气球充灌是高空观测站每天必须开展的工作，充球室是充灌气球的场所，充球室的建设经历了一个不断完善的过程。从化学制氢到电解水制氢，从自备制氢设备制氢到购买氢气，每一个过程都对充球室提出了不断完善的要求。随着电解水制氢的开展，台站不管是制氢还是购氢，氢气储量明显增加，大多数台站充球室空间面积没有增加，储氢、用氢集中在一个房间内，配套安全设施没有进一步完善，在这样的环境下充灌气球，不仅空间局促，安全隐患也明显增加。
本人所在台站也存在这样的问题，2018年按照中国气象局《高空气象观测站制氢用氢设施建设要求》（2017年版），自筹资金进行了系统的整改。改造前虽然进行了设计咨询和方案论证，改造结束后发现还有一些问题，又进行了再次整改，现在以购氢站为例，把建设和整改中的经验拿出来和大家探讨分享，希望对需要的台站有所帮助。
1 充球室用房技术要求
1.1 建筑物位置
宜建在站区内常年最多风向频率下风方，与民用建筑和室外变电站的距离大于25m，与重要建筑物的距离大于50m，与有明火或散发火花地点的距离大于30m；与铁路线距离大于30m，与站外道路距离大于15m，与站内主要道路距离大于10m；与架空电力线的防火距离大于1.5倍电杆高度；制氢用氢设施应留有安全区域，从各类房间的门窗边沿算起，半径大于4.5m。
1.2门窗建设细节
屋顶需使用轻质材料，如果是钢结构，部分墙体宜采用轻质材料，易于发生危险情况时泄压。屋顶应采用拱形结构，保持顶面平整，在最高处安装换气扇，单个通风孔面积不小于 0.03m2。窗户须选外开窗，面积较大时，亮子设置在下方，由此造成因窗户太高开关不便时，应在下方设置移动式踏步凳，窗户可开面积应尽量大，必要时可取消固定格，全部改为可开窗；储瓶间窗户应常开，充灌间充气前打开窗户。门宜设置在常应最多风向的下风方，采用符合防火要求的外开门，充灌间可安装符合要求的防爆卷闸门。
门、窗（可开部分）、换气孔的面积与房间体积比值应介于0.05～0.22（ m2/m3）之间。
2 输气管路及防爆措施
2.1输气管路
在储瓶间内安装汇流排，一般选用5嘴1组式，安装在储瓶建与充灌间的防爆隔墙上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆汇流排末端安装控制总阀，控制总阀后依次安装减压阀、阻火器，减压阀注意安装方向，高压表端连接氢气输入端，低压表端连接氢气输出端，阻火器按箭头标识对应氢气输出方向安装；输气管与阻火器相连，输气管穿墙进入充灌间；进入充灌间的金属输气管末端固定牢固，然后与充气软管可靠连接，软管末端连接专用充球平衡杯；充气软管宜选用工作压力不小于6.0Mpa、爆破压力不小于18Mpa、耐酸、耐碱、耐寒的胶管；输气管的穿墙孔应使用防火填充材料致密填充，防止漏气。
2.2 防爆隔离墙
充球室宜分为储瓶间和充灌间，中间用防暴墙隔开，防爆墙顶与屋顶间应使用致密填充材料填充，确保不过气。为便于从储瓶间观察气球充灌情况，防爆墙合适位置宜设置一观察窗，大小、高低以便于观察为宜；窗玻璃应使用防爆玻璃，安装牢固，边缘密封。
3 防雷防静电保护
3.1 防雷接闪器。
高空气象观测站防直击雷的防雷接闪器，应使被保护的建筑物、通风帽等突出屋面的物体均处于保护范围内。
3.2 建筑物防雷
新建的充球室，应把建筑基础、圈梁内主筋，钢结构建筑的钢制支架、墙（顶）面的彩钢板等，进行良好的焊接，可靠接地。
天面避雷带的布设宜在屋顶天面外延四周及最高处，高出建筑物0.3m，在通风口上方0.3m高度加装十字避雷带。支撑金属材料直径不小于12mm，避雷带金属材料直径不小于8mm，与建筑物主筋、圈梁主筋、钢屋架支撑体、引下线多点可靠焊接。避雷网格的金属物直径不小于8mm，网格尺寸不应大于2m×2m，高度0.3m，与建筑物主筋、屋顶圈梁主筋、钢屋架支撑体多点可靠焊接。
3.3 设施防雷防静电
设施防雷应制作专用接地体，不能与建筑物防雷端使用同一接地体。在充球室内沿地面靠墙边制作环形避雷带，所有金属门窗、金属暖气、配电箱、灯具开关、充球平衡杯、汇流排、防倾倒金属链等就近可靠连接到环形避雷带。室内环形避雷带与专用接地体连接，连接点不少于2处。
充球室入口处设立专用泄静电球，独立接地。
北方地区宜安装水雾喷淋装置，在夏季高温干燥季节，充灌气球前打开系统，喷淋5分钟左右，可以有效降低静电水平。
3.4 防雷检测
充球室属危化品储存、使用场所，防雷监测1年2次。避雷针、建筑物接地电阻不大于10Ω，设施防雷防静电电阻不大于4Ω，泄静电球接地电阻不大于100Ω。
4 供电用电
安装防爆型配电箱，挂在室外，做好防雨淋防护。供电线路尽可能从室外走，在设备接入点穿孔接入，所有穿墙孔要堵死密封。供电线和所有用电设备的接入线全部穿防爆穿线管，拐弯处、防爆管接头处用专用软管可靠连接。照明用防爆灯具，安装在不影响气球充灌的合适位置，不宜装在最高点，安装位置避开氢气排放通道,用防爆开关，宜装在室外。
安全工作，即要有技防措施，又要重视人的因素，在完善技防措施的前提下，严格执行各项规章制度和操作流程，技防、人防密切结合，才能最大限度避免安全事故发生。
参考文献
[1] 《中华人民共和国国家标准 氢气站设计规范》
[2]气测函〔2016〕152号附件《高空气象观测站制氢用氢设施建设要求》
[3] 《建筑物防雷防静电规范》GB 50057-2010
论文作者:陈清善
论文发表刊物:《科技新时代》2019年6期
论文发表时间:2019/8/15
标签：防雷论文; 氢气论文; 建筑物论文; 观测站论文; 输气管论文; 制氢论文; 气球论文; 《科技新时代》2019年6期论文;