Vodík je cenný zdroj s neuvěřitelným potenciálem. V posledním desetiletí zaznamenal průmysl nárůst využívání vodíkových technologií. Se zvýšeným používáním však přichází zvýšené riziko incidentů.
Ačkoli někteří považují vodík za nebezpečný, ve skutečnosti se bezpečně používá v různých průmyslových odvětvích po generace. Dělají to některé vlastnosti vodíku bezpečnější manipulovat a používat než mnoho dnešních běžných paliv. Jiné vlastnosti vodíku samozřejmě vyžadují speciální technické úvahy, aby se předešlo nehodě.
Prvním krokem k bezpečnosti je porozumění. Čtěte dále a objevte nebo obnovte své znalosti o jedinečných rizicích vodíku a zjistěte více o přístupu WHA k analýze rizika požáru vodíku.
Naše znalosti o vodíkové bezpečnosti jsou založeny na zkušenostech
Odborné znalosti WHA v oblasti vodíkové bezpečnosti jsou založeny na letech analýzy poruch a forenzního inženýrství. Naši inženýři vyšetřovali četné incidenty s vodíkem a dalšími nebezpečnými palivy. K incidentu na obrázku výše došlo například v roce 2007 v elektrárně v řece Muskingum.
Tato tragická událost byla důsledkem uvolnění vodíku z nefunkčního průtržného disku na skladovací nádobě. Velké množství vodíku se nashromáždilo pod střechou a vznítilo, jednoho zabilo a 10 dalších zranilo.
Naším posláním je takovým incidentům předcházet. Vyvinuli jsme naši sadu vodíkových konzultačních služeb a zdrojů, abychom pomohli udržet průmysl v bezpečí.
Proč vodík představuje vážné nebezpečí požáru
Jak tedy vzniká vodíkový požár? Rádi to vysvětlujeme pomocí ilustrace „ohnivého trojúhelníku“.
Obecně existují tři faktory zásadní pro všechny požáry: palivo, okysličovadlo a vznícení. To, co nazýváme ohněm, je ve skutečnosti „spalovací“ reakce: chemický proces paliva, jako je vodík, reagující s oxidačním činidlem, jako je kyslík. Za kontrolovaných okolností lze tuto silnou reakci využít k dobrému. Za špatných okolností může být požár těkavého vodíku extrémně destruktivní.! Podívejme se na vlastnosti vodíku, díky kterým je jedinečný a zásadní pro bezpečné zacházení.
Bezpečnostní výzva č. 1: Detekce a zadržení vodíku je náročné
Vodík je a bezbarvý, bez zápachu, bez chuti plyn, a když hoří, vydává velmi málo světla a barev. To činí požáry vodíku a vodíku velmi obtížně detekovatelné bez speciálního vybavení.
Video z nástrojů H2 ilustrující vizuální rozdíl mezi plameny vodíku a propanu.
Vodík také zaujímá známé místo jako nejmenší prvek v periodické tabulce. V aplikaci to znamená, že jeho drobné molekuly H2 jsou velmi náchylné k únikům. Mohou pronikat mnoha materiály považovanými za „vzduchotěsné“. Vodík se může dokonce absorbovat do určitých kovů, což způsobuje jejich křehnutí a praskání (známé jako vodíkové „křehnutí“).
Bezpečnostní výzva č. 2: Vodík vyžaduje nízkou energii vznícení
Když se vodík smíchá s okysličovadlem, je velmi snadné jej zapálit. Například benzin vyžaduje ke vznícení za správných podmínek na vzduchu asi 0.24 mJ energie. To je méně energie, než je generovaná malým statickým výbojem z vašeho prstu. Pro srovnání, vodík vyžaduje pouze asi 0.02 mJ, 12krát méně energie vznícení než benzín! Asi si dokážete představit všechny zdroje energie, které jsou tedy schopné zapálit směsi vodíku. To znamená, že je to nebezpečná situace, pokud vodík najde cestu ven z uzavřeného systému.
Bezpečnostní výzva č. 3: Vodík má široký rozsah hořlavosti
Všechna paliva jsou hořlavá pouze tehdy, jsou-li smíchána ve vhodném poměru s okysličovadlem, známém jako rozmezí hořlavosti. Na rozdíl od běžných uhlovodíkových paliv, jako je metan a propan, má vodík velmi široký rozsah hořlavosti. Je náchylný ke vznícení kdekoli od 4 do 75 % ve vzduchu (a až 95 % v čistém kyslíku). To znamená, že je třeba věnovat zvýšenou pozornost tomu, aby se zabránilo únikům vodíkových systémů.
Řešení WHA: Přístup k řízení rizik vodíku
Aby se snížilo riziko požáru, inženýři WHA implementují přístup založený na třech jednoduchých konceptech: Vyhnout se, Předvídat a Přijmout. Tyto tři koncepty se týkají každé ze tří nohou ohnivého trojúhelníku. Implementací této strategie minimalizujeme šanci, že jsou přítomny všechny tři faktory požáru současně, a můžeme pomoci předcházet požárům vodíku.
Koncept 1: Vyhněte se neúmyslnému míchání
Tím, že zabráníte náhodnému úniku a vnitřním únikům ve vašem vodíkovém systému, zůstane obsažený vodík v rozsahu koncentrací, který není hořlavý a nepředstavuje žádné riziko požáru. Pro bezpečné vodíkové systémy je nanejvýš důležitý design a výběr materiálu.
Koncept 2: Předvídání zapalovacích mechanismů
Při velmi nízké minimální požadované energii vznícení může dojít k vznícení snadno z celé řady zdrojů (např. elektrostatický výboj, lom kovu, tření, rázové vlny a dokonce i světlo). Přestože je třeba dbát na to, aby se zabránilo vznícení, uživatelé by měli předpokládat, že zdroj vznícení je vždy přítomen, když se vytvoří hořlavá směs vodíku a oxidačního činidla.
Koncepce 3: Přijměte osvědčené postupy
Zavedením osvědčených postupů pro návrh, kontrolu, montáž, provoz, údržbu a bezpečnostní systémy lze výrazně snížit riziko požáru vodíku.
Shrnutí vodíkové bezpečnosti
Je vodík nebezpečný?
Ano, vodík může být nebezpečný. I když není toxický, je hořlavý a může se snadno vznítit. Je také těžké ho zjistit, protože je bez barvy a bez zápachu. To znamená, že s vodíkem je třeba zacházet opatrně, aby se předešlo nehodám. Jak již bylo řečeno, vodík se bezpečně používá v mnoha prostředích po celá desetiletí a může být bezpečný s náležitými opatřeními a školením personálu.
Je vodík hořlavý?
Ano, vodík je extrémně hořlavý. Může se snadno vznítit, když je smíchán se vzduchem a vystaven zdroji vznícení, jako je jiskra. Je to proto, že má široký rozsah koncentrací, kde může hořet, a nízkou energii vznícení.
Proč je vodík nebezpečný?
Vodík je nebezpečný, protože je obtížné ho detekovat a zadržet a může se snadno vznítit v širokém rozsahu koncentrací.
Proč bychom měli používat vodík, když je to nebezpečné?
Vodík je neuvěřitelně užitečný a má mnoho aplikací v průmyslu i mimo něj. Bude také pravděpodobně hrát klíčovou roli jako alternativní palivo při přechodu na čistou energii. Při správných preventivních opatřeních lze vodík bezpečně používat a v některých ohledech je přirozeně bezpečnější než jiná paliva.
Co můžeme udělat pro bezpečné používání vodíku?
Každému, kdo používá vodíkový plyn nebo pracuje v jeho blízkosti, musí být poskytnuto řádné bezpečnostní školení a musí brát bezpečnost vodíku vážně. Vedoucí pracovníci a manažeři v průmyslu musí dodržovat mezinárodní bezpečnostní směrnice a podstoupit hodnocení rizika vodíku, aby byla zajištěna bezpečnost veřejnosti a personálu.
Kde se mohu dozvědět více o vodíku?
Další kroky k zabránění požáru vodíku: Bezpečnostní opatření
WHA se věnuje pomoci průmyslu bezpečně používat vodík. Naši specializovaní inženýři mají jedinečnou pozici k tomu, aby vybavili vaše zaměstnance nástroji a znalostmi nezbytnými k vytvoření a udržování bezpečného prostředí pro každého.
- Trénink: WHA poskytuje školení o bezpečnosti vodíku na webu i na místě, přizpůsobené na míru vaší jedinečné aplikaci a potřebám.
- Analýza rizik: Přístup a odborné znalosti WHA Hydrogen Combustion Risk Analysis (HCRA) lze použít k posouzení rizik na úrovni součástí a systému ve vaší aplikaci.
- Testování:Díky laboratornímu testovacímu zařízení a zkušebním prostorům WHA pro velké nebo vysokoenergetické testy poskytuje WHA zakázkové a standardní testování a také výzkumné služby.
Původně publikováno 18. listopadu 2019.
