高空气象站水电解制涉氢工作中的安全事项及分析

张欣娥

摘 要：随着水电解制氢相在全国高空气象观测站的广泛应用，做好安全制氢、安全用氢是安全生产的首要工作。根据制氢用氢工作中的各种规范、标准，结合多年的实际经验，提出在制氢、用氢及制氢室设计施工等方面安全生产的注意事项，并对其原因进行简单的分析。

关键词：涉氢业务 安全事项 原因分析

中图分类号：TQ116 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（a）-0000-00

随着水电解制氢在全国气象部门120个探空站广泛应用，做好制涉氢安全工作成了高空业务中的一项重点工作，也是气象部门安全生产的一项主抓业务。

目前全国大部分高空站使用的水电解制氢机为邯郸718所研制的QDQ2-1型制氢机，其制氢原理是在充满碱性溶液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。其化学反应式如下：

阴 极： 2H+ + 2e → H2 ↑

阳 极： 2 OH- -2e →H2O + 1/2 O2↑

总反应： 2 H2O→2H2 ↑ + O2↑

电解槽中加碱性物质（氢氧化钾或氢氧化钠）的作用在于增加水的电导率，碱本身不参加电解反应，理论上是不消耗的。QDQ2-1型制氢机在工作电压、电解液温度等情况正常下每小时产氢量约为2M?。氢气的特性是无色无味，质量轻，如果氢气在空气中的浓度达23%～96%之间时，一遇火源就会发生爆炸。要确保制涉氢业务安全无误，首先是所有涉氢人员经过严格的培训，了解水电解制氢相关知识和操作技能，了解水电解制氢设备的基本原理、结构和性能，掌握制氢用氢安全操作技术，持证上岗。其次还要注意以下环节。

1 制氢室、储氢房及充气室的合理设计，是排除安全隐患的基础

1.1制氢室：

制氢室的整体设计要严格按照《高空气象台站水电解制氢建设要求》标准来设计，特别是防雷防静电、供电设施一定要按要求设计。

制氢室屋顶：制氢、储氢室屋顶一定要使用轻质材料，而且最好设计成尖顶，在尖顶顶端设通气孔。因为氢气特别轻，一旦发生泄露氢气立即升到最高处，很容易从顶端通气孔散发出去。特别是北方，冬季天气寒冷，那么平顶房须比尖顶屋多设几个通气孔才能将屋内聚集的氢气尽快疏散出去，这样室内温度降低很可能导致水管、排气管及储气罐底部结冰，形成堵塞，易引发事故。

1.2防静电装置

探空平衡器、工作台面、储氢设施、汇流排等设施都应具备良好的接地和防静电设施，其接地电阻应小于4Ω，各连接点一定要采用焊接方式连接。另制氢室外一定要安装一个静电释放装置，每个进入制氢室的人在入室之前触摸一下该装置，将身体上所带的静电释放干净，以防静电带入制氢室内引发事故。

1.3防冻装置

北方的冬天，制氢室温度虽然在0°以上，但有些通向室外或没有供暖设施场所的氢氧放空管、氢气输送管道及充气室的气球充气管等管道很容易结冰、堵塞，造成事故。建议在这些管道上采取保温措施，或绑上暖气管，让暖气与之伴行，并将暖气与管道用保温棉包好。或者直接捆绑电热带，电热带电源可单独供电，根据需求加热，亦可与制氢机电源共用，制氢机开启时同时给相应设施供热。

1.4氢气泄漏报警系统

在制氢室安装氢气泄漏报警系统，监控探头安在制氢室、储氢室，显示、报警系统安装在综合观测值班室。氢气泄露报警系统要定期检查。

2 制氢工作中的安全注意事项

制涉氢业务人员必须经过有关部门的专业培训，持证上岗。严格执行制氢用氢相关规章制度和操作规程，按操作规程完成各项制涉氢业务。按要求做好制氢机等设备的维护维修工作，并对维护维修情况做详实的登记。定期做好制氢设备设施的安全检定工作，对已到期的制氢机、储气罐等设备按程序报废。对已报废的设施一定要严格管理，不得它用或当废铁处理，否则使用者电焊切割等会造成爆炸、人员伤亡事故，因为高压已将氢气分子压到储氢罐等设施的钢结构内部。

制涉氢业务人员、设备保障维修人员上岗时必须配备防静电服装、防静电鞋、防碱手套等安全防护用品。制氢人员每次制氢前必须做好氢气纯度检验和制氢机小室电压测定，制氢期间尽量不要离开制氢室，随时观察制氢机工作情况。温控设施要经常检查，随时观察电解液温度和液面平衡情况。电解液温度感应器要定期检定，否则如果温度感应器坏虽然电解液温度已达85°但不能及时报警、实施降温，时间久了就会烧坏电解槽隔膜，隔膜破坏就会出现氢氧混合，当达到一定浓度时会造成爆炸事故。电解液短缺不及时补给也会出现上述情况。建议安装温度制动控制系统或温度感应原件双备份，工作人员可从对比两个温度感应原件的示值而判断制氢机随带的温度感应原件是否正常。

3.用氢及其他涉氢业务的安全事项

高空站制氢是为业务所用，不得它用。特别是充灌节日婚庆等活动所用的小气球，这是特别危险的。因为小气球大部分是手持或室内屋顶漂浮，而且处于人群聚集或离人很近的地方，一旦发生爆炸，很容易伤及人群。

要进制氢、储氢场所的工作人员禁止携带火柴、打火机、无线通讯设备和穿化纤工作服，特别是现在每人都有手机，电话随时打入，如有氢气泄露，那么在打接过程中可能会有危险发生。在进入制、储氢场所前应通过触摸接地体等方式释放人体和衣服上的静电。

给气球充气时速度不要太快，且储气罐内一定要残留一部分氢气，决不能放空，否则压力和外界相等时空气就容易进入储气罐，造成罐内氢氧混合，一遇静电或火花即引发发生爆炸。储氢罐体、阀门和连接气罐或储氢罐的管道等不能沾附油脂或其它可燃物。

制氢室、储氢室、充球室等用氢场所不得存放可燃物，同时配备干粉和二氧化碳灭火器等轻便消防器材。室内必须设置消防、清洗用水。

参考文献

[1] 气象台站氢气作业安全技术规范，中华人民共和国气象行业标准QX/T9-2004

[2] 高空气象台站水电解制氢建设要求，中国气象局，2008年11月

[3] 高空气象观测站制氢用氢管理办法，中国气象局观测司，2011年5月