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行业资讯 | 科普 · 氢能知识20问②

发布日期:2023-08-17

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科普

氢能20问


Q21

加氢站系统有哪些核心装备?

加氢站系统的三大核心装备为氢气压缩机储氢系统(中国目前均为高压储氢系统)和氢气加注机


Q22

加氢站中成本占比最大的装备是什么?

加氢站成本中占比最大的是压缩机,其次是储氢设备。


Q23

氢气压缩机有哪些分类?

氢气压缩机根据技术路线,主要分为液压活塞式氢气压缩机隔膜式氢气压缩机离子压缩机


Q24

什么叫做储氢装置?

加氢站中用于充装高压氢气且安装在固定位置的装置,包括储气罐储氢装置无缝管式储气瓶储氢装置


Q25

储氢装置需要设置什么安全附件?

超压泄放装置、压力测量仪表、压力传感器、氢气泄漏报警装、氮气吹扫置换接口、位于储氢装置顶部的氢气排放管。


Q26

储氢装置的切断阀有什么要求?

储氢装置的切断阀宜采用截止阀或者球阀


Q27

影响我国氢气售价的最主要因素是什么?

中国加氢站氢气售价价格组成包括:氢气成本、加氢站维护、加氢站可变成本、储压器、压缩机、其他固定资产,其中影响我国氢气售价的最主要因素是包括制氢储运氢气在内的氢气成本部分,其中氢气成本占70%


Q28

外供氢加氢站的建设成本构成?

由于各种各样的原因,如站址选择、规模、竞争的考虑,加氢站的建设成本披露较少,从国外的数据来看,规模为200-300kg/d的加氢站,建设成本大概为2-3百万美元(折合人民币1340-2000万),其中固定资产为1.5-2百万美元(折合人民币1000-1340万),德国的加氢站要便宜些,位于Bonhoff的加氢站大概100百万欧元(折合人民币756万)。


Q29

氢气爆炸的必备条件是什么?

氢气爆炸极限是4.0%~75.6%(体积浓度),意思是如果氢气在空气中的体积浓度在4.0%~75.6%之间时,遇火源就会爆炸,而当氢气浓度小于4.0%或大于75.6%时,即使遇到火源,也不会爆炸


Q30

氢气爆炸的原理?

氢气爆炸的过程当在一定空间内部如一容器中的氢气含量处于爆炸极限内时,遇到明火,局部首先着火,并放出大量的热量,使生成的水蒸汽体积膨胀,压力急剧增大,在极短的时间内完成燃烧,同时引燃周围混合气体燃烧,空间内的压力猛然急剧增大,这就形成了爆炸。


Q31

氢能源在安全性上有什么优点

氢气具有很高的扩散系数和浮力,泄漏时浓度会迅速降低,如果发生爆炸,氢气的爆炸能量是常见燃气中最低的,就单位体积爆炸能而言,氢气爆炸能仅为汽油气的1/22


Q32

加氢站在设计过程中

要注重哪些安全问题?

加氢设备、输送管道等的防泄漏措施处理;加氢站内配置的电气元件应为防爆器件,同时采取可靠的防静电措施,防止因静电导致着火爆炸等事故的发生,加氢站内应设置排风排气装置,及时排除泄漏的氢气,加氢站中的加注模块应具备安全联锁功能和过压保护功能,由于高电位氢流会使氢气在空气中燃烧,还要防止高速氢流与储氢瓶之间摩擦导致的高电位氢流等等。


Q33

《氢气使用安全技术规程》中规定,

输入系统的氢气含氧量不得超过多少?

输入系统的氢气含氧量不得超过0.5%


Q34

《氢气使用安全技术规程》中规定,

氮气置换法中氮气含氧量不得超过多少?

氮气中含氧量不得超过3%


Q35

氢气有毒吗?

氢气本身对人体无害,燃烧的废气仅是蒸汽和少量的氮氧化物,因此不用担心氢气中毒。


Q36

氢气的泄漏与扩散速度如何?

氢气的泄漏与扩散约为甲烷的2.83倍,扩散速度非常快,但是也造成了一个好的方向就是燃烧的时候非常快地燃烧掉,并且在空气中是上升的,不是铺开的燃烧,在燃烧的时候比起汽油或者天然气是有优势的,但如何泄漏量较大,氢的快速扩散会导致室内空气很快到达着火点,具有较大的危险性


Q37

氢气输送过程容易发生哪些危险?

第一:氢气输送管道的防雷、防静电接地装置如果保护失效,雷电或静电积聚会使管道及构筑物遭到破坏或引起火灾爆炸事故。

第二:管道因腐蚀、意外撞击、热胀冷缩、振动疲劳等原因被损坏时,会造成大量的氢气外漏,当管道的法兰、阀门、焊缝泄漏或密封垫圈损坏而发生泄漏,泄漏的氢气遇火源会发生燃烧或爆炸。

第三:在抽送或压缩氢气时、检修、动火过程中各种原因导致氢气与氧气或其它助燃气体混合,达到一定的浓度极限时,遇火源会产生爆炸事故。

第四:外部明火导入管道内部,包括管道附近明火的导入,以及与管路相连接的焊接工具由于回火而导入管道内,管道过分靠近热源,管内气体过热引起的着火爆炸。

第五:带有水分或其它杂质的气体在管道内流动时,当超过一定的流速就会因摩擦产生静电积聚而放电。


Q38

氢的火焰是什么颜色的?

氢的火焰是无色的,在白天肉眼几乎看不到,只有在黑暗的条件下可以看到蓝色火焰,因此在白天很难被察觉,接近氢火焰的时候可能并不能意识到火焰的存在,有灼伤人体的风险,但是氢火焰在可见光范围内燃烧放出的热量较低,热辐射少,对周围环境中的物体影响也比较小,这也是有利的一点。


Q39

我国目前储存氢能的方式有哪些?

我国目前储存氢能的方式有高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢。


Q40

氢的运输方式有哪几种?

氢的运输方式包括道路车辆、铁路、轮船、管道运输四种。


内容来源:  氢能源与燃料电池(3060公众号)