【摘要】：非高危行業(yè)高危區(qū)域安全問題的研究對于全面提升我國的安全生產(chǎn)水平具有重要意義,然而現(xiàn)有的研究多數(shù)集中在傳統(tǒng)高危行業(yè)。本課題主要研究非高危行業(yè)的蓄電池充電場所內(nèi)氫氣的產(chǎn)生及其分布規(guī)律。借助氫氣濃度測量儀對叉車蓄電池充電場所進行檢測的結(jié)果表明,蓄電池在整個充電周期內(nèi)均產(chǎn)生氫氣。閥控式密封鉛酸蓄電池特有的內(nèi)部氧循環(huán)反應(yīng)機理使得其產(chǎn)生氫氣量遠小于叉車使用的富液式鉛酸蓄電池。基于馬斯定律、勒夏特列定理和對不同容量的蓄電池現(xiàn)場實驗的結(jié)果分析得出,不同容量的蓄電池在充電進行到80%時產(chǎn)生的氫氣量最大。對不同容量的蓄電池進行完全充電實驗,并通過理論計算得出1Ah的電量完全用來電解水能夠產(chǎn)生體積為0.418L的氫氣。通過現(xiàn)場實驗并計算得出容量為100Ah的蓄電池,在單個充電周期內(nèi)損失約4mL水,并生成約5L的氫氣。對現(xiàn)有三種形式的蓄電池充電場所進行實驗研究的結(jié)果表明,采用無動力風機排風的封閉式充電廠房內(nèi)氫氣濃度最高,且一度達到10000ppm,有機械排風設(shè)施的封閉式充電廠房氫氣的濃度最大值為1039ppm,開放式無機械排風設(shè)施的充電廠房氫氣的濃度最大值為362ppm。假設(shè)一個充電周期產(chǎn)生的氫氣,全部均勻分布在廠房的頂部,給出了該氫氣層厚度的計算公式,該氫氣層內(nèi)氫氣的濃度能夠達到爆炸下限。搞清了三種不同形式的蓄電池充電場所內(nèi)氫氣濃度在高度方向上的分布規(guī)律。封閉式蓄電池充電間應(yīng)視為甲類易燃易爆場所,必須滿足甲類防爆技術(shù)要求。有效排風是防止其爆炸的主要技術(shù)手段之一。在保證廠房通風條件下,在廠房局部區(qū)域設(shè)置的開放式蓄電池充電場所可視為非防爆場所。
[Abstract]:The research on the safety problems of high risk areas in non-high risk industries is of great significance to improve the level of production safety in China. However, most of the existing studies focus on traditional high risk industries. This paper mainly studies the generation and distribution of hydrogen in battery charging sites in non-high-risk industries. The results of detecting the charging place of forklift truck battery with hydrogen concentration measuring instrument show that hydrogen is produced by the battery during the whole charging cycle. The internal oxygen cycle reaction mechanism of valve-controlled sealed lead-acid battery makes the hydrogen production much smaller than the liquid-rich lead-acid battery used in forklift truck. Based on Math's law, Le Chatterley theorem and the results of field experiments on batteries of different capacities, it is concluded that the hydrogen produced by batteries of different capacities is the largest when charging to 80%. The full charge experiment of battery with different capacity is carried out, and the theoretical calculation shows that the quantity of 1Ah can be used to electrolyze water completely to produce hydrogen gas with volume 0.418 L. Field experiments and calculations show that the storage battery with capacity of 100Ah loses about 4mL water in a single charging cycle and generates about 5L of hydrogen. The results of experimental study on three kinds of storage battery charging sites show that the concentration of hydrogen is the highest in the closed charging plant with no power fan exhaust. The maximum hydrogen concentration of the closed charging plant with mechanical exhaust air is 1039ppm, and the maximum hydrogen concentration of the open charging powerhouse without mechanical exhaust is 362ppm. at one time, the concentration of hydrogen is 10000ppm, and the maximum hydrogen concentration is 1039ppm for the closed charging powerhouse with mechanical exhaust facilities. Assuming that the hydrogen produced by a charging cycle is uniformly distributed at the top of the powerhouse, a formula for calculating the thickness of the hydrogen layer is given, and the hydrogen concentration in the hydrogen layer can reach the explosion limit. The distribution of hydrogen concentration in three different types of storage battery charging sites in the high direction was investigated. The closed battery charging room should be regarded as a kind of flammable and explosive place and must meet the technical requirements of class A explosion proof. Effective ventilation is one of the main technical means to prevent its explosion. Under the condition of ensuring the ventilation of the workshop, the open storage battery charging place can be regarded as a non-explosion-proof place.
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM912

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本文編號：2154910