??? 3．1 燃料電池車供氫系統(tǒng)的防火安全
??? (1)所有儲(chǔ)氫瓶、管道以及閥件均應(yīng)適用于氫介質(zhì)，儲(chǔ)瓶、管道及閥件所能承受的壓力留有足夠的安全裕量；儲(chǔ)氫瓶的安裝符合相關(guān)國(guó)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的無縫不銹鋼管。
??? (2)安裝前并組管路需經(jīng)過30 MPa水壓實(shí)驗(yàn)和2OMPa氣密檢查實(shí)驗(yàn)后才進(jìn)行總體安裝；總裝結(jié)束后，對(duì)整車氫供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行兩次氣密性檢查；在儲(chǔ)氫瓶的出口處設(shè)有過流保護(hù)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(dòng)機(jī)需要最大流量的2O％ 時(shí)，過流保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)切斷氫氣供應(yīng)；
??? (3)需在儲(chǔ)氫瓶的總出口設(shè)計(jì)一個(gè)電磁閥，在探測(cè)到氫氣泄漏或處于其他危險(xiǎn)情況時(shí)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(bào)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(cè)及報(bào)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(jì)等。
??? (1)氫泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可安裝在車頂部的儲(chǔ)氫瓶艙、乘客艙、燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)艙以及催化燃燒型傳感器附近，傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)車內(nèi)的氫含量，當(dāng)有任何一個(gè)傳感器檢測(cè)到的氫體積分?jǐn)?shù)超過氫爆炸下限(空氣中的氫體積分?jǐn)?shù)為4 )的1O 、3O 和50 時(shí)，監(jiān)控器會(huì)分別發(fā)出I級(jí)、II級(jí)、III級(jí)聲光報(bào)警信號(hào)。報(bào)警處理系統(tǒng)在接收到I級(jí)報(bào)警信號(hào)時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)聲光報(bào)警系統(tǒng)；同時(shí)通過聲光報(bào)警通知司機(jī)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(cè)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(yán)禁使用電源插座、接觸器、繼電器以及機(jī)械開關(guān)等可以引起電弧的用電裝置，嚴(yán)禁進(jìn)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(kù)的防火安全車庫(kù)的安全可從防氫氣積聚及防靜電等方面考慮。
??? (1)車庫(kù)內(nèi)防止氫氣積聚的措施主要包括氫泄漏監(jiān)測(cè)及報(bào)警處理系統(tǒng)，送、排風(fēng)設(shè)施等。車庫(kù)內(nèi)氫泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)檢測(cè)車庫(kù)內(nèi)的氫體積分?jǐn)?shù)，當(dāng)有任何一個(gè)傳感器檢測(cè)到的氫體積分?jǐn)?shù)超過氫爆炸下限(與車上標(biāo)準(zhǔn)相同)，監(jiān)控器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；同時(shí)自動(dòng)打開車庫(kù)上部
??? 的進(jìn)氣窗，并開啟車庫(kù)頂部的排風(fēng)機(jī)排風(fēng)，以排出氫氣。
??? (2)車庫(kù)使用的燈具、排風(fēng)機(jī)電機(jī)以及氫檢測(cè)傳感器均選用防爆型。
??? (3)車庫(kù)內(nèi)嚴(yán)禁使用電源插座、接觸器、繼電器以及機(jī)械開關(guān)等可以引起電弧的用電裝置，嚴(yán)禁進(jìn)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(duì)策
??? 筆者以上海安亭加氫站的消防設(shè)計(jì)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(gè)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(yàn)符合DOT一3AXX的規(guī)定；中國(guó)特種設(shè)備制造許可證：TS2200828- 2009。
???? (2)壓縮機(jī)：壓縮機(jī)單臺(tái)流量最大為28 kg／h，共2臺(tái)。制造和檢驗(yàn)合NFPA 52的規(guī)定。
??? (3)儲(chǔ)氣瓶組：9只，布置方式為3×3。系統(tǒng)的制造和檢驗(yàn)符合ASME Section VIII，Division 1，Appendix22；中國(guó)特種設(shè)備制造許可證：TS2200210-2010。
??? (4)加氣機(jī)：加氣機(jī)1臺(tái)；加氣槍2只(巴士和轎車各1)；布置：左右兩側(cè)。制造和檢驗(yàn)符合NFPA 52的規(guī)定。
??? 4．2 防火間距
??? 由于我國(guó)還沒有《燃料電池汽車高壓氫氣加氫站》的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)中特別注意拖車之間、壓縮機(jī)和高壓儲(chǔ)氣瓶之間、以及控制室和壓縮機(jī)之間的防火間距。此外，加氣機(jī)也需置于安全位置。在設(shè)計(jì)中參照了國(guó)內(nèi)外相應(yīng)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，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(chǔ)氣設(shè)備的最小間距1．5 m、設(shè)計(jì)3．0 m；
??? - - 儲(chǔ)氣設(shè)備和壓縮機(jī)的最小間距3 m、設(shè)計(jì)3 m；
??? - - 儲(chǔ)氣設(shè)備和加氣機(jī)的最小間距6 m、設(shè)計(jì)17．5 m；
??? - - 儲(chǔ)氣設(shè)備和站房的最小間距5 m、設(shè)計(jì)11．4 m；
??? - - 壓縮機(jī)和加氣機(jī)最小間距4 m、設(shè)計(jì)16 m；
??? - - 壓縮機(jī)和站房最小間距5 m、設(shè)計(jì)5．8 I2"1；
??? - - 加氣機(jī)和站房的最小間距5 m、設(shè)計(jì)7．5 m。
??? 4．3 電力設(shè)施及爆炸危險(xiǎn)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(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行。氫氣存儲(chǔ)或滯留區(qū)域?yàn)?區(qū)，在美國(guó)為1級(jí)1區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)所有電氣設(shè)備必須達(dá)到防爆要求，具體該區(qū)域包括拖車、壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、加氣機(jī)。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(guó)為1級(jí)2區(qū)。
??? 4．4 安全措施及其對(duì)策
??? (1)防火：站內(nèi)布置有6處紅外火焰探測(cè)器，兩個(gè)位于拖車棚，兩個(gè)位于壓縮機(jī)棚，兩個(gè)在加氣島。如探測(cè)到火焰信號(hào)，系統(tǒng)能通過壓縮機(jī)的集中控制面板將整個(gè)系統(tǒng)關(guān)閉，并將報(bào)警信號(hào)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(xiǎn)時(shí)能及時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)。同時(shí)，在站內(nèi)根據(jù)GB 50156的要求布置若干干粉滅火器。
??? (2)自動(dòng)噴淋冷卻系統(tǒng)：儲(chǔ)氣區(qū)設(shè)置了噴淋冷卻系統(tǒng)，在拖車及儲(chǔ)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(dá)到危險(xiǎn)極限。氫氣比空氣輕，所以可很快逃逸到非危險(xiǎn)區(qū)域。
??? (4)防爆：站內(nèi)布置有6處氫氣泄漏探測(cè)報(bào)警器，兩個(gè)位于拖車棚，兩個(gè)位于壓縮機(jī)棚，一個(gè)在加氣島，一個(gè)位于貯氣瓶組上方。如探測(cè)到氫氣泄漏信號(hào)，報(bào)警信號(hào)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(jī)和儲(chǔ)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(gè)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(hù)整個(gè)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(jìn)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(xiàn)：
??? [1]GB 501 77-2005．氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范[s]．
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??? [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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