关于氢气用量对实验室火灾危险性类别确定的影响.pdf

关于氢气用量对实验室火灾危险性类别确定的影响 2023年第3期 宁波化工 -27-27-【工程设计工程设计】关于氢气用量对实验室火灾危险性类别确定的影响 石赣金 宁波安泰环境化工工程设计有限公司 浙江 宁波 315048【摘【摘 要】要】本文分析了实验室里氢气用量对实验室建筑火灾危险性类别确定的影响。【关键词】【关键词】氢气与氢能；实验室；化验室；规范应用；工程设计 中图分类号：中图分类号：TB21 文献标识码：文献标识码：A 1 概况概况 氢（H）是组成水分子（H2O）的化学元素，在地球上储量丰富。近几年新能源汽车兴起，氢能（H2）作为绿色能源受到推广应用。水解制氢、其它工业裂解制氢及工业加氢燃料等技术与应用颇受业界关注。在化工行业，氢气是危险化学品。氢原子质量为 1.00794ug，是最轻的化学元素原子。氢气爆炸泄压比值达到 0.25，比人们熟知的汽油、液化石油气、酒精等危险化学品的都要大，为所有危化品中爆炸泄压比最大的物品。氢气生产场所的火灾危险性一般为甲类，生产车间多数采用自动化生产、基本无操作人员，仅有一些设备巡检人员，本文对操作人员较多、用到氢气的实验室建筑进行危险性定性探讨。2 研发型实验室用到氢气的建筑火灾危险性分析研发型实验室用到氢气的建筑火灾危险性分析 用到氢气的实验室一般多为高校内实验室和研发机构内实验室，这类实验室属于通用类性质、日常多见、分布广泛。按科研建筑设计标准规范规定,一般属民用建筑。但如何精确确定该建筑火灾危险性类别是一件值得商榷的事。因为根据 科研建筑设计标准中“安全与疏散”章节：实验室建筑是有存在火灾危险性为的甲类、乙类的可能的。建筑设计防火规范中有关氢气使用量的限制规定要求，可不按氢气来确定建筑火灾危险性的氢气用量为：标准状态下 1L/m3，总量不超过 25m3。而常规氢气钢瓶，均为高压状态。在进行精细化设计的今天，还是要对房间体积大小，试验台数量，氢气输送管道管径、压力、流速，室外钢瓶数量进行核算，再对实验室进行定性才是科学的。3 生产（型）用实验室用到氢气时，建筑火灾危险性分析生产（型）用实验室用到氢气时，建筑火灾危险性分析 石化、化工厂企实验室，比如石油化工厂化验室通常都用到氢气，比如:宁波华泰盛富聚合材料有限公司中心化验室、宁波大榭石化分析化验室，并且还可能用到乙炔、氧气等多种危险气体。结合建筑设计防火规范相关规定来看，这其实是相当危险的一个场所。但是，石油化工行业专门出了一本石油化工中心化验室设计规范，其中把中心化验室定性为丙类火灾危险性的生产建筑，解释为：采用自然通风或者机械通风措施的情况下，甲乙类物料的溢出量不会大于单位容积的最大允许量。4 氢能专用实验室氢能专用实验室 氢能电池实验室为对氢动力发电机进行进行性能检测的实验场所，以常规小型车用发动机为例，每套检测装置需要 99.99%纯度的氢气、宁波化工 Ningbo Chemical Industry 2023年第3期 -28-28-宁波化工 2.0MPa 供氢压力下，2000SLP 的氢气。供氢端的布置通常为：学校实验室基本单个钢瓶直接供气；分析化验室常规操作为多钢瓶汇总后管道通至室验台；氢能电池实验室根据试验台的数量采用多组钢瓶汇总或者储氢罐直接供氢气。从实际用量和布置上来看，氢能实验室氢气用量与学校实验室和分析化验室的氢气用量相比，明显要大。但本质上来讲均为实验性质，氢气供应端均非达到生产规模性用量的情况，所以底层逻辑还是分析:氢气量是否达到单位容积的最大允许量。氢能实验室氢气供应端作为大量压缩氢气存在的场所，为最大危险性，利用在开敞的环境，充分自然通风，使其量无法达到火灾爆炸的下限，布置应为在室外且通风良好区域，采取开敞式布置。氢能实验室电池测试区，布置于室外通风良好的环境，其危险性是最小的。常规因为生产工艺需要、人员工作舒适性、商业机密等一系列原因布置在室内封闭环境中，此种情况应按照“氢气量是否达到单位容积的最大允许量”的原则进行详细分析，具体还需结合考虑整个实验室的体积、实验测试装置数量、实验测试装置运行需氢量、接口管道氢气流量计压力，实验室排风次数，及单个工位通风排气次数等影响。5 总结总结 氢能实验室建筑设计危险分析应在考虑通风环境后，以“氢气量是否达到单位容积的最大允许量”为原则进行建筑危险性定性归类。参考文献参考文献 1 建筑设计防火规范S.GB 50016-2014(2018 年版).北京：中国计划出版社,2018-05 （上接第31页）装配式结构在循环水场项目中的应用 胡贤斌 镇海石化工程股份有限公司 浙江 宁波 315042 6 结束语结束语 结构设计并不是一成不变的，是不断积累经验和学习知识的过程。随着建筑行业工程技术的不断进步和石化行业的快速发展，以及业主对项目进度和质量的更高要求，设计上也需与时俱进，敢于创新和变化。装配式建筑以其节省资源、缩短工期、节能环保、质量可控等优点，已成为不可逆的行业趋势。今后在石油化工行业的设计中，此项工艺也必将更多地得到使用和推广。参考文献参考文献 1装配式混凝土结构连接节点构造(2015 合订本)K.G310-12.北京：中国计划出版社,2015-04.第 1 版 2装配式混凝土结构连接节点构造(框架)K.20G310-3.北京：中国计划出版社,2021-04.第 1 版 3混凝土结构设计规范（2015 年版）S.GB 50010-2010.北京：中国建筑工业出版社,2016-07 4石油化工逆流式机械通风冷却塔结构设计规范S.SH/T 3031-2013.北京：中国石化出版社,2014-05.第 1 版