氢气安全知识题库教学教材.docx

1、氢气安全知识题库教学教材氢气安全知识题库氢 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，而对氢气系统的认识、运行、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。 氢气本身的性质,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。但充分认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

2、无味无毒的气体，密度为0.09kg/m3（标准状况），是各种元素中质量最轻的一种，沸点-253，熔点-259。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50%时，人有明显症状，浓度达75%即可致死。氢气在空气中着火点所需的能量仅为20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20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，扩散而且在扩散的范围内有连锁反应，燃烧所供给的氢气不继续，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

3、量比爆燃充足，爆轰的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，尤其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，体积急剧膨胀造成爆鸣声。 氢与氧的混合气体中，氢的含量在47%时就能爆炸.纯氢在空气中燃烧呈兰色火焰，温度100012000C。 2、我厂制氢设备的特点 采用ZhDQ-32/10-W2的中压水电解制氢设备。体积小而出力大，压力为3.2Mpa ，每小时产氢量10立方米。采用微机控制模式，自动化程度高，液位、压力、碱液流量、补水及温度调节全部自动。

4、主要设备：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限,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限。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限: 氢气加氧气： 上限96%H2 4% O2 下限5%H2 95% O2 氢气加空气： 上限 73%H2 27%空气 下限 5%H2 95%空气 3、出入厂制氢站的规定 答：、非工作人员未经许可，禁止进入制氢站。、所有人员进入制氢站

5、，必须经值班人员许可后，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,必须立即找出原因,排除故障。置换充分，在进行充氢、排氢的操作中,严格做好氢气的置换工作,充入

6、的氢要保证纯度,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 运行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，发现问题及时处理。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,并保证处于正常工作状态。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、氢气系统安全运行的要点是什么？ 答：氢冷系统中氢气纯度不低于96%，含氧量不得超过2%。、制氢系统中氢气纯度不应低

7、于99.5%，含氧量不得超过0.5%。氢气系统运行时，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，禁止使用明火。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，不得进行可能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试验、清洗和气密试验，符合有关的检验要求，才能投入使用。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要求？ 答： 氮气中含氧

8、量不得超过3%。置换必须彻底，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试验工作，都必须使检修和试验系统与运行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，应尽可能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。禁止使用电炉、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

9、氢冷发电机旁使用各类无线通讯工具；在氢系统上，应选择和使用铜质或铍铜合金工具。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、制造和检验应符合气瓶安全监察规程要求。储气罐应设放空阀、安全阀和压力表。其设计、制造和检验应符合压力容器安全监察规程要求。氢气管道应采用符合国家标准规格并适合氢气工作压力、温度要求的无缝金属管道，禁止使用铸铁管道。 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要求。 8、供氢管道的敷设应符合什么要求？ 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

10、的措施。埋地敷设的管道埋深不宜小于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，应采取安全措施。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要求： 答：氢气系统应按消防规程规定设置消防用水。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

11、、蒸汽灭火系统。应配置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：主要适用于扑救贵重设备、档案资料、仪器仪表、600V以下的电器及油脂等的火灾，但不适用于扑灭某些化工产品（如金属钾、钠等）的火灾。 分类：主要为手提式，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CO2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。 CO2是电的不良导体，但超过600KV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42。使用二氧化碳灭火器时，不要用手摸金属导管，

12、也不要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，必须在运行中按专用规程的要求进行分析化验，氢纯度和含氧量必须符合规定的标准，如达不到标准，应立即进行处理，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。氢冷发电机运行时，排烟机应保持经常运行，并定期从排烟机出口和主

13、油箱顶取样（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。如超过则应查明原因并予削除。密封油系统应运行可靠，并设自动投入双电源或交直流密封泵联动装置，备用泵必须经常处于良好备用状态，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置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，不论动火作业还是检修、试验工作，都必须断开氢气系统，并与运行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。动火或检修试验前，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

14、流动的死区，取样前先放气12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预防性试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。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，禁止使用明火。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

15、氢气瓶？ 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，首先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原因是什么？ 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。

16、发电机有油和水。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降低的主要原因 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，使氢油分离后的可能是：油吸收水分和空气，而在一定温度下又分离出这些气体混入氢气里，机壳因某些原因，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。16、氢气跑到油系统的原因？ 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0.3

17、0000.005Mpa，高氢压为0.030.05Mpa。为了提高出力，现有许多发电机提高氢压运行，一般提高至0.080.2 Mpa，而密封油压都要高于相应的氢压（一般0.05 Mpa），要注意油压不应过低或过高。过低时轴颈周围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，这是因为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。 18、补氢时有什么安全要求？ 答：充氢前先将CO2（

18、或氮气）充入发电机内，因CO2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CO2含量达85%，压力大于50kPa,可停止充CO2，关闭排空气阀门。充CO2停止后，开始充入H2，置换出CO2，此时开下部排CO2阀门。开上部氢气进口门，利用氢气比重小将CO2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H2含量达到95-96%时，关闭排放CO2阀门。当继续充入H2直至氢压达到额定压力，再测H2的纯度此时应达到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到要求。由于运行中发电机因某种原因泄漏氢气，致使氢压逐步下降，要补入一定的氢气使氢压

19、达到规定。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、排氢有什么安全要求？ 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CO2或氮气，开上部排氢的阀门，直至CO2或氮气含量达到85%时，停止排氢和进CO2或氮气。确认CO2含量分析正确后，可由CO2进入阀改送压缩空气，排出机内CO2，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GB706486汽轮发电机通用技术条件规定：交接试验项目中需测定漏氢

20、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% 。 21、事故案例 例1：微量氢气爆炸造成人员受伤。 事故经过：1985.4.27.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,电气车间电机班黄杨等三人，在#2发电机底部检查清扫工作。黄等人带上36V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门,碰倒在脚手架上受伤,右臂骨折截肢重伤,在发电机内的

21、杨某轻微烧伤。 事故原因：、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不足,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可能的地方工作,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,在操作技术上经验不足,管理不细,贯彻规程制度不严。 防范措施：进入有可能发生气体爆炸的场所工作,所用的行灯等工具应为防爆型。加强人员培训,提高化验人员的技术水平,对发电机排氢进行正确的分析。检修工作票中所列的技术措施和安全措施应明确完。 例2

22、 氢系统检修违章，氢爆炸两死一伤。 事故经过：1984.06.28,某电厂#5机(20万千瓦)，因主油泵推力瓦损被迫停机。停机后,厂利用停机时间处理缺陷,因有两处要动火作业,决定发电机排氢。 14时15分化学分场制氨站，值班员用C02排氢,CO2浓度合格后，用空气排出C02气体。17时20分机内取样化验合格,工作结束。作业主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。27日,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

23、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28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,其他部位也有不同程度伤害,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。 原因分析： 经检查,倒氢

24、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。根据试验估算分析,事故时,发电机内氢气已达到爆炸浓度。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。另外,发现朱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,没有考虑阀门漏氢的可能,没有按照电业安全工作规程要求采取可靠安全措施,违反电业安全工作

25、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经过：1975.10.19，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0.8MP,于是相应发电机氢压降低到0.5MP运行。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0.5MP提高到0.75MP(规程规倒备用油源,氢压不准超过0.5MP)，发电机负荷由10万千瓦增至11.5万千瓦。23时50分,汽机零米值班员发现

26、氢压0.71MP;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0.1MP,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0.6MP以上时,听到主油箱处一声爆炸起火,立即投C02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、铆头以及汽封等均有磨损。 事故原因：发电机密封油倒为备用系统运行后,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。 油箱的排烟机在运行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,系油压正常运行中,尤其是氢油混合的运行中产生静电,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然打火,点燃了爆鸣气,致使主油箱内氢气爆炸。 这次事故是人为造成的。一是提高氢压运行违反规程规定,二是值长在研究倒换油系统运行方式时,既未叫汽机零米值班员参加,事后也未讲清楚运行方式及注意事项。