一、氫氣

氫氣(Hydrogen)是世界上已知的最輕的氣體。它的密度非常小，只有空氣的1/14，即在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,0℃下,氫氣的密度為0.0899g/L。

氫氣一種重要的工業(yè)氣體。無色、無味、無臭、易燃。常壓下沸點(diǎn)-252.8℃，臨界溫度-239.9℃，臨界壓力1.32MPa，臨界密度30.1g/l。在空氣中含量為4％～74％（體積）時(shí)，即形成爆炸性混合氣體。氫在各種液體中溶解甚微，難溶于液化。液態(tài)氫是無色透明液體，有超導(dǎo)性質(zhì)。氫是最輕的物質(zhì)，與氧、碳、氮分別結(jié)合成水、碳?xì)浠衔铩钡?。天然氣田、煤田以及有機(jī)物發(fā)酵時(shí)也含有少量的氫。 

氫氣和一氧化碳的混合氣體是重要的化工原料──合成氣。氫氣在催化劑存在下與有機(jī)物的反應(yīng)稱為加氫，是工業(yè)上一種重要的反應(yīng)過程。

二、汽輪發(fā)電機(jī)組采用氫氣冷卻有何優(yōu)點(diǎn)

氫氣是比重最小的氣體之一，因此通風(fēng)損耗低，汽輪發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的風(fēng)扇機(jī)械效率高，氫氣的導(dǎo)熱系數(shù)大，能將發(fā)電機(jī)的熱量迅速導(dǎo)出，冷卻效率高。氫氣不能助燃。發(fā)電機(jī)內(nèi)充入的含氧量小于2％，所以一旦發(fā)電機(jī)繞組擊穿時(shí)著火的危險(xiǎn)性很小。

所以汽輪發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)要采用氫氣冷卻。

三、發(fā)電機(jī)漏氫原因分析及對(duì)策

（一） 原因分析

發(fā)電機(jī)漏氫的原因很多，一般來說，常見的主要有如下幾種：

1. 氫氣系統(tǒng)管道、閥門漏氫，比如管道裂縫、閥門門桿泄漏、排污門、取樣門自身內(nèi)漏、表計(jì)接頭等。

2. 發(fā)電機(jī)本體端蓋、人孔、手孔外漏。

3. 發(fā)電機(jī)測(cè)溫元件密封不良，造成漏氫。

4. 轉(zhuǎn)子導(dǎo)電螺釘處密封不良造成漏氫。

5. 氫冷器端蓋法蘭泄漏。

6. 密封瓦座密封墊老化，氫氣漏入油室內(nèi)。

7. 氫氣通過水電連接管和定子線棒漏至定冷水內(nèi)。

8. 氫冷器銅管砂眼或脹口泄漏，導(dǎo)致氫氣漏入冷卻水中。

9. 發(fā)電機(jī)出線套管自身有砂眼、法蘭澆注粘接材料質(zhì)量查、密封墊未墊好或有裂紋，導(dǎo)致氫氣漏入封閉母線箱內(nèi)。

10. 密封瓦間隙過大或軸頸磨損嚴(yán)重以及油氫壓差不夠，導(dǎo)致氫氣沿軸頸泄漏。

（二）運(yùn)行、維護(hù)對(duì)策：

1. 嚴(yán)密監(jiān)視氫壓、氫溫的變化，在發(fā)電機(jī)負(fù)荷、氫溫、水溫相對(duì)穩(wěn)定的情況下，如氫壓發(fā)生大幅度下降，應(yīng)全面檢查氫氣系統(tǒng)，對(duì)氫系統(tǒng)進(jìn)行查漏，當(dāng)漏氫量危及機(jī)組安全運(yùn)行時(shí)應(yīng)匯報(bào)值長(zhǎng)申請(qǐng)停機(jī)。

2. 嚴(yán)密監(jiān)視密封油系統(tǒng)運(yùn)行情況，尤其油氫差壓，確保密封油系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3. 認(rèn)真做好日漏氫量的計(jì)算工作，并繪制曲線，嚴(yán)密觀察漏氫情況。

4. 檢修人員加強(qiáng)對(duì)氫氣系統(tǒng)的檢漏工作，發(fā)電問題及時(shí)處理。正常情況下每周一次，如發(fā)現(xiàn)漏氫曲線明顯下降趨勢(shì)應(yīng)連續(xù)檢漏，直至氫壓趨于穩(wěn)定為止。

（三）發(fā)電機(jī)與氫相關(guān)系統(tǒng)檢修后做氣密性試驗(yàn)

1. 通用公式  

△VA=24Vθ0｛（P1+B1）/（273+θ2）- （P2+B2）/（273+θ2））｝/ P0△   t

△ VA——在試驗(yàn)壓力(額定氫壓)下每晝夜空氣泄漏量(折合到壓力0.1013Mpa,溫度θ2),m3/d;

V=發(fā)電機(jī)充氣容積,m3；

△ t——試驗(yàn)時(shí)間，h；

P1，P2——試驗(yàn)開始與結(jié)束時(shí)的機(jī)內(nèi)壓力（表壓），Mpa；P0——給定狀態(tài)下大氣絕對(duì)壓力，P0=0.1Mpa；

B1，B2——試驗(yàn)開始與結(jié)束時(shí)的大氣壓力，Mpa；

θ1，θ2——試驗(yàn)開始與結(jié)束時(shí)的機(jī)構(gòu)平均溫度，℃；θ0=給定狀態(tài)下大氣絕對(duì)溫度，θ0=273+20=293K

2. 合格標(biāo)準(zhǔn)：

我廠一期300MW機(jī)組漏氫率≤10m3/d合格，二期670MW機(jī)組漏氫率12≤m3/d合格。

四、氫氣泄漏、爆炸事故怎么處理

（一） 氫氣泄漏事故處理的工具和物資

涉及制氫設(shè)備、供氫管道設(shè)備、氫氣用戶等運(yùn)行、檢修崗位必須配備下列堵漏、搶險(xiǎn)物資和勞動(dòng)防護(hù)用品，以作應(yīng)急處理事故進(jìn)使用：

1. 防靜電工作服、防靜電鞋。

2. 呼吸器材，如正壓式空氣呼吸器，消防人員還應(yīng)配備防火隔熱服。

3. 防爆工具，主要是使用銅、鈹銅或銅鋁合金制作的工具。

4. 便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀、防爆燈具、防爆式風(fēng)扇。

5. 氫氣現(xiàn)場(chǎng)配備“干粉”、“1211”或“二氧化碳”等輕便滅火器材。

6. 各種供氫管道堵頭、石棉布、橡校片、銅質(zhì)的捆綁絲、木楔子以及刀片等。

7. 配備管道吹掃用瓶裝氮?dú)?，以及連接軟管、接頭等。

8. 斷路標(biāo)志、警戒帶等。

（二）氫氣泄漏及火災(zāi)事故的應(yīng)急處理

1.異常情況及報(bào)告

1) 氫罐等壓力容器壓力、介質(zhì)溫度或壁溫超過許用值，采取措施仍不能有效控制時(shí)。

2) 氫罐等壓力容器發(fā)生裂縫、鼓包、變形等缺陷時(shí)。

3) 氫氣管道、閥門、焊口開裂時(shí)。

4) 制氫設(shè)備（氫氣發(fā)生器、氫氣壓縮機(jī)）發(fā)生較大泄漏、氫氣純度不合格時(shí)。

5) 供氫管壓力大幅度下降，確認(rèn)為管道發(fā)生較大泄漏時(shí)。

6) 發(fā)生火災(zāi)或爆炸時(shí)。

發(fā)現(xiàn)上述情況，崗位人員除按規(guī)程立即采取緊急措施外，必須立即向當(dāng)值值長(zhǎng)報(bào)告，當(dāng)值值長(zhǎng)接到報(bào)告后應(yīng)立即向事故應(yīng)急處理指揮中心報(bào)告，氫氣泄漏事故應(yīng)急處理指揮系統(tǒng)迅速響應(yīng)，調(diào)動(dòng)人力物力，各職能組組織人員迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)。

2.切斷氣源

如果是氫氣管道發(fā)生泄漏，應(yīng)關(guān)閉與泄漏管道有關(guān)的全部系統(tǒng)閥門，設(shè)法降低管道內(nèi)的壓力；如果是氫氣壓力容器泄漏，應(yīng)迅速停運(yùn)制氫、供氫系統(tǒng)，關(guān)閉與之相連的全部系統(tǒng)閥門，迅速將其隔離。

3.現(xiàn)場(chǎng)管制

氫氣發(fā)生泄漏后，值長(zhǎng)必須指揮人員設(shè)置斷路標(biāo)志及警戒帶，或派人斷絕一切路口，嚴(yán)禁車輛（包括消防、救護(hù)及指揮車輛）及無關(guān)人員進(jìn)入泄漏區(qū)。搶險(xiǎn)救災(zāi)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，交由現(xiàn)場(chǎng)保衛(wèi)組指揮控制，履行現(xiàn)場(chǎng)管理責(zé)任。

安全技術(shù)人員及消防人員應(yīng)攜帶可燃?xì)怏w檢測(cè)儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，并設(shè)置多處監(jiān)控點(diǎn)，確定、監(jiān)視氫氣擴(kuò)散區(qū)。當(dāng)氣體擴(kuò)散濃度達(dá)到爆炸下限的20%以上時(shí)，所有車輛必須立即撤至安全區(qū)，除必要的操作人員、搶險(xiǎn)救災(zāi)人員外，其他無關(guān)人員必須立即撤離警戒區(qū)。

4.控制著火源

在氫氣擴(kuò)散區(qū)域及下風(fēng)方向嚴(yán)禁一切火種或其他激發(fā)能源，禁止使用一切產(chǎn)生明火、高溫的工具與熱物體，停止一般性生產(chǎn)活動(dòng)；氫氣已經(jīng)擴(kuò)散到地段，電氣應(yīng)保持原來狀態(tài)，不要開或關(guān)，避免產(chǎn)生火花或電弧，接近擴(kuò)散區(qū)的地段，要立即切斷電源。

進(jìn)入泄漏現(xiàn)場(chǎng)的人員必須消除身上靜電，穿著防靜電服、防靜電鞋，禁穿釘鞋、化纖服裝進(jìn)入泄漏區(qū)。

在事故現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁使用各種非防爆的對(duì)講機(jī)、BP機(jī)、移動(dòng)電話等通訊工具。搶險(xiǎn)救災(zāi)所使用的工具必須是不產(chǎn)生火花的銅制工具。

5.加強(qiáng)通風(fēng)

為了避免氫氣發(fā)生積聚達(dá)到爆炸濃度，應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，風(fēng)扇應(yīng)使用防爆型，或用霧化水槍驅(qū)散泄漏出來的氫氣，但應(yīng)防止流速太大產(chǎn)生靜電。

6.堵塞泄漏點(diǎn)

在落實(shí)上述工作后，搶險(xiǎn)人員應(yīng)抓緊時(shí)間，利用準(zhǔn)備好的堵漏物資和防爆工具設(shè)法將漏點(diǎn)堵住。如果氫氣泄漏而未著火時(shí)，可以用下述方法進(jìn)行處理：

1) 使用肥皂水或便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀檢查出泄漏點(diǎn)。

2) 閥門、法蘭等如果是輕微泄漏，可以立即旋緊、帶壓非焊堵漏。

3) 壓力容器或管道泄漏，可以使用木楔子將泄漏點(diǎn)堵死或用石棉布纏住泄漏處。

7.撲滅火災(zāi)

當(dāng)氫氣泄漏已發(fā)生火災(zāi)時(shí)，在切斷氣源，做好堵漏準(zhǔn)備以及將火焰控制在較小范圍的情況下，可用干粉將火撲滅，然后迅速將漏點(diǎn)堵住，同時(shí)繼續(xù)加強(qiáng)設(shè)備冷卻，直到設(shè)備溫度冷至常溫。

在滅火搶險(xiǎn)過程中，必須注意：

1) 氫火焰不易察覺，救護(hù)人員應(yīng)防止外露皮膚燒傷。

2) 應(yīng)盡量保持氫氣系統(tǒng)正壓狀態(tài)，以防回火，造成整個(gè)氫氣管道系統(tǒng)著火爆炸。

3) 當(dāng)未切斷氣源，漏點(diǎn)沒有把握堵住前，消防人員要加強(qiáng)冷卻正在燃燒的和與其相鄰的貯罐及有關(guān)管道，將火控制在一定范圍內(nèi)，讓其穩(wěn)定燃燒。對(duì)相鄰貯罐宜重點(diǎn)冷卻受火焰輻射的一面，同時(shí)，應(yīng)將著火罐放空，以減少罐內(nèi)壓力，防止發(fā)生爆炸。

4) 決不允許在漏點(diǎn)未有效處理、氫氣仍外泄的情況下將火焰完全撲滅，否則火焰撲滅后氫氣泄漏，一旦形成“爆炸氣團(tuán)”發(fā)生空間爆炸，后果不堪設(shè)想。

5) 當(dāng)貯罐排氣閥或泄漏點(diǎn)猛烈排氣，并有刺耳的哨音、罐體震動(dòng)、火焰發(fā)白時(shí)即為爆炸前兆，現(xiàn)場(chǎng)人員必須立即撤離或隱蔽，同時(shí)迅速疏散附近的所有人員。

（三）善后處理

事故處理結(jié)束后，有關(guān)部門應(yīng)按常規(guī)要求，調(diào)查事故經(jīng)過，制定反事故措施，積極修復(fù)設(shè)備，盡快恢復(fù)生產(chǎn)。 

來源：電力鷹