??? 3．1 燃料電池車供氫系統(tǒng)的防火安全
??? (1)所有儲氫瓶、管道以及閥件均應(yīng)適用于氫介質(zhì)，儲瓶、管道及閥件所能承受的壓力留有足夠的安全裕量；儲氫瓶的安裝符合相關(guān)國家規(guī)范的安全要求，高壓氫氣連接管應(yīng)采用質(zhì)量符合國家標準的無縫不銹鋼管。
??? (2)安裝前并組管路需經(jīng)過30 MPa水壓實驗和2OMPa氣密檢查實驗后才進行總體安裝；總裝結(jié)束后，對整車氫供應(yīng)系統(tǒng)進行兩次氣密性檢查；在儲氫瓶的出口處設(shè)有過流保護裝置，當(dāng)管路或間件產(chǎn)生氫氣泄漏使氫氣流量超過燃料電池發(fā)動機需要最大流量的2O％ 時，過流保護裝置會自動切斷氫氣供應(yīng)；
??? (3)需在儲氫瓶的總出口設(shè)計一個電磁閥，在探測到氫氣泄漏或處于其他危險情況時可切斷供氫系統(tǒng)。
??? 3．2 燃料電池車的整車用氫系統(tǒng)的防火安全整車用氫安全系統(tǒng)主要從防氫氣泄漏及報警、防靜電等方面著手，電氣控制系統(tǒng)應(yīng)包括氫泄漏監(jiān)測及報警處理系統(tǒng)、車體防靜電接地、車內(nèi)部件防爆電氣設(shè)計等。
??? (1)氫泄漏監(jiān)測系統(tǒng)可安裝在車頂部的儲氫瓶艙、乘客艙、燃料電池發(fā)動機艙以及催化燃燒型傳感器附近，傳感器實時檢測車內(nèi)的氫含量，當(dāng)有任何一個傳感器檢測到的氫體積分數(shù)超過氫爆炸下限(空氣中的氫體積分數(shù)為4 )的1O 、3O 和50 時，監(jiān)控器會分別發(fā)出I級、II級、III級聲光報警信號。報警處理系統(tǒng)在接收到I級報警信號時，應(yīng)啟動聲光報警系統(tǒng)；同時通過聲光報警通知司機有氫氣泄漏，關(guān)閉氫供應(yīng)系統(tǒng)中氫氣瓶組出口的電磁閥，并采取其他相應(yīng)的處理措施。
??? (2)燃料電池車車體底部應(yīng)有多處接地線，以防止靜電積聚。
??? (3)燃料電池車的氫檢測傳感器均選用防爆型，氫安全處理系統(tǒng)中所用的繼電器選用防爆固態(tài)繼電器，車體嚴禁使用電源插座、接觸器、繼電器以及機械開關(guān)等可以引起電弧的用電裝置，嚴禁進行電焊、砂輪磨削等可以引起火花、電弧的操作。
??? 3．3 燃料電池車車庫的防火安全車庫的安全可從防氫氣積聚及防靜電等方面考慮。
??? (1)車庫內(nèi)防止氫氣積聚的措施主要包括氫泄漏監(jiān)測及報警處理系統(tǒng)，送、排風(fēng)設(shè)施等。車庫內(nèi)氫泄漏監(jiān)測系統(tǒng)可實時檢測車庫內(nèi)的氫體積分數(shù)，當(dāng)有任何一個傳感器檢測到的氫體積分數(shù)超過氫爆炸下限(與車上標準相同)，監(jiān)控器會發(fā)出報警信號；同時自動打開車庫上部
??? 的進氣窗，并開啟車庫頂部的排風(fēng)機排風(fēng)，以排出氫氣。
??? (2)車庫使用的燈具、排風(fēng)機電機以及氫檢測傳感器均選用防爆型。
??? (3)車庫內(nèi)嚴禁使用電源插座、接觸器、繼電器以及機械開關(guān)等可以引起電弧的用電裝置，嚴禁進行電焊、砂輪磨削等可以引起火花、電弧的操作。
??? 4 燃料電池加氫站的消防安全措施和對策
??? 筆者以上海安亭加氫站的消防設(shè)計為例，分析了燃料電池加氫站的消防安全措施。
??? 4．1 燃料電池加氫站的主要設(shè)備
??? (1)管束拖車：管束拖車有9個氣瓶組成，總水容積2 250 L；質(zhì)量28 180 kg。系統(tǒng)的制造和檢驗符合DOT一3AXX的規(guī)定；中國特種設(shè)備制造許可證：TS2200828- 2009。
???? (2)壓縮機：壓縮機單臺流量最大為28 kg／h，共2臺。制造和檢驗合NFPA 52的規(guī)定。
??? (3)儲氣瓶組：9只，布置方式為3×3。系統(tǒng)的制造和檢驗符合ASME Section VIII，Division 1，Appendix22；中國特種設(shè)備制造許可證：TS2200210-2010。
??? (4)加氣機：加氣機1臺；加氣槍2只(巴士和轎車各1)；布置：左右兩側(cè)。制造和檢驗符合NFPA 52的規(guī)定。
??? 4．2 防火間距
??? 由于我國還沒有《燃料電池汽車高壓氫氣加氫站》的規(guī)范和標準，設(shè)計中特別注意拖車之間、壓縮機和高壓儲氣瓶之間、以及控制室和壓縮機之間的防火間距。此外，加氣機也需置于安全位置。在設(shè)計中參照了國內(nèi)外相應(yīng)的規(guī)定和標準，燃料電池汽車高壓氫氣加氫站站內(nèi)各設(shè)備之間的安全間距為：
??? - - 儲氣設(shè)備的最小間距1．5 m、設(shè)計3．0 m；
??? - - 儲氣設(shè)備和壓縮機的最小間距3 m、設(shè)計3 m；
??? - - 儲氣設(shè)備和加氣機的最小間距6 m、設(shè)計17．5 m；
??? - - 儲氣設(shè)備和站房的最小間距5 m、設(shè)計11．4 m；
??? - - 壓縮機和加氣機最小間距4 m、設(shè)計16 m；
??? - - 壓縮機和站房最小間距5 m、設(shè)計5．8 I2"1；
??? - - 加氣機和站房的最小間距5 m、設(shè)計7．5 m。
??? 4．3 電力設(shè)施及爆炸危險區(qū)域劃分電力設(shè)施的區(qū)域劃分按GB 50058《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》執(zhí)行。氫氣存儲或滯留區(qū)域為1區(qū)，在美國為1級1區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)所有電氣設(shè)備必須達到防爆要求，具體該區(qū)域包括拖車、壓縮機、儲氣罐、加氣機。1區(qū)以外水平4．5 m、高程7．5 m的范圍為2區(qū)，在美國為1級2區(qū)。
??? 4．4 安全措施及其對策
??? (1)防火：站內(nèi)布置有6處紅外火焰探測器，兩個位于拖車棚，兩個位于壓縮機棚，兩個在加氣島。如探測到火焰信號，系統(tǒng)能通過壓縮機的集中控制面板將整個系統(tǒng)關(guān)閉，并將報警信號傳到控制中心的SCADA系統(tǒng)。此外，加氫站的很多地方都設(shè)有緊急關(guān)閉按鈕，以便操作人員在發(fā)現(xiàn)危險時能及時關(guān)閉系統(tǒng)。同時，在站內(nèi)根據(jù)GB 50156的要求布置若干干粉滅火器。
??? (2)自動噴淋冷卻系統(tǒng)：儲氣區(qū)設(shè)置了噴淋冷卻系統(tǒng)，在拖車及儲氣瓶組上方布置噴淋冷卻設(shè)施。
??? (3)緊急放散：燃料電池汽車高壓氫氣加氫站設(shè)置的緊急放空是確保站區(qū)內(nèi)外安全最關(guān)鍵的一環(huán)。該系統(tǒng)的任何地方都不能讓氫氣的滯留量達到危險極限。氫氣比空氣輕，所以可很快逃逸到非危險區(qū)域。
??? (4)防爆：站內(nèi)布置有6處氫氣泄漏探測報警器，兩個位于拖車棚，兩個位于壓縮機棚，一個在加氣島，一個位于貯氣瓶組上方。如探測到氫氣泄漏信號，報警信號傳到控制中心的SCADA 系統(tǒng)。此外，還有一道防爆墻將拖車和周圍區(qū)域隔離開，并將壓縮機和儲氣瓶隔離在控制中心的另一側(cè)。
??? (5)接地：所有設(shè)備和管道都必須連接至接地格柵。整個接地系統(tǒng)有很多銅極穿到地下，接地電阻小于5Ω。
??? (6)避雷：避雷針將閃電電荷傳至接地格柵，能保護整個站區(qū)。生產(chǎn)區(qū)的結(jié)構(gòu)頂棚均布有避雷帶。
??? (7)安全規(guī)定：非工作人員不得進入生產(chǎn)區(qū)，并制定了相應(yīng)的安全制度和操作規(guī)程等。
??? (8)通風(fēng)和阻火：集中放散管上設(shè)有阻火器。
??? 參考文獻：
??? [1]GB 501 77-2005．氫氣站設(shè)計規(guī)范[s]．
??? [2]DGJ 08 2055 2009，燃料電池汽車加氧站技術(shù)規(guī)程[s]．
??? [3]NFPA 52，Vehicular gaseous fuel systems code[S]．
??? [4]NFPA 496，Standard for purged and pressurized enclosures for electrical equipment[S]．
??? [5]NFPA 497，Recommended practice for the classification of flammable liquids，gases or vapors and of hazardous(classified)locations for electrical installations in chemical process areas[s]．
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