Водородная безопасность

Водородная безопасность охватывает безопасное производство, обращение и использование водорода , особенно водородного газообразного топлива и жидкого водорода . Водород обладает по стандарту NFPA 704 высшим рейтингом 4 по шкале воспламеняемости , поскольку он легко воспламеняется при смешивании даже в небольших количествах с обычным воздухом. Возгорание может происходить при объемном соотношении водорода к воздуху всего 4% из-за кислорода в воздухе, а также простоты и химических свойств реакции. Однако водород не имеет рейтинга опасности по химической активности или токсичности . Хранение и использование водорода создает уникальные проблемы из-за его легкости утечки в качестве газообразного топлива, низкой энергии воспламенения , широкого спектра горючих топливно-воздушных смесей, плавучести и его способности охрупчивать металлы , что необходимо учитывать для обеспечения безопасности. операция. [ 1 ]
Жидкий водород создает дополнительные проблемы из-за его повышенной плотности и чрезвычайно низких температур, необходимых для поддержания его в жидкой форме. Более того, его спрос и использование в промышленности — в качестве ракетного топлива, альтернативного источника хранения энергии , охлаждающей жидкости для электрогенераторов на электростанциях , сырья в промышленных и химических процессах, включая производство аммиака и метанола и т. д. — продолжает расти, что привело к повышению важности соблюдения протоколов безопасности при производстве, хранении, передаче и использовании водорода. [ 1 ]
Водород имеет один из самых широких диапазонов взрывоопасных/воспламеняющихся смесей с воздухом среди всех газов, за некоторыми исключениями, таких как ацетилен , силан и оксид этилена , и с точки зрения минимально необходимой энергии воспламенения и соотношения смеси имеет чрезвычайно низкие требования для возникновения взрыва. . Это означает, что какова бы ни была пропорция смеси воздуха и водорода, при воспламенении в закрытом пространстве утечка водорода, скорее всего, приведет к взрыву, а не простому возгоранию. [ 2 ]
Существует множество норм и стандартов, касающихся безопасности водорода при хранении, транспортировке и использовании. Они варьируются от федеральных постановлений, [ 3 ] АНСИ/АИАА, [ 4 ] НФПА, [ 5 ] и ИСО [ 6 ] стандарты. Канадская программа безопасности водорода пришла к выводу, что заправка водородом так же безопасна или безопаснее, чем заправка сжатым природным газом (СПГ). [ 7 ]
Профилактика
[ редактировать ]НФПА 704 площадь безопасности | |
---|---|
Существует ряд моментов, которые следует учитывать, чтобы помочь спроектировать системы и процедуры, позволяющие избежать несчастных случаев при работе с водородом, поскольку одна из основных опасностей водорода заключается в его чрезвычайной огнеопасности . [ 10 ]
Инертизация и очистка
[ редактировать ]Камеры инертизации и линии продувочного газа являются важными стандартными процедурами безопасности, которые необходимо соблюдать при транспортировке водорода. Для правильной инертизации или очистки пределы воспламеняемости необходимо учитывать , а водород сильно отличается от других видов газов. При нормальном атмосферном давлении оно составляет от 4% до 75%, в пересчете на объемную долю водорода в кислороде оно составляет от 4% до 94%, а пределы детонационного потенциала водорода в воздухе составляют от 18,3% до 59% по объему. [ 1 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Фактически, эти пределы воспламеняемости часто могут быть более строгими, поскольку турбулентность во время пожара может вызвать горение , которое может вызвать детонацию . Для сравнения предел дефлаграции бензина в воздухе составляет 1,4–7,6%, а ацетилена в воздухе [ 15 ] 2.5–82%.
Следовательно, когда оборудование открыто для доступа воздуха до или после передачи водорода, необходимо учитывать уникальные условия, которые в противном случае могли бы быть безопасными при передаче других видов газов. Инциденты произошли из-за того, что инертизация или продувка были недостаточными или из-за того, что подача воздуха в оборудование была недооценена (например, при добавлении порошков), что привело к взрыву. [ 16 ] По этой причине процедуры и оборудование инертизации или продувки часто уникальны для водорода, и часто фитинги или маркировка на водородной линии должны быть совершенно другими, чтобы гарантировать правильное соблюдение этого и других процессов, поскольку многие взрывы произошли просто потому, что водород линия была случайно подключена к основной линии или потому, что линия подачи водорода была перепутана с другой. [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]
Управление источниками возгорания
[ редактировать ]Минимальная энергия воспламенения водорода в воздухе одна из самых низких среди известных веществ и составляет 0,02 мДж, а водородно-воздушные смеси могут воспламеняться с 1/10 усилия воспламенения бензино-воздушных смесей. [ 1 ] [ 11 ] По этой причине необходимо тщательно изучить любой возможный источник возгорания. Любое электрическое устройство, соединение или заземление должно соответствовать применимым требованиям классификации опасных зон . [ 20 ] [ 21 ] Любые потенциальные источники (например, некоторые конструкции систем вентиляции). [ 22 ] ) накопление статического электричества также должно быть сведено к минимуму, например, с помощью антистатических устройств . [ 23 ]
Процедуры огневых работ должны быть надежными, комплексными и строго соблюдаться; и они должны очищать и проветривать высокие помещения, а также проверять атмосферу перед работой. Потолочное оборудование также должно соответствовать требованиям для опасных зон (NFPA 497). [ 16 ] Наконец, использовать разрывные мембраны следует не , поскольку они являются частым источником воспламенения при многочисленных взрывах и пожарах. другие системы сброса давления, такие как предохранительный клапан . Вместо этого следует использовать [ 24 ] [ 25 ]
Механическая целостность и реактивная химия
[ редактировать ]При работе с водородом, который может вступать в контакт с другими материалами даже при нормальном атмосферном давлении и температуре, следует учитывать четыре основных химических свойства:
- Химия водорода сильно отличается от традиционных химикатов. Например, при окислении в окружающей среде. Игнорирование этой уникальной химии привело к проблемам на некоторых химических заводах. [ 26 ] Другим аспектом, который также следует учитывать, является тот факт, что водород может генерироваться как побочный продукт другой реакции, которую можно было упустить из виду, например, цирконий и водяной пар создают источник водорода . [ 27 ] [ 28 ] [ 14 ] Эту опасность можно в некоторой степени обойти, используя пассивные автокаталитические рекомбинаторы .
- Еще одним важным вопросом, который следует учитывать, является химическая совместимость водорода с другими распространенными строительными материалами, такими как сталь . [ 29 ] [ 30 ] Из-за водородного охрупчивания особое внимание уделяется совместимости материалов с водородом. [ 14 ]
- Эти соображения могут в дальнейшем измениться из-за особых реакций при высоких температурах . [ 14 ]
- Коэффициент диффузии водорода сильно отличается от коэффициента диффузии обычных газов, поэтому материалы прокладок следует выбирать тщательно. [ 31 ] [ 32 ]
- Выталкивающие силы и напряжения на задействованных механических телах часто противоположны стандартным газам. Например, из-за плавучести напряжения часто возникают в верхней части большого резервуара для хранения. [ 33 ] [ 14 ]
Все четыре из этих факторов учитываются при первоначальном проектировании системы, использующей водород, и обычно достигаются путем ограничения контакта между чувствительными металлами и водородом либо за счет расстояния, гальванопокрытия, очистки поверхности, выбора материала и обеспечения качества во время производства, сварки. и установка. В противном случае повреждение водородом можно контролировать и обнаружить с помощью специального оборудования для мониторинга. [ 34 ] [ 16 ]
Системы обнаружения утечек и пламени
[ редактировать ]Места расположения источников водорода и трубопроводов следует выбирать осторожно. Поскольку водород легче воздуха, он скапливается под крышами и навесами (обычно называемыми местами улавливания ), где создает опасность взрыва. [ 14 ] Многие люди знакомы с защитой растений от паров тяжелее воздуха, но им не знаком принцип «смотреть вверх», и поэтому он заслуживает особого внимания. [ 33 ] Он также может входить в трубы и следовать за ними до места назначения. По этой причине водородные трубы должны быть хорошо маркированы и расположены над другими трубами, чтобы предотвратить такое возникновение. [ 10 ] [ 16 ]
Даже при правильной конструкции утечки водорода могут поддерживать горение при очень низких скоростях потока, всего 4 мкг/с. [ 1 ] [ 35 ] [ 12 ] В связи с этим важно обнаружение. Датчики водорода или катарометр позволяют быстро обнаружить утечки водорода, чтобы гарантировать возможность удаления водорода и отслеживание источника утечки. Вокруг определенных труб или мест можно наклеить специальные ленты для обнаружения водорода. Традиционный метод заключается в добавлении к газу одоранта водорода , как это обычно бывает с природным газом. В топливных элементах эти одоранты могут загрязнять топливные элементы, но исследователи исследуют другие методы, которые можно использовать для обнаружения водорода: индикаторы, новую технологию одорантов, усовершенствованные датчики и другие. [ 1 ]
Хотя водородное пламя трудно увидеть невооруженным глазом (оно может иметь так называемое «невидимое пламя»), оно легко обнаруживается на УФ/ИК- детекторах пламени . Совсем недавно были разработаны мульти-ИК-детекторы, которые еще быстрее обнаруживают водородное пламя. [ 36 ] [ 37 ] Это весьма важно при тушении водородных пожаров, так как предпочтительным методом тушения пожара является остановка источника утечки, так как в некоторых случаях (а именно криогенным водородом) обливание источника непосредственно водой может вызвать обледенение, что, в свою очередь, может привести к вторичный разрыв. [ 38 ] [ 33 ]
Вентиляция и факельное сжигание
[ редактировать ]Помимо проблем с воспламеняемостью, в закрытых помещениях водород также может действовать как удушающий газ . [ 1 ] Поэтому следует убедиться в наличии надлежащей вентиляции для решения обеих проблем, если они возникнут, поскольку, как правило, просто выбрасывать водород в атмосферу безопасно. Однако при размещении и проектировании таких систем вентиляции необходимо учитывать, что водород будет иметь тенденцию скапливаться к потолкам и козырькам конструкций, а не к полу. Многие опасности могут быть смягчены тем фактом, что водород быстро поднимается вверх и часто рассеивается до воспламенения. [ 39 ] [ 16 ]
В некоторых аварийных ситуациях или ситуациях технического обслуживания водород также можно сжигать на факеле . [ 40 ] [ 14 ] Например, функция безопасности в некоторых транспортных средствах с водородными двигателями заключается в том, что они могут сжигать топливо, если бак горит, полностью сгорая с небольшим повреждением автомобиля, в отличие от ожидаемого результата для автомобиля, работающего на бензине. [ 41 ]
Управление запасами и размещение объектов
[ редактировать ]В идеале пожара или взрыва не произойдет, но объект должен быть спроектирован таким образом, чтобы в случае случайного возгорания дополнительный ущерб был сведен к минимуму. Следует учитывать минимальные расстояния между хранилищами водорода, а также давление в этих хранилищах (см. NFPA 2 и 55). Взрывоотводы должны быть расположены так, чтобы не повредить другие части объекта. В определенных ситуациях это приводит к тому, что крышу можно безопасно оторвать от остальной конструкции в результате взрыва. [ 16 ]
Криогеника
[ редактировать ]Жидкий водород имеет несколько иной химический состав по сравнению с другими криогенными химикатами, поскольку следы скопившегося воздуха могут легко загрязнить жидкий водород и образовать нестабильную смесь с детонационными способностями, аналогичными тротилу и другим взрывоопасным материалам. Из-за этого жидкий водород требует сложной технологии хранения, такой как специальные термоизолированные контейнеры, и особого обращения, свойственного всем криогенным веществам. Это похоже на жидкий кислород , но более серьезное . Даже в термоизолированных контейнерах сложно поддерживать такую низкую температуру, и водород постепенно будет утекать. Обычно он испаряется со скоростью 1% в день. [ 1 ] [ 42 ]
Основная опасность, связанная с криогенным водородом, заключается в том, что известно как BLEVE (взрыв расширяющегося пара кипящей жидкости). Поскольку водород в атмосферных условиях находится в газообразном состоянии, быстрый фазовый переход вместе с энергией детонации создают более опасную ситуацию. [ 43 ] Вторичной опасностью является тот факт, что многие материалы из пластичных становятся хрупкими при чрезвычайно низких температурах, что приводит к образованию новых мест для утечек. [ 14 ]
Человеческий фактор
[ редактировать ]Наряду с традиционным обучением технике безопасности на рабочем месте часто применяются контрольные списки, помогающие предотвратить часто пропускаемые шаги (например, проверка высоких точек в рабочей зоне), а также инструкции о ситуационных опасностях, связанных с работой с водородом. [ 16 ] [ 44 ]
Инциденты
[ редактировать ]Дата | Расположение | Описание | Предполагаемая причина |
---|---|---|---|
6 мая 1937 г. | Авиационная база ВМФ Лейкхерст | Когда цеппелин «Гинденбург» приближался к посадке, в результате пожара взорвался один из кормовых водородных элементов , в результате чего были разорваны соседние элементы и дирижабль упал на землю кормой вперед. Затем ад направился к корме, взорвавшись и воспламенив оставшиеся ячейки. | Несмотря на то, что четыре новостные станции записали катастрофу на пленку и сохранились показания очевидцев, членов экипажа и людей на земле, причина первоначального пожара так и не была окончательно определена. [ нужна ссылка ] |
5 апреля 1975 г. | Илфорд , Великобритания | Из-за попадания водорода взорвался кислородный сепаратор . В результате резкого выброса щелочи пострадал один человек, который позже умер от ожогов щелочью. | Смешивание кислорода и водорода из-за разрушения ячеек электролизера. [ 45 ] |
28 января 1986 г. | Над Атлантическим океаном к востоку от Космического центра Кеннеди. | Большой бак LH2 разорвался и взорвался, в результате чего погибли все 7 астронавтов на борту космического корабля " Челленджер". | Неисправное уплотнительное кольцо твердотопливного ракетного ускорителя привело к попаданию горячих газов и пламени на внешний бак LH2, в результате чего стенка бака ослабела, а затем лопнула. Тяга, создаваемая содержимым резервуара, привела к разрыву резервуара LOX наверху, и эта смесь LH2 / LOX затем взорвалась, уничтожив орбитальный корабль в результате взрыва. |
1999 | Родился, Германия | Взорвался большой химический резервуар, используемый для хранения водорода для производственных процессов. | Танк был спроектирован так, чтобы лежать на боку, но вместо этого его положили вертикально. Силы, направленные на верхнюю часть резервуара, заставили его разорваться, а затем взорваться. [ 33 ] |
январь 2007 г. | Угольный завод Маскингам Ривер (принадлежит и управляется AEP ) | Взрыв сжатого водорода во время доставки на угольный завод Маскингам-Ривер нанес значительный ущерб и привел к гибели одного человека. [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] | Преждевременный разрыв диска сброса давления, используемого в системе охлаждения сжатым водородом. [ 49 ] |
2011 | Фукусима , Япония | Три реакторных здания были повреждены взрывами водорода. | Открытые топливные стержни с оболочкой из циркалоя стали очень горячими и вступили в реакцию с паром, выделяя водород . [ 50 ] [ 51 ] Защитные оболочки были заполнены инертным азотом, что предотвращало горение водорода в защитной оболочке. Однако водород просочился из защитной оболочки в здание реактора, где смешался с воздухом и взорвался. [ 52 ] Чтобы предотвратить дальнейшие взрывы, в верхней части оставшихся реакторных зданий были открыты вентиляционные отверстия. |
2015 | Нефтеперерабатывающий завод Formosa Plastics Group на Тайване. | Взрыв химического завода | Из-за утечки водорода из трубы [ 53 ] |
12 февраля 2018 13:20 | Даймонд-Бар , пригород Лос-Анджелеса, Калифорния. | По дороге к FCV водородной станции загорелся грузовик, перевозивший около 24 баллонов со сжатым водородом. Первоначально это вызвало эвакуацию территории радиусом в одну милю от Даймонд-Бара. , пожар в грузовике вспыхнул примерно в 13:20 на пересечении улиц Саут-Бри-Каньон-Роуд и Голден-Спрингс-Драйв. пожарной службы округа Лос-Анджелес По словам диспетчера [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] | Национальный совет по безопасности на транспорте начал расследование. [ 58 ] |
август 2018 г. | Веридам Эль-Кахон, Калифорния | На заводе Veridiam загорелся грузовик с жидким водородом. [ 59 ] в Эль-Кахоне, Калифорния. [ 60 ] | Неизвестно, что стало причиной взрыва. [ 61 ] |
май 2019 г. | AB Specialty Silicones в Уокегане, Иллинойс | В результате взрыва погибли четверо рабочих и серьезно пострадал пятый. | Ошибка оператора при добавлении неверного ингредиента [ 62 ] [ 26 ] |
23 мая 2019 г. | Технопарк Канвон в Канныне, Южная Корея | Взорвался резервуар с водородом, в результате чего двое погибли и шестеро получили ранения. [ 63 ] [ 64 ] | Кислород просочился в резервуары для хранения водорода. [ 65 ] |
июнь 2019 г. | Завод Air Products and Chemicals в Санта-Кларе, Калифорния. | Взрыв автоцистерны повредил территорию завода по перекачке водорода | Утечка в перекачивающем шланге. [ 66 ] Это привело к временному закрытию нескольких водородных заправочных станций в районе Сан-Франциско. [ 67 ] |
июнь 2019 г. | Норвегия | На заправочной станции Uno-X произошел взрыв. [ 68 ] что привело к закрытию всех водородных заправочных станций Uno-X и временной остановке продаж автомобилей на топливных элементах в стране. [ 69 ] | Расследование установило, что ни электролизер, ни дозатор, которыми пользовались клиенты, не имели никакого отношения к этому инциденту. [ 70 ] [ 71 ] Вместо этого Nel ASA объявила, что основной причиной инцидента была определена ошибка сборки, связанная с использованием конкретной заглушки в резервуаре с водородом в хранилище высокого давления. [ 72 ] |
декабрь 2019 г. | Завод Airgas в Уокеше, Висконсин. | В результате взрыва газа пострадал один рабочий и произошла утечка из двух резервуаров для хранения водорода. [ 73 ] [ 74 ] | Неизвестный. [ 75 ] |
7 апреля 2020 г. | Завод по производству водородного топлива OneH2 в Лонг-Вью, Северная Каролина | Взрыв нанес значительный ущерб окружающим зданиям. Взрыв ощущался на расстоянии нескольких миль, повредив около 60 домов. О пострадавших в результате взрыва не сообщается. | Инцидент остается на расследовании. [ 76 ] [ 77 ] [ 78 ] [ 79 ] Компания опубликовала пресс-релиз: «Водородные системы безопасности работали эффективно и предотвратили травмы при взрыве станции». [ 80 ] |
11 июня 2020 г. | Praxair Inc., 703 6-я улица Техас-Сити, Техас | На заводе по производству водорода произошел взрыв. | Никаких дополнительных подробностей [ 81 ] [ 82 ] |
30 сентября 2020 г. | Чанхуа Город , Тайвань | Цистерна с водородом разбилась и взорвалась, в результате чего погиб водитель. | Авария автомобиля [ 83 ] |
9 августа 2021 г. | Электростанция Медупи в Южной Африке | Взрыв на четвертом энергоблоке АЭС | Неправильные действия оператора во время очистки генератора от водорода. [ 84 ] |
25 февраля 2022 г. | Детройт , Мичиган | Водородный бак для воздушного шара в кузове пикапа взорвался, в результате чего двое получили ранения. | Пожарная служба Детройта считает, что причиной взрыва стала утечка в резервуаре с водородом. |
22 апреля 2022 г. | Тованда, Пенсильвания | Резервуар с водородом в компании Global Tungsten & Powders Corp. взорвался. Представитель компании сообщил, что пять сотрудников были доставлены в больницы с неопасными для жизни травмами. | Представители OSHA и компании расследуют инцидент. |
28 сентября 2022 г. | Васаи , Индия | Три человека погибли, восемь получили ранения в результате взрыва баллона с водородом на промышленном предприятии в Махараштре. | Неисправный бак. [ 88 ] [ 89 ] |
6 февраля 2023 г. | Округ Делавэр, Огайо | Пикап, буксирующий прицеп с полными водородными баками по шоссе US-23 в округе Делавэр, штат Огайо, взорвался после аварии. Три человека были доставлены в больницу с легкими травмами. | Автомобильная авария [ 90 ] |
28 апреля 2023 г. | Траутман, Северная Каролина | Plug Power Выпуск и сжигание цистерны с жидким водородом вызвали эвакуацию в пилотном туристическом центре в Траутмане, Северная Каролина, на шоссе Шарлотт, межштатная автомагистраль 77. | Предохранительный факел и вентиляционное отверстие из-за избыточного давления. [ 91 ] [ 92 ] [ 93 ] [ 94 ] |
18 июля 2023 г. | Округ Керн, Калифорния | Транзитный автобус Золотой Империи был уничтожен во время заправки на станции технического обслуживания. | Течь топливного бака. [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ] [ 98 ] |
8 августа 2023 г. | Лебринг , Штирия, Австрия | В помещении компании HypTec в Австрии взорвался открытый резервуар с водородом, причинив огромный ущерб из-за волны давления, которая ощущалась на расстоянии 3 км. Персонал на объекте находился в помещении, и один из сотрудников получил лишь легкие травмы. | Дырявый бак [ 99 ] [ 100 ] |
17 сентября 2023 г. | Северо-Западный Квинсленд , Австралия | Выброс сжатого водорода на химическом заводе в Северо-Западном Квинсленде привел к взрыву и пожару. Трое рабочих получили ранения, а заводу был нанесен ущерб. Инцидент произошел во время ввода оборудования в эксплуатацию после планового технического обслуживания. Пострадавшим работникам госпитализация не потребовалась. | Выход из строя дроссельной заслонки при давлении в коллекторе водорода около 2000 кПа. Болты подшипниковой втулки дроссельной заслонки могли быть неправильно установлены во время капитального ремонта. [ 101 ] |
26 июня 2024 г. | Герстхофен , Германия | Пожар вспыхнул после очевидного взрыва на недавно открытой водородной заправочной станции в грузовом транспортном центре Герстхофен в Аугсбурге . Никто не пострадал. После инцидента станция осталась закрытой. | Вероятно взрыв компрессора. [ 102 ] |
Водородные нормы и стандарты
[ редактировать ]Существует множество норм и стандартов по водороду для транспортных средств на водородных топливных элементах , стационарных топливных элементов и портативных топливных элементов . В дополнение к нормам и стандартам для продукции водородных технологий существуют кодексы и стандарты по водородной безопасности, по безопасному обращению с водородом. [ 103 ] и хранение водорода . Ниже приводится список некоторых основных кодексов и стандартов, регулирующих водород:
Название стандарта | Краткое название |
---|---|
29 Свода федеральных правил 1910.103 | Обращение и хранение газообразного и криогенного водорода |
29CFR1910.119 | Управление технологической безопасностью особо опасных химических веществ |
40CFR68 | Положения по предотвращению химических аварий |
49CFR | Правила перевозки и обращения с газообразным водородом и криогенным водородом [ 104 ] |
ИСО 13984:1999 | Жидкий водород — интерфейс системы заправки наземных транспортных средств |
ИСО/АВИ 13984 | Протокол заправки наземных транспортных средств жидким водородом |
ИСО/АВИ 13985 | Жидкий водород. Топливные баки наземных транспортных средств. |
ИСО/CD 14687 | Качество водородного топлива. Технические характеристики продукции |
ISO/правительственный TR 15916 | Основные соображения по безопасности водородных систем |
ИСО 16110 | Генераторы водорода с использованием технологий переработки топлива |
ИСО 16111 | Переносные газохранилища. Водород, поглощенный обратимым металлгидридом. |
ИСО/АВИ 17268 | Устройства для заправки наземных транспортных средств газообразным водородом |
ИСО 19880 | Газообразный водород — Заправочные станции |
ИСО/АВИ 19881 | Газообразный водород. Контейнеры для топлива наземных транспортных средств. |
ИСО 19882 | Газообразный водород. Термически активируемые устройства сброса давления для автомобильных топливных баков со сжатым водородом. |
ИСО/ТС 19883 | Безопасность адсорбционных систем с переменным давлением для разделения и очистки водорода |
ИСО/ВД 19884 | Водород газообразный. Баллоны и трубки для стационарного хранения. |
ИСО/CD 19885 | Газообразный водород. Протоколы заправки транспортных средств, работающих на водороде. Часть 1. Процесс проектирования и разработки протоколов заправки топливом. |
ИСО/CD 19887 | Газообразный водород. Компоненты топливной системы транспортных средств, работающих на водороде. |
ИСО/АВИ 22734 | Генераторы водорода с использованием электролиза воды. Промышленное, коммерческое и жилое применение. |
ИСО/АВИ 24078 | Водород в энергетических системах — Словарь |
ИСО 26142:2010 | Аппаратура для обнаружения водорода. Стационарные применения [ 105 ] |
НФПА 2 | Кодекс водородных технологий |
НФПА 30А | Правила проектирования автозаправочных станций |
НФПА 50А | Стандарт для систем газообразного водорода на объектах потребления |
НФПА 50Б | Стандарт для систем сжиженного водорода на объектах потребления |
НФПА 52 | Кодекс автомобильных топливных систем, работающих на сжатом природном газе |
НФПА 57 | Стандарт автомобильных топливных систем на сжиженном природном газе [ 106 ] |
Рекомендации
[ редактировать ]Действующим стандартом ANSI / AIAA для рекомендаций по безопасности при использовании водорода является AIAA G-095-2004, «Руководство по безопасности водорода и водородных систем». [ 107 ] Поскольку НАСА является одним из крупнейших в мире потребителей водорода, это решение возникло на основе более ранних рекомендаций НАСА, NSS 1740.16 (8719.16). [ 14 ] Эти документы охватывают как риски, связанные с водородом в его различных формах, так и способы их снижения. НАСА также ссылается на Стандарт безопасности для водорода и водородных систем. [ 108 ] и Справочник по применению водорода. [ 109 ] [ 104 ]
Другой организацией, ответственной за рекомендации по безопасности использования водорода, является Ассоциация по сжатому газу (CGA), у которой есть ряд собственных рекомендаций, касающихся общего хранения водорода. [ 110 ] трубопроводы, [ 111 ] и вентиляция. [ 112 ] [ 104 ]
См. также
[ редактировать ]- Анализ растворенных газов
- Электрооборудование во взрывоопасных зонах
- Водородная экономика
- Металлический водород
- кислородоводород
- Пассивный автокаталитический рекомбинатор
- Слякоть водорода
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час «Водородная безопасность» (PDF) . Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии.
- ^ Утгикар, Вивек П; Тизен, Тодд (2005). «Безопасность топливных баков со сжатым водородом: утечка из стационарных транспортных средств». Технология в обществе . 27 (3): 315–320. doi : 10.1016/j.techsoc.2005.04.005 .
- ^ Кадвалладер, LC; Херринг, Дж. С. (1999). Проблемы безопасности при использовании водорода в качестве автомобильного топлива (Технический отчет). дои : 10.2172/761801 .
- ^ «AIAA G-095-2004, Руководство по безопасности водорода и водородных систем» (PDF) . АИАА . Проверено 28 июля 2008 г.
- ^ «Список кодексов и стандартов NFPA» . НФПА.
- ^ «ISO/TC 197 – Водородные технологии» . www.iso.org .
- ^ «Канадская программа безопасности водорода проводит испытания H2/CNG» . Hydrogenandfuelcellsafety.info . Архивировано из оригинала 21 июля 2011 г. Проверено 5 июля 2010 г.
- ^ «Водород» . www.cameochemicals.noaa.gov . Проверено 29 ноября 2020 г. .
- ^ «Дейтерий» . www.cameochemicals.noaa.gov . Проверено 29 ноября 2020 г. .
- ^ Jump up to: а б Утгикар, Вивек П.; Тизен, Тодд (2005). «Безопасность топливных баков со сжатым водородом: утечка из стационарных транспортных средств». Технология в обществе . 27 (3): 315–320. doi : 10.1016/j.techsoc.2005.04.005 .
- ^ Jump up to: а б Льюис, Бернард; Гюнтер, фон Эльба (1961). Горение, пламя и взрывы газов (2-е изд.). Нью-Йорк: Academic Press, Inc., с. 535. ИСБН 978-0124467507 .
- ^ Jump up to: а б Кальянараман, М (4 сентября 2019 г.). « Это лишь вопрос времени», когда крупные водородные системы станут стабильными» . Ривьера Маритайм Медиа .
- ^ Барбалаче, Кеннет. «Таблица Менделеева элементов – Водород – H» .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Грегори, Фредерик Д. (12 февраля 1997 г.). «Стандарт безопасности для водорода и водородных систем» (PDF) . НАСА . Архивировано из оригинала (PDF) 27 февраля 2006 г. Проверено 9 мая 2008 г.
- ^ MSHA - Информация об опасностях безопасности - Особые опасности ацетилена. Архивировано 22 января 2016 г. в Wayback Machine . Мша.гов. Проверено 13 июля 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Сара Эк и Майкл Д. Снайдер (декабрь 2021 г.). «Основы водородной безопасности». Прогресс химического машиностроения : 36–41.
- ^ «Использование быстроразъемных фитингов приводит к взрыву лабораторных приборов» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017.
- ^ «Взрыв прицепа с водородной трубкой» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017.
- ^ «Пожар в водородной лаборатории» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017.
- ^ «Пожар на водородной заправочной станции» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
Первоначальным источником возгорания, вероятно, стал выброс водорода из-за неисправного сварного шва реле давления.
- ^ «Небольшой пожар на испытательном стенде Fule Cell» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
Произошло короткое замыкание, вызвавшее небольшой электрический пожар.
- ^ «Неправильная уставка предохранительного клапана приводит к взрыву» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
Причиной стала плохая конструкция вентиляционной системы, которая была установлена в горизонтальном положении, что привело к недостаточной вентиляции и накоплению статического электричества.
- ^ «Пожар на испарительной площадке топливного элемента» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
Одна из теорий предполагает, что источником возгорания, вызвавшего пожар, стала искра (вызванная статическим электричеством). Учитывая близость топливного элемента к упаковочной машине в термоусадочную пленку во время инцидента, эта гипотеза казалась правдоподобной.
- ^ «Взрыв водорода из-за неправильного обслуживания» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
В качестве корректирующего действия удалите разрывные мембраны из узла хранения водорода. Перепроектируйте систему вентиляции для предохранительных клапанов, чтобы предотвратить или замедлить накопление влаги и обеспечить дренаж влаги.
- ^ «Взрыв водорода на угольной электростанции» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
Изучите возможность устранения ПРД с разрывным диском и замены пружинных предохранительных клапанов.
- ^ Jump up to: а б Абдерхолден, Фрэнк С. (18 декабря 2019 г.). «Взрыв на заводе в Уокигане, в результате которого погибли четыре рабочих, можно было предотвратить, - заявляют федеральные чиновники» . chicagotribune.com . Проверено 6 января 2020 г.
Компания Engineering Systems, Inc. провела независимое расследование первопричины взрыва, которое установило, что причиной стала человеческая ошибка, приведшая к ошибочному добавлению ошибочного ингредиента.
- ↑ Японские инженеры работают над сдерживанием повреждений ядерного реактора , Los Angeles Times, 14 марта 2011 г.
- ^ Чернобыльская авария, Приложение 1: Последовательность событий. Архивировано 14 января 2016 г. в Wayback Machine , Всемирная ядерная ассоциация, ноябрь 2009 г.
- ^ «Автоматический водородный шаровой клапан не открывается из-за неисправности штока клапана» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
подозревается несовместимость материала штока клапана с водородом (вызывающая ослабление материала).
- ^ «Утечка газообразного водорода и взрыв» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
Утечка GH2 произошла в подземной трубе из углеродистой стали ASTM A106 класса B, график XX, диаметром 3,5 дюйма и толщиной стенки 0,6 дюйма. Труба была покрыта грунтовкой из каменноугольной смолы и эмалью из каменноугольной смолы, обернута асбестовым войлоком, пропитанным каменноугольной смолой, покрыта вторым слоем эмали из каменноугольной смолы и обернута крафт-бумагой в соответствии со стандартом Американской ассоциации водопроводных предприятий G203. Источником утечки было овальное отверстие размером примерно 0,15 x 0,20 дюйма на внутренней поверхности трубы и диаметром около 2 дюймов на внешней поверхности трубы. При раскопках трубы было отмечено отсутствие покрытия в месте утечки. Это привело к гальванической коррозии в течение 15 лет и возможному разрыву при подаче газа под высоким давлением на тонкую мембрану трубы. Труба находилась на глубине 8 футов 9 дюймов ниже бетонной площадки.
- ^ «Информационные листы FM Global по водороду (онлайн): Водород, идентификационный номер паспорта 7-91» . Заводская взаимопомощь. апрель 2021 г.
- ^ «Утечка компрессора на АЗС» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
Это позволило увеличить перемещение вала, что привело к утечке водорода из уплотнения вала.
- ^ Jump up to: а б с д Шмидхен, Ульрих (2 октября 2002 г.). «EIHP2 META Proceedings DVW» (PDF) . ЭИХП . Брюссель: Немецкая водородная ассоциация.
- ^ Австралийский институт неразрушающего контроля (AINDT), Обнаружение и количественная оценка водородного ущерба. Архивировано 29 ноября 2014 г. в Wayback Machine.
- ^ М. С. Батлер, К. В. Моран, Питер Б. Сандерленд , Р. Л. Аксельбаум, Пределы утечек водорода, которые могут поддерживать стабильное пламя, Международный журнал водородной энергетики 34 (2009) 5174–5182.
- ^ «Извещатель пламени IR3 — FlameSpec-IR3-H2» . ООО «Пожарные и газовые технологии»
- ^ спектрекс. «Мульти-ИК-детектор пламени 40/40М» .
- ^ «Справочник по реагированию на чрезвычайные ситуации» (PDF) . Управление по безопасности трубопроводов и опасных материалов - Министерство транспорта. 2008. с. 115. Архивировано из оригинала (PDF) 3 июня 2009 г.
Не направляйте воду на источник утечки или предохранительные устройства; может произойти обледенение.
- ^ «Рекомендуемые уровни аварийного и постоянного воздействия отдельных подводных загрязнителей» . Национальные академии наук, техники и медицины . 2 . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. 2008.
- ^ «Взрывоопасные уроки водородной безопасности | APPEL Knowledge Services» . appel.nasa.gov . 2 февраля 2011 г.
- ^ «Испытание безопасности автомобилей на водороде: утечка топлива H2 в сравнении с бензином» . Вимео . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ Питер Кушнир. Водород как альтернативное топливо. Архивировано 8 августа 2008 г. в Wayback Machine . ПБ 700-00-3. Том. 32, выпуск 3, май – июнь 2000 г. almc.army.mil.
- ^ «Взрыв расширяющегося пара в резервуаре с жидким водородом из-за закупорки вентиляционной трубы» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017 г.
Разместите на всех резервуарах с жидким водородом таблички, указывающие, что в вентиляционную трубу нельзя заливать воду.
- ^ «Отказ разгрузочного клапана грузовика для доставки жидкого водорода» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017.
- ^ «Взрыв в Laporte Industries Ltd в Илфорде, 5 апреля 1975 года» (PDF) .
- ^ Уильямс, Марк (8 января 2007 г.). «Взрыв на электростанции в Огайо убил 1, ранил 9» . Ассошиэйтед Пресс . Проверено 9 мая 2008 г.
- ^ «Взрыв водорода на заводе Маскингам-Ривер 8 января 2007 г.» (PDF) . Американская электроэнергетика . 11 ноября 2006 г. Архивировано из оригинала (PDF) 9 апреля 2008 г. Проверено 9 мая 2008 г.
- ^ «Отчеты о водородных происшествиях и извлеченные уроки» . h2incidents.org .
- ^ «Взрыв водорода на угольной электростанции» . H2Инструменты . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория. Сентябрь 2017.
- ^ Поведение ядерного топлива в условиях аварии с потерей теплоносителя (LOCA) (PDF) . Агентство по ядерной энергии, ОЭСР. 2009. с. 140. ИСБН 978-92-64-99091-3 .
- ^ Взрывы водорода на АЭС Фукусима: что произошло? Архивировано 2 декабря 2013 г. в Wayback Machine . Hyer.eu. Проверено 13 июля 2012 г.
- ^ «Авария на АЭС Фукусима-дайити. Отчет генерального директора» (PDF) . Международное агентство по атомной энергии. 2015. с. 54 . Проверено 2 марта 2018 г.
- ^ Шарлье, Филипп (07 апреля 2019 г.). «Взрыв химического завода потряс южный Тайвань, его слышно на расстоянии более 30 километров» . Тайваньские английские новости . Проверено 26 ноября 2020 г.
- ^ «Грузовик с водородными баллонами загорелся, пришлось эвакуироваться» . NBC Южная Калифорния . 12 февраля 2018 года . Проверено 18 июня 2019 г.
- ^ «Эвакуация алмазных слитков поднята после водородного пожара» . NBC Южная Калифорния . 12 февраля 2018 года . Проверено 18 июня 2019 г.
- ^ Взрыв грузовика с алмазным стержнем , 12 февраля 2018 г., заархивировано из оригинала 21 декабря 2021 г. , получено 18 июня 2019 г.
- ^ Эвакуация при пожаре на тракторном прицепе в Даймонд-Баре , 11 февраля 2018 г., заархивировано из оригинала 21 декабря 2021 г. , получено 18 июня 2019 г.
- ^ «Водородный грузовик взорвался на пути к заправке FCV [Видео]» . LeftLaneNews . Проверено 18 июня 2019 г.
- ^ Компания «Веридиам, Инк» . Стратегический производственный партнер > Veridiam . Проверено 29 ноября 2020 г. .
- ^ «Загорелся грузовик с жидким водородом» . КГТВ . 29 августа 2018 г. Проверено 26 июня 2019 г.
- ^ «Танкер, наполненный жидким водородом, загорелся в бизнес-парке Эль-Кахон» .
- ^ «Водородный взрыв привел к гибели людей на заводе по производству силикона в США» . Новости химии и техники . Проверено 6 января 2020 г.
- ^ Вестник, Корея (23 мая 2019 г.). «Взрыв резервуара с водородом убил двоих в Канныне» . www.koreaherald.com . Проверено 14 июня 2019 г.
- ^ «Взрыв резервуара представляет собой неудачу в стремлении Сеула к водородной экономике – Pulse от Maeil Business News Korea» . Pulsenews.co.kr (на корейском языке) . Проверено 14 июня 2019 г.
- ^ С.И. Ким и Ю. Ким (2019). «Обзор: взрыв резервуара с водородом в Канныне, Южная Корея» . Конференция Центра водородной безопасности.
- ^ «Взрыв водорода потряс окрестности Санта-Клары» . ABC7 Сан-Франциско . 2019-06-02 . Проверено 12 июня 2019 г.
- ^ Вудро, Мелани. «В районе залива наблюдается нехватка водорода после взрыва» , новости ABC, 3 июня 2019 г.
- ^ Хуан, Echo (12 июня 2019 г.). «Взрыв водородной заправочной станции в Норвегии лишил возможности заряжать автомобили на топливных элементах» . Кварц . Проверено 12 июня 2019 г.
- ^ Добсон, Джефф (12 июня 2019 г.). «Взрыв водородной станции привел к остановке FCV» . ЕВ Разговор.
- ^ Сэмпсон, Джоанна (13 июня 2019 г.). «Предварительные результаты расследования станции H2» . газовый мир . Проверено 14 июня 2019 г.
- ^ «Водородная дипломатия Луны запятнана взрывом зарядной станции» . корейские времена . 13 июня 2019 г. Проверено 14 июня 2019 г.
- ^ «Nel ASA: Обновление статуса № 5 относительно инцидента в Кьёрбо» . Новости При поддержке Cision . 27 июня 2019 г. Проверено 1 июля 2019 г.
- ^ «Видео: 1 ранен при взрыве на газовой компании Ваукеша» . ABC7 Чикаго . 13 декабря 2019 г. Проверено 15 декабря 2019 г.
- ^ «Взрыв газа ранил 1 рабочего в Ваукеше» . Звездная Трибьюн . Проверено 15 декабря 2019 г.
- ^ Риччоли, Джим. « «Массовый бум»: взрыв на газовой компании Ваукеша прогремел по всему городу, в результате чего один человек получил ранения» . Милуоки Журнал Страж . Проверено 15 декабря 2019 г.
- ^ «Взрыв на заводе по производству водородного топлива в США повредил около 60 зданий» . www.hazardexonthenet.net . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ Берджесс, Молли (8 апреля 2020 г.). «60 домов повреждены в результате взрыва водородного завода» . газовый мир . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ Берджесс, Молли (14 апреля 2020 г.). «OneH2: Обновление о взрыве на водородном заводе» . газовый мир . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ Кеблер, Джейсон (07 апреля 2020 г.). «Один из единственных в стране заводов по производству водородных топливных элементов пострадал от огромного взрыва» . Порок . Проверено 7 мая 2020 г.
- ^ «Водородные системы безопасности работали эффективно и предотвратили травмы при взрыве установки» (PDF) . oneh2.com . 10 апреля 2020 г. Проверено 29 ноября 2020 г. .
- ^ «Взрыв водородного завода Praxair в Техас-Сити» . Зель и партнеры . 12.06.2020 . Проверено 20 июня 2020 г.
- ^ Лакомб, Джеймс (11 июня 2020 г.). «Небольшой промышленный взрыв сотряс Техас-Сити» . Округ Галвестон — The Daily News . Проверено 20 июня 2020 г.
- ^ Шарлье, Филипп (30 сентября 2020 г.). «Водородный танкер разбился и взорвался на автостраде в городе Чанхуа» . Тайваньские английские новости . Проверено 26 ноября 2020 г.
- ^ Паркинсон, Джайлз (11 августа 2021 г.). «Самая новая и дорогая угольная электростанция в мире взорвалась из-за утечки водорода» . ОбновитьЭкономику . Проверено 11 октября 2021 г.
- ^ Уимбли, Рэнди (25 февраля 2022 г.). «Двое ранены в результате взрыва бака с водородом на парковке больницы Генри Форда» . Fox2Detroit.com . Проверено 25 февраля 2022 г.
- ^ «Взрыв на заводе в округе Брэдфорд» . wnep.com . 21 апреля 2022 г. Проверено 17 декабря 2022 г.
- ^ «Взрыв на заводе отправил в больницу несколько человек» . WETM — MyTwinTiers.com . 21 апреля 2022 г. Проверено 17 декабря 2022 г.
- ^ «Васаи: 3 человека погибли, 8 получили ранения в результате взрыва баллона с водородом» . Индийский экспресс . 28 сентября 2022 г. Проверено 10 октября 2023 г.
- ^ «Три рабочих погибли, восемь получили ранения в результате взрыва на промышленном объекте Махараштры» . NDTV.com . Проверено 10 октября 2023 г.
- ^ «Грузовик, перевозивший водородное топливо по маршруту US-23 в округе Делавэр, взорвался после аварии» . www.10tv.com . 6 февраля 2023 г.
- ^ «Танкер с охлажденным жидким водородом загорелся у съезда с трассы I-77» . Новости Квин-Сити . 2023-04-29 . Проверено 15 мая 2023 г.
- ^ Загорелся танкер с водородом , извлечено 15 мая 2023 г.
- ^ Танкер, перевозивший охлажденный жидкий водород, загорелся у съезда I-77 , 29 апреля 2023 г. , извлечено 15 мая 2023 г.
- ^ «Пожар в цистерне с водородом требует эвакуации в Траутмане, говорят пожарные» . wcnc.com . 29 апреля 2023 г. . Проверено 15 мая 2023 г.
- ^ Макс, Джон (31 июля 2023 г.). «Водородный автобус разрушен во время пожара на заправке - H2 News» . www.Hydrogenfuelnews.com . Проверено 20 августа 2023 г.
- ^ «Определена новая возможная причина пожара в автобусе Бейкерсфилд GET стоимостью в миллион долларов» . КГЭТ 17 . 26 июля 2023 г. Проверено 20 августа 2023 г.
- ^ Огонь охватил водородный автобус и заправочную станцию Golden Empire Transit , 19 июля 2023 г. , получено 20 августа 2023 г.
- ^ «Водородная заправочная станция GET Bus повреждена, 1 автобус уничтожен ранним утренним пожаром» . КЕРО 23 ABC News Бейкерсфилд . 19 июля 2023 г. Проверено 26 марта 2024 г.
- ^ «Водородный взрыв в Австрии» . www.гидрогенфьюэлньюс.com . 8 августа 2023 г. . Проверено 25 ноября 2023 г.
Я живу более чем в 3 км отсюда... и от взрыва у меня затряслись окна.
- ^ «Мощный взрыв водородного резервуара сотряс австрийскую промышленную зону Лебринг» . www.fuelcellsworks.com . 08.08.2023 . Проверено 25 ноября 2023 г.
- ^ «Взрыв водорода и пожар при вводе в эксплуатацию оборудования завода после ремонта» . www.rshq.qld.gov.au/ . 1 ноября 2023 г. . Проверено 1 июля 2024 г.
В эту статью включен текст из этого источника, доступного по лицензии CC BY 4.0 .
- ^ «Пожарная команда реагирует на пожар на водородной заправочной станции в Герстхофене, Германия» . Hydrogen-central.com . 26 июня 2024 г. . Проверено 1 июля 2024 г.
- ^ «Первоначальное руководство по использованию водорода в замкнутых пространствах» (PDF) . Хайсейф . Проверено 13 июля 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с Кадвалладер, LC; Херринг, Дж. С. (1999). Проблемы безопасности при использовании водорода в качестве автомобильного топлива (Технический отчет). дои : 10.2172/761801 .
- ^ «Стандарты и/или проекты под прямой ответственностью Секретариата ISO/TC 197 Международной организации по стандартизации» .
- ^ «Список кодексов и стандартов NFPA» . НФПА.
- ^ «AIAA G-095-2004, Руководство по безопасности водорода и водородных систем» (PDF) . АИАА . Проверено 28 июля 2008 г.
- ^ Стандарт безопасности для водорода и водородных систем: Рекомендации по проектированию водородных систем, выбору материалов, эксплуатации, хранению и транспортировке . Вашингтон, округ Колумбия: Управление безопасности и обеспечения полетов, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. 29 октября 1997 г. НАСА TM-112540, НСС 1740.16.
- ^ Справочник по применению водорода . Квебек, Калифорния: Научно-исследовательский институт водорода и Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. 1998.
- ^ Водород (4-е изд.). Арлингтон, Вирджиния: Ассоциация по сжатому газу, Inc., 1991.
- ^ Стандарт для систем трубопроводов для водорода (1-е изд.). Арлингтон, Вирджиния: Ассоциация по сжатому газу, Inc., 1992.
- ^ Водородные вентиляционные системы (1-е изд.). Арлингтон, Вирджиния: Ассоциация по сжатому газу, Inc., 1996.