皮尔磁:制氢用氢环节中的安全防护需求

氢气可以燃烧产生热能，而且燃烧后只产生水不会形成温室气体，因此氢能被认为是到目前为止最为清洁的能源之一。氢原子与氧原子结合的过程中会发生电子移动，形成电流，产生电能。

氢能作为一种前景巨大的清洁能源，获得的关注与日俱增。

氢能应用时的主要风险和对应措施

在合理安全地应用氢能时，我们要注意哪些风险，又有什么对应措施呢？

1.氢气和氧气混合后是一种高度爆炸性气体，氢气的可燃性范围非常大，为4%至78%，因此传输和存储氢气时要特别注意通风和泄漏检测。

2.氢气燃烧时火焰靠肉眼几乎不可见，因此要使用特殊的火焰传感器来检测氢气燃烧时的火焰，以防人员误入燃烧区。

3.氢气在运输/传输的过程中，通常都处于高压状态。常见的金属在接触氢气后会变脆。而氢分子很小，长时间接触后它可以从变脆的金属裂缝处泄漏，因此需要使用特殊材料来储氢和运氢。

4.液态氢具有超低温，一旦泄露接触到皮肤，或人员吸入冰冷的液态氢蒸气，会导致肺部冻伤、窒息甚至死亡。

在氢能使用中可参考的机械安全标准有：

EN ISO 12100：安全设计的一般原则 - 风险评估和降低风险

EN ISO 13849：安全功能的评估和验证，安全性能等级（PL）

EN IEC 62061：控制系统中与安全相关的部分，安全完整性等级 (SIL)

此外用户还需参考工业信息安全标准--IEC 62443，防止非法人员/非法行为对机器设备和环境造成破坏。

机械安全和信息安全完美融合的防护方案

皮尔磁PILZ能够提供氢能应用时的完整安全防护方案。在机械安全层面，可以使用安全控制类产品--如可编程安全模块PNOZmulti或者安全PLC--PSS 4000进行安全监控。在工业信息安全层面，则可以使用安全网桥、I.A.M相关产品来进行安全防护。

以加氢站为例：每把加氢枪和对应的车辆加注口使用配对的PSENcode安全编码开关来确保加氢枪和加注口之间的正确性。现场所有的安全相关传感器和安全阀门都由PNOZmulti或者PSS 4000进行监控。整个加氢站的人员操作由I.A.M工业权限系统来统一管理，每名设备操作人员都配备PITreader权限个人电子钥匙，每一位人员都只能在自己的权限之下进行相关操作，不仅如此，每步操作都会在I.A.M工业权限系统中进行事件记录。如此一来，便实现了加氢站的机械安全和信息安全防护全覆盖。

制氢环节中的高电压电流监控

制氢环节中的高电压、高电流有安全监控的需求，皮尔磁PILZ公司可提供安全变送器实现交直流的安全监控。比如HVT 300-DX安全变送器可实现最高1000V交直流的安全监控，HVT 400-DX安全变送器可实现最高1500V交直流的安全监控。安全变送器单个使用安全等级可达SIL2，两个配套使用安全等级可达SIL3。

用氢环节中燃烧应用的安全控制

对于用氢环节中涉及到的燃烧应用，皮尔磁PILZ的可编程安全模块PNOZmulti和安全PLC--PSS 4000都可提供经过TUV认证的燃烧控制软件功能块，方便用户在编写安全控制程序时直接调用，可轻松实现燃烧控制。