氢安全事件分析 | 燃料电池发动机测试过程起火事件
2024年12月23日韩国忠州市加氢站内公交车出现爆炸事故、12月27日韩国釜山加氢站再次发生火灾事故,氢能的安全性问题又一次引起了氢能行业的高度重视。为避免氢安全事故的重复发生,特嗨氢能检测将持续分享氢安全失效案例,与行业共同成长。
— 01 —
蹊跷的小火苗
在使用质谱分析仪对燃料电池发动机阳极出口的氢气浓度进行测试到30min时,外接的汽水分离器突发小火苗,见下图所示。
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— 02 —
原因排查
试验布置:由于被测气体中含有大量液态水,质谱分析仪配套的汽水分离器除水能力不足,并联外接排水排气管路,其末端连接汽水分离器,试验布置示意如下:
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下面从起火的可燃物、助燃物、点火源三要素对可能原因进行排查。
可燃物:被测气体含有高浓度氢气:80%vol~90%vol氢气、10%vol~20%vol氮气和大量的液态水微粒,高浓度的氢气为可燃物。
助燃物:失火汽水分离器与环境大气直连,空气进入汽水分离器成为助燃物。
点火源:事件发生时已正常运行30min试验,燃料电池发动机、质谱分析仪的各项参数无异常,排除测试设备、测试样品异常等原因;失火汽水分离器布置在室外、且有围栏进行隔离,排除人员原因;失火汽水分离器为塑料件、连接管路为特氟龙管,可能为静电放电所致。
— 03 —
真因分析
参考《GB/T 3826.26-2019 爆炸性环境 第26部分 静电危害 指南》第8.1条款“纯净气体或气体混合物在运动时很少产生静电,即使产生静电,电荷也非常少。若气体中含有固体或液体微粒,这些微粒可能产生静电,这些微粒普遍存在,例如灰尘、水滴或气体本身冷凝产生…”。
燃料电池堆阳极出口的高浓度氢气进入到失火汽水分离器,汽水分离器与环境大气直连,在其内部空间形成了可燃混合气体;含有大量液态水微粒的气体在特氟龙管内快速流动,液态水微粒产生静电引燃可燃混合气体。
— 04 —
对策整改及横展
依据《GB/T 3826.26-2019》第8.1条款“……避免气体中的微粒产生静电电荷不可能,但是可通过确保环境中不会成为可燃性环境,或者防止出现静电放电,可有效避免出现点燃”内容制定预防对策:加大并联排气排水管路直径,降低气体流速减少静电电荷密度;优化冷凝汽水分离排水,避免空气进入样气管路中形成可燃混合气体;横展氢气管路的静电跨接线及接地可靠。
氢能本身自带“网红”属性,特嗨氢能检测希望通过对行业及自身的涉氢安全事件、未遂事件的解析分享,与行业从业者一起全面扎实做好涉氢安全工作,降低风险,避免事故发生。
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