李政：氢能产业的风险管控及过程安全管理.pptx-solarbe文库

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N o v 2 5 t h , 2 0 2 1 氢能产业的风险管控及过程安全管理李政  10年氢能 /危化行业安全设计及风险评估经验  高级工程师，国家一级安全评价师，注册安全工程师 , HAZOP主席（中国安全生产协会，功能安全认证工程师、定量风险评估师；  必维国际检验集团 -电力与通用工业事业群 - 氢能事务首席技术官  中国科学技术大学 -安全科学与工程 -工学硕士  E-mail zheng.libureauveritas.com  Mobile-phone 8613310663225 个人简介 1. 氢能产业的安全风险  典型事故案例分享  产业共性风险及各环节的主要风险 2. 现行安全监管体系  法律、法规、规章、强制 /推荐标准规范 3. 风险管控及过程安全管理  风险管控及过程安全的基本概念  氢能产业的要素应用 4. 案例分享目录氢能领域正获得前所未有的关注和投入安全风险如何管控前言典型事故案例 01 美国空气产品公司加氢站爆炸事故时间地点 2019 年 6 月 1 日美国加州圣克拉拉县主要过程人员伤亡社会影响事件起因空气产品公司加氢站储氢罐及运输设施发生爆炸并引发火灾氢气输送拖车高压气态氢气泄漏未造成人员伤亡当地氢燃料电池汽车氢供应暂时中断，事故发生地周围的企业及社会人员紧急疏散 02 挪威奥斯陆加氢站爆炸事故时间地点 2019 年 6 月 10 日挪威奥斯陆主要过程人员伤亡社会影响事件起因加氢站发生爆炸并引发火灾高压储存装置储氢罐中特定接头装配错误，导致氢泄漏 2人受伤当地丰田汽车和现代汽车暂停氢燃料车型销售典型事故案例时间地点 2019年 5月 23日韩国江原道江陵大田洞科技园主要过程人员伤亡社会影响事件起因 03 韩国江陵市大田洞科技园区储氢罐爆炸事故 2人死亡、 6人受伤工人正在对氢气罐（ 400L）进行测试时发生爆炸韩国国内加氢站建设被当地居民抵制；促进氢经济和氢安全管理法颁布受阻安全设施故障导致压力突然增加典型事故案例典型事故案例 04 东莞巨正源科技有限公司 “7·30” 氢气充装泄漏火灾事故时间地点主要过程人员伤亡社会影响事件起因未造成人员伤亡 2020 年 7 月 30 日广东省东莞市沙田镇氢气充装过程中发生泄漏，遇金属软管飞甩碰撞产生的火花引燃氢气充装金属软管断裂引发了国内针对氢安全的关注度典型事故案例 05 辽宁沈阳氢气长管拖车爆燃事故时间地点主要过程人员伤亡社会影响事件起因未造成人员伤亡 2021 年 8 月 4 日辽宁省沈阳市经济技术开发区氢气长管拖车软管破裂爆燃卸气软管断裂，导致氢泄漏进一步提升国内针对氢安全的关注度涉氢主要环节及风险制氢储氢输 /运氢加氢 FCEV  各环节都涉及易燃易爆物料氢  多存在高压、超高压、低温操作条件，某些环节涉及压缩及膨胀流程超压、超温、窜压、置换不彻底、跑冒滴漏等  各环节均使用计算机自动控制人员操作的方式运行控制系统拒动和误动，人员的误操作  各环节设备设施设计制造安全质量风险氢压力表、氢传感器、阀门的可靠性较差、使用寿命较短、容易泄漏等问题氢气类比风险物性汽油天然气氢气分子量 107.0 16.043 2.016 颜色有无无气味有无无比重（空气 1） 3.44.0 0.55 0.0695 扩散系数 /（ m2/S 5E-6 1.6E-5 6.1E-5 最小点火能 /MJ 0.24 0.29 0.019 燃烧浓度范围 /v 1.07.6 5.315.0 4.075.0 爆炸浓度范围 /v 1.13.3 6.313.5 18.359.0 自燃温度 /° C 228 540 527 氢气风险健康危害在高浓度时，由于空气中氧分压降低引起窒息。在很高的分压下，氢气可呈现出麻醉作用。操作处置注意事项密闭操作，全面通风。操作人员穿防静电工作服。使用防爆型的通风系统和设备。传送过程中容器必须接地和跨接。储存注意事项应与氧气、压缩空气、卤素氟、氯、溴、氧化剂等分开存放，储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，配备相应品种和数量的消防器材。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。主要设备  电解槽（碱液） , 氢气 /氧气冷却分离单元、洗涤单元、脱氧单元、干燥单元、分液过滤单元、碱液循环单元  撬块式设备制氢环节  自控系统关键参数控制失灵（液位、压力等一次表引压管共因失效）； SIL等级不符合要求；  设备关键安全附件（安全阀，压力表，液位计）设置齐全且符合要求；设计条件，材质选择合理（ S32168,焊后热处理  公用工程及辅助系统水、电、仪表风的供应是否可靠、冗余检测手段可靠便于观测；气动 /电动阀门故障状态制氢环节主要风险  物料风险氢气，氧气，碱液（ 30），五氧化二矾、干燥剂、催化剂；  工艺流程压力 /液位波动，氢氧互窜混合风险；电解槽温度无法取出，超温风险；干燥再生电加热器干烧风险；系统流程不畅、堵塞、泄压失效等超压风险储氢环节主要设备固定式压力容器、气瓶及其安全附件和仪表等安全阀、爆破片、紧急切断阀、压力表、温度计、压力传感器、温度传感器。主要风险氢气易漏易燃易爆，较大的燃烧、爆炸风险 ; 在高压、液氢或者深冷环境下工作，材料存在脆化风险；由于储氢压力容器和氢气瓶工作条件的复杂性如工作压力波动较频繁以及压力波动范围较大等，存在一定的疲劳失效风险。输氢环节主要设备氢气长管拖车和氢气管束式集装箱、移动式撬装加氢系统；管线。主要风险移动式撬装加氢系统泄漏（气瓶公称工作压力为 35/70 MPa） ; 采用非充装站内的直接加注或者卸载方式的操作风险加氢环节主要设备储氢设备、压缩机、冷却系统、加注设备等 ; 主要建构筑物压缩机房、变配电室、站房、加氢区顶棚等；主要风险氢气泄漏，火灾及爆炸事故；人员窒息风险；建构筑物坍塌；与周边工矿企业及敏感目标的相互影响；消防、供电的中断 2 现行安全监管体系 ► 法律  中华人民共和国安全生产法（ 2021年 9月 1日）（人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过，自 2021年 9月 1 日起施行）；  中华人民共和国能源法（征求意见稿）（ 2020年 4月 20日）；氢能被列为能源范畴；  中华人民共和国突发事件应对法（自 2007年 11月 1日起施行）；  中华人民共和国消防法（ 2019年 4月 23日修订）；  中华人民共和国环境保护法（ 2014年 4月 24日修订，自 2015年 1月 1日起施行）  法律、法规、规章及相关规范性文件两部委共识安全将作为行业发展前提， ► 法规、规章  危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法（国家安监总局令第 41号， 2017年国家安监总局令第 89号修订自 2017年 3月 6日起施行）  安全生产许可证条例（ 2014年修正）（国务院令第 653号，自 2014年 7月 29日起施行）；  危险化学品安全管理条例（ 2013年修正）（中华人民共和国国务院令第 591号，自 2013年 12月 7日起施行） ;  建设项目安全设施 “ 三同时 ” 监督管理办法（国家安监总局令第 36号， 2015年国家安监总局令第 77号修订，自 2015 年 5月 1日起施行）；  危险化学品重大危险源监督管理暂行规定（国家安监总局令第 40号， 2015年国家安监总局令第 79号修订，自 2015 年 7月 1日起施行）；  法律、法规、规章及相关规范性文件 ► 法规、规章  国家发展改革委工业和信息化部关于促进石化产业绿色发展的指导意见发改产业〔 2017〕 2105 号法律、法规、规章及相关规范性文件 ► 地方法规 ► 河北省及张家口法律、法规、规章及相关规范性文件 ► 地方性法规 ► 张家口  张家口市氢能产业安全监督和管理办法（ 9章 90条）；重大风险辨识到位、管控措施防护到位、关键装置重点部位管理到位的 “ 三个到位 ” 原则，在比对国内外现有规范和标准的基础上，对其进行了梳理和整合，并严格按照现行的法律法规，最终形成该办法。 ► 福州市加氢站建设及运营管理办法 2020年 11月 ► 成都市加氢站建设运营管理办法（试行） 2021年 3月 ► 大同市氢能产业安全监督和管理实施意见（试行） 2020年 10 月法律、法规、规章及相关规范性文件 ► 地方性法规成都市加氢站建设运营管理办法（试行） 2021年 3月大同市氢能产业安全监督和管理实施意见（试行） 2020年 10 月法律、法规、规章及相关规范性文件 ► 地方性法规无锡市氢能产业链安全管理暂行规定（征求意见稿） 2021-09- 03 苏州市加氢站安全管理暂行规定 2021-8-9 法律、法规、规章及相关规范性文件  法规、规章  国家安全生产监督管理总局安监总管三〔 2013〕 76号关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知， “ 涉及 “ 两重点一重大 ” 和首次工业化设计的建设项目，必须在基础设计阶段开展 HAZOP分析。 ”  安监总管三〔 2013〕 88号国家安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见， “ 对涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源的生产储存装置进行风险辨识分析，要采用危险与可操作性分析（ HAZOP）技术，一般每 3年进行一次。对其他生产储存装置的风险辨识分析，针对装置不同的复杂程度，选用安全检查表、工作危害分析、预危险性分析、故障类型和影响分析（ FMEA）、 HAZOP技术等方法或多种方法组合，可每 5年进行一次。 ” 法律、法规、规章及相关规范性文件  法规、规章 ►国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见（安监总管三【 2014 】 116号）  （十二）从 2016年 1月 1日起，大型和外商独资合资等具备条件的化工企业新建涉及 “ 两重点一重大 ” 的化工装置和危险化学品储存设施，要按照本指导意见的要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统。  （十三）从 2018年 1月 1日起，所有新建涉及 “ 两重点一重大 ” 的装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统；  其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统，从 2020年 1月 1日起，应执行功能安全相关标准要求，设计符合要求的安全仪表系统。法律、法规、规章及相关规范性文件相关规范性文件氢能产业标准化白皮书（ 2021年 10月）加氢站技术规范（ 2021年版） GB 50516-2010 ；汽车加油加气加氢站技术标准 GB 50156-2021；水电解氢氧发生器技术要求 GB 29411-2012 ；压力型水电解制氢系统安全要求 GB/T 37563-2019 氢能汽车用燃料液氢（ GB/T 40045-2021）；液氢贮存和运输技术要求（ GB/T 40060-2021）液氢生产系统技术规范（ GB/T 40061-2021）火灾自动报警系统设计规范（ GB50116-2013）；危险化学品重大危险源辨识（ GB18218-2018）；防止静电事故通用导则（ GB12158-2006）；建筑设计防火规范（ GB50016-2014， 2018年版）；供配电系统设计规范（ GB50052-2009）；安全阀一般要求（ GB/T12241-2005）；固定式压力容器安全技术监察规程（ TSG21-2016）；自动喷水灭火系统设计规范（ GB50084-2017）；工业企业噪声控制设计规范（ GB/T50087-2013） . 3 风险管控及过程安全管理 ► 一个系统中潜在的所有可能发生的事故或危害的情形； ► 风险级别是事故发生可能性与后果严重程度的关系衡量安全的尺度； ► 风险程度处于可接受水平，就是安全； ► 采取管控措施，使得系统 /项目 / 装置 /单元的风险程度始终处于可接受水平。风险与安全