冷庫氨氣泄漏事故的原因分析及控防對策

李平舟

■前言

近些年來，關(guān)于氨氣泄漏、爆炸事件在國內(nèi)時(shí)有發(fā)生。據(jù)報(bào)道，不久前寧波一家冷凍倉庫發(fā)生氨氣泄漏事故，事發(fā)時(shí)整個(gè)冷庫白霧彌漫，發(fā)生氨氣泄漏時(shí)，有13名工人在緊挨著冷庫的倉庫里干活。突然冷庫冒出濃濃的白霧，氣味嗆人，熏得人睜不開眼說不了話，大家看不清路，只能朝著門的方向瞎跑瞎撞，正在干活的工人不同程度中毒，被分別送到三家醫(yī)院接受救治。報(bào)載上海寶山翁牌冷藏實(shí)業(yè)液氨泄漏致15死25傷的重大事故發(fā)生僅一天后，浦東新區(qū)再次發(fā)生氨氣泄漏責(zé)任事故。冷庫、水產(chǎn)食品廠、氨氣設(shè)備車間、化肥廠、化工廠、罐區(qū)……氨的泄漏危害，給國家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失，引起全社會的廣泛關(guān)注，震驚全國的吉林液氨冷庫“6.4”火災(zāi)爆炸事故，更是給了人們慘痛的教訓(xùn)，該事故的原因經(jīng)查明，是由于電氣線路短路，引燃周圍可燃物，從而引爆制冷系統(tǒng)所致，血與火的事實(shí)，讓人們不得不用理性去重新認(rèn)識“氨”這個(gè)物質(zhì)，只有正確認(rèn)識“氨”，并掌握有效預(yù)防措施，我們才會心“安”。

■“氨”的危險(xiǎn)性

氨，氣態(tài)時(shí)稱“氨氣”，它是有毒可燃?xì)怏w，分子式為NH3。氨的用途較為廣泛，可制作銨鹽、硝酸銨和尿素，還可用做冷藏庫的制冷劑等等，無色、有刺激性惡臭氣味，液態(tài)呈強(qiáng)堿性，有一定的腐蝕性，碳化氨水的腐蝕性更強(qiáng)，易造成管道、閥門等設(shè)備的損壞，以致氨泄露。氨氣是我國?；肥鹿拾l(fā)生率較多的?；分?，可與空氣形成爆炸性混合氣體，一定濃度下遇明火、高溫可引起燃燒爆炸。

氨氣對人體的皮膚、器官組織都有腐蝕和刺激性，氨氣吸入后會灼傷皮膚、眼睛、呼吸器官的粘膜，使喉嚨、口腔等部位有明顯刺痛感，短期內(nèi)吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難等，氨氣會通過肺泡進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合，破壞運(yùn)氧功能，嚴(yán)重者可導(dǎo)致肺水腫?？諝庵邪睔鉂舛热邕_(dá)500～700mg/m3時(shí)，就會導(dǎo)致血液中氨濃度過高，將引起心臟停搏和呼吸停止，危及生命。

■冷庫氨泄漏發(fā)生事故的原因

一是從設(shè)備本身來說：正常使用過程中，由于年久失修設(shè)備老化而引起的泄漏氣體事故，即設(shè)備故障。例如：閥門處泄漏。通常由于閥門的軸心松動，氣密性不好，氨氣順著軸心外泄；焊縫老化，經(jīng)過長期的使用，一些管道上的焊縫老化，造成氨氣泄漏；法蘭墊圈老化，管道中的設(shè)備油易腐蝕法蘭中橡膠墊圈，造成墊圈老化而漏氣。

二是從人的因素方面來說，可能由于工人操作不當(dāng)引起的氨的泄漏，即人為故障。常見的有以下幾種類型，例如：壓縮機(jī)缸蓋頂開。由于工人操作不當(dāng)，液氨或設(shè)備油進(jìn)入壓縮機(jī)缸內(nèi)，引起缸內(nèi)壓力過大，從而將缸蓋頂開發(fā)生泄漏事故；堆垛倒塌時(shí)砸壞蒸發(fā)管。有時(shí)由于堆垛堆放不牢，物品結(jié)冰硬化后，突然倒塌造成蒸發(fā)管破裂，氣體泄漏；裝卸時(shí)，鏟車鏟斷蒸發(fā)管。鏟車在冷庫房內(nèi)工作，有時(shí)不小心會將墻壁上的蒸發(fā)管鏟斷而造成泄漏；誤關(guān)閥門，導(dǎo)致管路爆裂。如壓縮機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，誤將壓縮機(jī)到冷凝器一段的閥門關(guān)閉，就會這一段的管路爆裂，從而發(fā)生泄漏。當(dāng)然冷庫氨氣泄露的原因遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。

現(xiàn)在我國大型的土建冷庫和食品加工廠大部分都是采用的氨氣制冷系統(tǒng)，國外的冷庫也有超過90%的大型冷庫和食品加工廠采用的是氨氣制冷系統(tǒng)。氨氣制冷系統(tǒng)操作得當(dāng)，氨氣泄漏后并不容易發(fā)生爆炸。氨氣裝置都會安裝報(bào)警器，發(fā)現(xiàn)后擰緊壓蓋或?qū)嚎s機(jī)減壓至與大氣平衡即可，但是一旦高儲液位計(jì)破裂或管道崩開，就會導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。據(jù)了解，氨制冷系統(tǒng)設(shè)備的陳舊也有可能引起氨泄漏從而導(dǎo)致火災(zāi)。由于氨制冷系統(tǒng)的設(shè)備部件多，有的氨制冷系統(tǒng)可能由于使用年代過久而造成設(shè)備陳舊出現(xiàn)問題，因此要經(jīng)常檢查部件是否老化。在整個(gè)冷庫制冷系統(tǒng)中，可能造成氨氣泄漏的部件有很多。其中包括：自控閥件的氨氣泄漏，如：截止閥、節(jié)流閥、膨脹閥、壓縮機(jī)吸氣閥、壓縮機(jī)排氣閥、放空閥、放油閥等；壓力容器的氨氣泄漏，如：蒸發(fā)器、冷凝器、油氣分離器、自動放空閥、集油器、中間冷卻器、經(jīng)濟(jì)器、排液桶、高壓儲液桶、低壓循環(huán)桶等；管道氨氣泄漏；壓縮機(jī)氨氣泄漏等。氨系統(tǒng)閥件及輔助設(shè)備較多,易漏點(diǎn)也就隨之會比較多，這就無疑增加了系統(tǒng)的維修管理費(fèi)用。企業(yè)為了節(jié)省費(fèi)用，在氨制冷系統(tǒng)上的維修保養(yǎng)不到位也有可能造成起火。氨系統(tǒng)設(shè)備的常規(guī)檢修周期應(yīng)為一年，主要是更換易損零部件,大修周期一般為三年，需要對整個(gè)設(shè)備進(jìn)行維修。如果氨制冷系統(tǒng)中使用了不合格的配件產(chǎn)品，也有可能造成氨氣泄漏。氨制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也至關(guān)重要，比如：系統(tǒng)的安全逃生通道一定要設(shè)計(jì)好。氨氣部件的使用設(shè)計(jì)上，應(yīng)該盡量使用最少的部件達(dá)到最佳的效果。部件越少，相對發(fā)生失誤的可能性就越小。安裝工程人員在施工過程中也必須嚴(yán)格按照合格的設(shè)計(jì)系統(tǒng)操作。針對氨系統(tǒng)里面操作的工作人員的選擇也必須嚴(yán)格把關(guān)，人員操作系統(tǒng)的不當(dāng)也有可能造成氨泄漏導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。

■“氨”的儲存與運(yùn)輸

氨是乙類易燃?xì)怏w，在適當(dāng)壓力下液化成液氨，一般儲存于鋼瓶或儲罐中，在儲存、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)采取必要的防火措施，防止發(fā)生泄漏爆炸事故。

首先儲存氨的容器為壓力容器，必須定期檢驗(yàn)，鋼瓶或儲罐應(yīng)放在陰涼通風(fēng)的庫棚內(nèi)，遠(yuǎn)離火種、熱源，防止日光直射，與性質(zhì)相抵觸的氟、氯及酸類等危險(xiǎn)物品分開儲存。

其次是在搬運(yùn)時(shí)輕拿輕放，防止鋼瓶及瓶閥受損，運(yùn)輸槽車運(yùn)送時(shí)要灌裝適量，不能超壓超量運(yùn)輸，運(yùn)輸車輛應(yīng)避開高溫時(shí)段，防止曝曬，同時(shí)要保護(hù)好附件閥門及液位表。

■氨制冷系統(tǒng)事故防范的有效措施

許多事故的發(fā)生，都是防范意識沒有到位而產(chǎn)生的，對于氨制冷系統(tǒng)的操作管理，要有效地進(jìn)行事故防范。

冷庫的設(shè)計(jì)要符合相關(guān)規(guī)范。在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中將氨壓縮機(jī)房列為乙類火災(zāi)危險(xiǎn)的廠房，應(yīng)采用一、二級耐火等級的建筑，《冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范》中對氨壓縮機(jī)房也有專門的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)當(dāng)設(shè)置事故排風(fēng)機(jī)，在控制室排風(fēng)機(jī)控制柜上和制冷機(jī)房門外墻上安裝人工啟?？刂瓢粹o（注：原規(guī)范有機(jī)房電氣防爆要求，新規(guī)范對此進(jìn)行了修訂。）及可供搶救時(shí)噴灑水霧的消火栓。配備必要的防毒面具，有條件的可配備空氣呼吸器。此外，冷庫在施工過程中，制冷系統(tǒng)需采用合理的結(jié)構(gòu)和焊接工藝。結(jié)構(gòu)上應(yīng)避免焊縫過多、過于集中、焊縫不對稱、焊縫交叉和焊接順序不合理等造成的應(yīng)力集中。對投入使用前的新儲罐應(yīng)徹底清除里面的空氣；在充裝、排料及檢修等過程中,采取一定的措施避免帶進(jìn)任何空氣,可以有效地減輕腐蝕情況發(fā)生。國標(biāo)規(guī)定，在可燃/毒性氣體存在的場所，以7.5m為半徑范圍內(nèi)就應(yīng)該安裝一個(gè)氣體探測器，用于檢測可燃毒性氣體的泄露，一旦可燃/毒性氣體泄漏，氣體探測器應(yīng)采用三級報(bào)警（聲、光、振動）的方式提醒人們采取緊急措施，預(yù)防事故發(fā)生。相關(guān)企業(yè)應(yīng)在氨制冷機(jī)房設(shè)置氨氣濃度報(bào)警裝置，當(dāng)空氣中氨氣濃度達(dá)到100ppm或150ppm時(shí)，應(yīng)自動發(fā)出報(bào)警信號，并應(yīng)自動開啟制冷機(jī)房內(nèi)的事故排風(fēng)機(jī)。其中氨氣濃度傳感器應(yīng)安裝在氨制冷機(jī)組及貯氨容器上方的機(jī)房頂板上，一旦氣體泄漏，氣體監(jiān)控系統(tǒng)就會迅速提醒人們采取緊急措施規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

其他常見的防范措施包括有：努力提高操作人員的技術(shù)技能和防范意識；應(yīng)急預(yù)案的制訂；各壓力容器、管道及安全附件的保養(yǎng)和定期檢驗(yàn)；系統(tǒng)中容易產(chǎn)生漏點(diǎn)和爆點(diǎn)的設(shè)備及管道進(jìn)行有效的預(yù)防和控制等。

下面列舉幾項(xiàng)常見措施：

壓縮機(jī)水冷卻器及缸蓋冷卻水套都是易產(chǎn)生漏點(diǎn)的部位，最常見的是水冷卻器穿孔破裂，其原因主要有：腐蝕穿孔，因管理不當(dāng)?shù)仍蚨鸬谋鶅隽雅c溫差應(yīng)力破裂。比如，倒霜時(shí)氨液混入冷凍機(jī)腔內(nèi)，在北方地區(qū)常出現(xiàn)停機(jī)后沒有及時(shí)把壓縮機(jī)存在的冷卻水排掉，造成冷卻水管凍裂。所以要對壓縮機(jī)水冷卻器及缸蓋冷卻水套定期檢查腐蝕情況，達(dá)到一定腐蝕程度就要更換。北方地區(qū)停機(jī)后需及時(shí)把壓縮機(jī)存在的冷卻水排掉。

安全閥超壓起跳排放一般是用管道引導(dǎo)到高空進(jìn)行排放，安全閥起跳后往往會造成因臟物阻礙密封造成泄漏或因其它原因泄漏，安全閥排放口大多安裝在高空處，在檢查中容易疏忽，時(shí)間長了極易造成安全閥失靈。所以，在安全防范中要經(jīng)常檢查安全閥的排放口是否有氨氣漏出，還應(yīng)當(dāng)按照技術(shù)要求進(jìn)行定期檢驗(yàn)校正。安全閥超壓起跳后一定要進(jìn)行檢驗(yàn)校正。安全閥排放口應(yīng)當(dāng)對水池排放，如遇安全閥起跳，氨氣要直接排放至水池中，可以有效地減少氨氣在空氣中迷漫所造成的不安全影響。

在融霜過程中，容易造成蒸發(fā)器等管道及閥門內(nèi)前后壓差過大，管內(nèi)冷凍機(jī)油及氨液急速運(yùn)動而產(chǎn)生撞擊，致使管道及閥門等爆裂而發(fā)生氨泄漏事故。所以在融霜過程中，應(yīng)注意熱氨進(jìn)入蒸發(fā)器壓力不得過大，應(yīng)避免熱氨開啟過快、過大。

■結(jié)語

冷庫作為城市必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施之一，數(shù)量不斷增加，對環(huán)境保護(hù)和人民生活水平的提高做出了很大的貢獻(xiàn)。然而城市冷庫快速發(fā)展的同時(shí)，也帶來了許多安全隱患。由于冷庫制冷系統(tǒng)需要用到的氨氣具有易燃、易爆和有毒的特點(diǎn)，一旦發(fā)生泄漏，極易造成中毒、火災(zāi)、爆炸等惡性事故。因此，如何快速、準(zhǔn)確預(yù)防性地分析冷庫制冷系統(tǒng)氨氣泄漏原因并采取相應(yīng)的對策來及時(shí)預(yù)防和控制發(fā)生安全事故，一直是相關(guān)企業(yè)追求的目標(biāo)。無論是用戶還是技術(shù)施工人員，一定要重視對冷庫各個(gè)設(shè)備進(jìn)行不定期的檢查和維護(hù)，在建造和修理的時(shí)候切記粗心大意，細(xì)節(jié)決定成敗，只有我們把每個(gè)細(xì)節(jié)都考慮到和做好了才能真正的防患于未然，并且應(yīng)針對易發(fā)生事故的場所進(jìn)行監(jiān)測預(yù)防，安裝可燃?xì)怏w/毒性氣體泄漏報(bào)警器可以有效的降低事故發(fā)生，減少災(zāi)害事故的發(fā)生。