高压氢气储罐
燃料电池汽车工作原理
燃料电池汽车工作原理燃料电池汽车是一种新型的环保型交通工具，其工作原理基于燃料电池的电化学反应，将氢气与氧气通过电化学反应产生电能驱动电动机，推动汽车运行。
在燃料电池汽车中，主要包括燃料电池、电动机、电池组、氢气储罐等组成部分，下面将详细介绍燃料电池汽车的工作原理。
1. 燃料电池的工作原理燃料电池是燃料电池汽车的核心部件，其工作原理类似于电池。
燃料电池有多种类型，常见的是质子交换膜燃料电池（PEMFC）。
在燃料电池中，氢气经过阴极，氧气经过阳极，在电解质膜中发生电化学反应。
反应式如下：在阳极：2H2→4H++4e-在阴极：O2+4H++4e-→2H2O综合反应：2H2+O2→2H2O这些反应释放出能量，转化为电能，从而驱动电动机工作，推动汽车前进。
2. 电动机的工作原理电动机是燃料电池汽车的动力来源，接收来自燃料电池的电能，通过电磁感应原理将电能转化为机械能，驱动车辆运行。
电动机具有高效率、无排放、无噪音等优点，是燃料电池汽车的核心部件之一。
3. 电池组的作用电池组是用来存储电能的装置，通常是锂电池，在燃料电池汽车中充当储能装置的作用。
电池组可以储存来自燃料电池的电能，同时也可以通过回收制动能量实现能量回馈，提高能量利用效率。
4. 氢气储罐的原理燃料电池汽车需要氢气作为燃料，氢气储罐是存放氢气的设备。
氢气储罐通常采用高压氢气罐或液态氢气罐，确保氢气的稳定储存和供给。
氢气作为清洁能源的一种，可以通过水电解或氢气提取等方式制备。
总结：燃料电池汽车通过燃料电池产生电能驱动电动机工作，实现零排放、高效能的特点。
随着新能源汽车的不断发展，燃料电池汽车将成为未来交通运输的重要发展方向，助力构建绿色低碳的车辆出行环境。
HFCV电动汽车储氢系统火灾风险点及安全对策研究
HFCV电动汽车储氢系统火灾风险点及安全对策研究作者：张家恺刘拯浩来源：《今日消防》2024年第06期摘要：氢能源是一种清洁二次能源，相比于传统的化石燃料能源，具有用途广泛、无污染、低成本、储量大、可再生等特点，代表着世界能源发展的趋势。
通过分析HFCV电动汽车特有的高压储氢系统，掌握HFCV电动汽车特有的火灾风险点，为消防人员处置此类火灾事故提供参考。
关键词：氢气；氢能源；HFCV电动汽车；高压储氢系统；CFRP基体中图分类号：D631.6 文献标识码：A 文章编号：2096-1227（2024）06-0001-04HFCV是Hydrogen Fuel Cell Vehicles的简称，是以氢能源为动力的电动汽车。
目前，以氢能源为代表的清洁能源也在汽车上逐步开始应用，HFCV电动汽车具有清洁无污染、噪声小、成本低等特点，其燃料电池系统通过氢气与氧气反应结合生成水，不会产生有害物质及环境污染物质，同时不会产生传统汽车内燃机容易产生的噪声，它的主要驱动燃料是氢气，通过燃料电池里的回收装置，可以对未反应完的氢气进行回收并继续参与反应，从而确保了相比于传统内燃机而言更高的工作效率。
由于HFCV电动汽车正处于起步发展阶段，结构上与传统燃油汽车有很大不同，因此带来了新的汽车火灾事故风险点，使得消防救援人员面临了新的挑战。
相对于燃油汽車，HFCV电动汽车的主要风险来源于它所储存的氢燃料，与燃油汽车火灾不同，HFCV电动汽车由于它的高压储氢系统特点，还会出现喷射火、物理爆燃、化学爆燃等情况，而与之相关的可借鉴的火灾事故案例相对较少，且消防救援人员对相关事故风险点的了解也较为薄弱。
1 HFCV电动汽车工作原理及储氢系统结构特点1.1 HFCV电动汽车工作原理HFCV电动汽车是一种结合氢燃料电池系统的电动汽车。
由氢气和氧气的化学能转换为电能，为电池充电和电机运行提供电力。
氢燃料电池汽车一般由储氢罐、燃料电池反应堆、动力电池、电控系统、电机等组成。
氢能源技术存在的风险与安全挑战
氢能源技术存在的风险与安全挑战氢能源作为一种可再生能源，被广泛认为是未来能源革命的重要方向之一。
然而，与任何新兴技术一样，氢能源技术也存在一些风险与安全挑战。
本文将重点探讨氢能源技术存在的风险，并提出相应的解决方案。
首先，氢气的易燃性是氢能源技术的一个主要风险。
氢气在空气中的浓度达到4%到75%时，会形成易燃的混合气体，一旦遇到火源或产生火花，就可能引发火灾或爆炸事故。
因此，在氢能源技术的开发过程中，必须采取严格的安全措施，确保氢气的储存、运输和使用不会发生泄露或引起危险情况的发生。
例如，使用高强度材料来制造氢气储罐，采用安全阀和泄漏探测器来监测氢气系统的运行状况，制定严格的安全操作规程等。
其次，氢气的渗透性是另一个可能引发风险的因素。
由于氢气具有极小的分子尺寸，它可以通过许多传统能源设备中使用的材料（如金属、聚合物等）的微小缝隙渗入并积聚，导致材料的脆化和脱落。
这可能导致设备的功能丧失、损坏和事故的发生。
因此，在氢能源技术的应用领域，必须对材料的选择进行谨慎和严格的测试，确保其能够抵御氢气的渗透并保持稳定。
此外，氢气的高压储存也存在一定的危险性。
为了实现氢气的储存和输送，通常需要将其压缩到极高的压力。
这样做既带来了能源密度的提高，也增加了安全风险。
高压氢气可能导致储罐或管道的泄漏，引发爆炸、火灾等危险。
因此，必须制定严格的压力容器和管道设计标准，确保其能够承受高压环境下的安全运行，并进行定期检查和维护。
此外，氢气的生产和储存也需要耗费大量的能源，这可能会加剧环境问题。
在当前主流的氢气生产过程中，常使用化石燃料作为原料，这会导致二氧化碳等温室气体排放的增加。
另外，氢气的制备和储存过程中可能会对环境造成一定程度的污染。
因此，需要进行更多的研究，以开发出更加环保的氢能源生产方法，并提高氢气的制备效率，以减少能源消耗和环境影响。
为了解决这些风险与安全挑战，我们可以采取以下措施。
首先，加强氢能源技术的安全研究，不断改进氢气储存、运输和使用的安全措施，并配备必要的监测和报警系统。
电厂制氢站氢气罐的在线声发射检验及评定
只 在一端封 头 开 有 ＋ ０ １０ ｍｍ 的 手 孔 ，加 上 多层 包
１ 声发射检测技术
ｉ —ｅ ｖ ｃ ｅ ｓ ｌ ｗｈ ｃ ａ ｏ ｅ ｉ ｔ ｒ ａ ｌ ｎ ｐ ｃ ｅ ｎ ｓ ｒ ｉｅ ｖ ｓｅ ｓ ｉｈ ｃ ｎ ｎ ｔｂ ｎ ｅ ｎ ｌ ｉ ｓ ｅ ｔ ｄ．Ｔｈ ｕ ｃ ｓ ｆ ｔ ｅ ｔ ｓ ｉ ｅ ａ ｉ ｆ ｒａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｙ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓｏ ｈ ｅ ｔｇ ｖ ｓａ ｂ ｓｓ ｏ ｐ ｌ ｔｏ ｆ ＡＥ ｅ ｅ ｔ ｎ ｃ ｄ ｔｃ ｉ ｏ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｐ ｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｌ ｉ ｏ ｒｐ ａ ｔ ． ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔ ｒ ｓｕ ｅ ｖ ｓｅ ｓ ｎ ｐ ｗｅ ｌ ｎ ｓ Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｕ ｔｃ ｅ ｓｉ ｎ；ｈ ｄ ｏ ｅ ａ ｋ；ｏ —ｉ ｅ ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ；ｍｕ ｔｌ ｙ ｒ ｂ ｎ ｉ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ：ａ ｏ ｓ ｉ ｍｉｓ ｏ ｙ ｒｇｎｔｎ ｎ ｌ ｅ ｅ ｔｏ ｎ ｌ ａ ｅ ｉ ｄｎ ｉ
电厂 制 氢 站氢 气 罐 的在 线 声 发 射 检 验 及 评定
朱 信 钊
（ 东国华粤 电台山发 电有 限公 司，广 东，台山 ５ ９ ０ ） 广 ２ ２ ０
摘要 ：介绍 了采用声发射无损检 测技 术对制氢站 ６台多层 包扎 式氢 气储罐 在 带氢介质 下升压 进行在 线检验 和安
全评 定的方法 。试验说 明应 用声发射技术 可以在不停 运的情 况下对 无法进行 内部检 验 的在 用容 器进行检 验，保
重大危险源计算
05案例真题：脱硫系统包括制氢装置和氢气储罐，制氢装置为两套电离制氢设备和6个氢气储罐，两套电离制氢设备存有氢气数量分别为50kg和30kg；6个卧式氢气储罐体积为20m3、额定压力为3.2Mpa、额定温度为20℃，作为生产过程整体装置，这些装置与储罐管道连接。
（氢气密度：0℃，0.1MPA状态下密度0.09kg/m3.）锅炉点火主燃油使用柴油，厂区有2个500m3的固定柴油储罐，距离制氢系统500m.在同一院内有2个20m3的汽油储罐，距离制氢系统550m.（汽油的密度750kg/m3，汽油、柴油储罐充装系数为0.85.）氢气临界量为5吨，汽油临界量为200吨。
.答：（1）汽油储罐（2个20m3）是危险源，其储量是：2×20m3×750kg/m3×0.85=25500kg=25.5吨汽油临界量为200吨，这两个汽油储罐在一个单元内，不构成重大危险源。
柴油储罐2个500m3：2×500m3×840kg/m3×0.85=714000kg=714吨柴油临界量为5000吨，不是重大危险源。
(柴油这个可以不答，一般不是重大危险源)（2）制氢设备（包括氢气罐）是危险源，其储量计算如下：按临界量。
解法1（精确）先把高压氢气储罐换算为标准状态下的氢气体积：（纯理想气体的标准态是该气体处于标准压力p(100kPa)下的状态，即0.1Mpa,温度273.15K（0℃）作为参考温度）Ｐ１Ｖ１／Ｔ１＝Ｐ２Ｖ２／Ｔ２20×3.2/（273+20）=标准状态下氢气的体积×0.1/273标准状态下氢气的体积=20×3.2/（273+20）/（0.1/273）=596.3m3 氢气在0℃，0.1MPA状态下密度为0.09kg/m3，6个氢气储罐的储量是：6×596.3×0.09=322.0kg再加上两套电离制氢设备存有氢气数量分别为50kg和30kg则生产单元氢气储量是：50+30+322.0=402.0kg.=0.402吨，氢气临界量为5吨，不构成重大危险源。
储氢技术方案
储氢技术方案主要有以下几种：
压缩氢气存储技术：将氢气压缩到高压状态，通常以5000 psi（34 MPa）为基准，然后储存在氢气储罐中。
液态氢存储技术：利用极低的温度（-253°C）将氢气冷却并液化，然后储存在液态氢储罐中。
液态氢具有高能量密度，但存储和运输技术较为复杂和昂贵。
吸附存储技术：利用特殊吸附剂如活性炭等材料，将氢分子吸附在表面上来实现贮氢。
硅胶球存储技术：利用微小孔隙结构加工的球体填充物，将氢分子锁定在孔隙内实现贮藏。
氢化合物存储技术：将氢与其他元素形成化合物，如钠水滑石（NaMH）、锂水滑石（LiMH）等，以此实现贮藏。
直接电解水贮氢技术：利用电解过程将水分子分解为氧和氢，并将生成的氧排除。
地下盐穴储氢技术：将压缩的氢气存储至地下岩盐层中。
热解贮氢技术：通过加热固态储氢体并制造可控压力来释放出贮藏在其中的氢分子。
热解可以将大量的氢分子释放，但需要消耗大量的能量和时间。
这些方案各有特点，选择合适的方案取决于应用需求、成本、安全性和其他因素。
如何把氢储存起来
如何把氢储存起来？氢能体系主要包括氢的生产、储存和运输、应用三个环节。
而氢能的储存是关键，也是目前氢能应用的主要技术障碍。
大家知道，所有元素中氢的重量最轻，在标准状态下，它的密度为0.0899g/L，为水的密度的万分之一。
在-252.7℃时，可以为液体，密度70g/L，仅为水的十五分之一。
所以氢气可以储存，但是很难高密度的储存。
一对储氢系统的要求对储氢系统的要求很多，最重要的是高储氢密度。
衡量氢气储存技术先进与否的主要指标是单位质量储氢密度，即储氢单元内所储氢质量与整个储氢单元的质量（含容器、存储介质材料、阀及氢气等）之比。
例如，一个100kg的钢瓶（含阀和内部氢气质量）储有1kg的氢气，即单位质量储氢密度为1%。
现有汽车一般加注一次燃料可以行使600~700km，很自然，人们希望氢燃料电池车也应该达到同样的标准。
例如5座氢燃料电池驱动的轿车行驶500km约需氢气4kg，油箱的体积是50~60L，因此体积储氢密度必须达到67~80kg/m³。
基于此，美国能源部提出单位质量储氢密度达6.5%，单位体积储氢密度达62 kg/m³的目标要求。
事实上，国际权威机构则希望到2015年储氢标准进一步提高，体积储氢密度达到80 kg/m³，质量储氢密度达9%。
可见，摆在科学家和工程师面前的任务有多艰巨！储氢设备使用的方便性，例如充放氢气的时间、使用的环境温度等也是很重要的要求。
汽车的燃料消耗与其行使状态有关。
快速行驶要求储氢系统停止供氢。
而汽车在等待红灯时，则要求储氢系统停止供氢，这说明储氢系统应该有很好动态响应；而汽车在中途补充燃料时，也希望在几分钟之内完成，这就要求充氢气的速度特别快；寒冷的季节，气温会下降到零下几十度，此时要求储氢系统也能及时供应氢气。
这些常见而实际要求关系到氢能是否实用的全局，就是这些实际要求，有时，也会给不同的储氢系统带来相当大的难题。
不用说，储氢系统的安全性是第一重要的要求，不过因为所有的储氢系统在设计时都考虑安全性，并且在使用中能够满足安全要求，人们反而不经常单独提出了。
氢站、油站重大危险源辨识
氢站、油站重大危险源辨识氢站和油站都属于化工行业的重大危险源，其所带来的安全风险要求进行有效的辨识和管理。
本文将就氢站和油站的重大危险源进行辨识，并阐述相应的应对措施。
一、氢站的重大危险源辨识：1. 氢气泄漏：氢气具有强大的爆炸性，泄漏后可能与空气形成爆炸性混合物。
这种泄漏可能由于设备故障、操作失误、天气条件变化等原因引起。
应对措施：建立氢气泄漏检测系统，并采取相应的紧急停机和泄漏处理措施，如使用喷雾冷却、加入惰性气体等，确保人员安全，并避免爆炸事故的发生。
2. 氢气气体扩散：氢气具有较小的分子质量和高速扩散速度，一旦泄漏，能够迅速扩散到周围区域，造成广泛的气体浓度超标。
应对措施：确保氢气仓库与其他区域有良好的隔离，并采取适当的通风系统，确保气体扩散的控制在安全范围内。
3. 氢气压力容器爆炸：氢气储存常常使用高压容器，如气瓶或储罐，如果容器泄漏或受到外部冲击，容器会因压力增加而爆炸。
应对措施：确保氢气压力容器的质量和安全性能，定期进行检查和维护。
在容器设计中考虑应急释放装置，以减少爆炸可能性。
4. 氢气火灾：氢气在空气中有较宽的爆燃极限，当氢气与氧气混合到一定比例时，只需有点火源即可引发火灾。
应对措施：确保氢气存储区域不靠近火源，设置防爆门和防火墙，定期检查和测试消防设备和灭火系统的有效性，提供相应的消防培训和应急疏散措施。
二、油站的重大危险源辨识：1. 油品泄漏：油站存放大量的油品，如汽油、柴油等，如果出现泄漏，可能引发火灾和爆炸事故。
应对措施：设立油品泄漏检测系统，及时发现泄漏，并采取紧急停机、堵漏等措施，避免油品泄漏扩散并引发事故。
2. 油气混合物爆炸：当油品泄漏并与空气中的氧气混合到一定比例时，只需有点火源就可以引发爆炸。
应对措施：严禁在油站附近点燃明火和吸烟，设立静电接地装置，定期检查和测试灭火设备的有效性。
3. 火灾：油站使用大量的电力设备，如果发生短路或设备故障，可能引发火灾。
应对措施：设立火灾报警系统，定期检查和测试灭火设备的有效性，培训员工消防知识，制定消防预案并进行演练。
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项目名称 高压氢气储罐
技术参数和要求：
技术参数：直径 ***m
长度 ***m
材质 ***
壁厚 ***mm
要求：工作压力 10MPA
温度 常温
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高压氢气储罐
0.3方
交货时间 15天
制造单位有设计和制造资质 ，压力容器手续
上下封头裙坐式 进口、出口32，安全阀50，氮气置换进口15，置换
出口32，排净32，压力表标准口径，。按通用标准设计，沟通确定后制造。