0.5MP运营。夜班值长为使该机超铭牌发电，将电机密封油从备用油源的主冷油器后改为主冷油器前供油，当油压升高后，将 氢 压 从0.5 2提 高 到
26、0.75MP（规程规倒备用油源，氢 压 不 准 超 过 0.5MP）,发 电 机 负 荷 由1 0万千瓦增至1 1.5万千瓦。2 3时5 0分，汽机零米值班员发现氢压0.7 1%；即按 常 规 补 氢 至 0.8MP,当时未发现异常。零 时2分，单元控制室值 班 员 发 现 氢 压 降 至0.IMP,立即派助手去汽机就地检查，未发现异常情况。零米值班员认为就是氢压低了，接连两次补氢。当压力补到0.6 M p以上时，听到主油箱处一声爆炸起火，立即投C 0 2排 氢，切断主油开关和同机开关，此时表盘上已发出“主汽门掉闸信号。油箱内氢爆炸后，把冷油器管上逆止门 生铁制拉断，使密封油和轴瓦润滑油同时中
27、断，发电机两侧密封瓦处氢气跑出起火，逆止门跑油至抽汽管亦起火。事故后检查，发电机1、2、3 号瓦鸽金熔化，发电机和汽轮机低压转子轴、汽轮机离低压转子叶片、复环、钾头以及汽封等均有磨损。事故因素：发电机密封油倒为备用系统运营后，回油经9.5米 高 U 形管回主油箱。当氢压补到0.8MP时,U 形管密封作用被破坏了，发电机内大量氢气排入主油箱上层空间，构成了爆炸起火条件。油箱的排烟机在运营中将纯度较高氢气排走，形成了爆鸣气，遇明火而爆炸。明火来源，系油压正常运营中，特别是氢油混合的运营中产生静电，集于油箱油层局部表面的静电打火，和油箱顶盖外部电气回路偶尔打火，点燃了爆鸣气，致使主油箱内氢气爆炸。这次事故是人为导致的。一是提高氢压运营违反规程规定,二是值长在研究倒换油系统运营方式时，既未叫汽机零米值班员参与，事后也未讲清楚运营方式及注意事项。