夏县断层气氢高值异常探讨

运用2010—2023年夏县断层气氢浓度观测数据,分析其异常变化与地震活动的关联性,结合异常时段的震源机制解、GPS基线构建的山西南部构造应力场、地壳垂直形变特征,解释断层气氢浓度变化与区域构造活动的关系,分析认为夏县断层气氢测值自2022年6月出现的高值异常可能与地下应力场调整相关。

新疆阿克苏断层氢观测干扰分析及相关实验

为了给新疆阿克苏断层氢观测中干扰的识别、异常的判定、数据的分析及站点的建设提供参考和帮助,通过对阿克苏断层氢观测中气象、人为、供电、观测系统等干扰,分别从干扰形态、相关性、干扰幅度及影响时长等方面进行系统分析和总结,并对典型的供电干扰开展相关实验研究。可以看出,不同干扰因素的变化特征明显,在日常观测中通过系统的对比和分析较容易区别;通过对典型供电干扰开展的相关实验来看,供电所引起断层氢浓度值上升变化的主要因素来自UPS对蓄电池充放电的影响,供电干扰所引起断层氢上升变化的特点表现为:持续时间和上升幅度相对有限,持续时间一般在20 h内,上升幅度同观测背景值具有相关性。

浅析氢燃料电池发动机及其辅助系统状态监测与故障诊断

氢燃料电池发动机作为氢能车辆核心动力单元,其电堆运行状态健康监测和故障诊断直接影响车辆使用和电堆的寿命。当前采用的监测手段主要是对电堆电流和电堆单片电压的监控,通过判断电堆各个单体的电压一致性,以及是否有出现个别单体电压低的问题来判断电堆的健康状态。存在的问题是没有对先期机械故障即早期零部件失效进行监控,电堆能否正常工作也受制于提供空气和冷却的主要零件空压机和水泵的影响,当前仅通过电压巡检器对电堆单体电压的监测被动的报警,当报警时已经出现零件机械结构问题需要车辆进站维修更换零部件,影响车辆的正常出勤。所以有必要通过振动信号进行空压机、水泵等零部件故障的先期诊断评估,并在车辆保养或者闲时进行维修,可避免影响车辆正常营运,减少客户抱怨。

张渤断裂带山东东部地热水地球化学特征分析

通过对张渤断裂带山东东部地区温泉/地热井采样,测试水样主量元素和氢氧同位素,进行水文地球化学特征分析,结果表明:(1)地热水化学类型主要有Ca-HCO_(3)、Na-Cl、Na-HCO_(3)、Na-SO_(4)。(2)δD、δ^(18)O的测值范围分别为-39.90‰~-68.00‰和-5.00‰~-8.50‰,均落在中国大气降水线和中国东部地区大气降水线下方附近,说明地热水来源为大气降水。计算得到研究区地热水最小循环深度为1183 m,最大循环深度为4271 m,补给高程大致变化范围为430.0~1366.6 m。(3)γNa/γCl变化范围在0.509~38.37,其中临朐揽翠湖、磁山温泉变质系数相对较高,表明受矿物溶滤作用较大。(4)Na-K-Mg三角图表明地热水样大多为部分平衡水,仅有高青县御泉汤温泉为平衡水。

掺氢天然气管道故障树分析及建模软件开发

针对掺氢天然气管道可能存在的风险与隐患,分析国内外各类管道失效数据,建立了掺氢天然气管道故障树,共包含10个子树和148个底事件,在掺氢管道失效库基础上采用C#程序设计语言开发了掺氢天然气管道故障树建模软件;应用建模软件对已建立的掺氢天然气管道故障树进行分析。软件计算通过行列法求解出最小割集共189个,其中一阶最小割集106个,二阶最小割集83个;采用双循环法得到148个底事件结构重要度。分析得出防腐措施是否正常工作以及自然灾害是影响掺氢天然气管道安全运行的重要因素。

不同抽气深度对阿克苏断层氢观测的影响研究

通过在新疆阿克苏断层氢观测点5~105 cm深度进行的5个不同抽气深度实验可以看出,在断层氢观测中不同抽气深度的氢气背景值、日变幅、动态特征等均存在较大差异。由于氢气的扩散具有较强的穿透性和低粘滞性,造成氢气在观测孔内垂直向上具有明显的不均匀分带性;并且因为观测点所处的构造位置差异及气象因素的影响,造成氢气背景值及观测数据质量的差异。在阿克苏观测点的断层上盘80 cm抽气深度,断层氢数据均方差、变异系数等均明显优于其他深度,可以做为阿克苏断层氢观测的优选深度。

离网型制氢系统典型短路故障分析及协同保护

离网型新能源发电制氢系统输电线路很可能因故障而造成系统崩溃,故障的快速检测与切除是保证其正常运行的关键。为实现离网型制氢系统线路全范围故障检测,同时实现后备保护与主保护的协调配合,提出一种以故障瞬时功率差分变化率为主保护、本地功率变化率构成后备保护的协同保护方法。首先,确立离网型制氢系统拓扑结构,建立离网制氢电网模型。其次,利用回路分析法推导短路故障电流、电压,计算故障瞬时功率差分变化率。最后,分析不同故障类型下正负极瞬时功率差分变化率特征。当系统通信正常时,利用其故障瞬时功率差分变化率与阈值进行比较以启动主保护,再利用故障后功率差分变化率构造选极坐标系,实现故障选极。当通信故障时,后备保护快速切除故障,避免故障范围进一步扩大。该协同保护方法具有良好的速动性、选择性和可靠性,且能应对通信故障的情况。

基于故障树的车载氢系统泄露分析与风险评价

氢气具有易泄漏、点火能小、易发生燃爆风险等特点,极易引发氢安全事故。为探索防范与控制燃料电池车载氢系统泄漏最佳途径,提升燃料电池汽车安全运营水平,文章运用故障树分析模型,对车载氢系统泄漏的各种可能路径进行了定性与定量分析。结果表明,至少存在22种导致车载氢系统泄漏的可能路径,氢泄漏发生的可能性较高,但氢泄漏后产生氢气着火爆炸的风险处于可接受区间。在氢气燃爆后果严重性难以避免的情况下,降低车载氢系统泄漏的可能性,强化预防与控制氢泄漏的安全应对措施,从而控制氢安全风险发生。

考虑安防措施的撬装氢压缩机系统安全性分析

首先对氢压缩机氢安全事故进行了汇总与分析;进而开展基于故障树的撬装氢压缩机氢燃爆事故危险源识别;然后应用事件树分析,研究考虑系统安防措施的氢安全事故后果与发生概率;最后基于FLACS软件,结合人身与建筑物伤害标准,开展考虑安防措施的射流火焰、闪火与燃爆事故的风险量化评价,并提出了安防措施的优化建议。研究表明:氢泄漏主要是由设计缺陷和操作失误所引发,而氢泄漏检测装置的失效对燃爆事故有较大影响;各类氢安全事故发生概率均小于3.3×10^(-3)/年,但氢气泄漏后氢射流火灾事故发生概率较高;对于射流火焰事故,最高温度可达2 329.8℃,最大热流密度可达399.0 kW/m^(2);对于闪火事故,最大损伤半径可达7.7 m,最高温度可达3 069.5℃;对于燃爆事故,其伤害半径最大为5.5 m,最大超压为10 bar。这些事故均会造成严重的人身伤害与集装箱结构损伤,因此压缩机安全距离应设置为7.7 m以上;而提高氢浓度传感器灵敏度、优化氢浓度传感器布局位置、增强排风系统排风量等措施可有效增强系统的安全性。

液氢槽车氢泄漏风险分析

运用风险管理系统工程原理,采用故障树分析法,对液氢槽车运行过程中的氢泄漏风险进行分析评估。分析了液氢槽车氢泄漏事故机理,明确基本事件32项和中间事件17项,建立了故障树模型。基于故障树的结构分析,求解最小割集,确定了各基本事件的结构重要度。基于专家经验判断的模糊方法预测基本事件概率,采用最小割集计算法近似计算氢泄漏顶事件的发生概率,并计算事件概率重要度,实现故障树的半定量分析,构建基于故障树的液氢槽车氢泄漏风险评价体系。基于事件的结构重要度和概率计算,确定了外力损坏罐体、外热损坏罐体、制止阀卡死、安全阀故障、外力损坏制止阀、泄压失效6项重要风险,并从运营单位日常定检、罐车防护装置设置、液氢储罐失效监测等方面提出了针对性的防范措施以降低液氢槽车氢泄漏风险。

加氢装置往复式压缩机状态监测与故障诊断

为了保障加氢装置中往复式压缩机的安全可靠运行,主要是对其状态监测技术进行系统分析,在此基础上,对其故障诊断技术进行全面研究,为及时发现加氢装置往复式压缩机运行故障问题并进行及时处理奠定基础。

加氢站关键装备故障分析及识别

加氢站作为氢能产业重要的基础设施之一,主要用于为氢燃料电池车安全加氢,同时也是连接产业链上游制氢和下游交通应用的重要枢纽。分析了加氢站关键装备参与的运行工况,结合某加氢站3年故障类型分析,对压缩机、加氢机和管阀在加氢站应用时可能出现的故障进行了分析,发现占比较高的故障是压缩机密封失效、加氢机内部阀门接头泄漏、整站阀门动作异常和管阀漏气。提出在不同工况下采用监测特定的压力降及压力下降率的方法判断氢泄漏情况,建议根据压力下降率确定泄漏严重程度。加氢站关键装备故障分析识别可以帮助加氢站识别初期氢气泄漏,合理安排检查和维修,有效缩短加氢站非计划停机时长,降低加氢站运维成本。

开元IRH2200红外测氢仪常见故障处理及维护保养

总结了开元IRH2200红外测氢仪气路漏气、气路堵塞、测定结果精密度差等常见故障处理方法和注意事项,介绍了更换炉试剂、清理落样头、清理过滤器等维护保养内容,通过加装设备进行创新,提高过滤器滤芯使用时间。

基于动态贝叶斯网络的蒽醌法制备双氧水工艺风险评估

为降低因蒽醌法制备双氧水而引起的火灾爆炸风险,从蒽醌法制备双氧水工艺中选取危险性较大的萃取净化工序展开风险评估。首先,分析该工序的危险源,采用Freefta软件建立事故树模型,在该模型的基础上使用GeNIe软件绘制事故树转换的动态贝叶斯网络模型;然后,运用专家打分法和模糊分析法计算模型中基本事件的先验概率,运用GeNIe软件在设定的前置条件下计算模型中基本事件的后验概率;最后,比较先验、后验概率之间的变化幅度,确定重要基本事件,揭示引起火灾爆炸的危险源并制定应急处置技术。结果表明:降解物与杂质造成污染、工艺副反应产生并增多、催化剂失效以及双氧水自身化学性质活跃4种重要危险源对萃取净化工序火灾爆炸影响最大;从阻止火灾蔓延与液体疏通的角度针对重要危险源制定应急处置技术效果较好。

仪表故障引发氯化氢合成工序生产异常的案例分析

介绍了氯化氢合成过程中几起因仪表故障引发的生产异常事件.

FAHP-多风险耦合法在氢能储运风险评价中的应用

氢能储运是氢能利用的关键环节,具有事故后果严重、涉及风险因素多的特点。提出了基于多风险耦合和模糊层次分析法的氢能储运系统的风险评价模型。首先,通过对事故案例与大量文献的研究,结合事故树分析法(FTA)对氢能储运系统风险进行识别,构建氢能储运系统风险指标体系,共构建4个一级评价指标、16个二级评价指标及48个三级评价指标;其次,基于多风险耦合对模糊层次分析法(FAHP)建立的氢能储运系统评价模型进行修正,综合定量评估氢能储运系统;最后,将建立的风险评估模型应用于某地氢能储运站,得到设备风险中设备故障是引起事故发生的关键因素,并提出一系列对策措施。结果表明:该方法对于氢能储运系统风险评价具有良好的效果,研究结果可为实际现场安全管理提供对策支撑。

断层带土壤氢气浓度测量及其影响因素

利用ATG-300H型便携式测氢仪,分别在昌平地区、海原断裂带、北轮台断裂开展土壤氢气浓度测量。基于气体扩散方程,从采样器类型、测孔深度、土壤特性、断层作用等方面探讨氢气浓度测量的影响因素与机理。结果显示:1)土壤氢气浓度值受测孔闲置时间、测孔深度和采样器形状的影响较大;2)氢气浓度测值与气体扩散方程的理论解曲线吻合较好,其曲线形态主要与土壤中氢气的富集程度和土壤疏松程度密切相关;3)断层带上的氢气浓度受构造作用、断层滑动速率、断层闭锁程度、上下盘裂隙发育程度、裂隙开启或闭合状态等因素影响较大,这些因素主要影响深部氢气的向上迁移通道和在地表的富集程度。

汶川地震科学钻探2号孔(WFSD-2)随钻泥浆氢和汞浓度与断裂构造关系

以WFSD-2钻孔为研究对象,分析了随钻泥浆氢(H_2)和汞(Hg)浓度特征,在垂向上存在显著不均匀性,出现多段浓度异常高值.研究表明:(1)H_2和Hg浓度异常与次级断裂和岩石构造性质有较大关系,以断裂带或破碎带为通道运移而产生高值异常;(2)随钻泥浆H_2和Hg浓度特征暗示了汶川地震WFSD-2孔中主滑移带位置,表明随钻流体特征是识别地下裂隙带、破碎带或断裂带的途径之一;(3)H_2和Hg浓度异常还可能与构造块体边界强震活动和断裂带近场中等地震活动有关.本文研究结果为分析大震过程中深部流体活动行为提供了H_2和Hg地球化学特征依据,对地震前兆机理研究也具有重要的参考价值.

痕量氢气连续观测仪稳定性分析

断裂带氢气浓度连续观测是获取深部构造活动的重要气体地球化学指标之一。由于断裂带岩层氢气浓度背景值较低,因此检验和分析氢气观测仪器的绝对检出限以及仪器稳定性便是选择高效能氢气浓度观测仪器的重要环节。在中条山山前断裂的夏县东郭测点开展了同一取样点相同环境的2套痕量氢气观测仪器对比实验,从记录的资料分析,两条曲线变化趋势、变化形态基本一致,但在细节上稍有差别,通过拟合分析,使用相关系数进行校正后,两条曲线基本重合。结果表明,痕量氢气自动分析仪稳定好,灵敏度高,观测结果一致,且实现了数字化,能够满足地震活动监测工作的需求。

首都圈西北部主要活动断裂土壤气中氢气(H_2)地球化学特征

在首都圈西北部9条活动断裂上布置了17个土壤气氢气(H_2)测区,土壤气H_2浓度分别在2012年5月和2013年5月测量两次,测点共1105个.测量数据结果表明:(1)9条活动断裂上土壤气H_2的浓度在断裂附近明显高于非断裂区域;(2)9条活动断裂上土壤气H_2的浓度从西向东呈增大的趋势.首都圈西北部活动断裂带土壤气H_2的释放会引起大气电离层的扰动,有关活动断裂带土壤气H_2释放的进一步研究对大气环境变化研究有重要的意义.