元宝山电厂氢气站安全评价报告

元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告1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[2003]37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[2004]127号二、评价标准及规范1．《氢氧站设计规范》GB50177－93元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告22．《生产设备安全卫生设计总则》GB5083—19993．《氢气使用安全技术规程》4．《气瓶颜色标志》GB7144—19995．《危险货物品名表》GBl2268—19906．《化学品安全标签编写规定》GBl5258—19997．《常用化学危险品储存通则》GBl5603—19958．《化学品安全技术说明书编写规定》GBl6483—20009．《建筑物防雷设计规范》GB50057—1994（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》GBl7914—199914．《腐蚀性商品储藏养护技术条件》GBl7915—1999三、企业提供的相关文件、资料（见附录）元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告3第二章被评价单位概况第一节基本情况一、单位简介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元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告4二、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：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，6～8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元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告5一日最大降雨量：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，将水分元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告6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。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0.1g/Nm3以下后从框架Ⅱ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，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，降低碱液中的元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告7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。元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告86、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由框架Ⅱ及贮氢罐组成。氢气通过框架Ⅱ分别进入三个贮氢罐，也可从框架Ⅱ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Ⅱ。从框架Ⅱ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到元宝山发电有限责任公司制氢站安全评价报告91Mpa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5Nm3/h3氢分离洗涤器0.031m3，3.4MPa¢219mm，h1000mm4氧分离器0.031m3，3.4MPa¢219mm，h1000mm5氢冷却器0.031m3，3.14MPa¢108mm，h422mm6碱过滤器过滤面积0.6m2¢219mm，h1000mm7氢气贮罐容积13.9m3，3.0MPa¢1800mm，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