औद्योगिक हाइड्रोजन जनरेटर उपयोग में हाइड्रोजन के सुरक्षित भंडारण के लिए सुझाव

स्थान पर स्थापित जनरेटर उपयोग के लिए विशिष्ट हाइड्रोजन खतरों की समझ

सीमित जनरेटर वातावरण में दहनशीलता और आग लगने का खतरा

हाइड्रोजन को आग पकड़ने के लिए केवल 0.02 mJ की आवश्यकता होती है और यह हवा में 4% से 75% तक सांद्रता में जल सकती है, जिससे बंद जनरेटर क्षेत्रों में यह वास्तव में खतरनाक हो जाती है। बिजली उपकरण या स्थैतिक बिजली से आने वाली छोटी से छोटी चिंगारी भी आग लगा सकती है, खासकर क्योंकि हाइड्रोजन की लौ को तब तक देख पाना लगभग असंभव होता है जब तक कि बहुत देर न हो चुकी हो। हाइड्रोजन सामान्य वायु की तुलना में लगभग 14 गुना तेजी से ऊपर की ओर बढ़ती है, इसलिए यह छत के ठीक नीचे और जनरेटर के निकास स्थलों के आसपास एकत्र होने की प्रवृत्ति रखती है। यदि उचित वेंटिलेशन प्रणाली नहीं है, तो ये हाइड्रोजन के झुंड कुछ ही मिनटों में 4% से ऊपर खतरनाक स्तर तक पहुँच सकते हैं। NFPA 2 दिशानिर्देशों के अनुसार, जनरेटर कमरों में प्रति घंटे कम से कम एक पूर्ण वायु विनिमय की आवश्यकता होती है। अध्ययनों से पता चलता है कि जब निकास वेंट्स अधिकांश सेटअप की तरह दीवारों पर न लगाकर छत के स्तर पर पहले लगाए जाते हैं, तो खतरनाक परतों के खतरे में लगभग 92% तक की कमी आती है। यह तर्कसंगत लगता है जब आप सोचते हैं कि हाइड्रोजन प्राकृतिक रूप से ऊपर उठना चाहती है।

जनरेटर-एकीकृत पाइपिंग और वाल्व पर हाइड्रोजन भंगुरता के प्रभाव

जब जनरेटर फीड सिस्टम में कार्बन स्टील के पुर्जे अधिक दबाव वाले हाइड्रोजन वातावरण में बहुत लंबे समय तक रहते हैं, तो वे हाइड्रोजन वातावरण भंगुरता (HEE) नामक समस्या का शिकार हो जाते हैं। यह समस्या तब होती है जब परमाणु हाइड्रोजन धातु के जाली संरचना में प्रवेश कर जाता है, जिससे सामग्री के टूटने से पहले मुड़ने की क्षमता खो जाती है। हम यहां कथित तौर पर 60% तक लचीलेपन में एक नाटकीय गिरावट की बात कर रहे हैं, जिसका अर्थ है कि घटक अप्रत्याशित रूप से फट सकते हैं, भले ही वे अपनी सामान्य दबाव सीमा के आधे से भी कम पर संचालित हो रहे हों। वित्तीय प्रभाव भी तुच्छ नहीं है। पोनेमन इंस्टीट्यूट के हालिया शोध के अनुसार, इन भंगुरता घटनाओं के होने पर कंपनियों को आमतौर पर लगभग 740,000 डॉलर की लागत का सामना करना पड़ता है। इसीलिए सही सामग्री का चयन करना इतना महत्वपूर्ण है। ग्रेड 316L ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील यहां खास तौर पर उभरता है, जो हाइड्रोजन जनरेटर सेटअप में सामान्य कार्बन स्टील की तुलना में लगभग पांच गुना बेहतर ढंग से भंगुरता का विरोध करता है। उद्योग मानक जैसे NFPA 2 और ISO 19880-8:2020 भी सिर्फ सुझाव नहीं हैं। वे हाइड्रोजन के संपर्क में आने वाले किसी भी घटक के लिए संगतता परीक्षण की विशेष रूप से आवश्यकता निर्धारित करते हैं, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि निर्माता इस महत्वपूर्ण सुरक्षा मुद्दे पर कोई समझौता न करें।

जब जनरेटर भंडारण पात्रों के समीप संचालित होते हैं, तो ये खतरे बढ़ जाते हैं, जिसके कारण तत्काल आग के जोखिमों और धीरे-धीरे होने वाले सामग्री विफलता दोनों से निपटने के लिए एकीकृत सुरक्षा प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है।

हाइड्रोजन जनरेटर भंडारण के लिए अनुपालन ढांचा

स्थान पर उत्पादन और एकीकृत भंडारण के लिए NFPA 2 और ISO 19880 आवश्यकताएं

एनएफपीए 2 मानक और आईएसओ 19880 हाइड्रोजन उत्पादन प्रणालियों के लिए आधारभूत सुरक्षा नियम निर्धारित करते हैं, जिनमें भंडारण घटक शामिल हैं। ये दिशानिर्देश वाल्व, पाइप और दबाव पात्रों में उपयोग किए जाने वाले सामग्रियों की जांच करने पर जोर देते हैं कि क्या वे हाइड्रोजन गैस के संपर्क का सामना कर सकते हैं, जो अतीत के औद्योगिक विफलताओं में देखी गई धातु भंगुरता की समस्या का समाधान करता है। मानकों में बैकअप दबाव राहत तंत्र, भंडारण क्षेत्रों और संभावित दहन बिंदुओं के बीच उचित दूरी, और विश्वसनीय वेंटिलेशन निगरानी प्रणालियों की मांग की गई है जो आवश्यकता पड़ने पर सक्रिय हो जाएं। एनएफपीए 2 के अनुसार, जनरेटर कमरों में प्रति घंटे कम से कम एक पूर्ण वायु विनिमय की आवश्यकता होती है। इस बीच, आईएसओ 19880-8:2020 संस्करण आगे जाता है और स्वचालित रिसाव संसूचकों की आवश्यकता निर्धारित करता है जो 1% से कम हाइड्रोजन स्तर का पता लगाने में पर्याप्त संवेदनशील हों, जो दहन से जुड़ी समस्याओं के कारण होने वाले स्तर से सुरक्षित रूप से नीचे हो। अनुपालन बनाए रखने के लिए, सुविधाओं को अपने भंडारण टैंकों को पांच वर्षों में एक बार स्वतंत्र विशेषज्ञों द्वारा प्रमाणित कराना होगा। आपातकालीन बंद प्रोटोकॉल स्पष्ट रूप से लिखित होने चाहिए, नियमित दबाव माप और अखंडता परीक्षणों द्वारा समर्थित होने चाहिए जो यह दर्शाएं कि सुरक्षा बफर सामान्य संचालन स्थितियों से परे भी बरकरार रहते हैं।

हाइड्रोजन जनरेटर सुविधाओं के लिए OSHA और स्थानीय कोड अभिसरण

हाइड्रोजन जनरेटर स्थापित करने में सरकार के विभिन्न स्तरों के नियमों के जाल का सामना करना पड़ता है। 1,500 पाउंड से अधिक हाइड्रोजन संभालने वाली सुविधाओं के लिए OSHA के प्रक्रिया सुरक्षा प्रबंधन नियम (29 CFR 1910.103) लागू होते हैं। इसका अर्थ है उचित जोखिम मूल्यांकन करना, उपकरणों की बनावट बनाए रखना और यह सुनिश्चित करना कि कर्मचारियों को अपने काम के बारे में पूर्ण ज्ञान हो। इन सभी सुरक्षा उपायों को अंतरराष्ट्रीय अग्नि संहिता अध्याय 53 की आवश्यकताओं के साथ भी काम करना होगा। इस संहिता में ऐसी विद्युत प्रणालियों को शामिल किया गया है जो आग न लगाएं और टैंकों को संपत्ति की सीमा से निश्चित दूरी पर रखने जैसी बातें शामिल हैं। अधिकांश शहर भवन के प्रकार के आधार पर भंडारण की सीमा निर्धारित करने के लिए NFPA 55 दिशानिर्देशों का पालन करते हैं। कुछ क्षेत्र भूकंप या पर्यावरणीय चिंताओं से संबंधित अतिरिक्त नियम भी लागू करते हैं, खासकर बाहर रखे गए टैंकों के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है। हर तीन महीने में नियमित जांच से यह सुनिश्चित किया जाता है कि सभी मानकों के साथ अनुपालन बना रहे, विशेष रूप से बैकअप संधारण प्रणालियों की जांच और वायु संचार प्रणालियों के व्यावहारिक रूप से कितनी अच्छी तरह से काम करने के बारे में रिकॉर्ड रखना।

सुरक्षित, जनरेटर-उपयुक्त हाइड्रोजन भंडारण समाधान का चयन करना

टाइप III और टाइप IV टैंक: प्रदर्शन, सुरक्षा मार्जिन और हाइड्रोजन जनरेटर फुटप्रिंट के साथ एकीकरण

आज के बाजार में, टाइप III दबाव पात्र (एल्युमीनियम लाइनिंग के चारों ओर कार्बन फाइबर लपेटे हुए) और टाइप IV पात्र (थर्मोप्लास्टिक पर कार्बन फाइबर) साइट पर उत्पादित हाइड्रोजन के ठीक बगल में उसे संग्रहीत करने के लिए जाने-माने समाधान बन गए हैं। टाइप III मॉडल आमतौर पर 300 से 700 बार तक के दबाव को संभालते हैं और इसलिए खास हैं क्योंकि वे कई औद्योगिक वातावरणों में पाई जाने वाली लगातार कंपन के खिलाफ भी प्रभाव को अच्छी तरह सहन कर सकते हैं। फिर टाइप IV टैंक होते हैं जो 700 बार की क्षमता से आगे बढ़ जाते हैं, जिससे उनके लाइनर धातु के नहीं होने के कारण भंगुरता का खतरा पूरी तरह खत्म हो जाता है। ये हाइड्रोजन जनरेटर फीड सिस्टम से सीधे जुड़ने के लिए उपयुक्त होते हैं। दोनों प्रकार के पात्रों में तापीय दबाव राहत उपकरण (TPRDs) नामक विशेष उपकरण लगे होते हैं। जब आग के कारण चीजें बहुत अधिक गर्म हो जाती हैं, तो ये उपकरण स्वचालित रूप से हाइड्रोजन गैस को छोड़ देते हैं। यह वास्तव में एक बहुत महत्वपूर्ण सुरक्षा सुविधा है, खासकर उन तंग जनरेटर कमरों के अंदर जहाँ विस्फोट विनाशकारी हो सकता है।

माउंटिंग उपकरण को क्षैतिज रूप से लगाने से जनरेटर स्किड्स के साथ पैर के निशान ओवरलैप होने से बचा जा सकता है, और मॉड्यूल्स को ऊपर-नीचे लगाने से आवश्यकता पड़ने पर क्षमता बढ़ाना आसान हो जाता है। जब वातावरणीय तापमान लगभग 55 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है, तो प्रकार IV भंडारण टैंक में नियमित स्टील टैंक की तुलना में लगभग 30 प्रतिशत बेहतर सुरक्षा मार्जिन होता है, जैसा कि Energy Storage Journal द्वारा पिछले साल प्रकाशित अध्ययनों में देखा गया है। इसके अतिरिक्त, ऐसी परिस्थितियों में इन टैंकों में रिसाव की संभावना लगभग 19% कम होती है। जहाँ स्थान सीमित है, वहाँ भूमिगत प्रकार III सेटअप का उपयोग भी किया जा सकता है। ये स्थापनाएँ मौजूदा बुनियादी ढांचे में बिल्कुल फिट बैठती हैं बिना जनरेटर के लिए रखरखाव पहुँच बिंदुओं को प्रभावित किए या उचित वेंटिलेशन के लिए आवश्यक वायु प्रवाह पथों को अवरुद्ध किए।

इंजीनियरिंग नियंत्रण: हाइड्रोजन जनरेटर साइटों के लिए वेंटिलेशन और रिसाव का पता लगाना

जनरेटर के पास हाइड्रोजन के स्तरीकरण को कम करने के लिए छत से पहले वेंटिलेशन डिज़ाइन

चूंकि हाइड्रोजन हवा में बहुत आसानी से ऊपर उठती है, इसलिए किसी भी रिसाव वाली गैस को खतरनाक स्तर तक जमा होने से पहले पकड़ने के लिए उचित वेंटिलेशन बिल्कुल आवश्यक हो जाता है। छत के स्तर पर स्थापित सिस्टम सबसे अच्छा काम करते हैं क्योंकि वे ऊपर की ओर हवा के प्रवाह का पैटर्न बनाते हैं जो हाइड्रोजन को ठीक उसी जगह पकड़ लेता है जहाँ वह प्राकृतिक रूप से एकत्र होने की प्रवृत्ति रखती है। आमतौर पर इन सेटअप्स के द्वारा प्रति घंटे लगभग 12 से 15 पूर्ण वायु परिवर्तन का प्रबंधन किया जाता है, जिससे हाइड्रोजन की सांद्रता 4% के निशान से काफी नीचे बनी रहती है, जहाँ चीजें ज्वलनशील हो जाती हैं। इस बीच, फर्श के पास लगे वेंट्स पूरे स्थान में सुचारु वायु प्रवाह बनाए रखने में मदद करते हैं, जिससे रिसाव के बाद गैस के जमा होने वाले निष्क्रिय स्थानों को रोका जा सके। हवा के प्रवाह पैटर्न के कंप्यूटर मॉडल्स के अनुसार, 500 घन मीटर से छोटे जनरेटर कमरों में इस व्यवस्था से परतदार होने के जोखिम में लगभग 92% की कमी आती है। इससे ये छत-केंद्रित सिस्टम पुराने दीवार-माउंटेड विकल्पों की तुलना में सुरक्षा प्रबंधन में कहीं अधिक बेहतर साबित होते हैं जो हाइड्रोजन के अद्वितीय गुणों को इतनी प्रभावी ढंग से संभाल नहीं पाते हैं।

सेंसर चयन मार्गदर्शिका: वास्तविक समय में हाइड्रोजन जनरेटर निगरानी के लिए लेजर अवशोषण बनाम इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर

प्रभावी रिसाव का पता लगाने के लिए आवेदन जोखिम और स्थानिक पैमाने के अनुरूप सेंसर प्रौद्योगिकी का मिलान आवश्यक है:

लेजर अवशोषण सेंसर उन खुले पथ बीमों के माध्यम से पूरे क्षेत्रों में वास्तविक समय की निगरानी प्रदान करते हैं। वे बड़े जनरेटर के घेरों में बहुत अच्छी तरह से काम करते हैं जहां गैसें जल्दी फैलती हैं और जल्दी पता लगाने की चेतावनी की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर, इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर फ्लैंग्स या वाल्व स्टीम्स जैसे विशिष्ट समस्या बिंदुओं को ठीक से पहचानने के लिए बहुत अच्छे हैं, हालांकि उन्हें अपने लेजर समकक्षों की तुलना में अधिक बार जांच और प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है। अधिकांश सुविधाएं आज के समय में एक स्तरित रणनीति को अपनाती हैं। उन लेजर सेंसर को छत के पास रखो किसी भी थोक गैस आंदोलन को पकड़ने के लिए, फिर इलेक्ट्रोकेमिकल इकाइयों को कनेक्शन बिंदुओं पर क्लस्टर करें जहां रिसाव होने की प्रवृत्ति होती है। यह सेटअप आमतौर पर लगभग 99.6 प्रतिशत लीक को पकड़ता है इससे पहले कि स्तर 10% निचली ज्वलनशील सीमा तक भी पहुंच जाए। यह प्रणाली एनएफपीए 2 मानकों के साथ-साथ सुरक्षा प्रदर्शन के लिए नवीनतम आईएसओ 19880-8:2020 दिशानिर्देशों की सभी आवश्यकताओं को पूरा करती है।