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近日，遼寧沈陽市消防救援支隊(duì)指揮中心接到報(bào)警，位于經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)大明湖街17號(hào)一企業(yè)內(nèi)的氫氣罐車軟管破裂爆燃，指揮中心立即調(diào)派滅火救援力量趕赴現(xiàn)場處置，目前火勢得到有效控制，明火已撲滅，正在對(duì)罐體進(jìn)行持續(xù)降溫，現(xiàn)場無人員傷亡。

中國車用氫能產(chǎn)業(yè)正處于快速起步階段。充分認(rèn)識(shí)氫氣的危險(xiǎn)性、安全利用氫能是我國車用氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的基礎(chǔ)。

氫氣是易燃易爆氣體，利用過程的安全措施一旦失當(dāng)，容易發(fā)生著火爆炸事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，但目前對(duì)氫氣的危險(xiǎn)性解讀存在一些誤區(qū)。2019 年，美國、韓國、挪威分別在氫運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加注過程發(fā)生了氫安全事故，導(dǎo)致當(dāng)?shù)匦紩和＜託湔具\(yùn)營，引發(fā)了業(yè)界對(duì) FCEV 產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的擔(dān)憂和對(duì)氫能利用安全技術(shù)研究的重視與關(guān)注。氫能安全利用貫穿氫氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、加注、FCEV 利用等環(huán)節(jié)，是 FCEV 產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的首要保障。

科學(xué)認(rèn)識(shí)氫氣危險(xiǎn)性，合理制定用氫安全對(duì)策

氫氣的理化性質(zhì)

氫是自然界廣泛存在的元素，煤炭、石油、天然氣、動(dòng)物、植物乃至人體都含有氫元素。氫氣具有無色、無味、無毒、可燃易爆的特點(diǎn)，密度為 0.0899 kg/Nm3，沸點(diǎn)為 –252.8℃，常溫下，氫氣性質(zhì)穩(wěn)定。下表列出了汽油、天然氣、氫氣的物理化學(xué)性質(zhì)。與汽油和天然氣相比，氫氣具有三個(gè)特性。


一是氫氣爆炸濃度下限與燃燒濃度下限差值遠(yuǎn)高于汽油和天然氣。為了強(qiáng)調(diào)其爆炸的危險(xiǎn)性，一些文獻(xiàn)資料只介紹爆炸濃度范圍，甚至將燃燒濃度范圍直接作為爆炸濃度范圍。在分析氫氣的安全性時(shí)，既要關(guān)注燃燒濃度范圍，也要關(guān)注爆炸濃度范圍。兩者之間是有明顯差異的，如果將氫氣的燃燒濃度范圍當(dāng)作爆炸濃度范圍，就放大了氫氣的易爆性。

二是氫氣燃燒時(shí)單位體積發(fā)熱量和單位體積爆炸能相對(duì)較低。氫氣燃燒時(shí)單位體積發(fā)熱量僅為汽油的 0.053%，單位體積的爆炸能量為汽油的 4.57%。

三是氫氣的比重最低。當(dāng)空氣的比重為 1 時(shí)，汽油蒸氣的比重在 3.4~4.0，氫氣僅為 0.0695，汽油在空氣中泄漏時(shí)會(huì)積聚在地面上，氫氣泄漏至空氣中很容易向上擴(kuò)散，在受限空間內(nèi)會(huì)集聚在上部，如果受限空間的上部有良好的通風(fēng)措施，氫氣就不容易集聚。

氫與材料的相容性問題

氫與材料的相容性問題是高壓氫氣系統(tǒng)選擇金屬材料時(shí)必須十分重視的問題，與儲(chǔ)氫瓶、管線、閥門、儀表、管件使用中的安全性密切相關(guān)。


氫氣在達(dá)到一定溫度和壓力時(shí)，會(huì)解離成直徑很小的氫原子向金屬材料中滲透，進(jìn)入材料的氫原子又會(huì)在材料內(nèi)部轉(zhuǎn)化為氫分子，還會(huì)和材料中的碳發(fā)生反應(yīng)造成脫碳并生成甲烷，從而在材料內(nèi)部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，使材料的塑性和屈服強(qiáng)度下降而造成材料發(fā)生裂紋與斷裂。如何選擇材料防止氫脆，提高氫氣與材料的相容性應(yīng)進(jìn)行必要的研究，而且 FCEV 供氫系統(tǒng)要在升壓降壓反復(fù)循環(huán)條件下長期運(yùn)行，材料選擇時(shí)還必須十分關(guān)注材料的抗疲勞性能。

氫能利用的安全對(duì)策

氫氣和天然氣均為易燃易爆氣體，對(duì)比物理化學(xué)性質(zhì)，氫氣的危險(xiǎn)性不高于天然氣。天然氣已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶成為日常使用的清潔燃?xì)?，像管理天然氣一樣管理氫氣，落?shí)安全措施，氫能是可以安全利用的。鑒于氫氣的物理化學(xué)性質(zhì)和天然氣安全使用的經(jīng)驗(yàn)，氫氣的安全利用應(yīng)遵守三個(gè)基本原則：

一是不泄漏，即防止氫氣尤其是壓縮氫氣系統(tǒng)的氫氣泄漏。要確保儲(chǔ)氫瓶、閥門、安全閥、管件、接頭及連接件、儀表、墊圈的可靠性，選用的金屬材料與氫要有良好的相容性。

二是早發(fā)現(xiàn)，即氫氣泄漏后能及早發(fā)現(xiàn)。要在容易發(fā)生氫氣泄漏的部位設(shè)置高靈敏度的氫氣濃度自動(dòng)檢測儀表及報(bào)警裝置，一旦發(fā)生泄漏能及時(shí)報(bào)警處理。

三是不積累，即防止氫氣泄漏后的積聚。受限空間如加氫站儲(chǔ)氫瓶的儲(chǔ)存間和氫氣壓縮機(jī)間要具備良好的通風(fēng)性能，易發(fā)生氫氣泄漏的部位要設(shè)置與氫氣檢測報(bào)警聯(lián)動(dòng)的防爆強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備，氫氣泄漏時(shí)要能夠迅速啟動(dòng)強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備，使氫氣盡快向空中擴(kuò)散。 

原標(biāo)題：沈陽氫車爆裂事件，如何確保氫車安全？