李政：氢能产业的风险管控及过程安全管理.pptx

N o v 2 5 t h , 2 0 2 1 氢 能 产业 的 风险 管控及 过 程安全管 理 李 政  10年 氢 能 /危化行 业 安全 设计 及 风险评 估 经验  高 级 工程 师 ，国家一 级 安全 评 价 师 ，注册安全工程 师 , HAZOP主 席 （中国安全生 产协 会 ，功能安全 认证 工程 师 、定量 风险评 估 师 ；  必 维 国 际检验 集 团 -电 力与通用工 业 事 业 群 - 氢 能事 务 首席技 术 官  中国科学技 术 大学 -安全科学与工程 -工学 硕 士  E-mail zheng.libureauveritas.com  Mobile-phone 8613310663225 个 人 简 介 1. 氢 能 产业 的安全 风险  典型事故案例分享  产业 共性 风险 及各 环节 的主要 风险 2. 现 行安全 监 管体系  法律、法 规 、 规 章、 强 制 /推荐 标 准 规 范 3. 风险 管控及 过 程安全管理  风险 管控及 过 程安全的基本概念  氢 能 产业 的要素 应 用 4. 案例分享 目 录 氢 能 领 域 正 获 得 前 所 未 有 的 关 注 和 投 入 安 全 风 险 如 何 管 控 前言 典型事故案例 01 美国空气 产 品公司加 氢 站爆炸事 故 时 间 地 点 2019 年 6 月 1 日 美国加州圣克拉拉 县 主要 过 程 人 员伤 亡 社会影响 事件起因 空气 产 品公司加 氢 站 储氢 罐及运 输 设 施 发 生爆炸并引 发 火灾 氢 气 输 送拖 车 高 压 气 态氢 气泄 漏 未造成人 员伤 亡 当地 氢 燃料 电 池汽 车氢 供 应 暂 时 中断，事故 发 生地周 围 的企 业 及社会人 员紧 急疏散 02 挪威奥斯 陆 加 氢 站爆炸事 故 时 间 地 点 2019 年 6 月 10 日 挪威奥斯 陆 主要 过 程 人 员伤 亡 社会影响 事件起因 加 氢 站 发 生爆炸并引 发 火 灾 高 压储 存装置 储氢 罐中特定 接 头 装配 错误 ， 导 致 氢 泄漏 2人受 伤 当地丰田汽 车 和 现 代汽 车暂 停 氢 燃料 车 型 销 售 典型事故案例 时 间 地 点 2019年 5月 23日 韩 国江原道江陵大田洞科技 园 主要 过 程 人 员伤 亡 社会影响 事件起因 03 韩 国江陵市大田洞科技园区 储氢 罐爆炸事 故 2人死亡、 6人受 伤 工人正在 对氢 气罐（ 400L） 进 行 测试时发 生爆炸 韩 国国内加 氢 站建 设 被当地居民抵制 ； 促 进氢经济 和 氢 安全管理法 颁 布 受阻 安全 设 施故障 导 致 压 力突然增 加 典型事故案例 典型事故案例 04 东 莞巨正源科技有限公司 “730” 氢 气充装泄漏火灾事 故 时 间 地 点 主要 过 程 人 员伤 亡 社会影响 事件起因 未造成人 员伤 亡 2020 年 7 月 30 日 广 东 省 东 莞市沙田 镇 氢 气充装 过 程中 发 生泄漏， 遇 金属 软 管 飞 甩碰撞 产 生的 火花 引燃 氢 气充装金属 软 管断裂 引 发 了国内 针对氢 安全的关注 度 典型事故案例 05 辽 宁沈阳 氢 气 长 管拖 车 爆燃事 故 时 间 地 点 主要 过 程 人 员伤 亡 社会影响 事件起因 未造成人 员伤 亡 2021 年 8 月 4 日 辽 宁省沈阳市 经济 技 术 开 发 区 氢 气 长 管拖 车软 管破裂爆 燃 卸气 软 管断裂， 导 致 氢 泄 漏 进 一步提升国内 针对氢 安全的关 注 度 涉 氢 主要 环节 及 风 险 制 氢 储 氢 输 /运 氢 加 氢 FCEV  各 环节 都涉及易燃易爆物料 氢  多存在 高 压 、超高 压 、低 温 操作条件，某些 环节 涉及 压缩 及膨 胀 流 程 超 压 、超温、 窜压 、置 换 不 彻 底、跑冒滴漏等  各 环节 均使用 计 算机 自 动 控制 人 员 操作 的方式运行 控制系 统 拒 动 和 误动 ，人 员 的 误 操作  各 环节设备设 施 设计 制造 安全 质 量 风险 氢压 力表、 氢传 感器、 阀门 的可靠性 较 差、使用寿命 较 短、容易泄漏等 问题 氢 气 类 比 风 险物性 汽油 天然气 氢 气 分子量 107.0 16.043 2.016 颜 色 有 无 无 气味 有 无 无 比重（空气 1） 3.44.0 0.55 0.0695 扩 散系数 /（ m2/S 5E-6 1.6E-5 6.1E-5 最小点火能 /MJ 0.24 0.29 0.019 燃 烧浓 度范 围 /v 1.07.6 5.315.0 4.075.0 爆炸 浓 度范 围 /v 1.13.3 6.313.5 18.359.0 自燃温度 / C 228 540 527 氢 气 风 险 健康危害 在高 浓 度 时 ，由于空气中氧分 压 降低引起 窒 息 。 在很高的分 压 下， 氢 气可呈 现 出 麻 醉 作用。 操作 处 置注意事 项 密 闭 操作，全面通 风 。 操作人 员 穿 防静 电 工作服 。使用 防爆型的通 风 系 统 和 设备 。 传 送 过 程中容器 必 须 接地和跨接 。 储 存注意事 项 应 与 氧气、 压缩 空气、 卤 素 氟、 氯 、 溴 、氧化 剂 等 分开存放 ， 储 存 间 内的照明、通 风 等 设 施 应 采用防爆 型 ，配 备 相 应 品种和数量的 消防器材 。 禁止使用易 产 生火花的机械 设备 和工具。 主要 设备  电 解槽（碱液 ） , 氢 气 /氧气冷却分离 单 元、洗 涤单 元 、 脱氧 单 元、干燥 单 元、分液 过滤单 元、碱液循 环单 元  撬 块 式 设备 制 氢环 节  自控系 统 关 键 参数控制失灵（液位、 压 力等一次表 引 压 管共因失效）； SIL等 级 不符合要求；  设备 关 键 安全附件（安全 阀 ， 压 力表，液位 计 ） 设 置 齐 全且符合要求； 设计 条件，材 质选择 合理（ S32168,焊 后 热处 理  公用工程及 辅 助系 统 水、 电 、 仪 表 风 的供 应 是否可靠、冗余 检 测 手段可靠便于 观测 ； 气 动 /电动阀门 故障状 态 制 氢环节 主要 风 险  物料 风险 氢 气，氧气，碱液（ 30），五氧化 二 矾 、干燥 剂 、催化 剂 ；  工 艺 流程 压 力 /液位波 动 ， 氢 氧互 窜 混合 风险 ； 电 解槽温度无法取出，超温 风险 ； 干燥再生 电 加 热 器干 烧风险 ； 系 统 流程不 畅 、堵塞、泄 压 失效等超 压 风险 储氢环 节 主要 设备 固定式 压 力容器、气瓶及其安全附 件和 仪 表等 安全 阀 、爆破片、 紧 急 切断 阀 、 压 力表、温度 计 、 压 力 传 感器、温度 传 感器 。 主要 风险 氢 气易漏易燃易爆， 较 大的燃 烧 、 爆炸 风险 ; 在 高 压 、液 氢 或者深 冷 环 境下工作 ， 材料存在 脆化 风险 ； 由于 储氢压 力容器和 氢 气瓶工作条 件的复 杂 性 如工作 压 力波 动较频 繁以及 压 力波 动 范 围较 大等 ，存 在一定的 疲 劳 失效 风险 。 输氢环 节 主要 设备 氢 气 长 管拖 车 和 氢 气管 束 式 集 装箱、移 动 式撬装加 氢 系 统 ； 管 线 。 主要 风险 移 动 式撬装加 氢 系 统 泄 漏 （ 气 瓶公称工作 压 力 为 35/70 MPa） ; 采用非充装站内的直接 加 注或 者卸 载 方式的 操作 风险 加 氢环 节 主要 设备 储氢设备 、 压缩 机、冷却系 统 、加注 设 备 等 ; 主要建构筑物 压缩 机房、 变 配 电 室、站房、加 氢 区 顶 棚等 ； 主要 风险 氢 气泄漏，火灾及爆炸事故； 人 员 窒息 风险 ； 建构筑物坍塌； 与周 边 工 矿 企 业 及敏感目 标 的相互影响 ； 消防、供 电 的中断 2 现 行安全 监 管体系 ► 法律  中 华 人民共和国安全生 产 法（ 2021年 9月 1日 ） （人 民代表大会常 务 委 员 会第二十九次会 议 通 过 ，自 2021年 9月 1 日 起施行） ；  中 华 人民共和国能源法（征求意 见 稿） （ 2020年 4月 20日）； 氢 能被列 为 能源范畴；  中 华 人民共和国突 发 事件 应对 法 （自 2007年 11月 1日 起施行 ） ；  中 华 人民共和国消防法 （ 2019年 4月 23日修 订 ） ；  中 华 人民共和国 环 境保 护 法 （ 2014年 4月 24日修 订 ， 自 2015年 1月 1日起施行）  法律、法 规 、 规 章及相关 规 范性文 件 两部委共 识 安全将作 为 行 业发 展前提 ， ► 法 规 、 规 章  危 险 化学品生 产 企 业 安全生 产许 可 证实 施 办 法 （国 家 安 监总 局 令 第 41号 ， 2017年 国家 安 监总 局 令 第 89号修 订 自 2017年 3月 6日起施行）  安全生 产许 可 证 条例（ 2014年修正） （国 务 院令第 653号，自 2014年 7月 29日 起 施行 ） ；  危 险 化学品安全管理条例（ 2013年修正） （ 中 华 人民 共和国国 务 院令第 591号 ， 自 2013年 12月 7日起 施 行） ;  建 设项 目安全 设 施 “ 三同 时 ” 监 督管理 办 法 （ 国家 安 监总 局令第 36号 ， 2015年国 家 安 监 总 局令 第 77号 修 订 ， 自 2015 年 5月 1日起施行 ） ；  危 险 化学品重大危 险 源 监 督管理 暂 行 规 定 （国家安 监 总 局令 第 40号 ， 2015年 国家 安 监总 局 令第 79号修 订 ，自 2015 年 7月 1日起施行） ；  法律、法 规 、 规 章及相关 规 范性文 件 ► 法 规 、 规 章  国家 发 展改革委 工 业 和信息化部关于促 进 石化 产 业 绿 色 发 展的指 导 意 见 发 改 产业 〔 2017〕 2105 号 法律、法 规 、 规 章及相关 规 范性文 件 ► 地方法 规 ► 河北省及 张 家 口 法律、法 规 、 规 章及相关 规 范性文 件 ► 地方性法 规 ► 张 家口  张 家口市 氢 能 产业 安全 监 督和管理 办 法 （ 9章 90条）； 重大 风险 辨 识 到位、 管控措施 防 护 到位、 关 键 装置重点部 位 管理到位的 “ 三个到位 ” 原 则 ，在比 对 国内外 现 有 规 范和 标 准的基 础 上， 对 其 进 行了梳理和整合，并 严 格按 照 现 行 的法律法 规 ，最 终 形成 该办 法。 ► 福州市加 氢 站建 设 及运 营 管理 办 法 2020年 11月 ► 成都市加 氢 站建 设 运 营 管理 办 法（ 试 行 ） 2021年 3月 ► 大同市 氢 能 产业 安全 监 督和管理 实 施意 见 （ 试 行 ） 2020年 10 月 法律、法 规 、 规 章及相关 规 范性文 件 ► 地方性法 规 成都市加 氢 站建 设 运 营 管理 办 法 （ 试 行 ） 2021年 3月 大同市 氢 能 产业 安全 监 督和管理 实 施意 见 （ 试 行 ） 2020年 10 月 法律、法 规 、 规 章及相关 规 范性文 件 ► 地方性法 规 无 锡 市 氢 能 产业链 安全管理 暂 行 规 定（征求意 见 稿 ） 2021-09- 03 苏 州市加 氢 站安全管理 暂 行 规 定 2021-8-9 法律、法 规 、 规 章及相关 规 范性文 件  法 规 、 规 章  国家安全生 产监 督管理 总 局 安 监总 管三 〔 2013〕 76号关于 进 一步加 强 危 险 化学 品建 设项 目安全 设计 管理的通知 ， “ 涉 及 “ 两重点一重大 ” 和首次工 业 化 设计 的 建 设 项 目，必 须 在 基 础设计阶 段 开展 HAZOP分 析。 ”  安 监总 管三〔 2013〕 88号国家安全 监 管 总 局关于 加 强 化工 过 程安全管理的指 导 意 见 ， “ 对 涉及重点 监 管危 险 化学品、重点 监 管危 险 化工工 艺 和危 险 化学 品重大危 险 源的生 产储 存装置 进 行 风险 辨 识 分析， 要 采用危 险 与可操作性分析 （ HAZOP） 技 术 ，一般 每 3年 进 行一次 。 对 其他生 产储 存装置的 风险 辨 识 分析 ， 针对 装置不同的复 杂 程度， 选 用安全 检查 表、工 作危 害分析、 预 危 险 性分析、故障 类 型和影响分析 （ FMEA） 、 HAZOP技 术 等方法或多种方法 组 合 ， 可每 5年 进 行一 次 。 ” 法律、法 规 、 规 章及相关 规 范性文 件  法 规 、 规 章 ►国家 安 全 监 管 总 局关于 加 强 化工 安 全 仪 表 系 统 管理 的 指 导 意 见 （安 监 总 管 三 【 2014 】 116号）  （十二）从 2016年 1月 1日起，大型和外商独 资 合 资 等具 备 条件的化工企 业 新建涉及 “ 两重点一重大 ” 的化 工装置和危 险 化学品 储 存 设 施，要按照本指 导 意 见 的要求 设 计 符合相关 标 准 规 定 的安全 仪 表系 统 。  （十三）从 2018年 1月 1日起，所有新建涉及 “ 两重点一重大 ” 的装置和危 险 化学品 储 存 设 施要 设计 符合 要 求的安全 仪 表系 统 ；  其他新建化工装置、危 险 化学品 储 存 设 施安全 仪 表系 统 ， 从 2020年 1月 1日起， 应执 行功能安全相关 标 准 要 求， 设计 符合要求的安全 仪 表系 统 。 法律、法 规 、 规 章及相关 规 范性文 件 相关 规 范性文 件 氢 能 产业标 准化白皮 书 （ 2021年 10月） 加 氢 站技 术规 范 （ 2021年版） GB 50516-2010 ； 汽 车 加油加气加 氢 站技 术标 准 GB 50156-2021； 水 电 解 氢 氧 发 生器技 术 要 求 GB 29411-2012 ； 压 力型水 电 解制 氢 系 统 安全要 求 GB/T 37563-2019 氢 能汽 车 用燃料 液 氢 （ GB/T 40045-2021）； 液 氢贮 存和运 输 技 术 要 求 （ GB/T 40060-2021） 液 氢 生 产 系 统 技 术规 范 （ GB/T 40061-2021） 火灾自 动报 警系 统设计规 范 （ GB50116-2013）； 危 险 化学品重大危 险 源辨 识 （ GB18218-2018）； 防 止 静 电 事故通用 导则 （ GB12158-2006）； 建筑 设计 防火 规 范 （ GB50016-2014， 2018年版）； 供配 电 系 统设计规 范 （ GB50052-2009）； 安全 阀 一般要 求 （ GB/T12241-2005）； 固定式 压 力容器安全技 术监 察 规 程 （ TSG21-2016）； 自 动喷 水 灭 火系 统设计规 范 （ GB50084-2017）； 工 业 企 业 噪声控制 设计规 范 （ GB/T50087-2013） . 3 风险 管控及 过 程安全管 理 ► 一个系 统 中潜在的所有可能 发 生 的事故或危害的情形； ► 风险级别 是事故 发 生可能性 与 后果 严 重程度的关系 衡量安 全 的尺度； ► 风险 程度 处 于可接受水平，就是 安全 ； ► 采取管控措施，使得系 统 /项 目 / 装置 /单 元的 风险 程度始 终处 于 可 接受水平。 风险 与安 全