氫作為船舶的燃料會(huì )在安全方面有哪些困擾和關(guān)心以及關(guān)注點(diǎn)，以及需要管理的方式呢？
氫的可燃性范圍很廣(4-75%)——比甲烷(5-15%)要寬得多，這是它的主要危險。氫氣的火花或其他點(diǎn)火源的能量比所有其他氣態(tài)碳氫化合物燃料少十倍，比MGO（重柴油）少一千倍。點(diǎn)火很容易。氫氣也可以被靜電點(diǎn)燃。它燃燒的火焰幾乎是無(wú)色的，只有在夜間/黑暗的地方才能看到?；鹧娴臒彷椛溥h低于碳氫化合物火焰。
氫是無(wú)毒的。它總是比空氣輕，所以不會(huì )形成大而致密的氣體云(除非被困在結構中)，因此氫泄漏點(diǎn)周?chē)目扇夹晕ｋU水平相當有限。由于在泄漏點(diǎn)形成的高壓射流產(chǎn)生的動(dòng)量，CH2（壓縮狀態(tài)下的氣氫）比LH2（液氫）具有更大的危險范圍。噴氣機/火炬火災是氫作為燃料對第三方產(chǎn)生影響的設計事件，例如在加注氫或在港口作業(yè)時(shí)。泄漏的LH2（液氫）非常冷，可以液化空氣中的氧和氮。液氧可以促進(jìn)其他通常難以點(diǎn)燃的材料的可燃性。例如，瀝青路面自燃也是有可能的。與液化天然氣一樣，LH2也會(huì )迅速造成周邊材料的脆性斷裂。• 點(diǎn)火能量更低(甲烷的1 /10)。• 燃燒距離更短以啟動(dòng)爆炸-自供電爆炸。(甲烷只能爆燃，這意味著(zhù)它需要外界的幫助，比如堵塞才能爆炸)。與類(lèi)似的基于甲烷的系統相比，氣態(tài)氫的安全相關(guān)特性的負面影響大于正面影響。船舶的設計將需要仔細注意這一點(diǎn)。
2、氫泄漏管理
氫是最小的化學(xué)分子，在以下幾個(gè)方面影響它的特性：
• 它具有非常低的粘度，使其能夠通過(guò)小空間移動(dòng)并產(chǎn)生泄漏通道-通過(guò)焊接，法蘭，密封件，墊圈等發(fā)生泄漏-因此正確的材料選擇和操作程序至關(guān)重要。
• 它可以溶解在金屬中，既可以有效地通過(guò)金屬泄漏，又可以通過(guò)破壞金屬的晶體結構來(lái)腐蝕金屬，導致金屬變弱并最終失效(氫脆)。這些效應的大小取決于氫所具有的能量，因此內能極低的低溫LH2系統釋放的氫要比“溫暖"的CH2（氣態(tài)氫）系統少得多。LH2系統的泄漏管理在概念上與LNG類(lèi)似。然而，對于CH2或熱的、汽化的LH2，氫泄漏永遠不會(huì )被消除，只能最小化。旋轉設備尤其難以密封。最重要的標準是在哪里接受泄漏，泄漏的規模如何，以及在哪里可以消除泄漏。岸上的泄漏可以從儲罐、管道和設備中自由擴散。在一艘船上，許多這樣的系統將在船體內，自由通風(fēng)和氫氣的分散將是不可能的。強制通風(fēng)系統的性能對氫氣的成功使用至關(guān)重要。但人們仍然擔心這些系統中靜電的積聚，以及是否可以避免或控制這種情況。船級社正在努力解決這些問(wèn)題，目前更傾向于對氫氣可能聚集的空間進(jìn)行惰性處理。
應盡量采用焊接管道和部件。第二級防止泄漏屏障，如真空護套是隔熱所必須的，但也允許檢測和監測泄漏。對于熱氫，可能需要管中管系統。可在特定位置（例如法蘭）進(jìn)行氣體濃度和火焰檢測。當然，管理重點(diǎn)還是需要放在通風(fēng)上。
與其他碳氫化合物燃料一樣，甲烷系統也使用氮氣。惰性L(fǎng)H2系統只能直接使用氦氣，因為直接使用氮氣會(huì )導致氮氣凝固并堵塞管道/儲罐。因此，對氦氣的需求將大幅增加，而氦氣成本已經(jīng)很高。另一種方法是用熱氫氣凈化LH2。當溫度在-195℃以上時(shí)，可以使用氮氣。
4、安全管理
氫氣的可燃性風(fēng)險與其他燃料不同，并且高于其他燃料，這是一個(gè)需要克服的挑戰。將船舶設計成與燃油船相同的水平并不符合成本效益。
目前，風(fēng)險評估只能在定性的基礎上準確地進(jìn)行。由于缺乏用于定量風(fēng)險評估(QRA)類(lèi)型分析(通常用于許可)的氫數據，這不利于這種類(lèi)型的分析，因此從其他行業(yè)獲取氫設備和系統故障的統計數據非常重要。
氫氣是海洋工業(yè)的一種新型燃料，因此需要發(fā)展安全意識和管理實(shí)踐，并將其發(fā)展到與陸地工業(yè)已經(jīng)接受的安全意識和管理實(shí)踐相似的水平，在陸地工業(yè)中，企業(yè)標準和法規，例如歐洲的ATEX（防爆認證）和ADR（歐盟ADR認證簡(jiǎn)介: ADR(Autorisation Dangerous Road)是道路危險品運輸許可的簡(jiǎn)稱(chēng),），都有很好的記錄。這將是氫氣在航運中的挑戰，需要更多的關(guān)心和關(guān)注。
氫氣的主要問(wèn)題是由泄漏點(diǎn)著(zhù)火引起的火災和爆炸。如果未點(diǎn)燃，氣態(tài)氫將迅速上升到大氣中或遷移到容器的點(diǎn)。像所有的液化氣一樣，氫火不太可能被撲滅。處理的程序應該是隔離氫氣供應，讓火自行燃燒并熄滅，同時(shí)使用大量的水保護周?chē)脑O備，使得管道和系統免受熱輻射和任何火焰撞擊。
氫氣排放系統和桅桿也可能發(fā)生火災。
大多數在桅桿的頂部，但它們也可以在管道內。因此，管道應設計為可爆燃（低能量密度的爆炸），使管道內部容物保持封閉。(這也是液化天然氣噴口的一個(gè)問(wèn)題，但沒(méi)有被行業(yè)廣泛接受。)為了避免爆炸，氫氣需要從密閉空間中移除，并通過(guò)通風(fēng)系統釋放到大氣中。
LH2儲罐或管道的真空絕熱喪失可能導致表面溫度過(guò)低，導致空氣開(kāi)始液化；氧在-183°C凝結，氮在-196°C凝結。純氧(包括液態(tài)氧)顯著(zhù)地促進(jìn)了通常易燃物質(zhì)的可燃性，如蠟、油脂、碳氫化合物固體/污垢、衣物和潤滑油。甚至有些鋼也會(huì )在氧氣環(huán)境中燃燒。任何物質(zhì)的火災在氧氣環(huán)境中都會(huì )更猛烈。許多“軟"材料，如塑料、環(huán)氧樹(shù)脂和橡膠在這種溫度下會(huì )變脆，所以當密封失效時(shí)可能會(huì )導致額外的泄漏。
文章來(lái)源：氫眼所見(jiàn)
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吳工
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