氢能被广泛认为是21世纪最有前途的清洁能源之一。
管束容器作为储氢和运输氢气的重要工具,在氢能产业链中发挥着重要作用。 国内管束容器的生产制造已有10多年的历史,在制造、使用和检验方面积累了大量的经验,但管束容器的制造没有国家和行业标准,制造单位按照经审查备案的企业标准制造。 氢管束容器作为含有危险化学品的移动式压力容器,其安全使用和操作非常重要。
运输压缩氢气的半挂车列车主要由牵引车、骨架半挂车和管状束式集装箱组成。 选用拖拉机要配套半挂车,应符合GB 7258《机动车作业安全技术条件》的规定。 骨架半挂车至少应符合GB T 23336《半挂车通用技术条件》、GB 7258《机动车辆安全操作技术条件》和GB 1589《道路车辆外形尺寸、轴载和质量限值》。 本文所指的氢管束容器也是IMDG规范下的多单元气体容器,由框架、大容量钢制无缝气瓶和管道系统组成。 接受TSG R0005-2011《移动式压力容器安全技术监督规程》监理。
氢管束容器的气瓶是氢气储运时可再充装的大容量钢制无缝气瓶,需要满足GB T 33145-2016《大容量钢制无缝气瓶》和特种设备安全技术规范TSG R0006《气瓶安全技术监督规程》的要求。 瓶子的两端是开放的,并通过法兰与框架支撑板连接。 框架应符合集装箱装运的要求。 管道系统由前库安全卸料管路、后库作业管路和安全卸料管路组成。 前舱(安全舱)每个气缸都装有爆破片易熔合金塞装置,后舱也为操作室,主要用于操作管道、温压仪表和爆破片易熔合金塞的安全装置。 目前,新生产的普通氢管束容器多由6管制成,公称工作压力为20MPa,单瓶外径为719mm,最小壁厚为212mm,筒体长度为12190mm时单瓶容积可达4230L,因此管束容器的总容积可达2538m3,可承载压缩氢气373kg。
在第一次更换管束容器出厂之前,氮气(0.1~0.2MPa),并将气缸和管路中的氧含量控制在3%。因此,首次使用前,应更换钢瓶内的氮气,校准压力表和温度计,测氧量应不超过3%。
对于第一次商业灌装,建议在管箱公称工作压力的 80% 下灌装。
在加装和卸载氢管束容器之前,应检查相关设备和配套设施,如压缩机是否正常工作; 加油站各仪表的指示参数是否正常; 管道连接是否紧密无泄漏; 装卸软管与充气柱紧密连接,管束箱主调节阀、瓶阀、排污阀正常。 此外,工位内的对接位置应直接与装卸软管连接,以免软管变形; 装卸软管应与充气管水平连接,高度应与主控制阀的高度相当。 典型的氢气管束容器工艺如图1所示。
充气
灌装前,要确认气瓶内有残压,无压严禁充填。 进入作业区指定地点,停下车辆,打开作业箱门,将静电接地装置与站内接地装置连接; 检查防意外启动联锁装置是否工作; 及时确认连接可靠。
首先,依次打开各气瓶的瓶阀V101、V106和压力表阀V301以及灌装收集管,关闭主控制阀V501和V502,软管中的气体更换为灌装站的气源,关闭灌装站的排气阀。 缓慢打开操作箱V501或V502的主控制阀充气,期间温度小于或等于使用温度上限; 当压力达到公称工作压力或灌装温度对应的最高灌装压力时,及时关闭灌装站充气阀; 并依次关闭每个气缸的阀门V101 V106。 打开加油站排气阀,取出软管压力,确认软管无压,关闭操作箱V501或V502主控制阀,松开装卸软管; 关闭排气阀和压力表阀 V301。 断开静电接地装置与站内接地装置的连接,关闭操作箱门,完成充气操作。
放气
进入作业区指定地点,停下车辆并打开作业箱门,首先将静电接地装置与站内接地装置连接; 检查联锁装置是否正常工作,及时确认连接是否可靠。 依次打开C01、C06气瓶阀V101、V106和压力表阀V301,关闭集气管主控制阀V501、V502,更换软管内的气体,关闭充气变电站排气阀; 缓慢打开气体排放的主阀,温度不低于使用温度的下限。 卸料完成后,关闭卸料塔主阀; 依次关闭C01 C06气瓶阀V101 V106; 打开充气变电站排气阀,去除软管压力,确认软管无压力,关闭操作箱主控制阀V501或V502,松开装卸软管; 关闭排气阀和压力表阀 V301。 将静电接地装置与站内接地装置断开,关闭操作箱门,完成卸货操作。
氢管束容器产品应当由特种设备制造许可证资质单位制造,无监督检验证书或者逾期检验的氢管束容器不能登记使用; 正式使用前应进行安全检查。 禁止在瓶体上焊接电弧,不得对瓶体进行挖掘、焊接和修补。 瓶内气体不得排出,必须留01MPa压力,严禁擅自更改气缸密封标志。
单位需要有应急预案,及时进行安全演练,操作人员可以处理突发事件,单位和半挂车管理人员、司机、护送人员应负责半挂车的安全运行。 进行装卸作业时,操作人员不得离开现场,驾驶员不得启动车辆; 装卸现场环境必须满足作业要求。 当它需要大修时,它必须是空的,并且不能装入介质。 凡有雷击、火灾、气体泄漏、压力的地方。
如出现异常力等不安全因素,应立即停止操作并妥善处理。 严禁使用温度超过40度的热源直接加热排气瓶。