N o v 2 5 t h ,2 0 2 1 氢能产业的风险管控及过程安全管 理 个人 李 政 简  10 年氢能 / 危化行业安全设计及风险评估经验 介  高级工程师，国家一级安全评价师，注册安全工程师 , HAZOP 主 席 （中国安全生产协会 ) ，功能安全认证工程师、定量风险评估师；  必维国际检验集团 - 电力与通用工业事业群 - 氢能事务首席技术官  中国科学技术大学 - 安全科学与工程 - 工学硕士  E-mail ： zheng.li@bureauveritas.com  Mobile-phone: +8613310663225 1. 氢能产业的安全风险  典型事故案例分享 目 录  产业共性风险及各环节的主要风险 2. 现行安全监管体系  法律、法规、规章、强制 / 推荐标准规 范 3. 风险管控及过程安全管理  风险管控及过程安全的基本概念  氢能产业的要素应用 4. 案例分享 前言 氢能领域正获得前所未有的关注和投 入安全风险如何管控？ 典型事故案例 01 美国空气产品公司加氢站爆炸事故 时 间 地 点 主要过 程 2019 年 6 月 1 日 美国加州圣克拉拉县 空气产品公司加氢站储氢罐及运输 设施发生爆炸并引发火灾 事件起 因 氢气输送拖车高压气态氢气泄漏 人员伤 亡 社会影 响 未造成人员伤亡 当地氢燃料电池汽车氢供应暂 时中断，事故发生地周围的企 业及社会人员紧急疏散 典型事故案例 02 挪威奥斯陆加氢站爆炸事故 时 间 地 点 2019 年 6 月 10 日 挪威奥斯陆 主要过 程 加氢站发生爆炸并引发火灾 事件起 因 高压储存装置储氢罐中特定接 头装配错误，导致氢泄漏 人员伤 亡 社会影 响 2 人受 伤 当地丰田汽车和现代汽车暂停 氢燃料车型销售 典型事故案例 03 韩国江陵市大田洞科技园区储氢罐爆炸事故 时 间 地 点 主要过 程 2019 年 5 月 23 日 韩国江原道江陵大田洞科技园 工人正在对氢气罐（ 400L ） 进 行测试时发生爆炸 事件起 因 安全设施故障导致压力突然增加 人员伤 亡 2 人死亡、 6 人受 伤 社会影 响 韩国国内加氢站建设被当地居民抵制； 《促进氢经济和氢安全管理法》颁布 受阻 典型事故案例 04 东莞巨正源科技有限公司“ 7·30” 氢气充装泄漏火灾事故 时 间 地 点 主要过 程 事件起 因 人员伤 亡 社会影 响 2020 年 7 月 30 日 广东省东莞市沙田镇 氢气充装过程中发生泄漏，遇 金属软管飞甩碰撞产生的火花 引燃 氢气充装金属软管断裂 未造成人员伤亡 引发了国内针对氢安全的关注度 典型事故案例 05 辽宁沈阳氢气长管拖车爆燃事故 时 间 2021 年 8 月 4 日 地 点 辽宁省沈阳市经济技术开发区 主要过 程 氢气长管拖车软管破裂爆燃 事件起 因 卸气软管断裂，导致氢泄漏 人员伤 亡 未造成人员伤亡 社会影 响 进一步提升国内针对氢安全的关注 度 涉氢主要环节及风险 制氢 储氢 输/运 氢 加氢  各环节都涉及易燃易爆物料：氢  多存在高压、超高压、低温 操作条件，某些环节涉及压缩及膨胀流 程 超压、超温、窜压、置换不彻底、跑冒滴漏等  各环节均使用计算机自动控制 + 人员操作 的方式运行 控制系统拒动和误动，人员的误操作  各环节设备设施设计制造 安全质量风险 氢压力表、氢传感器、阀门的可靠性较差、使用寿命较短、容易泄漏等问题 FCEV 氢气类比风险 物性 汽油 天然气 氢气 分子量 ~107.0 16.043 2.016 颜色 有 无 无 气味 有 无 无 比重（空气 =1 ） 3.4~4.0 0.55 0.0695 扩散系数 / （ m2/S) 5E-6 1.6E-5 6.1E-5 最小点火能 /MJ 0.24 0.29 0.019 燃烧浓度范围 /v% 1.0~7.6 5.3~15.0 4.0~75.0 爆炸浓度范围 /v% 1.1~3.3 6.3~13.5 18.3~59.0 自燃温度 /°C 228 540 527 氢气风险 • 健康危害 • 在高浓度时，由于空气中氧分压降低引起窒息。 • 在很高的分压下，氢气可呈现出麻醉作用。 • 操作处置注意事项 • 密闭操作，全面通风。 • 操作人员穿防静电工作服。使用防爆型的通风系统 和 设备。 • 传送过程中容器必须接地和跨接。 • 储存注意事项 • 应与氧气、压缩空气、卤素 ( 氟、氯、溴 ) 、氧化 剂等 分开存放， • 储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，配备 相 应品种和数量的消防器材。 • 禁止使用易产生火花的机械设备和工具。 制氢环节 主要设备  电解槽（碱液） , 氢气 / 氧气冷却分离单元、洗涤 单元、 脱氧单元、干燥单元、分液过滤单元、碱液循 环单元  撬块式设备 制氢环节主要风险  物料风险 氢气，氧气，碱液（ 30% ），五氧 化 二矾、干燥剂、催化剂；  工艺流程 压力 / 液位波动，氢氧互窜混合风 险； 电解槽温度无法取出，超温风 险； 干燥再生电加热器干烧风险； 系统流程不畅、堵塞、泄压失效等超压 风险  自控系统 关键参数控制失灵（液位、压力等一次表引 压管共因失效）； SIL 等级不符合要求；  设备 关键安全附件（安全阀，压力表，液位计） 设置齐全且符合要求； 设计条件，材质选择合理（ S32168, 焊 后热处理 )  公用工程及辅助系统 水、电、仪表风的供应是否可靠、冗余 检测手段可靠便于观测； 气动 / 电动阀门故障状态 储氢环节 • 主要设备 • 固定式压力容器、气瓶及其安全附 件和仪表等 ( 安全阀、爆破片、紧 急切断阀、压力表、温度计、压力 传感器、温度传感器 ) 。 • 主要风险 • 氢气易漏易燃易爆， 较大的燃烧、 爆炸风险 ; • 在高压、液氢或者深冷环境下工 作， 材料存在脆化风险； • 由于储氢压力容器和氢气瓶工作条 件的复杂性 ( 如工作压力波动较 频 繁以及压力波动范围较大 等 ) ，存 在一定的疲劳失效风 险。 输氢环节 • 主要设备 • 氢气长管拖车和氢气管束式集 装箱、移动式撬装加氢系统； 管线。 • 主要风险 • 移动式撬装加氢系统泄漏（气 瓶公称工作压力为 35/70 MPa ） ; • 采用非充装站内的直接加注或 者卸载方式的操作风险 加氢环节 • 主要设备 • 储氢设备、压缩机、冷却系统、加注设 备等 ; • 主要建构筑物 • 压缩机房、变配电室、站房、加氢区顶 棚等； • 主要风险 • 氢气泄漏，火灾及爆炸事故； • 人员窒息风险； • 建构筑物坍塌； • 与周边工矿企业及敏感目标的相互影 响； • 消防、供电的中断… 2 体系 现行安全监管 法律、法规、规章及相关规范性文件 ►法   律 《中华人民共和国安全生产法（ 2021 年 9 月 1 日）》 （人 民代表大会常务委员会第二十九次会议通过，自 2021 年 9月1日 起施行）； 《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》（ 2020 年 4 月 20 日）；    氢能被列为能源范畴； 《中华人民共和国突发事件应对法》（自 2007 年 11 月 1 日 起施行）； 《中华人民共和国消防法》（ 2019 年 4 月 23 日修 订）； 《中华人民共和国环境保护法》（ 2014 年 4 月 24 日修 订，自 2015 年 1 月 1 日起施行） 两部委共识： 安全将作为行业发展前提！ 法律、法规、规章及相关规范性文件 ► 法规、规章   《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》（国 家 安监总局令 第 41 号， 2017 年国家安监总局令第 89 ， 号修订 自 2017 年 3 月 6 日起施行） 《安全生产许可证条例（ 2014 年修正）》 （国务院令 第 653 号，自 2014 年 7 月 29 日起施行）；  《危险化学品安全管理条例（ 2013 年修正）》（中华 人民 共和国国务院令第 591 号，自 2013 年 12 月 7 日起施 行） ;    《建设项目安全设施“三同时”监督管理办法》（国家安 监总局令第 36 号， 2015 年国家安监总局令第 77 号修订，自 2015 年 5 月 1 日起施行）； 《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》 （国家安 监 总局令 第 40 号， 2015 年国家安监总局令第 79 号修订，自 2015 年 7 月 1 日起施行）； ……..