高空探測業(yè)務(wù)制氫及用氫安全探討

陳成衛(wèi)

摘 要 氫氣在高空氣象探測業(yè)務(wù)中占據(jù)著極其重要的地位，其是獲取高空氣象探測數(shù)據(jù)資料的關(guān)鍵要素。因此，制氫及用氫屬于高空氣象探測業(yè)務(wù)中的重要工作。但由于氫氣本身具備易燃易爆的特點(diǎn)，在制氫及用氫工作開展過程中勢必會(huì)存在各種安全隱患。主要結(jié)合三亞市氣象局高空探測業(yè)務(wù)實(shí)際情況，首先闡述了氫氣的危險(xiǎn)性，接著探討了導(dǎo)致氫氣出現(xiàn)燃燒、爆炸等危險(xiǎn)狀況的原因，最后提出了幾點(diǎn)制氫及用氫工作安全策略，以確保高空探測業(yè)務(wù)的正常開展以及操作人員的生命安全。

關(guān)鍵詞 高空探測業(yè)務(wù)；制氫；用氫；安全探討

中圖分類號：S163 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.26.050

氫氣屬于臺(tái)站高空探測業(yè)務(wù)不可或缺的部分，同時(shí)氫氣在各類氣體中危險(xiǎn)程度也穩(wěn)居第一位。因此，高空探測業(yè)務(wù)制氫及用氫成為國家監(jiān)管的重點(diǎn)工作之一，同樣也是氣象單位安全工作的重要部分，其對于氣象部門的管理水平以及操作人員提出了更多、更嚴(yán)格的要求。根據(jù)氫氣的危險(xiǎn)性及影響因素，要求氣象部門高度重視制氫設(shè)備的安全運(yùn)行，強(qiáng)化安全管理制度建設(shè)，做好氫氣生產(chǎn)與使用操作人員的培訓(xùn)工作，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)章制度及技術(shù)規(guī)范要求，減少火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生，以期保障人身安全以及保護(hù)國家財(cái)產(chǎn)[1]。

1 氫氣的危險(xiǎn)性

氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體。在各種氣體中，氫氣的密度最小。常溫下，氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定，不容易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但當(dāng)條件改變時(shí)（如點(diǎn)燃、加熱、使用催化劑等），氫氣的危險(xiǎn)系數(shù)就很大。氫由于無色無味，燃燒時(shí)火焰是透明的，因此其存在不易被感官發(fā)現(xiàn)，當(dāng)空氣中氫氧體積比為4%～75%時(shí)，就容易形成爆炸混合物，引發(fā)燃燒爆炸事故。

2 造成氫氣燃燒以及爆炸的主要原因

造成氫氣燃燒及爆炸的主要原因除了直接的電打火或明火等火源之外，還有間接火源。間接火源主要有靜電和雷電。因?yàn)殪o電無法用肉眼看到，經(jīng)常會(huì)被忽略，所以靜電產(chǎn)生的火花是造成氫氣球出現(xiàn)火災(zāi)或爆炸的主要隱患。一是人體帶電。若人穿的衣服屬于電阻率較高的化纖材質(zhì)，必將會(huì)存在較高的電位，假如人體帶的電與球皮及鋼瓶帶電極性不一致，將會(huì)形成較大的電位差，這時(shí)候就會(huì)形成靜電火花。氣球施放人員在充灌及放氣工作中如果有脫衣動(dòng)作，那么在這個(gè)動(dòng)作中有時(shí)也會(huì)形成靜電火花。二是氣體帶電性。氣體中通常夾雜著液體或固體雜質(zhì)[2]。當(dāng)氣體同這些雜質(zhì)一同高速噴出，導(dǎo)致氣體同雜質(zhì)一同于容器內(nèi)活動(dòng)，并同容器內(nèi)壁產(chǎn)生碰撞與摩擦，在進(jìn)行相向分離的時(shí)候，微粒與容器壁均附這等量異號的電荷，就形成了靜電。氫氣自制氫缸、球皮及鋼瓶內(nèi)高速噴出時(shí)，瓶內(nèi)部存在的氧化鋁或石墨等雜質(zhì)均是形成靜電的重要因素。三是氫氣球充灌及收球時(shí)形成高電位。一方面因?yàn)闅怏w的帶電性，氣球充灌的時(shí)候氫氣自制氫缸或者鋼瓶噴出經(jīng)過橡皮管至球皮的工作中，制氫缸、球皮及導(dǎo)管在靜電的作用下存在高電位；另一方面，在收球放氣的過程中，氫氣自球皮內(nèi)噴出之后，球皮在靜電的作用下出現(xiàn)高電位，這極易造成球皮燃燒，發(fā)生火災(zāi)事故。四是氫氣高速噴出過程中產(chǎn)生靜電量大小的影響原因。首先，與其涵蓋的雜質(zhì)的量相關(guān)。涵蓋的固體或液體雜質(zhì)愈多，則帶電量愈多；其次，與氫氣的流速相關(guān)，氫氣的流噴速度愈大，則帶電量愈大；最后，與容器、噴出嘴以及管道等材質(zhì)相關(guān)，通常塑料材質(zhì)要比橡膠帶材質(zhì)的帶電量多。

3 高空探測業(yè)務(wù)制氫及用氫安全策略探討

3.1 加強(qiáng)制氫及用氫安全學(xué)習(xí)，確保業(yè)務(wù)安全開展

在日常的制氫及用氫過程中，工作人員要加強(qiáng)對操作流程的學(xué)習(xí)，熟練掌握各項(xiàng)流程，提高自身操作技能。同時(shí)，要保持高度負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)格按照相關(guān)工作制度以及各個(gè)流程步驟開展工作，確保實(shí)現(xiàn)規(guī)范操作。另外，在工作中不斷積累工作經(jīng)驗(yàn)，提升對于制氫設(shè)備設(shè)施的維護(hù)能力，以期確保制氫及用氫業(yè)務(wù)安全開展。例如，在值班時(shí)，要經(jīng)常對相關(guān)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保管道暢通；定期對電解槽電壓進(jìn)行檢查，在制氫中要進(jìn)行分析；要定期對過濾網(wǎng)進(jìn)行清洗，確保電解液保持清潔。

3.2 加強(qiáng)對制氫室及制氫設(shè)備的管理

氣象部門需要加強(qiáng)對制氫室及制氫設(shè)備的管理。一是要建立健全制氫站進(jìn)出制度，凡是出入制氫站的人員必須要進(jìn)行登記，嚴(yán)禁閑雜人員出入制氫場地；二是輸氫管道及圍墻位置需要設(shè)置“嚴(yán)禁煙火”醒目標(biāo)志，制氫場所及其周邊嚴(yán)禁堆放易燃易爆物品；三是制氫室頂部需要加裝通風(fēng)裝置，以避免氫氣聚集，造成危險(xiǎn)事

故；四是建立一套制氫設(shè)備的安全技術(shù)檔案，主要包括制氫設(shè)備的日常生產(chǎn)、充裝使用情況登記錄、定期檢查記錄及故障維修記錄等，要從檔案中汲取經(jīng)驗(yàn)與不足，從而更加可靠地開展制氫及用氫工作；五是要對制氫室及相關(guān)設(shè)備加裝防雷裝置，同時(shí)為了避免設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生靜電需要加裝接地地網(wǎng)，確保設(shè)備接地良好。需要注意的是，防雷設(shè)施及接地裝置必須符合防雷設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范要求，并要求定期進(jìn)行檢測，確保其能夠正常使用[3]。

3.3 氫氣球充灌、放氣過程中防靜電措施

氫氣球充灌、放氣過程中防靜電措施如下。一是操作人員在工作時(shí)最好穿著能夠防靜電的衣服，既不能在制氫及用氫穿著尼龍等容易形成靜電的衣服，也不能在氫氣球充灌、放氣場所脫衣。二是灌氫氣球的時(shí)候，制氫缸應(yīng)保證良好接地，在工作中可以采用導(dǎo)線就近同防雷接地體進(jìn)行相連接。三是在高空探測業(yè)務(wù)中要運(yùn)用含雜質(zhì)較少的氫氣。用制氫缸制氫充灌時(shí)，要先將管道、接口、球皮等地方的污物清理干凈，同時(shí)需要冷卻降低水汽含量。四是要控制好充灌時(shí)氫氣的流速，要求流速愈小愈好，通常情況下需要保證不超過8 m/s，以最大程度的減小靜電量。五是在收球時(shí)，需要將氫氣球進(jìn)行倒懸排放，嚴(yán)禁人為擠壓加速排放而導(dǎo)致帶電量增加，在折疊球皮前最好使球皮接觸接地金屬物體從而達(dá)到釋放靜電的目的，減少安全事故的發(fā)生[4]。

4 結(jié)語

制氫及用氫是高空氣象探測業(yè)務(wù)的重要環(huán)節(jié)。由于氫氣具備一定的危險(xiǎn)性，在制氫及用氫過程中容易引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故。因此，必須要高度重視高空探測業(yè)務(wù)制氫及用氫的安全工作。在日常的制氫及用氫過程中，操作人員要提高安全防范意識(shí)，加強(qiáng)制氫及用氫的安全學(xué)習(xí)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行操作。此外，要加強(qiáng)對對制氫室及制氫設(shè)備的管理，在氫氣球充灌、放氣過程中要采取相關(guān)防靜電措施，以減少或避免火災(zāi)或爆炸事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]張景云.加強(qiáng)制氫安全生產(chǎn)管理不斷提高技術(shù)保障水平[J].氣象水文海洋儀器，2007（4）：67-69.

[2]王文志，郭家旭，郭英杰.高空探測業(yè)務(wù)中制氫與用氫安全[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（8）：29.

[3]許正旭，李輝.水電解制氫系統(tǒng)安全體系建設(shè)探討[J].青海氣象，2007（1）：52-54.

（責(zé)任編輯：劉昀）