氢气安全使用技术及常识

2一、氢气的理化性质1、氢气的物理性质氢气（H2）是一种易燃易爆的气体（属于危险化学品）。在标准状态下（一个标准大气压/760mmHg，氢气是一种无色，无味、无毒的气体,无腐蚀性，有很强的渗透性，常温下可透过橡皮和乳胶管。氢气的密度为0.09kg/m3，比空气轻。氢气不溶于水、不溶于乙醇、乙醚。32、氢气的化学性质（1）可燃性氢气极易燃烧，纯净的氢气在空气里安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰，放出热量。由于氢气无色无味，燃烧时火焰是透明的，因此其存在不易被感官发现。氢气、氧气混合燃烧火焰温度为2100-2500℃.氢气的爆炸极限为4.2%-74%氢气和氟、氯、氧、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险，其中，氢与氟的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性爆炸，与氯的混合比为1：1时，在光照下也可爆炸。4（2）还原性氢气具有很强的还原性。利用其还原性，氢气被广泛的应用于钢铁企业不锈钢冷轧和碳钢冷轧卷板退火时的保护气体。氢气不但对带钢具有防氧化的作用，而且对带钢上的铁锈具有还原作用，这样就实现了带钢的光亮退火。51、含氢量：高达99.999%（体积比浓度）。2、含氧量：小于等于5ppm,在线安装了防爆微量氧在线分析仪测定，也可采用气相色谱仪进行人工化验方式。二、高纯氢气质量要求61、基本要求（1）氢气使用区域应通风良好。保证空气中氢气最高含量不超过1%(体积)。采用机械通风的建筑物，进风口应设在建筑物下方，排风口设在上方。（2）氢气有可能积聚处或氢气浓度可能增加处宜设置固定式可燃气体检测报警仪，可燃气体检测报警仪应设在监测点(释放源)上方或厂房顶端，其安装高度宜高出释放源0.5m~2m且周围留有不小于0.3m的净空，以便对氢气浓度进行监测。可燃气体检测报警仪的有效覆盖水平平面半径，室内宜为7.5m，室外宜为15m。三、氢气安全使用技术7（3）氢气灌(充)装站、供氢站、实瓶间、空瓶间周边至少10m内不得有明火。（4）禁止将氢气系统内的氢气排放在建筑物内部。（5）供氢站、氢气罐、和汇流排间应按要求设置防雷接地设施。防雷装置应每年检测一次。所有防雷防静电接地装置应定期检测接地电阻每年至少检测一次，对爆炸危险环境场所的防雷装置宜每半年检测一次。(6)任何场所的民用轻气球不得使用氢气作为充装气体。8（7）作业人员要求：＊作业人员应经过岗位培训、考试合格后持证上岗。特种作业人员应经过专业培训，持有特种作业资格证，并在有效期内持证上岗。＊作业人员上岗时应穿符合规定的阻燃、防静电工作服和符合规定的防静电鞋。工作服宜上、下身分开，容易脱卸。严禁在爆炸危险区域穿脱衣服、帽子或类似物。严禁携带火种、非防爆电子设备进入爆炸危险区域。9（7）作业人员要求：＊作业时应使用不产生火花的工具。＊严禁在禁火区域内吸烟、使用明火。102、氢气系统（1）氢气系统停运后，应用盲板或其他有效隔离措施隔断与运行设备的联系，应使用符合安全要求的惰性气体进行置换吹扫。（2）首次使用和大修后的氢气系统应进行耐压、清洗(吹扫)和气密试验，符合要求后方可投入使用。112、氢气系统（3）氢气系统中氢气中氧的体积分数不得超过0.5%，氢气系统应设有氧含量小于3%的惰性气体置换吹扫设施。（4）氢气系统设备运行时，禁止敲击、带压维修和紧固，不得超压。禁止处于负压状态。（5）氢气系统检修或检验作业应制定作业方案及隔离、置换、通风等安全防护措施，并经过设备、安全等相关部门审批。123、氢气设备及管道（1）氢气设备应严防泄漏，所用的仪表及阀门等零部件密封应确保良好，定期检查，对设备发生氢气泄漏的部位应及时处理。（2）对氢气设备、管道和阀门等连接点进行漏气检查时，应使用中性肥皂水或携带式可燃气体检测报警仪，禁止使用明火进行漏气检查。（3）爆炸危险区域内电气设备应符合防爆要求，因需要在爆炸危险区域使用非防爆设备时应采取隔爆措施。133、氢气设备及管道（4）氢气管道应采用无缝金属管道，禁止采用铸铁管道，管道的连接应采用焊接或其他有效防止氢气泄漏的连接方式。管道宜采用球阀、截止阀。管道之间不宜采用螺纹密封连接，氢气管道与附件连接的密封垫，应采用不锈钢、有色金属、聚四氟乙烯或氟橡胶材料，禁止用生料带或其他绝缘材料作为连接密封手段。（5）氢气管道应设置分析取样口、吹扫口，其位置应能满足氢气管道内气体取样、吹扫、置换要求；最高点应设置排放管，并在管口处设阻火器。143、氢气设备及管道（6）氢气管道应避免穿过地沟、下水道及铁路汽车道路等，应穿过时应设套管。（7）室内氢气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、积聚或窜人其他地沟的措施。埋地敷设的氢气管道埋深不宜小于0.7m。湿氢管道应敷设在冰冻层以下。153、氢气设备及管道（8）在氢气管道与其相连的装置、设备之间应安装止回阀，界区间阀门宜设置有效隔离措施，防止来自装置、设备的外部火焰回火至氢气系统。氢气作焊接、切割、燃料和保护气等使用时，每台(组)用氢设备的支管上应设阻火器。（9）氢气管道、阀门及水封等出现冻结时，作业人员应使用热水或蒸汽加热进行解冻，且应带面罩进行操作。禁止使用明火烘烤或使用锤子等工具敲击。163、氢气设备及管道（10）室内外架空或埋地敷设的氢气管道及其连接的法兰间宜互相跨接和接地。氢气设备与管道上的法兰间的跨接电阻应小于0.03Ω。（11）氢气罐放空阀、安全阀和置换排放管道系统均应设排放管，并应连接装有阻火器或有蒸汽稀释、氮气密封、末端设置火炬燃烧的总排放管。（12）按照规定涂安全色，并设安全标志和标识。17（13）氢气管道的施工及验收符合下列规定：＊接触氢气的表面彻底去除毛刺、焊渣、铁锈和污垢等。＊碳钢管的焊接宜采用氩弧焊作底焊；不锈钢应采用氩弧焊。＊氢气管道、阀门、管件等在安装过程中及安装后采用严格措施防止焊渣、铁锈及可燃物等进入或遗留在管内。＊氢气管道强度试验合格后，使用不含油的空气或惰性气体，以不小于20m/s的流速进行吹扫，直至出口无铁锈、无尘土及其他污垢为合格。18（13）氢气管道的施工及验收符合下列规定：＊长距离埋地输送管道设计、安装时宜做电化学保护措施，吹扫前宜做通球处理。电化学保护宜每年检测一次并存档备案。194、氢气的置换（1）氢气系统被置换的设备、管道等应与系统进行可靠隔绝。（2）采用惰性气体置换法应符合下列要求：a)惰性气体中氧的体积分数不得超过3%。b)置换应彻底，防止死角末端残留余氢。c)氢气系统内氧或氢的含量应至少连续2次分析合格，如氢气系统内氧的体积分数小于或等于0.5%，氢的体积分数小于或等于0.4%时置换结束。205、氢气的排放（1）氢气排放管应采用金属材料，不得使用塑料管或橡皮管。（2）氢气排放管应设阻火器，阻火器应设在管口处。（3）氢气排放口垂直设置。当排放含饱和水蒸气的氢气(产生两相流)时，在排放管内应引入一定量的惰性气体或设置静电消除装置，保证排放安全。（4）室内排放管的出口应高出屋顶2m以上。室外设备的排放管应高于附近有人员作业的最高设备2m以上。（5）排放管应设静电接地，并在避雷保护范围之内。（6）排放管应有防止空气回流的措施。（7）排放管应有防止雨雪侵入、水气凝集、冻结和外来异物堵塞的措施。216、消防与紧急情况处理（1）氢气发生大量泄漏或积聚时，应采取以下措施：＊应及时切断气源，并迅速撤离泄漏污染区人员至上风处。＊对泄漏污染区进行通风，对已泄漏的氢气进行稀释，若不能及时切断时，应采用蒸汽进行稀释，防止氢气积聚形成爆炸性气体混合物。＊若泄漏发生在室内，宜使用吸风系统或将泄漏的气瓶移至室外，以避免泄漏的氢气四处扩散。226、消防与紧急情况处理（2)氢气发生泄漏并着火时应采取以下措施：＊应及时切断气源；若不能立即切断气源，不得熄灭正在燃烧的气体，并用水强制冷却着火设备，此外，氢气系统应保持正压状态，防止氢气系统回火发生。＊采取措施，防止火灾扩大，如采用大量消防水雾喷射其他引燃物质和相邻设备；如有可能，可将燃烧设备从火场移至空旷处。＊氢火焰肉眼不易察觉，消防人员应佩戴自给式呼吸器，穿防静电服进入现场，注意防止外露皮肤烧伤。23(3)消防安全措施：供氢站应按规定，在保护范围内设置消火栓，配备水带和水枪，并应根据需要配备干粉、二氧化碳等轻便灭火器材或氮气、蒸汽灭火系统。(4)高浓度氢气会使人窒息，应及时将窒息人员移至良好通风处，进行人工呼吸，并迅速就医。24