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6 工艺布置

6.0.1 当氢气站内的制氢装置、储氢装置等设备为室外布置时,可将氢气站内的建筑物、构筑物和室外设备视为一套工艺装置。在装置内部,根据氢气生产工艺需要将其分隔为设备区、建筑物区等。

6.0.2 氢气站工艺装置内的设备、建筑物平面布置的防火间距,不应小于表6.0.2的规定。

 

6.0.3 氢气站工艺装置内兼作消防车道的道路,应符合下列规定:

1 道路应相互贯通。当装置宽度小于或等于60m,且装置外两侧设有消防车道时,可不设贯通式道路;
2 道路的宽度不应小于4m,路面上的净空高度不应小于4.5m。

6.0.4 当同一建筑物内,布置有不同火灾危险性类别的房间时,其间的隔墙应为防火墙。
同一建筑物内,宜将人员集中的房间布置在火灾危险性较小的一端。

6.0.5 氢气站内应将有爆炸危险的房间集中布置。有爆炸危险房间不应与无爆炸危险房间直接相通。必须相通时,应以走廊相连或设置双门斗。

6.0.6 制氢间、氢气纯化间、氢气压缩机间的电气控制盘、仪表控制盘的布置,应符合下列规定:

1 宜布置在相邻的控制室内;
2 控制室应以防火墙与上述房间隔开。

6.0.7 当氢气站内同时灌充氢气和氧气时,灌瓶间等的布置应符合下列规定:

1 应分别设置氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间及氧气灌瓶间、实瓶间、空瓶间;
2 灌瓶间可通过门洞与空瓶间和实瓶间相通,并均应设独立的出入口。

6.0.8 当氢气实瓶数量不超过60瓶时,实瓶、空瓶和氢气灌充器或氢气汇流排,可布置在同一房间内,但实瓶、空瓶必须分开存放。

6. 0.9 在同一房间内,可设置制氢装置、氢气纯化装置或各种型号的氢气压缩机。

6.0.10 当氢气站内同时设有氢气压缩机和氧气压缩机时,不得将氧气压缩机与氢气压缩机设置在同一房间内。

6.0.11 水电解制氢间内的主要通道不宜小于2.5m;水电解槽之间的净距不宜小于2.Om;水电解槽与墙之间的净距不宜小于1.5m。水电解槽与其辅助设备及辅助设备之间的净距,应按技术功能确定。

常压型水电解制氢装置的平面布置间距,应视规格、尺寸和检修要求确定。

6.0.12 氢气压缩机之间的净距不宜小于1.5m,与墙之间的净距不宜小于1.0m。当规定的净距不能满足零部件抽出时,则净距应比抽出零部件的长度大0.5m。
氢气压缩机与其附属设备之间的净距,可按工艺要求确定。

6.0.13 氢气纯化间主要通道净宽度不宜小于1.5m。纯化设备之间及其与墙之间的净距均不宜小于1.0m。

6.0.14 氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间和汇流排间的通道净宽度,应根据气瓶运输方式确定,但不宜小于1.5m,并应有防止瓶倒的措施。

6.0.15 氢气压缩机和电动机之间联轴器或皮带传动部位,应采取安全防护措施。当采用皮带传动时,应采取导除静电的措施。

6.0.16 氢气罐不应设在厂房内。在寒冷地区,湿式氢气罐和固定容积含湿氢气罐底部,应采取防冻措施。


条文说明

6 工艺布置

6.0.1、6.0.2 这两条制定的依据是:

1 设有各类制氢装置的氢气站的生产过程、化工单元设备与各种化工产品生产过程相似,因此参照国家标准《石油化工企业设计防火规范》的规定,当氢气站内的制氢装置、储氢装置等设备室外布置时,可将氢气站内的建筑物、构筑物和室外布置的单元设备视为一套工艺装置。

2 在氢气站工艺装置内的设备、建筑物平面布置的防火间距,是参照国家标准《石油化工企业设计防火规范》GB 50160中表4.2.1的有关规定,并结合氢气站的特点制定的。现将该标准的表4.2.1摘录于表5。

6.0.5 制定本条的依据是:

1 在现行国家标准《建筑设计防火规范》中规定有爆炸危险的甲、乙类生产部位,宜设在单层厂房靠外墙或多层厂房的最上一层靠外墙处。若必须在甲、乙类厂房内贴邻设置办公、休息室、控制室时,应采用耐火极限不低于3h的非燃烧体防护墙隔开。为此,本条规定,有爆炸危险房间不应与无爆炸危险房间直接相通。根据既要确保安全,又要适应生产要求的原则,若工艺布置确实需要时,有爆炸危险房间与无爆炸危险房间之间,应以走廊相连或设置双门斗隔开。实际使用中,经常保持一樘门处于关闭状态,避免氢气窜入无爆炸危险房间。

2 据调查,现正运行的各种规模的氢气站中,有爆炸危险房间——水电解制氢间、氢气纯化间、氢气压缩机间等,与无爆炸危险房间——碱液间、储存间、配电间、控制室、直流电源室及其变电站等均布置在同一建筑物内,有爆炸危险房间与无爆炸危险房间之间不直接相通,以防护墙相隔或经走廊或以双门斗相通。经多年的实际生产运行,证明这是可行的。

6.0.7 制定本条的依据是:

1 氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间与氧气灌瓶间、实瓶间、空瓶间鉴于下列因素应分别设置:

(1)氢气灌瓶间、实瓶间、空瓶间属于有爆炸危险房间;
(2)采用水电解制氢的氢气站灌充的电解氢气钢瓶或电解氧气钢瓶在使用中,时有事故发生。为确保安全生产,严格管理,避免氢气钢瓶、氧气钢瓶的错灌和实瓶、空瓶的混杂,防止事故的发生;
(3)氢气、氧气灌充过程中,时有事故发生。例如,北京某厂高压高纯氢气管破裂,发生着火事故,将铝板地面烧毁;宝鸡某厂,氢气灌瓶时,瓶阀漏气、着火,将其铜管烧毁,灌瓶间的窗玻璃震碎。

2 灌瓶间与实瓶间、空瓶间之间的气瓶运输频繁,为方便操作、运输,运行中的氢气灌瓶间与实瓶、空瓶间之间大部分是以门洞相通。所以规定灌瓶间可通过门洞与实瓶间、空瓶间相通。

6.0.8 按美国NFPA50A(1999年版)中表3.2.1规定,氢系统总容量不超过15000ft3(425m3)可设在专用房内,相当于压力为15 MPa的气瓶71瓶。

按现行国家标准《氢气使用安全技术规程》的规定,氢气实瓶数量不超过60瓶的可与耐火等级不低于二级的用氢厂房毗连。
现行国家标准《乙炔站设计规范》中规定,当实瓶数量不超过60瓶时,空、实瓶和灌充架(汇流排)可布置在同一房间内。

鉴于上述各标准、规范的规定,特作本条规定。

6.0.10 本条制定的依据是:

1 氢气压缩机间为有爆炸危险房间,电气设施均按1区爆炸危险环境进行设防;

2 据调查,氢气压缩机、高压氢气管道及氧气压缩机都是氢气站易发生事故的部位。如:某厂氢气压缩机,因高压压力表堵塞,清理不当,发生高压氢气着火事故;北京某厂氢气站,氢气压缩机三级排气安全阀动作,氢气外溢,室内发生燃烧着火;某厂氢气站,氧气压缩机的润滑用水中断,汽缸发生燃烧,引起着火事故。

鉴于上述情况,本条规定:不得将氧气压缩机与氢气压缩机设置在同一房间内。

6.0.11 本条是在对正在运行中部分采用水电解制氢的氢气站进行调查分析的基础上制定的。近年来,国内已有多种压力型水电解槽投入生产运行,由于此类水电解槽体积较小,目前容量最大的压力型水电解槽直径小于2.0m,并在制造厂出厂前已将各电解小室组装为整体,在现场进行整体安装。水电解槽检修时,可将槽体运送至检修场所进行检修。为此,本条规定:水电解制氢间的主要通道不宜小于2.5m;水电解槽之间的净距不宜小于2.Om,已能满足需要。

由于常压水电解制氢装置仍有使用,对此本条建议“视规格、尺寸和检修要求确定。

6.0.14 氢气钢瓶在储存、运输过程中发生瓶倒事故。不仅会造成操作人员受伤,而且还会诱发着火、爆炸,损坏房屋等严重后果。如:北京某厂曾发生一个氢气实瓶倒下,瓶阀被打断并飞出3m左右把墙打坏,钢瓶冲出1m多远;上海某厂曾发生氢气钢瓶瓶倒事故,瓶阀损坏漏出氢气,发生氢气着火;咸阳某厂在氢气灌充时,未将钢瓶固定,引起瓶倒,发生氢气着火事故;宝鸡某厂也因氢气钢瓶倒下,瓶嘴漏气,发生着火爆炸,玻璃窗被震碎。为此,为确保氢气钢瓶灌充、储存、运输中的安全,本条规定应有防止瓶倒的措施。

6.0.15 制定本条的依据是:

1 国家标准《石油化工企业设计防火规范》中规定:输送可燃气体、易燃和可燃液体的压缩机和泵,不得使用平皮带或三角皮带传动,若在特殊情况下需要使用皮带传动,应采取防止静电火花的安全措施。

2 据调查,国内氢气站中氢气灌瓶用的高压氢气压缩大部分采用3JY-O.75/150型压缩机,该设备为皮带传动,均采取了防静电接地措施。例如,北京某厂3JY-0.75/150型氢压机采取了压缩机与压缩机用电机分别接地,在压缩机旁打入2.5m长的3根相连的钢管与压缩机连接;另一工厂则采用室外埋设接地板和厂房内铝板相连,铝板与氢压机相连接的措施。
为此,制定本条规定是必要的,也是可以做到的。

6.0.16 制定本条的目的是为了确保氢气站的安全生产。

1 氢气罐,不论是湿式或固定容积式都用作制氢系统的负荷调节和储存,一旦发生事故,将会造成严重后果。如北京某研究所150m3湿式氢气罐,检修时发生爆炸事故,其钟罩整体冲上空中然后落到离原地数米处,部分金属、混凝土配重飞至数百米处。又如天津某电厂设有6台容积为1Om3、压力为小于等于0.8 MPa的固定容积氢气罐,1989年9月在倒罐操作过程中因氢气纯度不合格,1号罐发生爆炸事故,罐体炸成3块,底部一块重约1000kg,飞到29m处,上半部就地倒下,另一块重约260kg,爆炸后击破邻近水塔,落入150m远的燃油车间罐区,当场炸死值班人员1名。再如某厂8m3氢气罐,检修时发生爆炸事故,大碎片飞出20m,小碎片飞出40m以外。
鉴于以上实例,为了确保氢气站的安全生产,本条规定:“氢气罐不应设在厂房内。

2 为防止湿式氢气罐的水槽内水结冻,引起钟罩升降不畅,以至卡死,造成氢气罐损坏,应设有防冻措施。据调查,在我国采暖计算温度低于O℃的地区,湿式氢气罐均设有防冻措施,通常是采用蒸汽通入水槽进行保温防冻。

3 《火力发电厂建筑设计技术规定》中规定:“制氢站的储气罐应设在室外,在寒冷地区为防止阀门冻结,可将储气罐的下半部做成封闭式,室内净高不低于2.6m,其防爆要求同电解间”。如吉林某厂,设有12只1Om3氢气罐,罐下部2.8m以下全封闭,做成阀门室。

 

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