壓縮氫管束車充裝與運輸的安全管理與要求

高永宜 馬榮勝(南京工業大學，江蘇省安全科學生產研究院，江蘇南京210042)

壓縮氫管束車充裝與運輸的安全管理與要求

高永宜 馬榮勝(南京工業大學，江蘇省安全科學生產研究院，江蘇南京210042)

隨著國內鹽化工中有富余的氫氣，將這部分氫氣作為加氫裝置的氫源，可解決煉油行業氫源問題，同時形成煉化一體化。在氫氣運輸過程中，集裝管束運輸車發揮著重要作用；闡述了壓縮氫管束車充裝及運輸階段時的安全技術要求，針對異常現象提出了相應的判斷標識及處理措施，有效地確保了壓縮氫管束車充裝及運輸階段的安全要求及應急處置措施。

氫氣；裝(卸)氣柱；氣壓站；管束運輸車；安全要求

近幾年，隨著將鹽化工企業富余的氫氣運至煉油企業作為氫源應用技術取得的成功，不僅可以獲得優質的氫源，同時可以實現煉油和化工的有機結合，降低環境污染，實現清潔生產；當前，對氫氣的運輸一般采用高壓壓縮方法。雖然氫氣運輸方式眾多，但從發展趨勢來看，在我國今后相當長一段時期內，氫氣主要通過集裝管束運輸車進行氫氣異地運輸。由于氫氣極易燃燒，易與空氣形成爆炸性混合氣體，爆炸極限極寬，因此，如何提高壓縮氫管束車充裝與運輸過程的安全管理水平就變得尤為重要[1]。

1 氫氣理化性質

氫氣的分子式：H2，氫氣是一種無色.無臭.無味的氣體，是自然界中最輕的氣體。極難溶于水。標準狀況下，氫氣的密度為0.08987克/升，相當于氧氣的1/14。常壓下氫氣在－252.4℃時，變為無色的液體，在－259.1℃時，變為雪壯固體。在常溫下，氫氣的性質較不活潑，除非有合適的催化劑。但在高溫下則變的高度活潑，能與許多金屬和非金屬化合。氫氣極易燃燒，易與空氣形成爆炸性混合氣體，爆炸極限為4.1－74.2%[2]。

2 集裝管束運輸氫氣工藝

鹽化工富余的氫氣，經過脫水.脫氧等精制后經過壓縮機壓縮至20MPa，由裝氣柱裝入集裝管束運輸車，由運輸車至目的地后，由高壓卸車膠管把集裝管束運輸車和卸氣柱相連接，卸氣柱和調壓站相連，20MPa的氫氣由調壓站減壓至0.6MPa并入氫氣管網使用，工藝流程見圖1[3]。

3 壓縮氫管束車充裝安全技術要求

3.1 充裝前的準備

充裝前先檢查車輛是否安裝阻火器，靜電接地橡膠帶；檢查車輛外觀是否符合運輸管束車的要求，運輸證.駕駛員.押運證.道路運輸從業資格證.移動式壓力容器使用登記證等是否齊全；檢查車輛隨車滅火器是否完好無損；檢查管束車警示燈具.標志是否符合要求，操作箱是否完好無損。

打開管束車的充裝閥，檢查管束車有無余壓，余氣是否是氫氣，余壓是否大于等于0.05 Mpa；在管束車車輪下面放好防滑墊木；檢查管束車的管束進氣閥是否全開排污閥是否關閉。

3.2 充裝

充裝時確認是否連接好要充裝的管束車靜電接地夾；連接好充裝管，打開充裝匯流排充裝角閥，同時打開管束車充裝閥；在充裝管束車時，連接好匯流排另一側充裝管，當管束車壓力達到9 MPa時，試開另外一組匯流排總閥，檢查是否暢通。

當管束車達到規定壓力時，關閉充裝的管束車角閥和匯流排充裝角閥，打開放空閥，卸掉充裝管道內的壓力，拆下充裝管；在充裝過程中要不定時的檢查各連接處是否有泄漏，發現問題及時處理；同時需按規定要求，定時開啟壓縮機吹除閥，及時排出油水分離器中的油水。

3.3 充裝后的復檢

充裝后完成后作業人員需確保安全附件不泄漏，壓縮氫管束車外表溫度正常，充裝壓力正常，并張貼合格標簽，作好記錄。

4 壓縮氫管束車運輸安全技術要求

4.1 參數要求

圖1 氫氣充裝與運輸工藝流程圖

在實際運行過程中充氣壓力一般至19.0—19.5MPa，卸氣至瓶內壓力 0.6MPa，每次運輸氫氣量3750—3920Nm3，充氣時間1.5—2.5h／車，卸車時間1.5—3h／車，卸車時間和充裝時間可以隨氫氣用量在規定的范圍內調整[4]。

4.2 運輸安全技術要求

(1)冬季運輸.卸氣過程中，因氫氣中微量水結冰易造成調壓站切斷閥密封.膠圈的損壞，為此將卸氣站至調壓站之間的管線進行保溫.加伴熱來解決這一問題。

(2)氫氣裝車壓縮機在壓縮過程中會將微量機油帶入氫氣中易造成調壓站切斷閥密封膠圈的損壞.頻繁，更換膠圈。為此在氫氣裝車的流程加高效除油器解決了帶油的問題。

5 異常現象判斷及處理

表一異常現象判斷及處理

1.吸排氣閥損壞；11.轉動部位的噪聲1.連桿大頭軸瓦和小頭襯套磨損或燒掉；2.連桿螺釘松動，脫扣折斷等；3.十字頭銷磨損；4.曲軸兩端間隙過大；5.皮帶輪鍵磨損或軸向移動。1.清洗過濾網.油管.檢查油管對破裂漏油的進行更換修理；2.修理或更換新的配件；3.重新調節注油泵行程。1.檢查表管接頭并擰緊；2.更換壓力表；3.及時吹除油水。1.壓力表管接頭沒擰緊；2.壓力表有毛病；3.壓力表中有油水。12.壓力表讀數顯著下降或降低為零13.潤滑油壓力上升1.清洗油孔，用壓縮空氣吹凈；1.立即停車；2.檢查電機。14.注油器油量不正常1.換以新的；2.換以新的配件；3.換以新的配件。15.電機發出嗡嗡聲轉速下降16.電流表指示反常電動機過熱17.軸承過熱18.振動或雜音1.曲軸或連桿內油孔堵塞；1.吸油濾網堵塞.油管路堵塞.油管路中有破裂漏油；2.注油器的油泵柱與泵體過分磨損壓力達不到要求；3.注油調節不合適，使油量過多或過少。1.某相保險絲燒斷，造成兩相運轉；2.電機轉子與定子磨擦。1.主軸承燒壞；2.十字頭銷襯套燒壞；3.連桿大頭軸瓦燒壞。1.軸承與軸頸間的徑向間隙太小；2.油量不足或油量過高。1.主體基礎不堅實；2.地腳螺栓松動；3.軸承有毛病。1.活塞環磨損.斷裂或抱死；2.管路泄露；3.吸排氣閥損壞。19.充裝時壓力變化20.氣體溫度變化超過正常范圍1.更換大頭軸瓦和小頭襯套；2.檢查開口銷是否損壞，螺釘若發現拉長或損壞應更換；3.更換十字頭銷；4.更換新軸承；5.更換鍵并緊固螺母防止位移。1.調正至正常間隙；2.檢查供油情況。1.檢查振動原因，加固基礎和安裝；2.擰緊螺母；3.調整間隙或更換。1.更換；2.修復；3.修復或更換。1.修復壞氣閥；

6 結語

實踐證明，確保壓縮氫管束車充裝與運輸過程的“零事故”，就是保證集裝管束氫氣運輸系統的正常運行，不但使鹽化工的氫氣得到充分利用，同時又為煉化企業提供了優質的氫源，實現了煉油化工的有機結合，為煉化企業解決氫源問題提供了一條非常好的途徑。

[1]Qzren Ocic．21世紀煉油廠一能量因素，成本效應，良好環境[M]．北京：中國石化出版社，2006：6-10．

[2]馬建新，劉紹軍，周偉．加氫站氫氣運輸方案必選[J]．

[3]許勝軍，蓋小廠，王寧.集裝管束運輸車在氫氣運輸中的應用[J].山東化工，2015，44(2):88-89.

[4]袱春干．氫氣長管拖車的操作安全技術[J]．低溫與特氣，2009，27(1)：37-41．

高永宜(1972-)，男，江蘇昆山人，博士研究生，主要從事安全工程、化工工藝本質安全方面的研究。