1、火電廠氫氣安全知識講座第1頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四一、氫氣的理化性質 1、氫氣的物理性質 氫氣（H2）是一種易燃易爆的氣體（屬于危險化學品）。在標準狀態下（一個標準大氣壓/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 。第2頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四一、氫氣的理化性質 2、氫氣的化學性質 （1） 可燃性 氫氣極易燃燒，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產生淡藍色的火焰，放出熱量。由于氫氣無色無味，燃燒時火焰

2、是透明的，因此其存在不易被感官發現。氫氣、氧氣混合燃燒火焰溫度為2100-2500.氫氣的爆炸極限為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境就能發生自發性爆炸，與氯的混合比為1：1時，在光照下也可爆炸。 （2）還原性 氫氣具有很強的還原性。利用其還原性，氫氣被廣泛的應用于鋼鐵企業不銹鋼冷軋和碳鋼冷軋卷板退火時的保護氣體。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，這樣就實現了帶鋼的光亮退火。第3頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四 3、氫氣作為冷卻劑的性質 氫氣具有密度小，熱傳導率高(較

3、空氣大6倍)的特點，所以發電機采用氫冷卻可提高發電機效率，使發電機尺寸減小，冷卻器的表面減小，通風損耗減小，發電機運行噪聲降低等，因此現代大型發電機廣泛采用氫氣進行冷卻。 一、氫氣的理化性質第4頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四二、氫氣用作發電機冷卻介質的危險性 用氫氣做發電機的冷卻介質，雖具有上述優點，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，因而其擴散速度快，不易被人們察覺，易積聚在設備、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

4、范圍為4.595，在爆炸范圍之內，遇到明火或高于560以上高溫即發生爆炸。3、氫氣的引爆能量低，最小引爆能量為0.019mJ，約相當于一枚釘書釘從1m向處自內落下的能量或者熄滅的煙灰所具有的能量。如此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，如果不能及時被發現、撲滅、就會引起火災或爆炸。第5頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四三、氫氣系統發生燃燒、爆炸的具體原因1、氫氣系統的管道、閥門、法蘭或者接頭處泄漏。2、發電機殼內有大量的油和水。3、發電機內氫氣純度降低、濕度增大。4、在置換氫氣的過程中，由于誤操作或誤判斷。5、發電機密封瓦損

5、壞。6、發電機密封油系統異常。第6頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四四、防止氫氣著火、爆炸的措施 1、管理方面（1）氫氣瓶嚴禁與氧氣瓶、氯氣瓶等及易燃易爆物品同車運輸。（2）任何人進入氫站，必須經過值班班長的許可，按照規定做好登記手續后方可進入，禁止與工作無關的人進入氫站內。（3）在發電機和氫管道周圍及制氫站內動火，必須辦理動火工作票，經安監、武裝保衛部、總工程師批準方可執行，盡可能不在氫站及氫氣設備周圍動火。（4）履行審批手續和監護制度，待各項安全措施(如：隔斷系統，加裝嚴密堵板，氣體置換，通風，含氫量測定在允許范圍內，備齊滅火器材、濕石棉布等)落實，工作票辦理完畢后，

6、方可動火。氫氣系統中氫氣中氧的體積分數不得超過 0.5%，氫氣系統應設有氧含量小于3%的惰性氣體置換吹掃設施。（5）氫氣系統設備運行時，禁止敲擊、帶壓維修和緊固，不得超壓。禁止處于負壓狀態。第7頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四 1、管理方面 (6)工作人員在進入氫站前，必須檢查服裝、鞋以及工器具是否符合防火防爆規定，并必須要求其交出隨身所帶火種（如火柴、火機等）。 (7)氫罐距圍墻應不小于10 m，圍墻及輸氫管道處應設“嚴禁煙火”標志，周圍禁止堆放易燃易爆物品；制氫站應采用木制門窗，門應向外開；制氫室頂部應有通風裝置，以防氫氣聚集。 (8) 在制氫站及氫系統周圍應采用防

7、爆型電氣裝置，制氫站防雷裝置應定期檢測合格。 (9) 發電機、制氫站及氫管道周圍應備有數量足夠的CO2滅火器；對有關人員要進行氫防火防爆知識教育和滅火技能培訓。四、防止氫氣著火、爆炸的措施第8頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四 1、管理方面 (10)氫系統查漏時，應使用測氫儀或肥皂水，嚴禁使用明火；氫管道、閥門或設備凍結時，應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，應設明顯的警告標志。 (11)對管道溝內的氫管道應定期進行檢查和防腐，防止溝內積水腐蝕氫管道。 (12)認真進行發電機風壓試驗，細致查找漏氫點，直至符合標準要求；氫系統的壓力表、溫度表、報警

8、儀等安全、測量裝置應定期校驗，保證其測量準確、動作正確。（13）一旦氫氣著火應采取下列措施：切斷氣源；冷卻、隔離，防止火災擴大；保持氫氣系統正壓狀態，以防回火；氫火焰不易察覺，救護人員防止外露皮膚燒傷。四、防止氫氣著火、爆炸的措施第9頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四 2、檢修方面(1) 提高檢修工藝，防止制氫設備、管道、閥門、發電機密封瓦等設備泄露；氫系統要特別注意防止使用偽劣產品；若發現氫壓不正常下降，應及時查明原因，予以消除。(2) 發電機為氫氣運行時，應將補空氣管路隔斷；當發電機置換為空氣運行時，應將補氫管路隔斷開，防止竄入空氣或漏入氫氣。(3) 拆卸氫系統法蘭堵

9、板時，應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) 氫氣系統工作或檢查時應使用銅制工具，以防發生火花；使用鋼制工具時應涂上黃油；手、腳和衣服不應沾上油脂；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) 制氫罐應定期進行金屬檢驗，安全閥應定期校驗正常。四、防止氫氣著火、爆炸的措施第10頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四 2、檢修方面（7）認真落實各項技術措施，防止發電機封閉母線內漏入氫氣，造成氫氣聚集而引起著火爆炸。（8）氫冷發電機的軸封應嚴密，當機內充滿氫氣時，軸封油不準中斷，油壓

10、應大于氫壓，以防空氣進入發電機外殼內或氫氣充滿汽輪機的油系統中而引起爆炸。主油箱上的排煙機應保持經常運行。如排煙機故障時，應采取措施使油箱內不積存氫氣。（9）為了防止因閥門不嚴密發生漏氫氣或漏空氣而引起爆炸，當發電機為氫氣冷卻運行時，補充空氣的管路應隔斷，并加嚴密的堵板。當發電機為空氣冷卻運行時，補充氫氣的管路也應隔斷，并加裝嚴密的堵板。（10）氫冷發電機的排氫管應接至室外。排氫管的排氫能力應與汽輪機破壞真空停機的惰走時間想配合。（11）制氫室內和其它裝有氫氣的設備附近，均應嚴禁煙火，禁止放置易爆易燃物品，并應設“嚴禁煙火！”的標示牌。儲氫罐周圍（一般在10m以內）應設有圍欄，在制氫室中和發電

11、機的附近，應備有必要的消防設備。四、防止氫氣著火、爆炸的措施第11頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四 2、檢修方面（12）排出帶有壓力的氫氣、氧氣或向儲氫罐、發電機輸送氫氣時，應均勻緩慢地打開設備上的閥門和節氣門，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，應立即停止電氣設備運行，切斷電源，排除系統壓力，并用二氧化碳滅火器滅火。因漏氫而著火時，應用二氧化碳滅火，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）制氫室和機組的供氫站應采用防爆型電氣裝置。并采用木制門窗。門應向外開，室外還應裝防雷裝置。所有電氣設備的運行維

12、護以及檢修工作中的安全注意事項，應遵守國家電網公司電力安全工作規程（變電站和發電廠電氣部分）（試行）的有關規定。（15）氫氣管道應設置分析取樣口、吹掃口，其位置應能滿足氫氣管道內氣體取樣、吹掃、置換要求；最高點應設置排放管，并在管口處設阻火器。 四、防止氫氣著火、爆炸的措施第12頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四五、防止發電機進油 發電機密封油系統可有效地密封發電機中的氫氣，但當誤操作或操作不當時，可能造成密封油進入發電機內，直接影響定子線圈絕緣性能，嚴重時可使絕緣擊穿，出現匝間或相間短路，導致停機事故的發生。 發電機密封油系統進油原因主要有： 1、密封油回油擴大槽滿油。

13、 2、密封瓦間隙不當。 3、油氫差壓過高，導致密封油漏入發電機。 防范措施： 1、保證密封油浮子油箱油位正常，回油擴大槽油水檢漏器報警正常。 2、加強密封油氫氣差壓監視，保證差壓在正常范圍，防止差壓調節閥故障。特別是充排氫過程中應加強監視。 3、嚴格按照規程及操作票操作，嚴防誤操作發生。 4、保證安裝檢修工藝質量。 第13頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四 1、氫氣排放管應采用金屬材料，不得使用塑料管或橡皮管。 2、氫氣排放管應設阻火器，阻火器應設在管口處。 3、氫氣排放口垂直設置。當排放含飽和水蒸氣的氫氣(產生兩相流)時，在排放管內應引入一定量的惰性氣體或設置靜電消除裝

14、置，保證排放安全。 4、室內排放管的出口應高出屋頂2m以上。室外設備的排放管應高于附近有人員作業的最高設備2m以上。 5、排放管應設靜電接地，并在避雷保護范圍之內。 6、排放管應有防止空氣回流的措施。 7、排放管應有防止雨雪侵入、水氣凝集、凍結和外來異物堵塞的措施。六、氫氣的排放第14頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四 1、氫氣發生大量泄漏或積聚時，應采取以下措施： 應及時切斷氣源，并迅速撤離泄漏污染區人員至上風處。 對泄漏污染區進行通風，對已泄漏的氫氣進行稀釋，若不能及時切斷時，應采用蒸汽進行稀釋，防止氫氣積聚形成爆炸性氣體混合物。 若泄漏發生在室內，宜使用吸風系統或將

15、泄漏的氣瓶移至室外，以避免泄漏的氫氣四處擴散。 2、氫氣發生泄漏并著火時應采取以下措施： 應及時切斷氣源；若不能立即切斷氣源，不得熄滅正在燃燒的氣體，并用水強制冷卻著火設備，此外，氫氣系統應保持正壓狀態，防止氫氣系統回火發生。 采取措施防止火災擴大，如采用大量消防水霧噴射其他引燃物質和相鄰設備；如可能，可將燃燒設備從火場移至空曠處。 氫火焰肉眼不易察覺，消防人員應佩戴自給式呼吸器，穿防靜電服進入現場，注意防止外露皮膚燒傷。七、消防與緊急情況處理第15頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四七、消防與緊急情況處理 3、消防安全措施：供氫站應按規定，在保護范圍內設置消火栓，配備水帶

16、和水槍，并應根據需要配備干粉、二氧化碳等輕便滅火器材或氮氣、蒸汽滅火系統。 4、高濃度氫氣會使人窒息，應及時將窒息人員移至良好通風處，進行人工呼吸，并迅速就醫。 第16頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四事故案例一： 1993年11月，清河電廠發生6號機組氫爆著火事故。在6號機組運行中，由于發電機氫中含氧量大，需要對空排污，而運行人員違章操作打開了對室內排污門，且排污門開的較大，導致排污時大量氫氣充滿直流密封油泵開關箱內和發電機、汽機盤車下部。又因氫密封油壓低，且備用交流密封油泵沒有聯動成功，聯動直流密封油泵，在聯動直流密封油泵時勵磁開關打火，引起開關箱內氫氣爆炸，進而引燃

17、了積存在附近的氫氣，造成機組被迫停運。第17頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四事故案例二： 1984年6月28日，荊門熱電廠發生氫氣爆炸造成2人死亡、1人受傷的事故。1984年6月25日，荊門熱電廠5號機組因主油泵推力瓦磨損被迫停機檢修，因需要明火作業，發電機退氫。6月27日，在檢修人員對5號發電機內部接線套管是否流膠進行檢查，并清擦發電機內部滲油時， 感覺在發電機內發悶，因未找到軸流風機通風，改用家用臺式電風扇通風。6月28日，當檢修人員將電風扇放人發電機人孔門內并開停幾次尋找合適放置位置時， 發生氫氣爆炸。 事故原因：由于在發電機檢修時，制氫站到發電機內部的氫管道未采

18、取徹底的隔離措施，而該管道兩道閥門又不嚴密，使發電機內氫氣達到爆炸濃度，而檢修工作中使用的日用電風扇的按鍵，在啟停特別是換檔時，產生電火花，從而造成了發電機內發生氫氣爆炸。第18頁，共21頁，2022年，5月20日，14點1分，星期四事故案例三： 某廠1臺200 MW汽輪發電機組大修結束，氫氣系統嚴密性檢查合格后充氫，鍋爐點火啟動，汽輪機轉速已升至3000 rmin，大修后各項機、電、爐專業動態試驗也已全部結束，正準備并網的過程中，發電機內部突然發出劇烈沉悶的爆炸聲，同時汽輪機組各主汽門、調汽門因發電機后支持軸承溫度高導致主機保護動作而關閉，發電機內氫氣壓力迅速下降，由200kPa降至 50kPa?，F場檢查時發現，由3部分組成的發電機靜子殼體，其兩兩結合面間發生嚴重的漏氣現象，在確證發電機漏氣后，立即將周圍的照明、電線等可能產生火花的物械全部進行隔離，同時對發電機進行緊急排氫。