氫能源機車的加氫工藝及安全管理

0 引言

傳統化石能源主要由C、H、O元素組成，其中大部分還含有S、N等雜質元素，在它燃燒供能的過程中不可避免的會產生碳氧化物、硫化物和氮氧化物等危害環境的污染氣體，其中尤以碳氧化物的排放影響最為嚴重，由此造成的大氣污染和溫室效應等已經對人類生活造成了嚴重影響。基于目前世界能源危機和環境污染的壓力，全球均將目光聚焦于氫能源，氫能源憑借其環保效應、可再生等優勢已被視為未來最具有潛力的新型能源。

There was a lack of surgery standardization (there were no clear criteria for splenectomy or spleen-saving dissection of the 10th LN group, instrumental or manual anastomosis, etc.).

正因如此，氫氣在軌道交通行業中迅猛發展，氫能源機車也逐步成為當今世界的重點研究對象，并取得了一些顯著的成績

。2002年，由美國Vehicle Projects公司研制開發的世界上第一輛氫燃料電池動力系統機車；2003年，東日本鐵路公司試制了一輛混合動力新能源輕軌列車（NE列車）；2010年，中國中車永濟電機有限公司與西南交通大學合作研制了中國首臺新能源燃料電池輕軌機車；2011年，西班牙窄軌鐵路FEVE公司成功研制了一輛燃料電池有軌電車樣車；2015年3月19日，世界首列氫能源有軌電車在中車青島四方機車車輛股份有限公司下線；2021年，中車株洲電力機車有限公司成功研制了氫燃料調車機車等等

。

然而，氫能源機車在現場調試階段面臨加氫問題，同時氫氣屬于易燃易爆氣體，加氫的安全問題應引起高度重視。因此，如何安全、高效處理臨時加氫，保障機車安全穩定的運行，具有至關重要的現實意義。本文重點探討了氫能源機車的臨時加氫設備設施、工藝流程、安全管理等方面內容，為后續類似項目臨時加氫提供思路

。

1 臨時加氫設備設施配置

1.1 臨時加氫固定設施

加氫系統包括混凝土平臺、避雷針、接地排、靜電釋放裝置、防爆電氣箱、放散塔、冷干機與過濾器、壓縮空氣管道（包含儀表、閥門）、警示標志等固定設施。

加氫系統的混凝土平臺采用C30混凝土，采用筏型基礎型式，為車輛加氫操作及其設備的承載載體。平臺可承載氫氣集裝格、氮氣集裝格、增壓加氫設備等。

當然，上面的論述并非是要完全否認理論對于實際教學工作的指導意義或促進作用，恰恰相反，即使是小學數學教師也應自覺地堅持理論學習，因為，理論最重要的作用就是有助于大家更深入地理解自己的工作，這也正是為什么可以將教學看成一種真正的專業性工作的主要原因．這也就如舒爾曼所指出的：“將某項職業稱為專業，意味著它在學術上具有廣泛的知識解釋基礎……專業實踐的變化的原因不僅僅來自于實踐規則、環境或政策的變化，也來自于學術研究中知識的增長、批判和發展所導致的新理解、新觀點或理解世界的新方式．”[5]

①連接軌道車輛加氫面板接地線，加氫槍插入加氫口；②向軌道車輛加注氫氣至設定壓強或加氫量，加氫機停機；③檢查車載儲氫系統管路、司機室、各室內氫氣濃度，無明顯氫氣檢測示數為合格。使用便攜式氫氣探測器檢測車輛管路，無明顯泄露為合格。一旦發現氫氣泄露應當立即查找漏點并做處理，直至無明顯泄露之后為合格；④拆除氫氣加注口接地線和加氫槍。

傳統的小學德育教育多側重于理論教學，對于學生道德行為規范的培養重視不足，且采取的德育教育方式多為課堂說教，局限在校園中，與現實社會脫節，缺乏適應性和實效性，無法引起學生共鳴。再加上小學生生活經歷少，在掌握道德知識后缺乏生活實踐，導致其無法內化德育知識，使其成為道德修養。

本項目接地采用TN-S系統，保護接地及防雷防靜電接地同接裝置區接地網，總接地電阻不大于4歐。

本項目共設有2處靜電釋放柱，分別位于加氫裝置操作區入口處與車輛加注操作處，作業人員操作前應進行人體靜電釋放。

在警戒區域設置永久性“嚴禁煙火”等警示標志；在危險部位設置警示牌，提醒操作人員注意；對防爆電氣箱和加氫設備的電控箱位置，設置安全防護裝置，并在其周圍設置醒目的“防止觸電”安全標志。在加氫設備氮氣/氫氣入口、氮氣集裝格、氫氣集裝格附近標明輸送介質名稱或設明顯標志；作業地點的緊急通道和緊急出入口，均設置明顯標志和指示箭頭。

從加氫場地最近的配電柜中引進一路220V電源，設置L、N和PE三路，在加氫場地內設置防爆電氣箱，電流32A，負載功率不大于5kW，防爆標志為ExdeⅡT5Gb，密封等級為IP54。加氫設備上配置防爆插頭，通過與防爆電氣箱上配置的防爆插座連接后，為加氫設備供電。

加氫場地設置放散塔，其排出口的高度為6米，放散管采用不銹鋼材質，設置一個阻火器。放散塔與加氫設備的放散口相連接，用于設備自身氮氣和氫氣吹掃后的氮氣和氫氣排空；用于車輛氫氣或氮氣加注完成后，當加氫槍開關從ON旋轉到OFF時的加氫管路泄壓后的氫氣或氮氣放散。

①軌道車輛安裝氣體排空工裝和儲氫系統電磁閥控制電源外部供電線纜；②機車試運線與城軌動調線停電，取得2塊指示綠牌；③加氫軌道車輛停放至加氫場地旁，打鐵靴，全車停電（包括永久負載）；④司機、乘客和試驗人員等全員下車，至安全區域等待。

磺脲類受體（sulfonylurea receptor，SUR）屬于ATP結合蛋白家族，現已鑒定出2種亞型基因：SURI和SUR2。前者編碼胰腺細胞和腦組織內的高親和力SURl，后者編碼，2種類型的低親和力受體，分別命名為SUR2A和SUR2B，在腦和胰腺內均呈中度表達，目前認為，SUR1與缺血性卒中關系密切[2]。

加氫設備由空壓機來壓縮空氣為氣驅增壓部分提供氣源作為驅動介質，壓縮空氣的氣源設置在空壓機機房，在機房內設置壓縮空氣的總開關、輸入壓力表（可調節），經過壓縮空氣管道輸送到加氫場地現場，在加氫場地設置輸出總開關、壓力表、設備用氣開關和3個Φ16的快插插座（母頭）。

這種圖案做何種解釋，可謂眾說紛紜。筆者認為，這實際上是兩個圖案，一個是獸面圖案，一個是神人圖案，合起來，應是神人馭獸騰空的形象。神人頭上戴著羽冠。中國歷史上有“羽人”這一稱呼，通常用來稱仙人，良渚的神人，應該不是，他只是頭上戴著羽冠而已。頭上戴羽冠，具有多種意義，一是護首，三是巫術，二是美化，是鳥崇拜的一種體現。薩滿教中的巫師也有戴羽冠的。

1.1 一般資料 入選2016 年以前從醫院經規范化治療的冠心病患者并轉至廣西壯族自治區民族醫院秀湖社區、相思湖社區居家治療的冠心病患病人群共87例。基本情況如下：年齡53～85歲，男性78例(89.66%) ，女性9例(10.34%) ，體重超重39例(44.83%)，吸煙人數19例(21.84%)，高血脂患者44例(50.57%)，高血壓患者78例(89.66%)，糖尿病患者28例(32.18%)，有冠心病家族史31例(35.63%)。

處理，顯著(P<0.05)高于單播處理。B1與B2處理以及B3與B4處理之間禾草POD活性沒有顯著差異(表3)。B4處理禾草POD活性分別比B1、B2和B3處理低31.79%，30.58%和3.35%(P>0.01)。B1處理苜蓿POD活性最高，分別比B2，B3、B4和單播苜蓿處理高19.18%、21.45%、35.39%和31.79%，差異極顯著(P<0.01)。B4處理禾草POD活性分別比B1，B2和B3處理低26.14%，11.98%和10.30%(P>0.05)，其余混播比例下苜蓿POD活性均無顯著差異(表4)。

1.2 臨時加氫移動設施

加氫系統還包括移動式增壓加氫設備、氫氣集裝格、氮氣集裝格、運輸車輛等移動設施以及電源、氣源、接地、防空管等線路和管路，可移動設備、線路、管路，其布置圖如圖1所示。

移動式增壓加氫設備是一套氫氣增壓自動化加注系統，將儲氫瓶組和加氫系統運輸至加氫地點，氫氣經由氣驅驅動加氫系統加壓后，通過加氫槍加注至車輛儲氫系統中，能夠為35MPa車載供氫系統加注氫氣，同時具備預充、氮氣吹掃功能。設備主要由空壓機、氣體增壓泵、壓力開關、安全閥、管件等組成，系統可以通過調節驅動氣源壓力來調節增壓部分所需的壓力值，對氣瓶進行充裝高壓氫氣。系統中配有壓力開關，當系統壓力值到達設定壓力時系統將自動停止增壓。另外系統還配有安全閥，對系統具有過載保護。設備采用箱體結構，箱體頂部設有百葉窗式通風口，避免氫氣聚集，箱內配置防爆電箱。（圖2）

氫氣集裝格將散裝氫氣瓶集束在一起，一個集裝格有16瓶氫氣，為立式結構，通過集裝格匯流排將16瓶散裝氫氣瓶集中供氣，匯流排接口為W21.8（反牙）左旋外螺紋；可采用叉車叉裝、吊車吊裝。本項目可采用氫氣瓶的工作壓力為12.5±1MPa。單個氫氣瓶的容積為40L，空瓶重量為55kg，直徑Φ219mm，氣瓶總高1450mm。在溫度20℃，充裝最大壓力為15MPa時，單瓶氫氣的重量為0.493kg；充裝最大壓力為20MPa時，單瓶氫氣的重量約為0.657kg。

氫氣加注須提前2天制定計劃，報安全環境與生產保衛部批準，并安排消防、醫療急救等相關應急救援措施；向各相關部門申請使用壓縮空氣、靠近加氫區域的兩條高壓線路斷電、登高作業等。

運輸車輛運輸氫氣集裝格、氮氣集裝格和加氫設備，因氫氣歸入II類易燃危險化學品，必須采用危險品運輸專用車輛。危險貨物的公路運輸必須具備確保安全的運輸設備和裝卸設備，具有專業危險貨物性能的營運管理人員和駕駛員，以保證危險貨物運輸安全。

2 臨時加氫工藝

氫能源車輛加氫操作涉及氫氣集裝格、氫氣增壓設備等與氫氣使用相關的危險源，為了保證加氫作業有序進行，制定了氫能源車輛加氫作業工藝流程。

2.1 制定作業計劃

氮氣集裝格將散裝氮氣瓶集束在一起，一個集裝格有16瓶氮氣，為立式結構，通過集裝格匯流排將16瓶散裝氮氣瓶集中供氣，匯流排接口為QF-2瓶頭閥，W5/8右旋外螺紋。可采用叉車叉裝、吊車吊裝。本項目可采用氮氣瓶的工作壓力為12.5MPa。單個氮氣瓶的容積為40L，空瓶重量為55kg，直徑Φ230mm，氣瓶總高1400mm。在溫度20℃，充裝最大壓力為15MPa時，單瓶氮氣的重量約為7.5kg。

2.2 加氫軌道車輛準備

冷干機與過濾器安裝在空壓機房內，過濾器設置三級過濾，冷干機入口前設置LY-D 090AO過濾器，出口依次設置LY-D 090AA、LY-D 090AX過濾器。其作用是將輸入的壓縮空氣冷卻到一定的露點溫度后析出相應所含的水分，獲得所需要的干燥壓縮空氣。處理后的干燥壓縮空氣用于驅動加氫設備的壓縮泵及氣驅動閥門。

中共黨員，滄州市中心醫院黨委書記、院長，河北醫科大學博士生導師，主任醫師，第十二屆、十三屆全國人大代表，河北省第十屆、十一屆人大代表，第六屆、第七屆、第八屆黨代表，河北省第六批省管優秀專家。

2.3 加氫系統準備

①組織場地內人員、機動車撤離，消防人員就位，拉警戒圍欄，警戒區入口值守人員就位；加注班組穿戴作業服裝、持作業工具，警戒區入口檢查無攜帶違禁物品后進入場地；②叉車、登高梯等輔助作業車輛進入場地；③危化品運輸車在引導車引導下進入場地；④依次卸氫氣集格、氮氣集格、移動加氫機，擺放至指定位置并檢查是否穩定；⑤通壓縮空氣，檢查壓縮空氣壓強和潔凈度；⑥依次連接所有接地線，加氫機至氮氣集格、氫氣集格和壓縮空氣管路，放散塔管路，移動加氫機與防爆插座線纜；⑦打開氫氣集格閥門，檢查有無泄漏；打開氮氣集格、壓縮空氣管路閥門并檢漏；檢查氫氣與氮氣壓強；⑧打開防爆插座旋鈕開關，指示燈亮為正常；設備開機，檢查電源指示燈；⑨設備氮氣吹掃，分為三次氮氣吹掃置換，置換后計算氧氣含量＜0.5%為合格；⑩設備氫氣吹掃，分為5次吹掃置換，吹掃壓力為2MPa-0.2MPa，置換后計算氫氣含量≥99.97%為合格。

2.4 車輛加氫

項目區設有避雷針一座，避雷針型號為GH-3，高度為11m，臨時加氫項目所屬設施、設備均位于該避雷針保護范圍內。

2.5 加氫后收尾工作

①關閉氫氣集格、氮氣集格、制動壓縮機房和加氫場地壓縮空氣閥門，關閉防爆插座旋鈕開關；②拆除所有設備間連接管路、電纜、接地線等；③將氫氣集格、氮氣集格、加氫機等裝上危化品運輸車并固定，在引導車引導下駛離加氫場地；④解除警戒，加注班組人員、工具撤出場地；⑤車輛操作人員登車，檢查車載儲氫系統管路、司機室、各室內氫氣濃度，無明顯氫氣檢測示數為合格。一旦發現氫氣泄露應當立即查找漏點并做處理；⑥車載儲氫系統上電，檢查系統，無故障報警為合格；⑦移除鐵靴，啟動車輛，繼續后續運行。

青辰是天葬師的徒弟。母親因病早亡，六歲那年，父親在一次秋狩中遭遇棕熊的襲擊，被一巴掌拍碎了腦袋，他從此成為了孤兒。天葬師大發慈悲，將他收留進了天葬院。天葬師是云浮族溝通天界的神職，與族長各司其職，共同掌管云浮。天葬師世代單傳，這便意味著，他必將成為下一任的天葬師。

3 加氫作業的安全措施及應急處置方案

氫能源車輛加氫操作涉及氫氣、氫氣增壓設備等與氫氣使用相關的危險源，為了保證車輛加氫實施過程中的安全性，加氫人員、車輛及駕乘人員、加氫場地等需滿足以下操作規程。

3.1 加氫場地

加氫設施應在指定專用的地點放置、安裝和運行，應用明顯標識劃分作業區域范圍，作業區域出入通道應設置警示路錐和警戒隔離帶指示加注車輛、人員的運行方向；作業區域應設置防雷設施、安全防護欄或防撞柱、靜電釋放柱、接地裝置等；并應在明顯位置標示有“嚴禁煙火”字樣等安全警示標志或標牌，加氫車的標志設置應符合QC/T816的有關規定。

3.2 氫氣加注人員

從事加氫設施安全管理的人員應經過壓力容器安全管理專業培訓，取得特種設備安全管理證后，在有效期內持證上崗；從事氫氣加注操作的人員應經過氣瓶充裝專業培訓，取得氣瓶作業證后，在有效期內持證上崗；加氫設施的操作人員和維修人員進入作業區域，不得穿戴化纖服裝、帽和帶釘鞋，應穿戴防靜電專用工作服、安全帽和專用工作鞋，嚴謹攜帶火種進入作業區域；氫氣加注操作人員和其他工作人員必須穿防靜電工作服、不得穿底部有鐵釘的鞋進入加氫場地，禁止攜帶手機等電子設備和火種，加注前須觸摸靜電釋放裝置，不得使用可能產生靜電火花的鋼制操作工具。

3.3 加氫設備

加氫設備在使用前，檢查所有管路，特別是高壓管路，看它們是否松脫；將設備的正面、右側及背面的門全部打開；因運輸途中可能會對設備造成某些損傷，所以設備到達現場后，仔細檢查所有管路是否松脫；氣動氣體增壓泵由精密元件組成，使用時必須保持管路系統清潔，以免外部不潔物進入管內，且用后要及時用塑料螺帽將系統進出口連接口蓋住或包裹；保證氫氣瓶組內氫氣充足，且干凈；裝配、操作、維護、檢查和修理等工作必須由專業資質的人員進行；設備使用過程中，如出現故障需要檢修，在檢修前應對系統泄壓，并且切斷驅動空氣氣源和被增壓氣體進氣氣源。

3.4 運輸車輛

運輸氫氣的車輛應采用專用機動車輛，載運氫氣時應符合JT 617《汽車運輸危險貨物規則》和JT618《汽車運輸、裝卸危險貨物作業規程》的相關規定，且應符合國務院頒布的《危險化學品安全管理條例》中關于危險化學品運輸的有關規定。車輛底部應設置符合JT 230《汽車導靜電橡膠拖地帶》規定的導靜電拖地膠帶。車輛的安全技術措施應符合QC/T 816的有關規定。

3.5 運輸車輛從業人員

運輸車輛的駕駛人員、押運人員和裝卸管理人員應持證上崗，并了解所運氫氣和增壓加氫設備的特性、包裝容器的使用特性、防護要求和發生事故時的應急措施，熟練掌握消防器材的使用方法。

在運輸途中，應經常檢查氫氣和增壓加氫設備的裝載情況，發現問題及時采取措施。

4 結束語

現今，氫燃料電池技術已廣泛應用于各個領域，如軌道交通、航天航空、乘用車等。而特殊情況下氫能源車輛臨時加氫成為了現實迫切需要，政府及行業監管部對臨時加氫工藝及安全保障防范措施提出了更高的要求。本文通過探討氫能源機車廠內臨時加氫的設備設施、工藝流程和安全防范措施，為行業提供借鑒參考。

[1]張軍龍.氫能源在城市軌道交通行業的應用及發展[J].城市建設理論研究（電子版），2018（01）：162-164.

[2]孫欣.氫能源的發展現狀及展望[J].技術與市場，2012，19（04）：261.

[3]冼靜江，林梓榮，賴永鑫，等.加氫站工藝和運行安全[J].煤氣與熱力，2017，37（09）：51-56.

[4]張軍龍.氫能源在城市軌道交通行業的應用及發展[J].城市建設理論研究（電子版），2018，3（1）：162-164.

[5]陳建邦.氫能源有軌電車廠內臨時加氫工藝探討[J].機電工程技術，2021，50（07）：269-271.