基于風險管理方法推進氫燃料電池檢測實驗室安全風險管理

彭蕾 王鑫

摘 要：本文從安全風險評估、安全風險管理措施和安全風險管理實踐三個方面對氫燃料電池檢測實驗室潛在危險源進行了識別和分析，對可能發(fā)生的事故進行了評估，并針對性從人員、設備、檢驗用物料、方法、環(huán)境設施五個方面提出了應對的管理措施，從實際執(zhí)行情況進行有效性評價。有助于確保氫燃料電池檢測的安全運行，也為其他類似實驗室安全風險管理提供了借鑒和參考。

關鍵詞：氫燃料電池，安全風險管理，風險評估，危險源識別

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.21.034

基金項目：本文受山東省新舊動能轉換重大產業(yè)攻關項目“氫燃料電池關鍵零部件性能和可靠性檢測研究”〔魯動能辦[2021〕23號-22）、2022年山東省標準化戰(zhàn)略性重點項目“新能源汽車電池及充電設施關鍵技術標準戰(zhàn)略性重點項目”（項目編號：2022-ZL-06）資助。

Advancing Safety Risk Management in Hydrogen Fuel Cell Testing Laboratories Based on the Risk Management Approach

PENG Lei WANG Xin

（Shandong Institute for Product Quality Inspection）

Abstract： This paper identifi es and analyzes the potential hazard sources of hydrogen fuel cell testing laboratories from three aspects， safety risk assessment， safety risk management measures and safety risk management practice， evaluates the possible accidents， puts forward corresponding management measures from fi ve aspects including personnel， equipment， materials used for inspection， methods and environmental facilities， and conducts effectiveness evaluation based on actual implementation. The paper is helpful to ensure the safe operation of hydrogen fuel cell inspection， and provides reference for safety risk management in other similar laboratories.

Keywords： hydrogen fuel cells， safety risk management， risk assessment， hazard source identifi cation

0 引 言

氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，對構建清潔低碳安全高效的能源體系、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標具有重要意義。氫燃料電池具有高效、環(huán)保、可再生等優(yōu)點，廣泛應用于汽車、船舶、飛機等交通工具的動力系統(tǒng)，也可以用于家庭、工業(yè)等領域的電力供應。此外，氫燃料電池還可以與其他能源設備相結合，形成混合能源系統(tǒng)，提高能源利用效率。但因氫燃料易燃易爆的特性，保證實驗室安全意義重大[1]。

氫燃料電池檢測實驗室可以對氫燃料電池的電化學性能、熱力學性能、機械性能、安全性能[2]等方面進行測試，并進行安全評估，為氫燃料電池的優(yōu)化設計和性能提升提供數(shù)據支持和技術指導，也為其研發(fā)和應用提供技術支持和保障。然而，氫燃料電池也存在一定的安全風險，如氫氣泄漏、氫氣爆炸等。因此，為了保障氫燃料電池檢測實驗室的安全運行，需要重視并加強實驗室的安全風險管理。

1 安全風險評估

在氫燃料動力電池檢測實驗室中，存在著使用氫氣、壓縮氮氣這類化學品，而氫氣屬于易燃易爆物質，氮氣屬于窒息性物質。因此，實驗室內可能存在的危險源包括氣體泄漏和爆炸、電氣火災、中毒窒息、容器爆炸、觸電傷害等。為了評估實驗室的安全風險，需要對這些危險源進行充分識別和分析，并對可能發(fā)生的事故進行預測和評估[3]。根據評估結果，可以將實驗室的安全風險等級劃分為不同的等級，以便采取相應的安全管理應對措施。

1.1 安全風險源識別

風險識別是風險評估的首要環(huán)節(jié)。實驗室面臨的安全風險有很多，要抓住主要矛盾，識別出主要安全風險源。這不僅是從時間與效率、成本與效率的角度考慮，同時也要從建立識別模型與風險預警系統(tǒng)的可操作性來考慮。常見的風險識別方法有流程法、詢問訪談、查閱相關記錄、現(xiàn)場觀察、獲取外部信息、工作危害分析、安全檢查表法、危險與可操作性分析、事故樹分析等方法。進行風險識別時可單獨使用一種方法，也可多種方法混合使用。這個環(huán)節(jié)需要檢測實驗室通過梳理自身實際情況，識別并系統(tǒng)總結具有個性和共性的安全風險源。主要安全風險源見表1。

1.2 安全風險分析與評價

GB/T 27921-2011《風險管理 風險評估技術》中介紹的用于風險分析的方法可以是定性的、半定量的、定量的[5]或以上方法的組合。具體方法的選用可由實驗室根據自身的情況進行選用。其中，經常采用的半定量分析可利用數(shù)字評級量表來測度風險的后果和發(fā)生可能性，并運用公式將二者結合起來，確定風險等級。嚴重度分級如表2所示；發(fā)生概率分級如表3所示；風險度=嚴重度×發(fā)生概率，采用風險度的分值大小評價潛在失效模式的風險如表4所示。

2 安全風險管理措施

實驗室應根據不同風險等級確定相應的措施和預案。一般情況下，對于實驗室中重大、災難性危險源或高風險等級控制還應建立風險應急預案。應急預案應盡可能詳細，可以及時做出規(guī)避，避免不良影響的發(fā)生。

為了保障氫燃料動力電池檢測實驗室的安全，需要采取一系列安全風險管理措施對風險進行重點監(jiān)督評審[6]。首先，從“人機料法環(huán)”角度，細化完善各項舉措。其次，建立安全管理制度和應急預案，以便在發(fā)生事故時能夠及時、有效地進行應對和處理。

2.1 從“人機料法環(huán)”角度，細化完善各項舉措

2.1.1 人員

對于氫燃料電池檢測實驗室的檢測人員，不僅要求有較高的專業(yè)技術水平來熟練掌握各項測試要求，而且要求較強的風險意識和較好的心里素養(yǎng)。同時，檢測人員上崗前的身體狀況也應進行關注。此外，實驗室要嚴抓崗前培訓和上崗考核，持續(xù)不斷地進行技術能力培訓和考核。對于風險等級較高的試驗項目，可采用操作票制度，實際操作時兩位檢測人員按照一人監(jiān)護一人操作，并按照“唱票—復誦—操作”來執(zhí)行。

2.1.2 設備

實驗室要在設計階段通過綜合分析方法結合單元劃分情況，更為合理地對實驗室設備進行安全性布局，這樣不僅能都能夠更好地發(fā)揮設備的功能性，而且能從源頭上避免安全事故的發(fā)生。在設備采購的環(huán)節(jié)，除了關注設備的主要技術參數(shù)，也要關注檢測設備的安全性能。在運行過程中，要做好檢測設備的校準、期間核查、維護保養(yǎng)、功能核查等方面的計劃和實施。

2.1.3 檢驗用物料

對于實驗室經常用到的氮氣氣瓶、氫氣氣瓶等壓力鋼瓶，在接收和廢棄方面要嚴格按照相關管理規(guī)定要求執(zhí)行，在存儲中，要注意不同氣瓶間要有合理的存放位置和相應的隔離圍擋，以及有明確的警示標識。此外，也要注意不同氣瓶的減壓閥不要混用、氣瓶出氣口位置也要避開開閥人員的位置。

2.1.4 方法

對于檢測標準中未詳盡說明或是有明確規(guī)定特殊檢驗環(huán)境要求等情況，實驗室應從具體化檢測步驟的角度出發(fā)，編寫有實操意義的作業(yè)指導書，盡可能細化試驗過程中的具體步驟，以此來實現(xiàn)更有安全保障的規(guī)范化檢測。

2.1.5 環(huán)境設施

首先，實驗室要配備滿足檢測標準所明確的環(huán)境要求的控制設施。其次，從加強人員防護和實時監(jiān)控安全風險的角度出發(fā)，遵循“人測分離、遠程控制、實時監(jiān)控”的原則，合理布局實驗室的控制區(qū)域、測試區(qū)域。對于可能發(fā)生氣體泄露的區(qū)域劃定為“防泄漏區(qū)域”，配置氣體傳感器、氣體報警器和強通風裝置；對于可能會發(fā)生起火、爆炸的區(qū)域劃定為“防爆區(qū)”，盡量布置成防爆間，并配備防爆燈、監(jiān)控裝置、消防設施、泄壓裝置、排風裝置；檢測人員所在的控制區(qū)域應配備足夠的安全防護措施。實驗室還應根據檢測周期等實際需求，建立實時監(jiān)控和巡查，以便及時發(fā)現(xiàn)安全風險隱患并排除。此外，還應對樣品存放區(qū)域的環(huán)境條件進行評估，根據樣品存放需求進行相應環(huán)境設施的配置并定期監(jiān)控。

2.2 健全實驗室安全管理制度和應急預案

基于氫氣擴散及泄露特性[7]，實驗室應當建立健全實驗室各項安全管理制度，并應針對實驗室最重要的危險因素制定相應的安全應急預案。氫燃料電池檢測實驗室最主要的危險是火災爆炸、容器爆炸、觸電傷害，其他可能存在的危險還包括高處墜落及物體擊打、機械傷害、噪音等。因此，應急預案包括消防滅火、人員疏散、實驗室強排風、電源和設備緊急切斷等，并據此對實驗室人員開展定期應急演練，從而提高實驗室人員實際的處理安全事故的能力和水平，同時也確保預案的可行性、有效性[8] 。

3 安全風險管理控制

在上述安全風險管理措施有效執(zhí)行的基礎上，還應通過監(jiān)督和檢查對特定風險進行評判，最終對風險應對措施有效性進行評價?？赏ㄟ^內審、管理評審以及日常監(jiān)督等方式對安全風險進行重點監(jiān)督；對人員安全培訓的有效性進行分析，對安全管理制度和應急預案的執(zhí)行情況進行評估。從而，真正通過“計劃（Plan）—實施（Do）—檢查（Check）—行動（Act）”（PDCA）原則，使得實驗室風險管理能夠呈現(xiàn)螺旋式上升的發(fā)展態(tài)勢。

4 結 語

氫燃料電池檢測實驗室的安全風險管理是保障氫燃料電池安全使用的重要保障措施。通過對實驗室的安全風險進行評估，采取相應的安全風險管理措施，并進行實踐和評價，可以不斷提高實驗室的安全性和可靠性。同時，實驗室安全風險管理需要樹立以預防為主的方針，培育良好的安全風險管理文化，全員樹立較強的安全責任意識和安全風險意識，這樣才能確保實驗室的安全有效運行，為氫燃料電池檢測提供有力的技術保障。

參考文獻

[1]朱云濤.采用風險管理方法推進檢測實驗室安全管理[J].管理研究，2016（7）：33-34.

[2]莫梁君，張海娟，陸瑞強，等.動力電池實驗室檢測安全風險控制[J].電池，2020，50（4）：380-382.

[3]王慧茵.高校實驗室安全風險評估與管理體系構建[J].科技視界，2022（9）：180-182.

[4]胡從達.化學實驗室風險評價及安全管理措施研究[J].綜述與專論，2020（9）：27-28.

[5]合格評定 檢驗檢測服務風險管理指南：GB/T 27423-2019[S].

[6]張瑞，李政軍，白慶華，等.淺談ISO/IEC 17025：2017中風險管理在檢測實驗室中的建設與應用[J].中國檢驗檢測，2020（2）：77-80.

[7]楊帥.氫燃料電池系統(tǒng)特點及其安全檢測技術研究[J].智慧家庭與城市，2022，46（4）：217-220.

[8]王斌，湯建清，王偉平.新能源汽車實驗室安全風險管理研究[J].新能源汽車，2014（7）：3-6.

作者簡介

彭蕾，碩士，高級工程師，研究方向為電氣領域的標準研究和國際認證。

（責任編輯：袁文靜）