本文關鍵詞：風光互補聯(lián)合發(fā)電制氫系統(tǒng)的安全性分析與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,我國風能、太陽能等可再生能源發(fā)電大規(guī)模發(fā)展,在電力系統(tǒng)中所占的比重越來越大,但風能和太陽能具有間歇性、隨機性、地區(qū)和時間的差異性,使得聯(lián)合系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電成為重點和難點,新的儲能技術的研究成為關鍵。氫氣作為一種綠色的“載能體”不但可以將可再生能源發(fā)出的電能儲存起來,還可以作為“燃料”廣泛的應用,由于氫氣是易燃易爆氣體,很輕比其他氣體燃料更容易從小孔中泄漏,且擴散系數(shù)大,爆炸(爆轟)極限寬,起爆方式多,高壓氫氣或液氫泄漏很可能引起火災和爆炸甚至爆轟,造成巨大的人員和財產(chǎn)損失。目前關于可燃氣體泄漏擴散以及爆炸的研究主要集中在天然氣、液化石油氣、煤氣等領域,關于氫氣泄漏擴散以及爆炸的研究的較少,缺乏相關的理論和實驗研究。當氫氣發(fā)生泄漏可以誘導氫氣爆炸,氫氣的爆炸形式多樣,無固定的災害評估方法。在此背景下我校搭建了風光互補聯(lián)合發(fā)電制氫系統(tǒng)實驗,重點研究與探討電解水制氫在聯(lián)合系統(tǒng)運行時的儲能特性及關鍵技術,為了確保實驗的安全實施排出可能的安全隱患,本文對系統(tǒng)的安全性進行了分析與研究。本文從風光互補聯(lián)合發(fā)電制氫系統(tǒng)安全性問題入手,對電解水制氫、氫氣收集、氫氣儲運過程中可能存在的影響其安全運行的因素進行分析與研究;然后就儲運過程泄漏、爆炸事故發(fā)生時泄漏量和爆炸超壓的計算方法及其主要影響因素進行了探討;最后結合實際實驗系統(tǒng)情況介紹了相應的安全考慮,對氫氣罐的安全壁厚進行了計算和校核,對事故發(fā)生時的安全距離進行了計算。最后得出結論:風光互補聯(lián)合發(fā)電制氫系統(tǒng)在制氫、氫氣收集、儲運過程中均存在泄漏、爆炸等安全性問題;氫氣儲運過程中影響其泄漏的主要因素是初始壓力、初始溫度、泄漏口徑、時間,影響其爆炸超壓的主要因素是參與反應的氫氣的量和距離爆炸中心的距離;工作壓力為2MPa溫度為常溫容積為2m3的氫氣罐的安全壁厚是9mm,爆炸時的安全距離為3.6m(只是在現(xiàn)有研究方法基礎上的測算,并不能直接作為實際運行過程的安全距離把控依據(jù))。
【關鍵詞】：氫氣 液氫 泄漏量 爆炸超壓 風光互補聯(lián)合發(fā)電制氫系統(tǒng)
【學位授予單位】：河北工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ116.2;TM61
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究系統(tǒng)安全性的背景及意義10-16
• 1.1.1 課題研究的背景分析10-16
• 1.1.2 課題研究的意義16
• 1.2 目前存在的問題和難點16-17
• 1.3 研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.1 國內外關于氫安全性的研究17
• 1.3.2 國內外關于氫氣泄漏擴散的研究17-18
• 1.3.3 國內外關于氫氣爆炸的研究18
• 1.4 本文的研究內容18-20
• 第2章 有關氫氣安全性的分析與研究20-42
• 2.1 氫氣的制取20-26
• 2.1.1 堿性電解槽電解水制氫過程21-22
• 2.1.2 堿性電解槽制氫原理22-23
• 2.1.3 制氫過程安全性分析23-26
• 2.2 氫氣的收集26-31
• 2.2.1 收集過程26-28
• 2.2.2 壓縮氫氣收集過程安全性分析28-29
• 2.2.3 氫氣液化過程安全性分析29-31
• 2.3 氫氣的儲存和運輸31-36
• 2.3.1 壓縮氣體氫的存儲與運輸31-32
• 2.3.2 液態(tài)氫的儲運與運輸32
• 2.3.3 基于儲氫材料的氫的儲運與運輸32-33
• 2.3.4 管道運輸33-35
• 2.3.5 存儲和運輸過程中的安全防范措施35-36
• 2.4 氫氣泄漏檢測與堵漏36-37
• 2.4.1 泄漏檢測36
• 2.4.2 堵漏36-37
• 2.5 氫氣的安全技術措施37-40
• 2.6 本章小結40-42
• 第3章 有關氫氣液氫泄漏量、爆炸超壓計算方法的探討42-68
• 3.1 氫氣爆炸（爆轟）極限42-43
• 3.2 氫氣、液氫泄漏量計算43-54
• 3.2.1 氫氣運輸管道泄漏量計算44-48
• 3.2.2 氫氣容器泄漏量計算48-52
• 3.2.3 液氫泄漏量計算52-54
• 3.3 氫氣、液氫物理爆炸超壓的計算54-57
• 3.3.1 氫氣物理爆炸54
• 3.3.2 沸騰液體擴展蒸氣爆炸（BLEVE）54-57
• 3.3.3 急劇相變RPT57
• 3.4 氫氣、液氫化學爆炸超壓的計算57-65
• 3.4.1 氫氣的爆燃與爆轟57-59
• 3.4.2 氫氣爆燃超壓計算59-62
• 3.4.3 氫氣爆轟超壓計算62-64
• 3.4.4 氫氣不同爆炸形式危害比較64-65
• 3.5 對氫氣爆炸影響因素的幾點探討65-67
• 3.6 本章小結67-68
• 第4章 風光互補聯(lián)合發(fā)電制氫實驗系統(tǒng)安全性68-86
• 4.1 實驗系統(tǒng)設計68-72
• 4.1.1 光伏板理論發(fā)電量的計算68-71
• 4.1.2 風機理論電量的計算71-72
• 4.2 聯(lián)合系統(tǒng)方案擬定72-83
• 4.2.1 制氫系統(tǒng)設備選擇依據(jù)72-73
• 4.2.2 制氫安全考慮73-79
• 4.2.3 收集過程安全考慮79
• 4.2.4 存儲過程安全考慮79-83
• 4.3 安全距離測算83-85
• 4.3.1 2m~3氫氣罐泄漏安全距離測算83-84
• 4.3.2 氫氣罐不同泄漏量下安全距離測算84-85
• 4.5 本章小結85-86
• 第5章 結論和展望86-88
• 5.1 本文主要研究結論86
• 5.2 展望86-88
• 致謝88-90
• 參考文獻90-96
• 作者簡介96
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和科研成果96-97

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：風光互補聯(lián)合發(fā)電制氫系統(tǒng)的安全性分析與研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：386200