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加氢站炸了?专利情报告诉你如何提高加氢站安全性

根据Electrek的报道,6月10日下午5点30分左右,位于挪威B?rum-Sandvika的Uno-X加氢站发生了爆炸,爆炸共导致2名人员受伤。据警方称,此次爆炸的威力足以使车内的安全气囊在没有遭受任何撞击的情况下激活。

via Electrek-Hydrogen station explodes, Toyota halts sales of fuel cell cars, is this the end?-Fred Lambert

运营Uno-X加氢站的Nel Hydrogen公司在爆炸事件发生后,紧急关停了位于挪威其他地点的加氢站。同时,由于加氢网点的瘫痪和爆炸原因尚未调查清楚,丰田和现代均已宣布暂时停止销售氢燃料电池汽车。丰田表示,此次事件不会改变他们对氢燃料电池汽车的看法,并指出氢燃料电池汽车与普通汽车一样安全;氢罐本身十分坚固,可承受枪的射击。

随着氢燃料电池汽车的进一步发展,加氢站作为氢燃料电池车的燃料补给站(类比于我们熟悉的普通汽车的燃料补给站——加油/气站),其数量必然会快速增长,并会朝着人口较为密集的地区进行布置。因此,加氢站的安全性必然会成为公众关注的焦点,同时也制约着氢燃料电池汽车行业的发展。

加氢站作为氢气的生产、存储、输送、加注的全流程中心,要十分注重其安全问题。由于氢气自身的特性(如易燃易爆、易泄漏、对金属材料的破坏等),加氢站在设计、建设、运营中,应注意以下问题:

1. 加氢设备、输送管道等应采取可靠的防泄漏措施处理;

2. 加氢站内配置的电气元件应为防爆器件,同时采取可靠的防静电措施,防止因静电导致着火爆炸等事故的发生;

3. 加氢站内应设置排风排气装置,及时排除泄漏的氢气;

4. 加氢站中的加注模块应具备安全联锁功能和过压保护功能;另一方面,还要防止高速氢流与储氢瓶之间摩擦导致的高电位氢流(高电位氢流会使氢气在空气中燃烧)等。

加氢站的安全性一直为各厂商、科研机构等所重视。在公开的专利中,同样有许多专利涉及到加氢站安全的改进,下面跟随笔者一起来了解吧。

(一)深圳凯豪达——一种集装箱式的氢气防爆系统装置

近年来,深圳凯豪达致力于发展集装箱储能电站和撬装式加氢站技术,并十分注重集装箱的防爆以及安全监控等方面,因此提出了一种集装箱式的氢气防爆系统装置。

如上图所示,该装置包括安装有一个以上储氢罐的集装箱,集装箱内还安装有燃料电池、电解水制氢设备、制氢设备冷却系统,集装箱上安装有门板,所述集装箱内安装有一个防爆安全系统,该防爆安全系统包括可编程控制器、排风系统、一个以上的氢气传感器以及一个以上的氢气报警器。

通过本装置能够快速排散狭小空间的高浓度氢气,消除聚集氢气积累浓度较高引发局部爆炸的隐患;保障了现场工作人员的人身财产和生命安全,提高了制氢加氢站在运行过程中的安全性能。

(二)神户制钢——加氢站

加氢站具备压缩机组件、制冷机、蓄压器组件及分配器等各种设备。压缩机组件由于压缩氢,因此,需要用于防止氢爆炸的安全对策。安全对策还需要在连接压缩机组件和配置在从压缩机组件离开的非防爆区域的综合控制盘的配线区域实施。现有的加氢站为了实现安全对策需要较广的区域,因此加氢站的建造成本很高。

基于此,神户制钢提出一种能够在狭窄的设置空间内构筑的加氢站(见上图),同时能及时检测出氢气泄漏和防止爆炸事故发生。该加氢站包括综合控制盘,综合控制盘被设置在所述加氢站的多个设备中;检测部,检测漏出到综合控制盘内的氢气;换气装置或防爆装置,该换气装置进行使综合控制盘内的空气换气的高换气措施,该防爆装置进行使综合控制盘内为正压的内压防爆措施;以及压缩机组件,具有作为多个设备中的一个而被使用的压缩机和收容压缩机的壳体。综合控制盘被安装在壳体,并且通过形成在壳体上的贯穿孔而与压缩机电连接并控制压缩机,同时综合控制盘还分别控制制冷机、分配器及蓄压器组件。

(三)HOCHIKI——氢气站的灾害预防设施

对于氢站的保护,除了安装防火设备和玻璃窗等防爆设施外,检测氢气泄漏的氢传感器也被广泛使用。但是,当氢站周围的设施(如加油站、房屋、车等)发生火灾而火势蔓延至氢站,可能会导致氢站发生大爆炸,导致火灾进一步严重。

为了可靠地保护氢站免受站内及附近大火的波及,HOCHIKI提供了一种用于氢站的防灾设施,包括用于向邻近氢站及其周边的相邻设施喷射液体的灭火喷射装置;用于向氢气供应设备喷射液体的防火喷射装置,用于检测氢气泄漏并输出检测信号的氢气检测装置;一种当接收到来自氢气检测装置的检测信号后从灭火和防火喷射装置喷射液体以防止在氢气供应设备中发生火灾的控制装置,以及设置在相邻设备中的火灾检测装置,用于检测火灾并输出火灾探测信号。火灾检测设备具有至少一个按钮,该按钮在相邻设施发生火灾时可进行手动操作并通过火灾接收器输出火灾通知信号,当该控制装置接收到从火灾检测设备输入的火灾检测信号或火灾转移通知信号时,控制灭火喷射装置喷射液体以熄灭相邻设施的火灾,并且通过防火喷射装置从上面喷射液体来保护氢气供应设备免受火热。同时,还包括监测地震发生的振动传感装置,当输入来自振动传感装置的检测信号时,从灭火和防火喷射装置中喷射液体,以防止氢气供应设备发生火灾。

总结

上述专利主要是通过传感器检测氢气泄漏以及检测到氢气泄漏后采取具体措施,如进行报警,加强通风换气等来增强加氢站的安全性。同时,可看出加氢站的安全性可在两方面进行改进,一是事故发生前的预防,如氢气泄漏检测、设备过电压保护等;一是事故发生后采取措施避免事故扩大以及减少损失,如设置防灾设备,应急响应系统等。后面燃料电池专利情报会针对加氢站安全改进进行深入分析,还请持续关注。

通过此次挪威加氢站爆炸事件以及对加氢站安全性的改进专利介绍,还希望各厂商、机构在进行加氢站建设和运营时,一定要把安全放在首位,并在加氢站运行中进行安全经验总结。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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