火電廠氫氣安全知識講座.ppt

1、火電廠氫氣 安全知識講座,編寫：,檢修部汽機(jī)化學(xué)班,一、氫氣的理化性質(zhì),1、氫氣的物理性質(zhì) 氫氣（H2）是一種易燃易爆的氣體（屬于危險化學(xué)品）。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓/760mm Hg，氫氣是一種無色，無味、無毒的氣體,無腐蝕性，有很強(qiáng)的滲透性，常溫下可透過橡皮和乳膠管。氫氣的密度為0.09kg/m3，比空氣輕。氫氣不溶于水、不溶于乙醇、乙醚 。,一、氫氣的理化性質(zhì),2、氫氣的化學(xué)性質(zhì) （1） 可燃性 氫氣極易燃燒，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，放出熱量。由于氫氣無色無味，燃燒時火焰是透明的，因此其存在不易被感官發(fā)現(xiàn)。氫氣、氧氣混合燃燒火焰溫度為2100-2500.氫氣

2、的爆炸極限為4.2%-74% 氫氣和氟、氯、氧、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險，其中，氫與氟的混合物在低溫和黑暗環(huán)境就能發(fā)生自發(fā)性爆炸，與氯的混合比為1：1時，在光照下也可爆炸。 （2）還原性 氫氣具有很強(qiáng)的還原性。利用其還原性，氫氣被廣泛的應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)不銹鋼冷軋和碳鋼冷軋卷板退火時的保護(hù)氣體。氫氣不但對帶鋼具有防氧化的作用，而且對帶鋼上的鐵銹具有還原作用，這樣就實現(xiàn)了帶鋼的光亮退火。,3、氫氣作為冷卻劑的性質(zhì) 氫氣具有密度小，熱傳導(dǎo)率高(較空氣大6倍)的特點，所以發(fā)電機(jī)采用氫冷卻可提高發(fā)電機(jī)效率，使發(fā)電機(jī)尺寸減小，冷卻器的表面減小，通風(fēng)損耗減小，發(fā)電機(jī)運(yùn)行噪聲降低等，因此現(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)

3、廣泛采用氫氣進(jìn)行冷卻。,一、氫氣的理化性質(zhì),二、氫氣用作發(fā)電機(jī)冷卻介質(zhì)的危險性,用氫氣做發(fā)電機(jī)的冷卻介質(zhì)，雖具有上述優(yōu)點，但氫氣是易燃易爆氣體，存在遇到火種或熱源著火、爆炸的危險。 1、氫氣比空氣輕，且無色無味，因而其擴(kuò)散速度快，不易被人們察覺，易積聚在設(shè)備、容器、建筑物的頂部。 2、氫氣的爆炸范圍廣，氫氣的自燃點為560，與空氣混合可形成爆炸性混合物、其爆炸范圍為4.274%；與氧氣混合的爆炸范圍為4.595，在爆炸范圍之內(nèi)，遇到明火或高于560以上高溫即發(fā)生爆炸。 3、氫氣的引爆能量低，最小引爆能量為0.019mJ，約相當(dāng)于一枚釘書釘從1m向處自內(nèi)落下的能量或者熄滅的煙灰所具有的能量。如此

4、微小的能量就足以將氫氣爆炸性混合物點燃，引起燃燒爆炸。純氫在空氣中遇到明火就會燃燒，如果不能及時被發(fā)現(xiàn)、撲滅、就會引起火災(zāi)或爆炸。,三、氫氣系統(tǒng)發(fā)生燃燒、爆炸的具體原因,1、氫氣系統(tǒng)的管道、閥門、法蘭或者接頭處泄漏。 2、發(fā)電機(jī)殼內(nèi)有大量的油和水。 3、發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣純度降低、濕度增大。 4、在置換氫氣的過程中，由于誤操作或誤判斷。 5、發(fā)電機(jī)密封瓦損壞。 6、發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)異常。,四、防止氫氣著火、爆炸的措施,1、管理方面 （1）氫氣瓶嚴(yán)禁與氧氣瓶、氯氣瓶等及易燃易爆物品同車運(yùn)輸。 （2）任何人進(jìn)入氫站，必須經(jīng)過值班班長的許可，按照規(guī)定做好登記手續(xù)后方可進(jìn)入，禁止與工作無關(guān)的人進(jìn)入氫站內(nèi)。

5、（3）在發(fā)電機(jī)和氫管道周圍及制氫站內(nèi)動火，必須辦理動火工作票，經(jīng)安監(jiān)、武裝保衛(wèi)部、總工程師批準(zhǔn)方可執(zhí)行，盡可能不在氫站及氫氣設(shè)備周圍動火。 （4）履行審批手續(xù)和監(jiān)護(hù)制度，待各項安全措施(如：隔斷系統(tǒng)，加裝嚴(yán)密堵板，氣體置換，通風(fēng)，含氫量測定在允許范圍內(nèi)，備齊滅火器材、濕石棉布等)落實，工作票辦理完畢后，方可動火。氫氣系統(tǒng)中氫氣中氧的體積分?jǐn)?shù)不得超過 0.5%，氫氣系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有氧含量小于3%的惰性氣體置換吹掃設(shè)施。 （5）氫氣系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行時，禁止敲擊、帶壓維修和緊固，不得超壓。禁止處于負(fù)壓狀態(tài)。,1、管理方面 (6)工作人員在進(jìn)入氫站前，必須檢查服裝、鞋以及工器具是否符合防火防爆規(guī)定，并必須要求其

6、交出隨身所帶火種（如火柴、火機(jī)等）。 (7)氫罐距圍墻應(yīng)不小于10 m，圍墻及輸氫管道處應(yīng)設(shè)“嚴(yán)禁煙火”標(biāo)志，周圍禁止堆放易燃易爆物品；制氫站應(yīng)采用木制門窗，門應(yīng)向外開；制氫室頂部應(yīng)有通風(fēng)裝置，以防氫氣聚集。 (8) 在制氫站及氫系統(tǒng)周圍應(yīng)采用防爆型電氣裝置，制氫站防雷裝置應(yīng)定期檢測合格。 (9) 發(fā)電機(jī)、制氫站及氫管道周圍應(yīng)備有數(shù)量足夠的CO2滅火器；對有關(guān)人員要進(jìn)行氫防火防爆知識教育和滅火技能培訓(xùn)。,四、防止氫氣著火、爆炸的措施,1、管理方面 (10)氫系統(tǒng)查漏時，應(yīng)使用測氫儀或肥皂水，嚴(yán)禁使用明火；氫管道、閥門或設(shè)備凍結(jié)時，應(yīng)采用蒸汽或熱水解凍，禁止用明火解凍；對暫時無法消除的漏氫點，應(yīng)

7、設(shè)明顯的警告標(biāo)志。 (11)對管道溝內(nèi)的氫管道應(yīng)定期進(jìn)行檢查和防腐，防止溝內(nèi)積水腐蝕氫管道。 (12)認(rèn)真進(jìn)行發(fā)電機(jī)風(fēng)壓試驗，細(xì)致查找漏氫點，直至符合標(biāo)準(zhǔn)要求；氫系統(tǒng)的壓力表、溫度表、報警儀等安全、測量裝置應(yīng)定期校驗，保證其測量準(zhǔn)確、動作正確。 （13）一旦氫氣著火應(yīng)采取下列措施：切斷氣源；冷卻、隔離，防止火災(zāi)擴(kuò)大；保持氫氣系統(tǒng)正壓狀態(tài)，以防回火；氫火焰不易察覺，救護(hù)人員防止外露皮膚燒傷。,四、防止氫氣著火、爆炸的措施,2、檢修方面 (1) 提高檢修工藝，防止制氫設(shè)備、管道、閥門、發(fā)電機(jī)密封瓦等設(shè)備泄露；氫系統(tǒng)要特別注意防止使用偽劣產(chǎn)品；若發(fā)現(xiàn)氫壓不正常下降，應(yīng)及時查明原因，予以消除。 (2)

8、 發(fā)電機(jī)為氫氣運(yùn)行時，應(yīng)將補(bǔ)空氣管路隔斷；當(dāng)發(fā)電機(jī)置換為空氣運(yùn)行時，應(yīng)將補(bǔ)氫管路隔斷開，防止竄入空氣或漏入氫氣。 (3) 拆卸氫系統(tǒng)法蘭堵板時，應(yīng)緩慢對稱拆卸堵板螺栓，防止氫氣劇烈排放、摩擦引起自燃。 (4) 氫氣系統(tǒng)工作或檢查時應(yīng)使用銅制工具，以防發(fā)生火花；使用鋼制工具時應(yīng)涂上黃油；手、腳和衣服不應(yīng)沾上油脂；禁止穿化纖衣服，鞋底禁止釘釘子。 (5) 有焊接工作時，禁止在氫管道上打火，要防止裸露的焊線與氫管道接觸，造成打火。 (6) 制氫罐應(yīng)定期進(jìn)行金屬檢驗，安全閥應(yīng)定期校驗正常。,四、防止氫氣著火、爆炸的措施,2、檢修方面 （7）認(rèn)真落實各項技術(shù)措施，防止發(fā)電機(jī)封閉母線內(nèi)漏入氫氣，造成氫氣聚

9、集而引起著火爆炸。 （8）氫冷發(fā)電機(jī)的軸封應(yīng)嚴(yán)密，當(dāng)機(jī)內(nèi)充滿氫氣時，軸封油不準(zhǔn)中斷，油壓應(yīng)大于氫壓，以防空氣進(jìn)入發(fā)電機(jī)外殼內(nèi)或氫氣充滿汽輪機(jī)的油系統(tǒng)中而引起爆炸。主油箱上的排煙機(jī)應(yīng)保持經(jīng)常運(yùn)行。如排煙機(jī)故障時，應(yīng)采取措施使油箱內(nèi)不積存氫氣。 （9）為了防止因閥門不嚴(yán)密發(fā)生漏氫氣或漏空氣而引起爆炸，當(dāng)發(fā)電機(jī)為氫氣冷卻運(yùn)行時，補(bǔ)充空氣的管路應(yīng)隔斷，并加嚴(yán)密的堵板。當(dāng)發(fā)電機(jī)為空氣冷卻運(yùn)行時，補(bǔ)充氫氣的管路也應(yīng)隔斷，并加裝嚴(yán)密的堵板。 （10）氫冷發(fā)電機(jī)的排氫管應(yīng)接至室外。排氫管的排氫能力應(yīng)與汽輪機(jī)破壞真空停機(jī)的惰走時間想配合。 （11）制氫室內(nèi)和其它裝有氫氣的設(shè)備附近，均應(yīng)嚴(yán)禁煙火，禁止放置易爆易燃

10、物品，并應(yīng)設(shè)“嚴(yán)禁煙火！”的標(biāo)示牌。儲氫罐周圍（一般在10m以內(nèi)）應(yīng)設(shè)有圍欄，在制氫室中和發(fā)電機(jī)的附近，應(yīng)備有必要的消防設(shè)備。,四、防止氫氣著火、爆炸的措施,2、檢修方面 （12）排出帶有壓力的氫氣、氧氣或向儲氫罐、發(fā)電機(jī)輸送氫氣時，應(yīng)均勻緩慢地打開設(shè)備上的閥門和節(jié)氣門，使氣體緩慢地放出或輸送。禁止劇烈地排送，以防因磨擦引起自燃。 （13）制氫室著火時，應(yīng)立即停止電氣設(shè)備運(yùn)行，切斷電源，排除系統(tǒng)壓力，并用二氧化碳滅火器滅火。因漏氫而著火時，應(yīng)用二氧化碳滅火，并用石棉布密封漏氫處不使氫氣逸出，或采用其它方法斷絕氣源。 （14）制氫室和機(jī)組的供氫站應(yīng)采用防爆型電氣裝置。并采用木制門窗。門應(yīng)向外開，

11、室外還應(yīng)裝防雷裝置。所有電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)以及檢修工作中的安全注意事項，應(yīng)遵守國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（變電站和發(fā)電廠電氣部分）（試行）的有關(guān)規(guī)定。 （15）氫氣管道應(yīng)設(shè)置分析取樣口、吹掃口，其位置應(yīng)能滿足氫氣管道內(nèi)氣體取樣、吹掃、置換要求；最高點應(yīng)設(shè)置排放管，并在管口處設(shè)阻火器。,四、防止氫氣著火、爆炸的措施,五、防止發(fā)電機(jī)進(jìn)油,發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)可有效地密封發(fā)電機(jī)中的氫氣，但當(dāng)誤操作或操作不當(dāng)時，可能造成密封油進(jìn)入發(fā)電機(jī)內(nèi)，直接影響定子線圈絕緣性能，嚴(yán)重時可使絕緣擊穿，出現(xiàn)匝間或相間短路，導(dǎo)致停機(jī)事故的發(fā)生。 發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)進(jìn)油原因主要有： 1、密封油回油擴(kuò)大槽滿油。 2、密封瓦間隙不

12、當(dāng)。 3、油氫差壓過高，導(dǎo)致密封油漏入發(fā)電機(jī)。 防范措施： 1、保證密封油浮子油箱油位正常，回油擴(kuò)大槽油水檢漏器報警正常。 2、加強(qiáng)密封油氫氣差壓監(jiān)視，保證差壓在正常范圍，防止差壓調(diào)節(jié)閥故障。特別是充排氫過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視。 3、嚴(yán)格按照規(guī)程及操作票操作，嚴(yán)防誤操作發(fā)生。 4、保證安裝檢修工藝質(zhì)量。,1、氫氣排放管應(yīng)采用金屬材料，不得使用塑料管或橡皮管。 2、氫氣排放管應(yīng)設(shè)阻火器，阻火器應(yīng)設(shè)在管口處。 3、氫氣排放口垂直設(shè)置。當(dāng)排放含飽和水蒸氣的氫氣(產(chǎn)生兩相流)時，在排放管內(nèi)應(yīng)引入一定量的惰性氣體或設(shè)置靜電消除裝置，保證排放安全。 4、室內(nèi)排放管的出口應(yīng)高出屋頂2m以上。室外設(shè)備的排放管應(yīng)高于

13、附近有人員作業(yè)的最高設(shè)備2m以上。 5、排放管應(yīng)設(shè)靜電接地，并在避雷保護(hù)范圍之內(nèi)。 6、排放管應(yīng)有防止空氣回流的措施。 7、排放管應(yīng)有防止雨雪侵入、水氣凝集、凍結(jié)和外來異物堵塞的措施。,六、氫氣的排放,1、氫氣發(fā)生大量泄漏或積聚時，應(yīng)采取以下措施： 應(yīng)及時切斷氣源，并迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處。 對泄漏污染區(qū)進(jìn)行通風(fēng)，對已泄漏的氫氣進(jìn)行稀釋，若不能及時切斷時，應(yīng)采用蒸汽進(jìn)行稀釋，防止氫氣積聚形成爆炸性氣體混合物。 若泄漏發(fā)生在室內(nèi)，宜使用吸風(fēng)系統(tǒng)或?qū)⑿孤┑臍馄恳浦潦彝猓员苊庑孤┑臍錃馑奶帞U(kuò)散。 2、氫氣發(fā)生泄漏并著火時應(yīng)采取以下措施： 應(yīng)及時切斷氣源；若不能立即切斷氣源，不得熄滅正在燃燒

14、的氣體，并用水強(qiáng)制冷卻著火設(shè)備，此外，氫氣系統(tǒng)應(yīng)保持正壓狀態(tài)，防止氫氣系統(tǒng)回火發(fā)生。 采取措施防止火災(zāi)擴(kuò)大，如采用大量消防水霧噴射其他引燃物質(zhì)和相鄰設(shè)備；如可能，可將燃燒設(shè)備從火場移至空曠處。 氫火焰肉眼不易察覺，消防人員應(yīng)佩戴自給式呼吸器，穿防靜電服進(jìn)入現(xiàn)場，注意防止外露皮膚燒傷。,七、消防與緊急情況處理,七、消防與緊急情況處理,3、消防安全措施：供氫站應(yīng)按規(guī)定，在保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)置消火栓，配備水帶和水槍，并應(yīng)根據(jù)需要配備干粉、二氧化碳等輕便滅火器材或氮氣、蒸汽滅火系統(tǒng)。 4、高濃度氫氣會使人窒息，應(yīng)及時將窒息人員移至良好通風(fēng)處，進(jìn)行人工呼吸，并迅速就醫(yī)。,事故案例一：,1993年11月，清河電

15、廠發(fā)生6號機(jī)組氫爆著火事故。在6號機(jī)組運(yùn)行中，由于發(fā)電機(jī)氫中含氧量大，需要對空排污，而運(yùn)行人員違章操作打開了對室內(nèi)排污門，且排污門開的較大，導(dǎo)致排污時大量氫氣充滿直流密封油泵開關(guān)箱內(nèi)和發(fā)電機(jī)、汽機(jī)盤車下部。又因氫密封油壓低，且備用交流密封油泵沒有聯(lián)動成功，聯(lián)動直流密封油泵，在聯(lián)動直流密封油泵時勵磁開關(guān)打火，引起開關(guān)箱內(nèi)氫氣爆炸，進(jìn)而引燃了積存在附近的氫氣，造成機(jī)組被迫停運(yùn)。,事故案例二：,1984年6月28日，荊門熱電廠發(fā)生氫氣爆炸造成2人死亡、1人受傷的事故。1984年6月25日，荊門熱電廠5號機(jī)組因主油泵推力瓦磨損被迫停機(jī)檢修，因需要明火作業(yè)，發(fā)電機(jī)退氫。6月27日，在檢修人員對5號發(fā)電機(jī)

16、內(nèi)部接線套管是否流膠進(jìn)行檢查，并清擦發(fā)電機(jī)內(nèi)部滲油時， 感覺在發(fā)電機(jī)內(nèi)發(fā)悶，因未找到軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)，改用家用臺式電風(fēng)扇通風(fēng)。6月28日，當(dāng)檢修人員將電風(fēng)扇放人發(fā)電機(jī)人孔門內(nèi)并開停幾次尋找合適放置位置時， 發(fā)生氫氣爆炸。 事故原因：由于在發(fā)電機(jī)檢修時，制氫站到發(fā)電機(jī)內(nèi)部的氫管道未采取徹底的隔離措施，而該管道兩道閥門又不嚴(yán)密，使發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣達(dá)到爆炸濃度，而檢修工作中使用的日用電風(fēng)扇的按鍵，在啟停特別是換檔時，產(chǎn)生電火花，從而造成了發(fā)電機(jī)內(nèi)發(fā)生氫氣爆炸。,事故案例三：,某廠1臺200 MW汽輪發(fā)電機(jī)組大修結(jié)束，氫氣系統(tǒng)嚴(yán)密性檢查合格后充氫，鍋爐點火啟動，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速已升至3000 rmin，大修后各項機(jī)

17、、電、爐專業(yè)動態(tài)試驗也已全部結(jié)束，正準(zhǔn)備并網(wǎng)的過程中，發(fā)電機(jī)內(nèi)部突然發(fā)出劇烈沉悶的爆炸聲，同時汽輪機(jī)組各主汽門、調(diào)汽門因發(fā)電機(jī)后支持軸承溫度高導(dǎo)致主機(jī)保護(hù)動作而關(guān)閉，發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力迅速下降，由200kPa降至 50kPa?，F(xiàn)場檢查時發(fā)現(xiàn)，由3部分組成的發(fā)電機(jī)靜子殼體，其兩兩結(jié)合面間發(fā)生嚴(yán)重的漏氣現(xiàn)象，在確證發(fā)電機(jī)漏氣后，立即將周圍的照明、電線等可能產(chǎn)生火花的物械全部進(jìn)行隔離，同時對發(fā)電機(jī)進(jìn)行緊急排氫。在機(jī)組惰走至零后，啟動盤車，未能轉(zhuǎn)動，人為手動盤車也無法盤動。對發(fā)電機(jī)解體，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)內(nèi)3塊鋁端蓋全部損壞 ，且重重地塌落在轉(zhuǎn)子上，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不能盤動，且發(fā)電機(jī)內(nèi)所有的擋風(fēng)板全部變形損壞，氫氣冷卻器密封橡膠墊撕裂，兩側(cè)冷卻器本體中部均嚴(yán)重變形，在發(fā)電機(jī)三相出線端處 (在發(fā)電機(jī)氣體系統(tǒng)中位置為最底部)，有明顯的爆炸痕跡。搶修中將發(fā)電機(jī)靜子殼體重新頂起定位，兩兩部分間加入了襯墊；對所有的擋風(fēng)板進(jìn)行了修整；對所有的靜子線圈也逐一試驗檢查，確證無損壞現(xiàn)象；對3塊破裂損壞的鋁制端蓋重新鑄造；