元宝山电厂氢气站安全评价报告.docx

1、元宝山电厂氢气站安全评价报告第一章 编制说明第一节 评价目的安全评价是现代化安全管理工作的重要环节，以实现系统安全为目的，应用现代安全系统工程及安全控制论的原理和方法，系统发现危险化学品生产、储存、运输中存在的缺陷，发掘存在于生产工艺、设备、设施、作业环境等方面潜在的危险、危害因素，分析和预测工程、系统存在危险、有害因素及可能导致的危险、危害后果和程度，提出合理可行的对策措施，指导危险源监控和事故预防，以达到最低事故率，最少损失和最优安全投资效益。有针对性地制定防范措施和控制危险的对策，为企业安全管理和实现安全生产提供决策依据。第二节 评价依据一、 有关法律、法规1中华人民共和国安全生产法(自

2、2002年11月1日起施行)2中华人民共和国劳动法(自1995年1月1日起施行)3中华人民共和国消防法(自1998年9月1日起施行)4危险化学品安全管理条例(自2002年3月15日施行)5安全评价通则安监管技装字200337号6压力容器安全技术监察规程(2000年1月1日起施行)7压力管道安全管理与监察规程(1996年7月1日起施行)8爆炸危险场所安全规定劳部发(1995)56号9危险化学品生产企业安全评价导则（试行）安监管危化字2004127号二、评价标准及规范1氢氧站设计规范GB50177932生产设备安全卫生设计总则GB508319993氢气使用安全技术规程4气瓶颜色标志GB714419

3、995危险货物品名表GBl226819906化学品安全标签编写规定GBl525819997常用化学危险品储存通则GBl560319958化学品安全技术说明书编写规定GBl648320009建筑物防雷设计规范GB500571994（2000年版）10.工业企业总平面设计规范GB50187-199311化工企业安全卫生设计规定HG20571-199512建筑设计防火规范GBJl6-1987(2001年版)13易燃易爆性商品储藏养护技术条件GBl7914199914腐蚀性商品储藏养护技术条件GBl79151999三、企业提供的相关文件、资料（见附录）第二章 被评价单位概况第一节 基本情况一、单位简介

4、赤峰市元宝山发电有限责任公司化学分公司制氢站位于赤峰市元宝山区元宝山镇元宝山电厂院内，该站3#制氢系统于1997年改造建成并投产使用。该站年产氢气约35000m3，全部作为电厂发电机组冷却用。该制氢站产生的氢气，再由柜架系统输送到汽轮机冷却系统，或者传输进氢气储罐，氢气储罐为六个容积为13.9m3，储存压力3.0Mpa的钢制储罐。厂区制氢车间和大罐储存室设有避雷针和静电接地装置，2005年06月经赤峰市避雷装置安全技术检测所检测合格，生产车间和库房配有干粉灭火器等消防设施(见表2-2；消防设施配置一览表)。表2-2 消防设施配置一览表序号放置地点消防设施名称数量型号规格有效期责任人13#机氢气

5、站1#电解槽室手提干粉灭火器二氧化碳灭火器45MFZL4MODEL手提贮压式MT32006.04.202006.01雷秀丽张 岩23#机氢气站2#电解槽室手提干粉灭火器二氧化碳灭火器45MFZL4MODEL手提贮压式MT32006.04.202006.01陆亚杰安玉梅33#机氢气站1-3#储氢罐手提干粉灭火器二氧化碳灭火器45MFZL4MODEL手提贮压式MT32006.04.202006.01张淑娟王秀红43#机氢气站4-6#储氢罐手提干粉灭火器二氧化碳灭火器45MFZL4MODEL手提贮压式MT32006.04.202006.01张丽娟张秀玲53#机氢气站1#控制室手提干粉灭火器二氧化碳灭

6、火器11MFZL4MODEL手提贮压式MT32006.04.202006.01王 清张菲菲总计手提干粉灭火器二氧化碳灭火器1721二、劳动定员及工时制度该制氢站现有职工16人，其中班长1人，值班运行人员11人，检修人员3人，技术员1人。主要负责人高永民于2005年10月经自治区安监局培训取得了危险化学品管理资格证书，安全管理人员孙勇于2005年10月也经过了安监局的培训，经过考核合格，取得了危险化学品管理资格证书。生产车间实行8小时工作制，连续生产，运行方式为五班三运转。三、周围地理环境元宝山电厂化学分公司制氢站位于电厂厂区内，制氢站区周围砌有2m高的实体围墙，成为一个独立的区域，其周围情况为

7、：西侧50m范围内为空地，空地尽处建有电厂冷却水塔；北侧距离15m为输煤皮带传输厂房；东侧距离25m也为输煤皮带传输厂房和冷却水塔；南侧距离28m处为锅炉房。四、气象特征赤峰市元宝山电厂所在地元宝山区元宝山镇地处中纬度，属半干旱大陆性气候， 68月份降水量占全年总量的68，全年多为西北风,其主要气象要素（30年）如下：历年平均气温7.5历年平均气压：949.0hpa历年极高气温：40.4累年最热月（7月）平均气温：23.6最热月（7月）平均相对湿度：66%最冷月平均相对湿度：63%（1月）年平均降雨量：400mm一日最大降雨量：87.1mm年平均蒸发量：2000mm最大积雪厚度：23cm最大积

8、雪日数：27天最大冻土深度：201cm平均风速：2.5m/s10分钟平均最大风速：19.0m/s年主导风向：WSW.C五、厂房及水电等其他设施该制氢站是元宝山电厂所属的一分厂车间，总占地面积为1640，建筑物面积为435。该厂主要生产厂房为砖混结构，顶部为楼板顶棚，建筑防火结构为1级。供电为电厂化学分公司变电所提供，生产所用的蒸馏水（除盐水）由化学分公司提供一条管路供给。该制氢站的水、电均能保证生产需要。第二节 生产工艺、装置、储存设施一、工艺流程元宝山发电厂制氢站采用的制氢设备是两套ZHDQ-3.2/10型中压水电解制氢装置。主要设备由电解槽，氢气分离洗涤器，氧气分离器，氢气冷却器，碱液冷却

9、器，碱液过滤器，碱液屏蔽电泵，碱液箱，柱塞泵，蒸馏水箱，氢气储罐，氢气干燥器，压缩空气储罐，闭式循环冷却装置，可控硅整流装置，操作控制盘，电源柜等组成。电解电源采用380V交流电经可控硅整流器整流，以二次电流电压68V供电方式。其电解工作原理概述为：当直流电通过氢氧化钠溶液时，将水分解成氢气和氧气。电解方程式为在阴极反应：4H+4e=2H2在阳极反应：4OH-4e=2H2O+O2总反应：2H2O=2H2+O2制氢系统分气体系统和液体系统两部分，流程分别如下：气体系统分为氢气系统和氧气系统两部分，其中氢气系统流程为：电解槽氢气分离洗涤器氢气冷却器气水分离器氢薄膜调节阀氢干燥器氢气贮罐减压阀发电机

10、。氧气系统流程为：电解槽氧气分离器氧薄膜调节阀排空。该中压水电解制氢装置的主要设备可分为八个系统，如下：1、氢气系统有电解槽各小室阴极分解出来的氢气，随碱液一起，从主极板阴极侧的出气孔进入氢气管道，在从左右端极板流出并汇合，进入氢分离洗涤器，在其内与碱液分离，然后从洗涤器顶上的氢气管道进入氢气冷却器。在冷却器中氢气从75-90冷却至40左右，在进入汽水分离器分离出冷凝水滴，使湿含量降至0.1g/Nm3以下，最后经气动薄膜调节阀流向干燥器进一步干燥，使含湿量降至0.1 g/Nm3以下后从框架进入贮罐。2、氧气系统由电解槽各电解小室阳极侧分解出来的氧气，随碱液一起，从主板阳极侧的出气孔进入氧气管道

11、，再从左右端极板流出并汇合，进入氧分离器，在其内与碱液分离，然后经气动薄膜调节阀排空（也可回收使用）。3、碱液循环系统为了随时带走电解过程中产生的氢气、氧气和热量，并向极板区补充蒸馏水，必须要求系统内的碱液按一定的速度和方向进行循环。此外，碱液的循环还可增加电极区域电解液的搅拌，以减少浓差极化电压，降低碱液中的含气度，以降低小室电压，减少能耗。由于本系统所用的电解槽体积小，管道细，碱液流动阻力较大，且由于电流密度较高，故要求碱液循环次数能达到每小时2-3次以上，所以在本系统中采用循环泵进行强制循环。碱液在氢分离洗涤器和氧分离器中分离出氢气和氧气后，在两分离器底部的连通管内汇合，经碱液过滤器去除

12、机械杂质，在经碱液冷却器冷却后进入循环泵，经泵加压后回到电解槽。在电解槽中，碱液先从液道进到中间极板，再由中间极板底部的通道，从各主板的进液孔进入各电解小室，在各电解小室中进行电解，而后与电解出来的氢气或氧气一起，分别从各自的出气孔进入氢气道或氧气道，再分别进入氢分离洗涤器或氧分离器，这就形成了完整的电解液循环系统。4、气体排空系统制氢装置在每次刚开车运行时，其氢气纯度不可能马上达到所需标准，所以一般都是先将其排空，待纯度达到标准后再充灌。另外，如遇到故障或紧急情况必须停车卸压时，也需要将系统内的气体排掉。在正常情况下，排空可通过气动薄膜调节阀后的1B、6B进行，但如情况紧急时，可直接打开2B

13、和5B，但此时必须密切注意氢、氧分离器中的液位差，严防氢氧压差过大造成氢、氧混合发生事故。一般不到万不得已不采用这种排空办法。5、补水系统电解过程中，蒸馏水不断消耗，必须按时向系统内供应补充水。补水系统主要包括蒸馏水箱和送水泵，水箱中的水通过送水泵打入氢分离洗涤器，从而进入碱液循环系统。在正常情况下，补水可自动进行；特殊情况下也可手动操作。为保证系统中的气体和碱液在送水泵停转期间不回流，在送水管道上装有止回阀。6、冷却水系统冷却水分四路：第一路进入循环泵以冷却屏蔽电机。第二路通过气动薄膜调节阀先进入碱液冷却器以冷却过滤后的循环碱液，从碱液冷却器种出来的冷却水再分成两路分别进入氢分离洗涤器和氧分

14、离器以冷却分离器中的碱液。电解过程中电解槽温度的控制就是通过改变这路冷却水量的大小来实现的。第三路进入氢气冷却器冷却电解后的氢气。第四路进入整流柜，冷却可控硅蒸馏元件。7、排污系统排污系统主要有三路：第一路从氧分离器底部，通过3D和4D，排除氧气系统冷凝下来的液体。第二路从气体冷却器底部，通过5D和6D，排出氢气系统冷凝下来的液体。第三路从碱液过滤器底部，通过9B排出碱液过滤器中过滤下来的杂质等污物和残液。此外，电解槽两端，蒸馏水箱，碱液箱底部以及氢氧排空管底部也都有各自的排污口，其中氢排空管底部的排污口10D和上面的第二路排污口6D汇合后共同经氢气排水水封排到污水沟。8、贮供氢系统本系统主要

15、由框架及贮氢罐组成。氢气通过框架分别进入三个贮氢罐，也可从框架直接进入汽机房。贮氢罐内的氢气如要进入汽机房，也必须通过框架。从框架通往汽机房的出口处装有减压装置，可将氢气压力降至0.8到1Mpa左右。水电解制氢过程中产生的氧气通常都直接排入大气，但如需要，也可回收加以利用。二、主要生产设备元宝山电厂化学分厂制氢站采用ZHDQ-3.2/10型中压水电解制氢装置为主要设备制取氢气，该工艺为国内广泛采用的制取氢气工艺，其主要设备情况见下表：主要设备情况表序号设备名称规格型号主要参数备注1硅整流器CHF-350/45-75380V/72V,330A2电解槽ZHDQ-3.2/10产氢10Nm3/h,产氧

16、5Nm3/h3氢分离洗涤器0.031m3，3.4MPa219mm，h1000mm4氧分离器0.031m3，3.4MPa219mm，h1000mm5氢冷却器0.031m3，3.14MPa108mm，h422mm6碱过滤器过滤面积0.6m2219mm，h1000mm7氢气贮罐容积13.9 m3，3.0 MPa1800mm，h4828mm 该公司的压力容器经过了赤峰市锅炉压力容器特种设备检验所的检验。（见附件）三、储存设施该公司现有危险化学品专用储存场所1处，建筑构造均是采用砖混结构，楼板屋顶，内有6六个有效容积为13.9m3，储存压力3.0Mpa的钢制储罐。第三章 安全评价范围、评价程序及评价方法

17、一、安全评价范围本评价仅对赤峰市元宝山发电厂化学分公司制氢站的氢气生产过程、储存过程、运输过程、人员与设备、消防与电气设施、劳动卫生与个体防护、作业环境、劳动安全和安全管理等方面进行评价。劳动安全主要包括：防火防爆，危险化学品储存，特种作业，机械、电气设备，安全标志，厂内运输等。劳动卫生主要包括：作业环境、人员编制、工时制度、个体防护等。安全管理主要包括：安全管理组织机构，安全管理制度，岗位操作规程等。安全生产条件主要包括：根据危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法第五条至第十六条即安全生产许可证审查书24条规定的危险化学品生产企业应具备的安全生产条件。二、评价程序根据危险化学品生产企业安全

18、评价导则（试行）要求，结合安全评价工作的一般程序要求，本项目安全现状评价程序包括：准备；危险辨识；安全性评价；（风险）控制；结论。其安全评价程序详见图3-1准备现场勘察、资料收集危险、有害因素分析、辨识危险源辨识危险源辨识事故发生的可能性影响因素、事故机制安全评价单元划分评价方法的选择、确定定性、定量分析危险分级安全对策措施应急预案作出评价结论结论风险（控制）安全性评价图3-1: 安全评价工作程序图三、评价方法安全评价方法是对系统的危险因素、有害因素及其危险、危害程度进行分析，评价的工具。每种评价方法的原理、目标、应用条件、适用的评价对象、工作量均不尽相同。该制氢站生产的氢气属永久性气体，国家

19、针对氢气气体发布的标准、规程比较完善，本次评价结合该公司生产特点和氢气的危险特性，拟采用安全检查表法和事故树法进行评价。安全评价方法简介和选择说明见附件。第四章 危险、有害因素分析结果第一节 重大危险源辩识重大危险源是指长期地或临时地生产、加工、搬运、使用或储存危险物质，且危险物质的数量等于或超过临界量的单元，分生产场所和储存区。 临界量是指对于某种或某类危险物质规定的数量，若单元中的物质数量等于或超过该数量，则该单元定为重大危险源。该公司列入重大危险源辨识（GB18218-2000）标准的危险物质为氢气。临界量见表41。表4-1：危险物质临界量 危险物质名称GB18218规定临界量（t）生产

20、场所贮存区氢气110该制氢站储存场所共有6只储罐，每只储罐容积约为13.9m3，额定储存压力为3.0MPa,可以计算出氢气的最大储存量。6只储罐的有效容积约为13.96=83.4 m3，在3.0Mpa压力下，氢气物质的量为（83.430）/0.0224=111696mol，氢气质量为（1116962）/1000=223.89kg,即0.224t1t，而且0.224t10t。因此，该公司生产场所和储存场所的氢气均未达到临界量，不构成重大危险源。储存氢气的储罐属于压力容器，在重大危险源辨识补充规定中规定，属下列条件之一的压力容器也可构成重大危险源：（1）介质毒性程度为极度、高度或中度危害的三类压力

21、容器；（2）易燃介质，最高工作压力0.1MPa，且PV100 MPa m3的压力容器（群）。该氢气站储存的物质属于易燃易爆介质，且工作压力3.2MPa0.1Mpa，按照公式PV=3.283.4=266.88 MPa m3，已经大于100 MPa m3，所以该储氢罐压力容器属于重大危险源。第二节 主要危险、有害因素分析一、危险、有害物质及性质通过对氢气站的ZHDQ-3.2/10型中压水电解制氢装置系统生产氢气过程中所需的原料、工艺过程分析，对照危险货物品名表(GBl22681990)，该生产过程中属危险物品的主要有氢气等。其理化性能如下所述：（一）、氢气1、物质的理化常数:国标编号21001CA

22、S号133-74-0中文名称氢(压缩的)英文名称hydrogen别 名氢气分子式H2外观与性状无色无味气体分子量2.01蒸汽压13.33kPa/-257.9闪点：-50熔 点-259.2 沸点：-252.8溶解性不溶于水，不溶于乙醇、乙醚密 度相对密度(水=1)0.07(-252)；相对密度(空气=1)0.07稳定性稳定危险标记4(易燃气体)主要用途用于合成氨和甲醇等，石油精制，有机物氢化及火箭燃料2、对环境的影响:（1）健康危害侵入途径：吸入。健康危害：本品在生理学上是惰性气体，仅在高浓度时，由于空气中氧分压降低才引起窒息。在很高的分压下，氢气可呈现出麻醉作用。（2）毒理学资料及环境行为危险

23、特性：与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。气体比空气轻，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火星会引起爆炸。氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。燃烧(分解)产物：水。3、现场应急监测方法:气体检测管法气体速测管（北京劳保所产品、德国德尔格公司产品）4、实验室监测方法:气相色谱法，参照分析化学手册(第四分册，色谱分析)，化学工业出版社。5、应急处理处置方法:（1）泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方

24、或装设适当喷头烧掉，漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。（2）防护措施呼吸系统防护：一般不需要特别防护，高浓度接触时可佩带空气呼吸器。眼睛防护：一般不需要特别防护。身体防护：穿防静电工作服。手防护：戴一般作业防护手套。其它：工作现场严禁吸烟。避免高浓度吸入。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。（3）急救措施吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。灭火方法：切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。（二）氢氧化钠1、物

25、质的理化常数:国标编号82001CAS号1310-73-2中文名称氢氧化钠英文名称Sodiun hydroxide；Caustic soda别 名苛性钠；烧碱；火碱；固碱分子式NaOH外观与性状白色不透明固体，易潮解分子量40.01蒸汽压0.13kPa(739)熔 点318.4 沸点：1390溶解性易溶于水、乙醇、甘油，不溶于丙酮密 度相对密度(水=1)2.12稳定性稳定危险标记20(碱性腐蚀品)主要用途用于肥皂工业、石油精炼、造纸、人造丝、染色、制革、医药、有机合成等2、对环境的影响:（1）健康危害侵入途径：吸入、食入。健康危害：本品有强烈刺激和腐蚀性。粉尘或烟雾刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔；

26、皮肤和眼直接接触可引起灼伤；误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克。（2）毒理学资料及环境行为危险特性：本品不会燃烧，遇水和水蒸气大量放热，形成腐蚀性溶液。与酸发生中和反应并放热。具有强腐蚀性。燃烧(分解)产物：可能产生有害的毒性烟雾。3、实验室监测方法:酸碱滴定法空气中有害物质的测定方法(第二版)，杭士平主编混合指示剂比色法空气中有害物质的测定方法(第二版)杭士平主编4、环境标准:中国 车间空气中有害物质的最高容许浓度 0.5mg/m35、应急处理处置方法:（1）泄漏应急处理隔离泄漏污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴好防毒面具，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，用洁清的铲子收集于

27、干燥净洁有盖的容器中，以少量加入大量水中，调节至中性，再放入废水系统。也可以用大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃。（2）防护措施呼吸系统防护：必要时佩带防毒口罩。眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。防护服：穿工作服(防腐材料制作)。手防护：戴橡皮手套。其它：工作后，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。（3）急救措施皮肤接触：立即用水冲洗至少15分钟。若有灼伤，就医治疗。眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。或用3%硼酸溶液冲洗。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。必要时进行人工呼吸。就医。食入：患者清醒时立即漱口，口服稀释的醋或柠檬汁，就医。

28、灭火方法：雾状水、砂土。（三）氢氧化钾1、物质的理化常数:国标编号82002CAS号1310-58-3中文名称氢氧化钾英文名称Potassium hydroxide；Caustic potash别 名苛性钾分子式KOH外观与性状白色晶体，易潮解分子量56.11蒸汽压0.13kPa(719)熔 点360.4 沸点：1320溶解性溶于水、乙醇，微溶于醚密 度相对密度(水=1)2.04稳定性稳定危险标记20(碱性腐蚀品)主要用途用作化工生产的原料，也用于医药、染料、轻工等工业2、对环境的影响:（1）健康危害侵入途径：吸入、食入。健康危害：本品有强烈腐蚀性。吸入后强烈刺激呼吸道或造成灼伤。皮肤和眼直接

29、接触可引起灼伤；口服灼伤消化道，可致死。慢性影响：肺损害。（2）毒理学资料及环境行为急性毒性：LD50273mg/kg(大鼠经口)刺激性：家兔经眼：1%重度刺激。家兔经皮：50mg(24小时)，重度刺激。危险特性：本品不会燃烧，遇水和水蒸气大量放热，形成腐蚀性溶液。与酸发生中和反应并放热。具有强腐蚀性。燃烧(分解)产物：可能产生有害的毒性烟雾。3、实验室监测方法:混合指示剂法空气中有害物质的测定方法(第二版)，杭士平主编4、环境标准:美国 车间卫生标准 2mg/m3上限值5、应急处理处置方法:（1）泄漏应急处理隔离泄漏污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴好防毒面具，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，用洁清的铲子收集于干燥净洁有盖的容器中，以少量加入大量水中，调节至中性，再放入废水系统。也可以用大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃。（2）防护措施呼吸系统防护：必要时佩带防毒口罩。眼睛防护：戴化学安全