加氣加氫合建站建設及運營分析

1 概述

CNG/LNG、氫氣合建站項目積極響應國家新舊動能轉換及高質量發展的要求，不斷開拓新能源業務，主動進行加氫站建設，積累加氫站建設與運營經驗，探索CNG/LNG加氣站與加氫站合建模式，并助推氫能示范城市建設發展，這也是燃氣公司從傳統化石能源業務向可再生能源業務轉型的重要實踐。

2 加氫站項目簡介及主要設備

本文所涉及的體積相關的量均是絕對壓力為101.3 kPa，溫度為293 K下的量。

① 項目簡介

某加氣加氫合建站項目是在已有CNG/LNG加氣站的基礎上進行加氫站建設，此加氫站是商業化固定式加氫站，加氫能力為100 kg/h，項目總投資0.3×10

元，服務對象是城市區域內氫燃料電池公交車、物流車、環衛車、重卡、乘用車等。

② 主要設備

Horses and oxen return to pasture without compulsion, two or three days later autumn-snow is coming.

加氫站通過外部供氫和站內制氫獲得氫氣，經過干燥、壓縮等工藝后對其進行儲存，最后通過加氫機對燃料電池汽車進行氫氣加注

。

a.氫氣運輸車：運輸壓力:20 MPa，容積:21～31 m

；每次可運輸氫氣350～550 kg。

運輸結構不斷優化，珠江水運綜合優勢進一步突顯。珠航局堅決落實國家關于推進運輸結構調整的決策部署，充分發揮珠江水運成本低、運量大、低碳環保的優勢，在打好污染防治攻堅戰的同時，也能更好地服務沿江地區的經濟發展。

加氫站主要的泄漏事件可分為持續泄漏和爆裂兩種，根據點火條件的不同，造成的事故后果主要有爆炸或火球、蒸氣云爆炸(Vapor Cloud Explosion，VCE)、閃火、噴射火、空氣中消散等。VCE是一類經常發生且后果十分嚴重的爆炸事故。在蒸氣云爆炸情況下，爆炸波致死半徑、重傷半徑、輕傷半徑均大于熱輻射致死半徑、重傷半徑、輕傷半徑

。

目標管理考核小組結合醫院實際與績效管理工具，采用關鍵績效指標方法，抓住關鍵核心指標，建立對科室的績效考核體系。

c.氫氣壓縮機組：將氫氣加壓注入儲氣系統的核心裝置，輸出壓力和氣體封閉性能是其最重要的性能指標；隔膜式壓縮機輸出壓力高，密封性能好，是加氫站氫氣壓縮系統的最佳選擇。該站采用輸出壓力為45 MPa、進氣壓力為5～20 MPa、加氫能力為50 m

/h氫氣壓縮機組2臺，實現一開一備。

以上案例中，關于D企業實行多元化的人員安排提供了“新”引導，這種趨向性開發實踐過程，不僅適應了企業當前發展階段，管理工作的全面性探索，也能夠始終保障企業管理環節擁有新鮮的血液，迎合了高速率發展的市場需求。

e.加氫機：為燃料電池汽車加注氫燃料的核心設備，加注壓力35 MPa，最大加注質量流量為4.0 kg/min。

病灶的典型層面及ADCtot值的測量方法見圖1。兩位醫師測得的ADCtot值分別為(1.54±0.27)×10-3、(1.55±0.28)×10-3mm2/s，ICC為0.994，一致性優秀。以ADCtot中位數(1.5×10-3mm2/s)為標準分成高低值兩組進行比較。

f.站控及安防系統：站控系統控制著加氫站的所有工藝流程，站控系統功能對于保證加氫站的正常運行至關重要。安防系統承擔著泄漏及火焰檢測分析、視頻監控等功能，為安全運行保駕護航。

3 加氫站運營危險性分析

① 工藝設備和材料危險性

2009年，微量物質示蹤技術在綏中油田[14]進行了應用，現場試驗表明微量物質示蹤劑具有用量少、檢測精度高、對環境無污染等優點。隨后大港油田[15]也取得了良好的現場使用效果。

氫氣與空氣混合能形成爆炸性混合物，氫氣爆炸極限為4.1%～74.1%。

b.卸氫柱：用來對接氫氣運輸車，導流氫氣進壓縮機組的裝置。

加氫站主要工藝裝置材料為鋼材，氫氣在高溫高壓下會使普通碳素鋼、低合金鋼產生腐蝕，導致材料的機械強度和塑性顯著降低，甚至破壞，造成鋼材的延伸率、斷面收縮率、沖擊韌性等顯著下降。加氫站內工藝設備材料發生高溫氫腐蝕、氫脆等，會導致鋼制設備強度降低。

② 工藝過程危險性

觀察組防護顯效、有效和無效分別為24、9、3例，患者急性和遠期手術并發癥發生1例，并發癥率2.78%；對照組患者防護顯效8例，有效21例，無效7例，患者急性和遠期手術并發癥發生2例，并發癥率5.56%。兩組患者的急性和遠期手術并發癥率無明顯差異，不具統計學意義（P＞0.05）；在防護效果上，觀察組具有顯著優勢（P＜0.05）。

肺部CT圖像是呼吸內科醫生對呼吸系統疾病進行治療的重要依據。但肺CT圖像在獲取、傳輸及存儲的過程中不可避免地要受到各種噪聲的干擾，從而會給病灶圖像分割及醫生判斷病人病情帶來不良的干擾，所以有關肺部CT圖像的去噪問題顯得尤為重要。

4 高壓氫氣集裝管束蒸氣云爆炸理論分析

4.1 氫氣的TNT當量計算

氫氣的TNT當量計算按式(1)

計算：

a.死亡區：在該區域內，人員因沖擊波作用導致肺出血死亡概率為50%。

(1)

式中

——蒸氣云的TNT當量,kg

——地面爆炸系數，取1.8

——蒸氣云的TNT當量系數

——泄漏到空氣中的氫氣物質的量，mol

——氫氣高熱值，kJ/mol，取285 kJ/mol

——TNT爆熱，kJ/kg, 取4 520 kJ/kg

蒸氣云的TNT當量系數即參與蒸氣云爆炸并對爆炸波的產生有實際貢獻的燃料占泄漏燃料的比例，取值范圍為0.02%～14.90%，本文取4.00%。

4.2 爆炸沖擊波的破壞作用

① 評估區域

在爆炸中人員的傷害評估中，最有意義的是劃分出死亡區、重傷區和輕傷區，具體評估標準如下。

湖區人口相對密集，生產、生活污染負荷重。據統計，2016年，湖區化學需氧量排放34.56萬t，總磷0.52萬t，總氮28.26萬t，加上湘、資、沅、澧四水及長江三口輸入污染負荷。近年來，洞庭湖水環境質量不容樂觀，湖體Ⅱ-Ⅲ類水質斷面基本消失，長期維持在中營養水平。根據監測，2015年，洞庭湖11個省控斷面中，V類水質斷面10個，IV類水質斷面1個，總體為輕度污染，主要污染因子為總磷，年均濃度為0.112mg/L。

(3) 孤島檢測技術 孤島檢測是微網安全穩定運行過程中的重要技術環節。為了實現微網并網,孤島模式的無縫切換,采用主動檢測方法實現非破壞性無盲區孤島檢測,也是微網研究者們未來的一個研究熱點。

b.重傷區：在該區域內，沖擊波超壓峰值為44 kPa時，人員因沖擊波作用而耳膜破裂的概率為50%。

c.輕傷區：在該區域內，沖擊波超壓峰值為17 kPa時，人員因沖擊波作用而耳膜破裂的概率為1%。

d.高壓儲氫罐：加氫站儲氫系統的儲氫容器，儲氣壓力是其主要技術指標。該儲氫罐儲氣容積5 m

，儲氣壓力是45 MPa。

上述商品項目代碼為08960012456.所有數字和為0+8+9+6+0+0+1+2+4+5+6=43，若想讓UPC的每位數字和可以被10整除，就要選取校驗碼為7，于是得到該商品的UPC為0 8 9 6 0 0 1 2 4 5 6 7．顯然，在商品項目代碼中，無論哪一位單個數碼的改變都會改變整個編碼的整除性，從而被校驗碼告知“編碼有誤”．

通過對死亡區、重傷區和輕傷區的劃分，可根據不同計算方式分別得出死亡區半徑、重傷區半徑和輕傷區半徑。

② 評估標準

a.死亡區半徑

死亡區內的人員如缺少防護，則被認為將無例外地蒙受嚴重傷害或死亡。其內半徑為0，外半徑記為

,如式(2)

所示。

(2)

式中

——死亡區外半徑，m

b.重傷區半徑

(2)學生學習方式的改革.傳統的課程教學中，，當學生受課時限制在課內無法完成教師布置的學習內容時或當選修課與其他課程有沖突時，學生在課外無法繼續進行學習.真實的網絡學習平臺提供案例的操作步驟，讓學生在課下也能繼續完成課內未完成的作品.

氫氣灌裝、壓縮、儲存等過程中，管道漏氣可能導致著火爆炸。如：某廠氫氣壓縮機，因高壓壓力表堵塞，清理不當，發生高壓氫氣著火事故；北京某廠氫氣站，氫氣壓縮機三級排氣安全閥動作，氫氣外逸，室內發生燃燒著火；某廠氫氣站,氧氣壓縮機的潤滑用水中斷，氣缸發生燃燒，引起著火事故。

重傷區內的人員如缺少防護，則絕大多數將遭受嚴重傷害，極少數人可能死亡或受輕傷。其內半徑為死亡區外半徑

, 外半徑記為

,計算方法如式(3)

所示。

c.輕傷區半徑

輕傷區內的人員如缺少防護，則絕大多數將遭受輕微傷害，少數人將受重傷或平安無事，死亡的可能性極小。該區內半徑為重傷區外半徑

，外半徑為

，如式(3)

所示。

(3)

0.137

+0.119

+0.269

-

(4)

式中

——蒸氣云爆炸的沖擊波不同損害區域外半徑，m

——中間變量

——標準大氣壓,Pa，取101 300 Pa

Δ

——沖擊波超壓峰值，Pa，重傷區計算取44 000 Pa，輕傷區計算取17 000 Pa

以1 mol氫氣泄漏到空氣中為例，得出蒸氣云的TNT當量為4.54 g，死亡區外半徑為0.143 m。經計算，得出重傷區中間變量

為1.000，輕傷區中間變量

為1.554，重傷區外半徑為0.208 m，輕傷區外半徑為0.324 m。

“30年的合作，我們見證了鄭州先科從篳路藍縷到鏗鏘崛起。”優秀經銷商代表在發表獲獎感言時表示，與鄭州先科同舟共濟30年，一方面是因為其領導人的人格魅力；另一方面是用30年澆灌出的友誼。過去，鄭州先科憑借過硬的產品質量和良好的信譽，走過了30年；未來，相信鄭州先科在不斷的創新發展中，定能穩步邁過一個又一個30年，成為一家百年企業。

5 合建站建設制約因素

① 技術要求

關于加氫站技術要求的國家現行標準涉及加氫站技術規范、系統安全標準等多方面

。GB 50516—2010《加氫站技術規范》(2021年版)自2021年5月1日起實施。主要內容增加并修改完善了液氫、加氫站等級劃分及技術要求、氫儲存系統及設備技術要求、氫管道及附件技術要求等內容。作為我國加氫站設計、建造、驗收、運營的主要現行國家標準，本次修訂很大程度上解決了GB 50516—2010《加氫站技術規范》與當前加氫站建設發展階段和需求不匹配的問題。

雖然國家已經出臺了一系列的相關技術標準,但是涉及氫氣合建站運營管理方面的較少。

② 成本

首先，制氫環節與化學、物理等基礎科學領域緊密相關，具體生產過程中的技術路線也復雜多樣，在基礎研究與實際技術方面的突破創新有可能改變整個業態環境

。其次，由于市場、生產條件等諸多方面限制，許多氫氣制備技術不能實現規模化生產，難以形成穩定氣源。該合建站選用了較高標準的氫氣，造成氫氣成本高，同時選用了國外先進設備，部分是特定設備，成本也較高。

[1] 張增剛,陳云麗. 加氫站危險源辨識及氫氣管束蒸氣云爆炸理論基礎[C]// 中國土木工程學會燃氣分會. 2019年中國燃氣運營與安全研討會(第十屆)暨中國土木工程學會燃氣分會學術年會論文集. 天津:《煤氣與熱力》雜志社有限公司，2019:1712-1716.

[2] 王榮. 淺論火災風險分析與評估[J]. 黑龍江科技信息,2014(22):23.

[3] 路世昌,王剛,彭錦志,等. 臨時加氫站火災爆炸風險評估及防范對策[J]. 消防科學與技術,2012(2):201-204.

[4] 潘季榮,高華偉,解東來,等. 醇基燃料的應用現狀和發展建議[J]. 煤氣與熱力,2019(6):B25-B27,B46.

[5] 李迎,馬微微,張飛云. 加氫站建設制約因素分析[J]. 煤氣與熱力,2020(5):B21-B23，B37.

[6] 王欽. 加氫站的規劃參考依據與發展路線[J]. 煤氣與熱力,2020(2):B20-B23，B45.