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摘 要 氢气在高空气象探测业务中占据着极其重要的地位，其是获取高空气象探测数据资料的关键要素。因此，制氢及用氢属于高空气象探测业务中的重要工作。但由于氢气本身具备易燃易爆的特点，在制氢及用氢工作开展过程中势必会存在各种安全隐患。主要结合三亚市气象局高空探测业务实际情况，首先阐述了氢气的危险性，接着探讨了导致氢气出现燃烧、爆炸等危险状况的原因，最后提出了几点制氢及用氢工作安全策略，以确保高空探测业务的正常开展以及操作人员的生命安全。
关键词 高空探测业务；制氢；用氢；安全探讨
中图分类号：S163 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.26.050
氢气属于台站高空探测业务不可或缺的部分，同时氢气在各类气体中危险程度也稳居第一位。因此，高空探测业务制氢及用氢成为国家监管的重点工作之一，同样也是气象单位安全工作的重要部分，其对于气象部门的管理水平以及操作人员提出了更多、更严格的要求。根据氢气的危险性及影响因素，要求气象部门高度重视制氢设备的安全运行，强化安全管理制度建设，做好氢气生产与使用操作人员的培训工作，严格执行相关规章制度及技术规范要求，减少火灾、爆炸等事故的发生，以期保障人身安全以及保护国家财产[1]。
1 氢气的危险性
氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体。在各种气体中，氢气的密度最小。常温下，氢气的性质很稳定，不容易与其他物质发生化学反应。但当条件改变时（如点燃、加热、使用催化剂等），氢气的危险系数就很大。氢由于无色无味，燃烧时火焰是透明的，因此其存在不易被感官发现，当空气中氢氧体积比为4%～75%时，就容易形成爆炸混合物，引发燃烧爆炸事故。
2 造成氢气燃烧以及爆炸的主要原因
造成氢气燃烧及爆炸的主要原因除了直接的电打火或明火等火源之外，还有间接火源。间接火源主要有静电和雷电。因为静电无法用肉眼看到，经常会被忽略，所以静电产生的火花是造成氢气球出现火灾或爆炸的主要隐患。一是人体带电。若人穿的衣服属于电阻率较高的化纤材质，必将会存在较高的电位，假如人体带的电与球皮及钢瓶带电极性不一致，将会形成较大的电位差，这时候就会形成静电火花。气球施放人员在充灌及放气工作中如果有脱衣动作，那么在这个动作中有时也会形成静电火花。二是气体带电性。气体中通常夹杂着液体或固体杂质[2]。当气体同这些杂质一同高速喷出，导致气体同杂质一同于容器内活动，并同容器内壁产生碰撞与摩擦，在进行相向分离的时候，微粒与容器壁均附这等量异号的电荷，就形成了静电。氢气自制氢缸、球皮及钢瓶内高速喷出时，瓶内部存在的氧化铝或石墨等杂质均是形成静电的重要因素。三是氢气球充灌及收球时形成高电位。一方面因为气体的带电性，气球充灌的时候氢气自制氢缸或者钢瓶喷出经过橡皮管至球皮的工作中，制氢缸、球皮及导管在静电的作用下存在高电位；另一方面，在收球放气的过程中，氢气自球皮内喷出之后，球皮在静电的作用下出现高电位，这极易造成球皮燃烧，发生火灾事故。四是氢气高速喷出过程中产生静电量大小的影响原因。首先，与其涵盖的杂质的量相关。涵盖的固体或液体杂质愈多，则带电量愈多；其次，与氢气的流速相关，氢气的流喷速度愈大，则带电量愈大；最后，与容器、喷出嘴以及管道等材质相关，通常塑料材质要比橡胶带材质的带电量多。
3 高空探测业务制氢及用氢安全策略探讨
3.1 加强制氢及用氢安全学习，确保业务安全开展
在日常的制氢及用氢过程中，工作人员要加强对操作流程的学习，熟练掌握各项流程，提高自身操作技能。同时，要保持高度负责的工作态度，严格按照相关工作制度以及各个流程步骤开展工作，确保实现规范操作。另外，在工作中不断积累工作经验，提升对于制氢设备设施的维护能力，以期確保制氢及用氢业务安全开展。例如，在值班时，要经常对相关设备设施进行仔细检查，确保管道畅通；定期对电解槽电压进行检查，在制氢中要进行分析；要定期对过滤网进行清洗，确保电解液保持清洁。
3.2 加强对制氢室及制氢设备的管理
气象部门需要加强对制氢室及制氫设备的管理。一是要建立健全制氢站进出制度，凡是出入制氢站的人员必须要进行登记，严禁闲杂人员出入制氢场地；二是输氢管道及围墙位置需要设置“严禁烟火”醒目标志，制氢场所及其周边严禁堆放易燃易爆物品；三是制氢室顶部需要加装通风装置，以避免氢气聚集，造成危险事
故；四是建立一套制氢设备的安全技术档案，主要包括制氢设备的日常生产、充装使用情况登记录、定期检查记录及故障维修记录等，要从档案中汲取经验与不足，从而更加可靠地开展制氢及用氢工作；五是要对制氢室及相关设备加装防雷装置，同时为了避免设备在运行中产生静电需要加装接地地网，确保设备接地良好。需要注意的是，防雷设施及接地装置必须符合防雷设计相关规范要求，并要求定期进行检测，确保其能够正常使用[3]。
3.3 氢气球充灌、放气过程中防静电措施
氢气球充灌、放气过程中防静电措施如下。一是操作人员在工作时最好穿着能够防静电的衣服，既不能在制氢及用氢穿着尼龙等容易形成静电的衣服，也不能在氢气球充灌、放气场所脱衣。二是灌氢气球的时候，制氢缸应保证良好接地，在工作中可以采用导线就近同防雷接地体进行相连接。三是在高空探测业务中要运用含杂质较少的氢气。用制氢缸制氢充灌时，要先将管道、接口、球皮等地方的污物清理干净，同时需要冷却降低水汽含量。四是要控制好充灌时氢气的流速，要求流速愈小愈好，通常情况下需要保证不超过8 m/s，以最大程度的减小静电量。五是在收球时，需要将氢气球进行倒悬排放，严禁人为挤压加速排放而导致带电量增加，在折叠球皮前最好使球皮接触接地金属物体从而达到释放静电的目的，减少安全事故的发生[4]。
4 结语
制氢及用氢是高空气象探测业务的重要环节。由于氢气具备一定的危险性，在制氢及用氢过程中容易引发火灾、爆炸等事故。因此，必须要高度重视高空探测业务制氢及用氢的安全工作。在日常的制氢及用氢过程中，操作人员要提高安全防范意识，加强制氢及用氢的安全学习，严格按照相关规范要求进行操作。此外，要加强对对制氢室及制氢设备的管理，在氢气球充灌、放气过程中要采取相关防静电措施，以减少或避免火灾或爆炸事故的发生。
参考文献
[1]张景云.加强制氢安全生产管理不断提高技术保障水平[J].气象水文海洋仪器，2007（4）：67-69.
[2]王文志，郭家旭，郭英杰.高空探测业务中制氢与用氢安全[J].现代农业科技，2010（8）：29.
[3]许正旭，李辉.水电解制氢系统安全体系建设探讨[J].青海气象，2007（1）：52-54.
（责任编辑：刘昀）
关键词 高空探测业务；制氢；用氢；安全探讨
中图分类号：S163 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.26.050
氢气属于台站高空探测业务不可或缺的部分，同时氢气在各类气体中危险程度也稳居第一位。因此，高空探测业务制氢及用氢成为国家监管的重点工作之一，同样也是气象单位安全工作的重要部分，其对于气象部门的管理水平以及操作人员提出了更多、更严格的要求。根据氢气的危险性及影响因素，要求气象部门高度重视制氢设备的安全运行，强化安全管理制度建设，做好氢气生产与使用操作人员的培训工作，严格执行相关规章制度及技术规范要求，减少火灾、爆炸等事故的发生，以期保障人身安全以及保护国家财产[1]。
1 氢气的危险性
氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体。在各种气体中，氢气的密度最小。常温下，氢气的性质很稳定，不容易与其他物质发生化学反应。但当条件改变时（如点燃、加热、使用催化剂等），氢气的危险系数就很大。氢由于无色无味，燃烧时火焰是透明的，因此其存在不易被感官发现，当空气中氢氧体积比为4%～75%时，就容易形成爆炸混合物，引发燃烧爆炸事故。
2 造成氢气燃烧以及爆炸的主要原因
造成氢气燃烧及爆炸的主要原因除了直接的电打火或明火等火源之外，还有间接火源。间接火源主要有静电和雷电。因为静电无法用肉眼看到，经常会被忽略，所以静电产生的火花是造成氢气球出现火灾或爆炸的主要隐患。一是人体带电。若人穿的衣服属于电阻率较高的化纤材质，必将会存在较高的电位，假如人体带的电与球皮及钢瓶带电极性不一致，将会形成较大的电位差，这时候就会形成静电火花。气球施放人员在充灌及放气工作中如果有脱衣动作，那么在这个动作中有时也会形成静电火花。二是气体带电性。气体中通常夹杂着液体或固体杂质[2]。当气体同这些杂质一同高速喷出，导致气体同杂质一同于容器内活动，并同容器内壁产生碰撞与摩擦，在进行相向分离的时候，微粒与容器壁均附这等量异号的电荷，就形成了静电。氢气自制氢缸、球皮及钢瓶内高速喷出时，瓶内部存在的氧化铝或石墨等杂质均是形成静电的重要因素。三是氢气球充灌及收球时形成高电位。一方面因为气体的带电性，气球充灌的时候氢气自制氢缸或者钢瓶喷出经过橡皮管至球皮的工作中，制氢缸、球皮及导管在静电的作用下存在高电位；另一方面，在收球放气的过程中，氢气自球皮内喷出之后，球皮在静电的作用下出现高电位，这极易造成球皮燃烧，发生火灾事故。四是氢气高速喷出过程中产生静电量大小的影响原因。首先，与其涵盖的杂质的量相关。涵盖的固体或液体杂质愈多，则带电量愈多；其次，与氢气的流速相关，氢气的流喷速度愈大，则带电量愈大；最后，与容器、喷出嘴以及管道等材质相关，通常塑料材质要比橡胶带材质的带电量多。
3 高空探测业务制氢及用氢安全策略探讨
3.1 加强制氢及用氢安全学习，确保业务安全开展
在日常的制氢及用氢过程中，工作人员要加强对操作流程的学习，熟练掌握各项流程，提高自身操作技能。同时，要保持高度负责的工作态度，严格按照相关工作制度以及各个流程步骤开展工作，确保实现规范操作。另外，在工作中不断积累工作经验，提升对于制氢设备设施的维护能力，以期確保制氢及用氢业务安全开展。例如，在值班时，要经常对相关设备设施进行仔细检查，确保管道畅通；定期对电解槽电压进行检查，在制氢中要进行分析；要定期对过滤网进行清洗，确保电解液保持清洁。
3.2 加强对制氢室及制氢设备的管理
气象部门需要加强对制氢室及制氫设备的管理。一是要建立健全制氢站进出制度，凡是出入制氢站的人员必须要进行登记，严禁闲杂人员出入制氢场地；二是输氢管道及围墙位置需要设置“严禁烟火”醒目标志，制氢场所及其周边严禁堆放易燃易爆物品；三是制氢室顶部需要加装通风装置，以避免氢气聚集，造成危险事
故；四是建立一套制氢设备的安全技术档案，主要包括制氢设备的日常生产、充装使用情况登记录、定期检查记录及故障维修记录等，要从档案中汲取经验与不足，从而更加可靠地开展制氢及用氢工作；五是要对制氢室及相关设备加装防雷装置，同时为了避免设备在运行中产生静电需要加装接地地网，确保设备接地良好。需要注意的是，防雷设施及接地装置必须符合防雷设计相关规范要求，并要求定期进行检测，确保其能够正常使用[3]。
3.3 氢气球充灌、放气过程中防静电措施
氢气球充灌、放气过程中防静电措施如下。一是操作人员在工作时最好穿着能够防静电的衣服，既不能在制氢及用氢穿着尼龙等容易形成静电的衣服，也不能在氢气球充灌、放气场所脱衣。二是灌氢气球的时候，制氢缸应保证良好接地，在工作中可以采用导线就近同防雷接地体进行相连接。三是在高空探测业务中要运用含杂质较少的氢气。用制氢缸制氢充灌时，要先将管道、接口、球皮等地方的污物清理干净，同时需要冷却降低水汽含量。四是要控制好充灌时氢气的流速，要求流速愈小愈好，通常情况下需要保证不超过8 m/s，以最大程度的减小静电量。五是在收球时，需要将氢气球进行倒悬排放，严禁人为挤压加速排放而导致带电量增加，在折叠球皮前最好使球皮接触接地金属物体从而达到释放静电的目的，减少安全事故的发生[4]。
4 结语
制氢及用氢是高空气象探测业务的重要环节。由于氢气具备一定的危险性，在制氢及用氢过程中容易引发火灾、爆炸等事故。因此，必须要高度重视高空探测业务制氢及用氢的安全工作。在日常的制氢及用氢过程中，操作人员要提高安全防范意识，加强制氢及用氢的安全学习，严格按照相关规范要求进行操作。此外，要加强对对制氢室及制氢设备的管理，在氢气球充灌、放气过程中要采取相关防静电措施，以减少或避免火灾或爆炸事故的发生。
参考文献
[1]张景云.加强制氢安全生产管理不断提高技术保障水平[J].气象水文海洋仪器，2007（4）：67-69.
[2]王文志，郭家旭，郭英杰.高空探测业务中制氢与用氢安全[J].现代农业科技，2010（8）：29.
[3]许正旭，李辉.水电解制氢系统安全体系建设探讨[J].青海气象，2007（1）：52-54.
（责任编辑：刘昀）