克拉瑪依氧氣充裝站設計及安全風險評價

楊雅仙,謝 輝（中石油克拉瑪依石化有限責任公司,新疆 克拉瑪依 834003）

克拉瑪依氧氣充裝站設計及安全風險評價

楊雅仙,謝 輝
（中石油克拉瑪依石化有限責任公司,新疆 克拉瑪依 834003）

近年來，隨著克拉瑪依市工業的快速發展，石化工業園區企業的陸續開工建設，工業氧氣需求量在成倍的增加，氣體產品呈現出供不應求的局面。根據《氧氣站設計規范》，對克拉瑪依某氧氣充裝站進行設計。本文結合克拉瑪依氧氣充裝站的實際情況，根據《氧氣充裝站規范》，對其進行設計和安全風險評價。

氧氣充裝站；設計； 風險評價

1 氧氣充裝站設計要求

1.1 站場選址

氧氣充裝站的設計應符合防火、安全、環保及城鄉規劃等相關要求。氧氣站應選擇在環境空氣潔凈的地區，并布置在有害氣體和固體塵粒散發源的全年最小頻率風向的下風側。

1.2 間距要求

氧氣充裝站與其他建筑物、構筑物的安全防火距離是根據現行國家標準GB50016《建筑設計防火規范》和GB16912《氧氣及相關氣體安全技術規程》，結合國內氧氣充裝站建設、運行經驗確定。氧氣站與各類建筑物、構筑物之間的防火距離，距離一、二級建筑物、構筑物≥10m，距離民用建筑、明火或散發火花地點≥25m，距離室外變、配電站≥25m，距離廠外道路（路邊）≥15m。

2 氧氣充裝站設計方案

2.1 安全規范

氧氣站與各類建筑物、構筑物之間的防火間距應滿足GB50016《建筑設計防火規范》的要求、《氧氣及相關氣體安全技術規程》、消防設施應按GB50140-2005《建筑滅火器配置設計規范》設計；電力設施按照GB50058-1992《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》設計。

2.2 工藝流程

氧氣通過供氣車間自壓至氣囊中緩存，再經過氧氣壓縮機壓縮至15MPa，壓縮后的氧氣充入相應的鋼瓶，供用戶使用。

2.3 設備選擇

設備的選擇應滿足結構合理，性能可靠，操作方便，使用安全，節能顯著，通用性強。

氧氣壓縮機：采用氧氣專用活塞式壓縮機，型號為2Z2-3/165-I，型式為立式、雙列、五級、無潤滑，排氣量為180m3/h（按吸入狀態），出口壓力為15MPa，氣缸采用循環水冷卻，設有專門的供水系統，并設置溫度高高聯鎖停車裝置。

貯氣囊：起緩沖作用，應選用耐老化、抗腐蝕、氣密性高的，具有阻燃防火、抗靜電、防紫外線、耐酸堿腐蝕等特點。

水封罐：防止貯氣囊抽癟變形，保持在正常操作壓力。

抽真空泵：真空泵選用WLW系列往復式真空泵。抽氣速率150L/s，極限真空度為2.6KPa，排氣壓力為0.01MPa。WLW系類泵比相同規格的W系類泵節電33%、節水50%，節省占地面積70%，噪音低2～5分貝，降低了橫波劣行振動，延長了主機使用壽命，提高真空清潔度等優點。

2.4 電氣設計

所有電氣設備及照明防護等級不低于IP54。照度值按照房間功能和場所不同的照度要求和環境特征，選用不同型式的燈具，以高效節能燈熒光燈電光源為主。照明箱墻上固定安裝，空瓶間、實瓶間、氧壓縮機間照明導線穿鋼管保護，沿柱敷設。

2.5 防雷與接地設計

該建筑物氧氣站壓縮機間為21區火災危險環境，氧氣灌瓶間、氧氣貯罐間、氧氣貯氣間為22區火災危險環境，按《建筑物防雷設計規范》要求，屬第二類防雷建筑物。屋頂采用接閃帶防直擊雷，網格不大于12×8m。接閃帶（ψ10圓鋼）支架固定間距不大于1000mm，轉彎處不大于500mm，支架采用-25×4鍍鋅扁鋼。屋頂上所有凸起的金屬構筑物等均應與接閃帶連接。防雷裝置引下線（ψ10圓鋼）在地面上1.7m至地面下0.3m段用鍍鋅角鋼保護，在地面上0.3m處設斷接卡子，引下線的沖擊接地電阻不大于10Ω。

2.6 消防設計

新建氧氣充裝站是利用已建庫房進行的改造而建。已建庫房平面尺寸為32m×17m，高7.8m，根據《建筑設計防火規范》GB50016-2006規定，氧氣充裝站廠房一次滅火的室外消火栓用水量25L/s，室內的消火栓用水量為10L/s，故新建氧氣充裝站的消防水量為35L/ s，滅火時間為2h，消防水儲量為252m3。根據計算，室外需要新建DN150的消防管線，室內需要建設DN100的消防管。

3 安全風險評價

本項目生產過程中所涉及的物料為氧氣，根據《危險化學品名錄》（2002版）、《危險貨物品名表》（GB12268-2012），氧氣為危險化學品物質。其危險性主要體現在以下幾個方面。

（1）生產過程中。氧氣具有強烈的助燃作用，遇火源可迅速助燃。輸送氧氣的管道中，鐵銹、焊渣、粉末等雜質與管道內壁或配件摩擦沖撞，均易產生火花、高溫而導致燃燒。其危險性與雜質的種類、粒度和氧氣流速有直接關系；氧氣生產操作、檢修時帶入油污，在與高壓高氧含量的氧氣接觸時極易起火燃燒，進而引發火災爆炸事故；若機械設備防護設施不全或檢修時工人違規操作，搬運鋼瓶時倒瓶易發生傷害事故；（2）氧氣充裝。充裝時氣瓶溫度過高、充氣壓力過大或遇到高熱會導致氣瓶爆炸危險，并使運輸和使用過程的危險性大大增加；氧氣瓶充裝前未經檢驗或對鋼印、顏色標記不符合要求，瓶內介質不穩定、附件不合格、超過檢驗期、有外觀缺陷，沾有油污、首次充裝未經置換或抽真空處理的氣瓶進行充裝，可能使應報廢或維修的鋼瓶投入使用，導致在充裝、運輸和使用過程中產生泄漏、爆炸等危險；（3）氧氣儲存。由于保管不善，瓶體收到嚴重腐蝕或受陽光暴曬，明火熱輻射等作用，致使氣瓶承壓下降，瓶溫過高，瓶內壓力劇增，有爆炸危險；（4）氣瓶裝卸運輸。搬運裝卸時，氣瓶從高處墜落，傾倒或滾動，發生劇烈碰撞沖擊和倒置現象，可引起燃燒、爆炸，并對人員產生機械傷害；由于瓶帽受振動或無瓶帽，以及使用方法不當等，造成密封不嚴、泄漏甚至瓶閥損壞，高壓氣體沖出等（5）其它危險因素。氧氣站還存在噪聲、靜電、雷電、觸電、墜落及機械傷害等危險

4 結論

近年來，由于國內工業的快速發展，氧氣充裝技術將會被更多的應用起來，氧氣充裝站的設計和安全必須予以高度重視，確保生產的安全。

[1]GB50030-2013.氧氣站設計規范[S].

[2]GB16912-2008，深度冷凍法生產氧氣及相關氣體安全技術規程[S].

[3]GB27550-2011.氣瓶充裝站安全技術條件[S].

楊雅仙，工程師，主要從事：化工工藝設計工作。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.252