加氣加氫合建站建設(shè)及運(yùn)營分析

1 概述

CNG/LNG、氫氣合建站項目積極響應(yīng)國家新舊動能轉(zhuǎn)換及高質(zhì)量發(fā)展的要求，不斷開拓新能源業(yè)務(wù)，主動進(jìn)行加氫站建設(shè)，積累加氫站建設(shè)與運(yùn)營經(jīng)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(shè)發(fā)展，這也是燃?xì)夤緩膫鹘y(tǒng)化石能源業(yè)務(wù)向可再生能源業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的重要實踐。

2 加氫站項目簡介及主要設(shè)備

本文所涉及的體積相關(guān)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(chǔ)上進(jìn)行加氫站建設(shè)，此加氫站是商業(yè)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(wù)對象是城市區(qū)域內(nèi)氫燃料電池公交車、物流車、環(huán)衛(wèi)車、重卡、乘用車等。

② 主要設(shè)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(nèi)制氫獲得氫氣，經(jīng)過干燥、壓縮等工藝后對其進(jìn)行儲存，最后通過加氫機(jī)對燃料電池汽車進(jìn)行氫氣加注

。

a.氫氣運(yùn)輸車：運(yùn)輸壓力:20 MPa，容積:21～31 m

；每次可運(yùn)輸氫氣350～550 kg。

運(yùn)輸結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，珠江水運(yùn)綜合優(yōu)勢進(jìn)一步突顯。珠航局堅決落實國家關(guān)于推進(jìn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整的決策部署，充分發(fā)揮珠江水運(yùn)成本低、運(yùn)量大、低碳環(huán)保的優(yōu)勢，在打好污染防治攻堅戰(zhàn)的同時，也能更好地服務(wù)沿江地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

加氫站主要的泄漏事件可分為持續(xù)泄漏和爆裂兩種，根據(jù)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(jīng)常發(fā)生且后果十分嚴(yán)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(biāo)管理考核小組結(jié)合醫(yī)院實際與績效管理工具，采用關(guān)鍵績效指標(biāo)方法，抓住關(guān)鍵核心指標(biāo)，建立對科室的績效考核體系。

c.氫氣壓縮機(jī)組：將氫氣加壓注入儲氣系統(tǒng)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(biāo)；隔膜式壓縮機(jī)輸出壓力高，密封性能好，是加氫站氫氣壓縮系統(tǒng)的最佳選擇。該站采用輸出壓力為45 MPa、進(jìn)氣壓力為5～20 MPa、加氫能力為50 m

/h氫氣壓縮機(jī)組2臺，實現(xiàn)一開一備。

以上案例中，關(guān)于D企業(yè)實行多元化的人員安排提供了“新”引導(dǎo)，這種趨向性開發(fā)實踐過程，不僅適應(yīng)了企業(yè)當(dāng)前發(fā)展階段，管理工作的全面性探索，也能夠始終保障企業(yè)管理環(huán)節(jié)擁有新鮮的血液，迎合了高速率發(fā)展的市場需求。

e.加氫機(jī)：為燃料電池汽車加注氫燃料的核心設(shè)備，加注壓力35 MPa，最大加注質(zhì)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(yī)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(yōu)秀。以ADCtot中位數(shù)(1.5×10-3mm2/s)為標(biāo)準(zhǔn)分成高低值兩組進(jìn)行比較。

f.站控及安防系統(tǒng)：站控系統(tǒng)控制著加氫站的所有工藝流程，站控系統(tǒng)功能對于保證加氫站的正常運(yùn)行至關(guān)重要。安防系統(tǒng)承擔(dān)著泄漏及火焰檢測分析、視頻監(jiān)控等功能，為安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

3 加氫站運(yùn)營危險性分析

① 工藝設(shè)備和材料危險性

2009年，微量物質(zhì)示蹤技術(shù)在綏中油田[14]進(jìn)行了應(yīng)用，現(xiàn)場試驗表明微量物質(zhì)示蹤劑具有用量少、檢測精度高、對環(huán)境無污染等優(yōu)點。隨后大港油田[15]也取得了良好的現(xiàn)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(yùn)輸車，導(dǎo)流氫氣進(jìn)壓縮機(jī)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(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致材料的機(jī)械強(qiáng)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(nèi)工藝設(shè)備材料發(fā)生高溫氫腐蝕、氫脆等，會導(dǎo)致鋼制設(shè)備強(qiáng)度降低。

② 工藝過程危險性

觀察組防護(hù)顯效、有效和無效分別為24、9、3例，患者急性和遠(yuǎn)期手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生1例，并發(fā)癥率2.78%；對照組患者防護(hù)顯效8例，有效21例，無效7例，患者急性和遠(yuǎn)期手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生2例，并發(fā)癥率5.56%。兩組患者的急性和遠(yuǎn)期手術(shù)并發(fā)癥率無明顯差異，不具統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；在防護(hù)效果上，觀察組具有顯著優(yōu)勢（P＜0.05）。

肺部CT圖像是呼吸內(nèi)科醫(yī)生對呼吸系統(tǒng)疾病進(jìn)行治療的重要依據(jù)。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(yī)生判斷病人病情帶來不良的干擾，所以有關(guān)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(dāng)量計算

氫氣的TNT當(dāng)量計算按式(1)

計算：

a.死亡區(qū)：在該區(qū)域內(nèi)，人員因沖擊波作用導(dǎo)致肺出血死亡概率為50%。

(1)

式中

——蒸氣云的TNT當(dāng)量,kg

——地面爆炸系數(shù)，取1.8

——蒸氣云的TNT當(dāng)量系數(shù)

——泄漏到空氣中的氫氣物質(zhì)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(dāng)量系數(shù)即參與蒸氣云爆炸并對爆炸波的產(chǎn)生有實際貢獻(xiàn)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(qū)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(qū)、重傷區(qū)和輕傷區(qū)，具體評估標(biāo)準(zhǔn)如下。

湖區(qū)人口相對密集，生產(chǎn)、生活污染負(fù)荷重。據(jù)統(tǒng)計，2016年，湖區(qū)化學(xué)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(fù)荷。近年來，洞庭湖水環(huán)境質(zhì)量不容樂觀，湖體Ⅱ-Ⅲ類水質(zhì)斷面基本消失，長期維持在中營養(yǎng)水平。根據(jù)監(jiān)測，2015年，洞庭湖11個省控斷面中，V類水質(zhì)斷面10個，IV類水質(zhì)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(shù) 孤島檢測是微網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行過程中的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。為了實現(xiàn)微網(wǎng)并網(wǎng),孤島模式的無縫切換,采用主動檢測方法實現(xiàn)非破壞性無盲區(qū)孤島檢測,也是微網(wǎng)研究者們未來的一個研究熱點。

b.重傷區(qū)：在該區(qū)域內(nèi)，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(qū)：在該區(qū)域內(nèi)，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(tǒng)的儲氫容器，儲氣壓力是其主要技術(shù)指標(biāo)。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(shù)字和為0+8+9+6+0+0+1+2+4+5+6=43，若想讓UPC的每位數(shù)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(shù)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(qū)、重傷區(qū)和輕傷區(qū)的劃分，可根據(jù)不同計算方式分別得出死亡區(qū)半徑、重傷區(qū)半徑和輕傷區(qū)半徑。

② 評估標(biāo)準(zhǔn)

a.死亡區(qū)半徑

死亡區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護(hù)，則被認(rèn)為將無例外地蒙受嚴(yán)重傷害或死亡。其內(nèi)半徑為0，外半徑記為

,如式(2)

所示。

(2)

式中

——死亡區(qū)外半徑，m

b.重傷區(qū)半徑

(2)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改革.傳統(tǒng)的課程教學(xué)中，，當(dāng)學(xué)生受課時限制在課內(nèi)無法完成教師布置的學(xué)習(xí)內(nèi)容時或當(dāng)選修課與其他課程有沖突時，學(xué)生在課外無法繼續(xù)進(jìn)行學(xué)習(xí).真實的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺提供案例的操作步驟，讓學(xué)生在課下也能繼續(xù)完成課內(nèi)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(dǎo)致著火爆炸。如：某廠氫氣壓縮機(jī)，因高壓壓力表堵塞，清理不當(dāng)，發(fā)生高壓氫氣著火事故；北京某廠氫氣站，氫氣壓縮機(jī)三級排氣安全閥動作，氫氣外逸，室內(nèi)發(fā)生燃燒著火；某廠氫氣站,氧氣壓縮機(jī)的潤滑用水中斷，氣缸發(fā)生燃燒，引起著火事故。

重傷區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護(hù)，則絕大多數(shù)將遭受嚴(yán)重傷害，極少數(shù)人可能死亡或受輕傷。其內(nèi)半徑為死亡區(qū)外半徑

, 外半徑記為

,計算方法如式(3)

所示。

c.輕傷區(qū)半徑

輕傷區(qū)內(nèi)的人員如缺少防護(hù)，則絕大多數(shù)將遭受輕微傷害，少數(shù)人將受重傷或平安無事，死亡的可能性極小。該區(qū)內(nèi)半徑為重傷區(qū)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(qū)域外半徑，m

——中間變量

——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,Pa，取101 300 Pa

Δ

——沖擊波超壓峰值，Pa，重傷區(qū)計算取44 000 Pa，輕傷區(qū)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(dāng)量為4.54 g，死亡區(qū)外半徑為0.143 m。經(jīng)計算，得出重傷區(qū)中間變量

為1.000，輕傷區(qū)中間變量

為1.554，重傷區(qū)外半徑為0.208 m，輕傷區(qū)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(lán)縷到鏗鏘崛起?！眱?yōu)秀經(jīng)銷商代表在發(fā)表獲獎感言時表示，與鄭州先科同舟共濟(jì)30年，一方面是因為其領(lǐng)導(dǎo)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(chǎn)品質(zhì)量和良好的信譽(yù)，走過了30年；未來，相信鄭州先科在不斷的創(chuàng)新發(fā)展中，定能穩(wěn)步邁過一個又一個30年，成為一家百年企業(yè)。

5 合建站建設(shè)制約因素

① 技術(shù)要求

關(guān)于加氫站技術(shù)要求的國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)涉及加氫站技術(shù)規(guī)范、系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)等多方面

。GB 50516—2010《加氫站技術(shù)規(guī)范》(2021年版)自2021年5月1日起實施。主要內(nèi)容增加并修改完善了液氫、加氫站等級劃分及技術(shù)要求、氫儲存系統(tǒng)及設(shè)備技術(shù)要求、氫管道及附件技術(shù)要求等內(nèi)容。作為我國加氫站設(shè)計、建造、驗收、運(yùn)營的主要現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，本次修訂很大程度上解決了GB 50516—2010《加氫站技術(shù)規(guī)范》與當(dāng)前加氫站建設(shè)發(fā)展階段和需求不匹配的問題。

雖然國家已經(jīng)出臺了一系列的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),但是涉及氫氣合建站運(yùn)營管理方面的較少。

② 成本

首先，制氫環(huán)節(jié)與化學(xué)、物理等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域緊密相關(guān)，具體生產(chǎn)過程中的技術(shù)路線也復(fù)雜多樣，在基礎(chǔ)研究與實際技術(shù)方面的突破創(chuàng)新有可能改變整個業(yè)態(tài)環(huán)境

。其次，由于市場、生產(chǎn)條件等諸多方面限制，許多氫氣制備技術(shù)不能實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，難以形成穩(wěn)定氣源。該合建站選用了較高標(biāo)準(zhǔn)的氫氣，造成氫氣成本高，同時選用了國外先進(jìn)設(shè)備，部分是特定設(shè)備，成本也較高。

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