氢能产业发展与技术丛书 氢能安全及系统性防控

本书系统阐述了氢能安全领域的科学理论、关键技术及工程实践，涵盖氢的基本性质、材料的安全性、设备的可靠性、泄漏燃爆机制、定量风险评估及全链条安全防控策略，共分为7 个章节，从氢气的物理化学性质及安全风险切入，深入分析临氢材料失效机理与设备安全设计规范；揭示氢气的泄漏扩散、燃烧及爆炸的动态规律；结合国际标准与典型案例，详述定量风险评估方法；总结泄漏检测、阻隔技术、燃爆抑制等前沿防控技术；最Z后针对氢能“制、储、运、加、用”全产业链，提出安全保障体系与建议。
本书可供氢能产业链研发人员、能源政策制定者及高校相关领域学者参考和学习。

中国电力企业联合会氢能分会是中电联的分支机构，是电力行业氢能领域资源共享、沟通交流、开放合作的非盈利公益性服务平台，以促进氢电协同发展为目标，助力新型能源体系建设，助力行业低碳转型并实现高质量发展

目 录
丛书序
前 言
第1 章 氢的基本性质及安全要求 1
1.1 氢的基本性质 1
1.1.1 基本物化性质 1
1.1.2 与传统燃料特性对比 2
1.2 氢的一般安全特性 3
1.2.1 氢的泄漏扩散行为 3
1.2.2 氢的燃烧与爆炸 5
1.2.3 氢与临氢材料的相容性 7
1.3 氢能事故统计与分析 8
1.3.1 制氢环节 9
1.3.2 储运环节 10
1.3.3 加氢环节 12
1.3.4 用氢环节 13
1.4 氢能安全系统性防控要求 14
1.4.1 防控原则 14
1.4.2 具体防控要求 14
第2 章 临氢材料安全 16
2.1 金属材料氢脆 16
2.1.1 氢损伤 17
2.1.2 氢致塑性损失 19
2.1.3 氢致滞后断裂 20
2.1.4 氢脆的主要影响因素 21
2.2 聚合物材料氢致失效机制 22
2.2.1 聚合物材料的氢渗透机理 22
2.2.2 临氢零部件聚合物材料失效机制 24
2.3 氢相容性测试标准与平台 28
2.3.1 测试方法 28
2.3.2 国内外测试标准 30
2.3.3 国内外临氢材料测试平台 32
第3 章 临氢设备及零部件 34
3.1 临氢设备 34
3.1.1 电解槽 34
3.1.2 储氢容器 37
3.1.3 输氢管道 40
3.1.4 压缩设备 41
3.1.5 加氢设备 43
3.1.6 氢燃料电池汽车 44
3.2 临氢零部件 47
3.2.1 截止阀 47
3.2.2 单向阀 48
3.2.3 安全阀 48
3.2.4 变送器 49
3.2.5 氢气探测仪 50
3.2.6 火焰探测器 50
3.3 测试标准与平台 51
3.3.1 国内外测试标准 52
3.3.2 国内外测试平台 54
第4 章 氢气泄漏扩散、燃烧及爆炸规律 56
4.1 氢气泄漏扩散 56
4.1.1 氢气射流理论 56
4.1.2 受限空间中的氢泄漏扩散规律 61
4.2 氢气泄漏、自燃及燃烧 64
4.2.1 氢气泄漏 自燃 64
4.2.2 喷射火 68
4.3 氢气爆炸 70
4.3.1 开敞空间气云爆炸 71
4.3.2 受限空间氢爆炸及泄放 76
4.3.3 氢气爆轰 80
第5 章 氢能安全定量风险评估 83
5.1 定量风险评估方法 83
5.1.1 定量风险评估步骤 83
5.1.2 氢能产业定量风险评估案例 85
5.2 氢能产业链定量风险评估案例 88
5.2.1 氢能储存系统的定量风险评估案例 89
5.2.2 天然气掺氢输送管道的定量风险评估案例 95
5.2.3 传统气氢加氢站定量风险评估案例 101
5.2.4 基于甲基环己烷制氢的加氢站定量风险评估案例 105
第6 章 氢能安全防控技术 115
6.1 氢气泄漏检测技术 115
6.1.1 氢气探测器的基本特性 115
6.1.2 氢气探测器的技术要求 116
6.1.3 氢气探测器的类型及基本工作原理 116
6.1.4 氢气探测器的发展趋势 131
6.2 氢气火焰阻隔技术 131
6.2.1 氢气阻火的基本原理 132
6.2.2 常见的氢气阻火器类型 133
6.2.3 氢气阻火器的技术要求 135
6.3 氢气燃爆抑制技术 136
6.3.1 氢气燃爆抑制剂 136
6.3.2 氢气燃爆抑制技术发展趋势 141
6.4 临氢场景抗爆技术 141
6.4.1 基本原理 141
6.4.2 技术进展 143
6.4.3 技术展望 145
第7 章 氢能全链条安全保障 148
7.1 制氢环节 148
7.1.1 典型事故案例 149
7.1.2 风险分析 150
7.1.3 风险防控措施 150
7.2 储运环节 151
7.2.1 典型事故案例 151
7.2.2 风险分析 152
7.2.3 风险防控措施 153
7.3 加氢环节 153
7.3.1 典型事故案例 153
7.3.2 风险分析 156
7.3.3 风险防控措施 157
7.4 用氢环节 157
7.4.1 典型事故案例 157
7.4.2 风险分析 159
7.4.3 风险防控措施 160
参考文献 161