Mga Tip para sa Ligtas na Pag-iimbak ng Hydrogen sa Paggamit ng Industrial na Hydrogen Generator

Pag-unawa sa mga Panganib na Kaugnay ng Hydrogen sa Paggamit ng On-Site na Tagapagpalit

Panganib na Sanhi ng Pagkasisira at Pagsindil sa Mga Nakapaloob na Kapaligiran ng Tagapagpalit

Ang katotohanang ang hidroheno ay nangangailangan lamang ng 0.02 mJ upang magningning at masunog sa anumang lugar na may konsentrasyon mula 4% hanggang 75% sa hangin ay nagiging sanhi ng malaking panganib sa mga saradong lugar kung saan naroon ang mga generator. Kahit ang pinakamaliit na spark mula sa kagamitang elektrikal o kuryenteng estadiko ay maaaring magdulot ng sunog, lalo pa't halos hindi makikita ang apoy ng hidroheno hanggang sa ito'y huli na. Ang hidroheno ay umuusli pataas nang humigit-kumulang 14 beses na mas mabilis kaysa sa karaniwang hangin, kaya't ito ay kadalasang nakokolekta tuwiran sa ilalim ng bubong at sa paligid kung saan inilalabas ng mga generator ang usok. Kung wala ng maayos na sistema ng bentilasyon, ang mga koleksyon ng hidroheno ay maaaring umabot sa mapanganib na antas na mahigit sa 4% sa loob lamang ng ilang minuto. Ayon sa alituntunin ng NFPA 2, kailangan ng mga silid ng generator ng hindi bababa sa isang buong pagpapalit ng hangin bawat oras. Ipakikita ng mga pag-aaral na kapag ang mga tambutso ay nakalagay muna sa antas ng bubong, imbes na sa pader tulad ng karamihan sa mga setup, nababawasan nito ang panganib ng mapanganib na pagkakaantig-antig ng humigit-kumulang 92%. Makatuwiran naman ito kapag isinasaalang-alang kung paano natural na umaakyat ang hidroheno.

Panghihimasmas ng Hydrogen sa mga Piping at Balbula na Naka-integrate sa Generator

Kapag ang mga bahagi ng carbon steel sa mga sistema ng suplay ng generator ay nananatili nang matagal sa mataas na presyong hydrogen environment, dumaranas ito ng kung ano ang tinatawag na hydrogen environment embrittlement (HEE). Ang problema ay nangyayari kapag ang atomic hydrogen ay pumasok sa lattice structure ng metal, na nagdudulot ng pagkawala ng kakayahang lumuwog bago pumutok. Tinutukoy dito ang malaking pagbaba sa ductility—minsan hanggang 60%—na nangangahulugan na ang mga bahagi ay maaaring pumutok nang hindi inaasahan kahit na gumagana sa ilalim pa lamang ng kalahati ng kanilang normal na pressure limit. Hindi rin bale ang pinansiyal na epekto. Ayon sa kamakailang pananaliksik ng Ponemon Institute, ang mga kumpanya ay nakararanas ng halos $740,000 na gastos tuwing may nangyayaring insidente ng embrittlement. Kaya napakahalaga ng pagpili ng tamang materyales. Nangingibabaw ang Grade 316L austenitic stainless steel, na sumisipol laban sa embrittlement ng humigit-kumulang limang beses kumpara sa karaniwang carbon steel sa mga hydrogen generator setup. Ang mga pamantayan sa industriya tulad ng NFPA 2 at ISO 19880-8:2020 ay hindi lamang rekomendasyon. Ito ay direktang nagsasaad ng pangangailangan ng compatibility testing para sa anumang bahagi na nakikipag-ugnayan sa hydrogen, upang matiyak na hindi lulubayan ng mga tagagawa ang napakahalagang isyung ito sa kaligtasan.

Lalong lumalala ang mga panganib na ito kapag ang mga generator ay gumagana malapit sa mga lalagyan ng imbakan, na nangangailangan ng pinagsamang mga protokol sa kaligtasan na tumutugon sa parehong agarang panganib na sanhi ng apoy at progresibong pagkabigo ng materyales.

Mga Balangkas sa Pagsunod para sa Imbakan ng Hydrogen Generator

Mga Hinihiling ng NFPA 2 at ISO 19880 para sa On-Site Generation at Pinagsamang Imbakan

Itinatakda ng pamantayan ng NFPA 2 kasama ang ISO 19880 ang mga pangunahing alituntunin sa kaligtasan para sa mga sistema ng paglikha ng hidroheno na may kasamang mga bahagi ng imbakan. Ang mga alituntuning ito ay nagtuturo na suriin kung ang mga materyales na ginagamit sa mga balbula, tubo, at lalagyan ng presyon ay kayang tumagal sa pagkakalantad sa gas ng hidroheno, na nakaaayon sa problema ng pagkabrittle ng metal na nakita sa nakaraang mga kabiguan sa industriya. Ang mga pamantayan ay nangangailangan ng mga mekanismo ng relief sa presyon bilang panlaban, tamang espasyo sa pagitan ng mga lugar ng imbakan at potensyal na mga punto ng pagsindak, kasama ang mga maaasahang sistema ng pagsubaybay sa bentilasyon na awtomatikong gumagana kapag kinakailangan. Ayon sa NFPA 2, kailangan ng mga silid-henerador ng hindi bababa sa isang buong palitan ng hangin bawat oras. Samantala, ang bersyon ng ISO 19880-8:2020 ay mas napapalayo pa nito sa pamamagitan ng pag-uutos ng mga awtomatikong detektor ng tangos na sapat na sensitibo upang mahuli ang antas ng hidroheno sa ilalim ng 1%, nasa ligtas na antas na hindi makapagdudulot ng mga isyu sa pagsusunog. Upang manatiling sumusunod, kailangang kumuha ang mga pasilidad ng sertipiko para sa kanilang mga tangke ng imbakan mula sa mga eksperto na independiyente tuwing limang taon. Ang mga protokol para sa emergency shutdown ay dapat malinaw na isulat, sinusuportahan ng regular na pagbabasa ng presyon at mga pagsusuri sa integridad na nagpapakita na nananatiling buo ang mga buffer ng kaligtasan kahit pa lumampas sa normal na kondisyon ng operasyon.

Pag-align sa OSHA at Lokal na Kodigo para sa mga Pasilidad ng Hydrogen Generator

Ang pag-setup ng mga hydrogen generator ay kasangkot sa kumplikadong regulasyon mula sa iba't ibang antas ng pamahalaan. Ang mga pasilidad na humahawak ng mahigit sa 1,500 pounds ng hydrogen ay sakop ng mga alituntunin ng OSHA tungkol sa Pamamahala ng Kaligtasan sa Proseso na matatagpuan sa 29 CFR 1910.103. Ito ay nangangahulugan ng pagsasagawa ng tamang pagsusuri sa panganib, pangangalaga sa integridad ng kagamitan, at pagtiyak na ang mga kawani ay may kaalaman sa kanilang ginagawa. Lahat ng mga hakbang na ito para sa kaligtasan ay dapat na sabay-sabay na sumusunod sa mga kinakailangan ng International Fire Code Chapter 53. Saklaw ng code na ito ang mga bagay tulad ng mga electrical system na hindi magpapasilaw ng apoy at ang paglalayo ng mga tangke sa hangganan ng ari-arian batay sa takdang distansya. Karamihan sa mga lungsod ay sumusunod sa gabay ng NFPA 55 kapag nagtatakda ng limitasyon sa dami ng naka-imbak na hydrogen depende sa uri ng gusali. May ilang lugar na may karagdagang patakaran ukol sa lindol o mga isyu sa kapaligiran, na lalo pang mahalaga para sa mga tangke na nakalagay sa labas. Ang regular na pagsusuri bawat tatlong buwan ay makatutulong upang matiyak na patuloy na sumusunod ang lahat sa mga pamantayan, partikular na sa pagsusuri sa mga backup containment system at sa pag-iingat ng mga tala kung gaano kahusay gumaganap ang mga sistema ng sirkulasyon ng hangin sa praktikal na sitwasyon.

Pagpili ng Ligtas na Solusyon sa Pag-iimbak ng Hidroheno na Angkop para sa Generator

Type III at Type IV na Tangke: Pagganap, Kaligtasan, at Integrasyon sa Sukat ng Hidroheno Generator

Sa kasalukuyang merkado, ang Type III pressure vessels (mga carbon fiber na nakabalot sa paligid ng aluminum lining) at ang Type IV vessels (carbon fiber sa ibabaw ng thermoplastic) ay naging pangunahing solusyon para sa pag-iimbak ng hydrogen malapit mismo sa pinagmumulan nito sa lugar. Ang mga modelo ng Type III ay karaniwang kayang humawak ng presyon mula 300 hanggang 700 bar at nakikilala dahil sa kakayahang tumanggap ng mga impact habang nagpapanatili ng tibay laban sa paulit-ulit na vibration sa maraming industrial na kapaligiran. Samantala, ang mga Type IV tank ay may kakayahang lumampas sa 700 bar, na lubusang inaalis ang panganib ng embrittlement dahil ang kanilang liner ay hindi gawa sa metal. Makatuwiran ang paggamit nito kapag direktang konektado sa mga hydrogen generator feed system. Parehong uri ay mayroong espesyal na thermal pressure relief device o TPRD. Kapag sobrang init dahil sa apoy, awtomatikong inilalabas ng mga device na ito ang hydrogen gas. Talagang napakahalaga ng tampok na ito sa kaligtasan, lalo na sa loob ng mahigpit na generator room kung saan ang pagsabog ay magdudulot ng malaking kalamidad.

Ang pag-mount ng kagamitan nang pahalang ay nakatutulong upang maiwasan ang pagkakapatong ng espasyo na ginagamit ng mga generator skid, at ang pagsusunod-sunod ng mga module ay nagpapadali sa pagpapalawak ng kapasidad kailangan. Kapag umabot ang temperatura sa paligid sa humigit-kumulang 55 degree Celsius, ang Type IV storage tanks ay may halos 30 porsiyentong mas mataas na safety margin kumpara sa karaniwang steel tank batay sa mga pag-aaral na inilathala ng Energy Storage Journal noong nakaraang taon. Bukod dito, ang mga tank na ito ay humigit-kumulang 19% na hindi gaanong madaling mag-leak sa ilalim ng magkatulad na kondisyon. Ang mga site kung saan limitado ang espasyo ay maaari pa ring gumamit ng underground Type III setup. Ang mga instalasyong ito ay direktang akma sa umiiral nang imprastraktura nang hindi binabago ang mga punto ng pag-access para sa maintenance ng mga generator o binabara ang kinakailangang daloy ng hangin para sa tamang bentilasyon.

Mga Kontrol sa Ingenyeriya: Bentilasyon at Pagtuklas ng Tulo para sa mga Lokasyon ng Hydrogen Generator

Disenyo ng Bentilasyon na Pahalang sa Kaitaasan upang Mapaliit ang Hydrogen Stratification Malapit sa mga Generator

Dahil madaling lumilipad ang hidroheno sa hangin, napakahalaga ng tamang bentilasyon upang mahuli ang anumang tumatagas na gas bago ito maitayo sa mapanganib na antas. Ang mga sistema na nakainstala sa antas ng kisame ay mas epektibo dahil gumagawa ito ng isang hangin pataas na daloy na hinahawakan ang hidroheno sa mismong lugar kung saan ito natural na nagkakaroon. Karaniwan, ang mga istrukturang ito ay nakapagpapatuyo ng hangin nang humigit-kumulang 12 hanggang 15 beses bawat oras, panatilihin ang konsentrasyon ng hidroheno nang malinaw na wala sa 4% na antas kung saan naging masunog ito. Samantala, ang mga butas na nakalagay malapit sa sahig ay tumutulong upang mapanatili ang maayos na daloy ng hangin sa buong espasyo, pinipigilan ang mga patay na sulok kung saan maaaring magtipon ang gas matapos magtagas. Ayon sa mga kompyuter na modelo na nagtataya ng daloy ng hangin, ang pagkakaayos na ito ay nababawasan ang panganib ng pagkakalayer ng halos 92% sa mga silid ng henerador na mas maliit sa 500 cubic meters. Dahil dito, ang mga sistemang nakatuon sa kisame ay mas mahusay sa pamamahala ng kaligtasan kumpara sa mga lumang alternatibong nakabitin sa pader na hindi gaanong epektibo sa pagharap sa natatanging katangian ng hidroheno.

Gabay sa Pagpili ng Sensor: Laser Absorption kumpara sa Elektrokimikal na Sensor para sa Real-Time na Pagsusuri ng Hydrogen Generator

Ang epektibong pagtuklas ng pagtagas ay nangangailangan ng pagtutugma ng teknolohiya ng sensor sa antas ng panganib at saklaw ng espasyo:

Ang mga sensor na batay sa laser absorption ay nag-aalok ng real-time na pagmamatyag sa buong lugar gamit ang mga open path beam. Mahusay silang gumagana sa malalaking generator enclosure kung saan mabilis kumalat ang mga gas at nangangailangan ng maagang babala sa pagtuklas. Samantala, ang mga electrochemical sensor ay mainam para tukuyin ang tiyak na mga trouble spot tulad ng mga flange o stem ng valve, bagaman kailangan nilang suriin at palitan nang mas madalas kumpara sa mga katumbas na laser sensor. Karamihan sa mga pasilidad ay sumusunod sa tinatawag na layered strategy sa kasalukuyan. Ilagay ang mga laser sensor malapit sa kisame upang mahuli ang anumang malawakang paggalaw ng gas, pagkatapos ay i-cluster ang mga electrochemical unit mismo sa mga connection point kung saan karaniwang nangyayari ang mga leak. Karaniwang nakakakuha ito ng humigit-kumulang 99.6 porsiyento ng mga leak bago pa man umabot ang antas sa 10% Lower Flammable Limit. Ang sistema ay sumusunod sa lahat ng kinakailangan ng NFPA 2 standard pati na rin sa pinakabagong alituntunin ng ISO 19880-8:2020 tungkol sa safety performance.