氨使用安全知識.doc

氨（Ammonia,NH3）-一種最常見的、最易取得的、廉價的無機化合物一作為制冷劑（R717）應(yīng)用于制冷空調(diào)工程中已有120多年的歷史。當前實施“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略，節(jié)能和環(huán)保則是兩個極其重要的課題。制冷劑的應(yīng)用和發(fā)展，百余年來，經(jīng)歷了由應(yīng)用天然制冷劑，例如CO2、HCFCs、HFCs，而在當前，為了加強環(huán)保而又重新走向應(yīng)用天然制冷劑的過程。 為了防止地球大氣臭氧層進一步遭到破壞，為了減少具有溫室效應(yīng)的氣體的排氣，改善人類的生態(tài)環(huán)境，尋找氯氟烴（CFCs）的替代物質(zhì)和替代技術(shù)已成為全球面臨的一個重要而緊迫的課題，引起了整個國際社會的關(guān)注。當前國內(nèi)國外的科技部門、研究機構(gòu)、大型企業(yè)集團都在為尋找完美的（也可以說其ODP、GWP均為零）替代物質(zhì)而切切實實地努力著。 國外業(yè)已推出了R123來替代R11；R134a來替代R12；并采用R22作為過渡性的工質(zhì)。但從國內(nèi)外發(fā)一的有關(guān)文章以及綠色和平組只所散發(fā)的宣傳材料來看，R123、R134a的ODP雖然為零，但其溫室效應(yīng)的潛能指標GWP高達420。不僅如此，人們對于R134a比R12要低8-12的制冷量；對于無法找到合適的潤滑油與其共用，乃至認為R123、R134a仍有致癌的毒性和易燃性，而不甚滿意。雖然也有許多非共沸的混合工質(zhì)推出，但其中仍含有將被淘汰的R22的成分。 目前國內(nèi)普遍能接受的過渡性工質(zhì)HCFC-22美國有些企業(yè)推崇為當前危害最低（其ODP=0.05）、價廉而易取得的、熱特性好的制冷劑。但從減少溫室氣體排放，防止全球氣候變熱的角度出發(fā)，R22的使全球變暖潛能值GWP=510，也不是完美的制冷劑。對于我國作為一個發(fā)展中的國家來說，所有國外研制的替代工質(zhì)，例如R123、R134a、R407C等等，都有一個專利保護的問題，外國公司不可能低價轉(zhuǎn)讓給我國來大量生產(chǎn)，而向國外購買，不僅價格高而且受制于外國公司，對發(fā)展民族制冷空調(diào)事業(yè)不利。 從ODP、GWP這兩項指標而言，氨應(yīng)該說是一種于臭氧層無員，又無溫室效應(yīng)的效完美的“綠色”制冷劑。過去，氨的一些危害性被不恰當?shù)乜浯?，尤其在民用或空調(diào)工程中的應(yīng)用，受到了思想認識上和種種法規(guī)上的限制。近20年來，人們充分認識到保護大氣臭氧層和減少溫室效應(yīng)氣體排放的緊迫性，在尋找CFC、HCFC的替代物質(zhì)和替代技術(shù)的過程中，國外相繼重新評價和研究氨在制冷空調(diào)中的地位的應(yīng)用。也有學(xué)者呼吁，既然人類使用氨有一百多年的經(jīng)驗，在制造上也已十分進步和成熟，不妨也可以使用氨作CFCs的替代物質(zhì)。我國的科研機構(gòu)和大專院校在這方面卻不能令人滿意。筆者感到幾乎所有的高等院校和科研機構(gòu)，都單純在氟利昂系列的圈子內(nèi)，去研究和尋找CFC、HCFC的替代物。這方面的文章雖然也很多，但還未拿出國內(nèi)自己品牌的替代物質(zhì)，或已實用于制冷機中。 個別學(xué)者也提出過氨在新的形勢下，應(yīng)重新認識和擴大應(yīng)用范圍，但實際的研究工作卻開展得很少。就拿利用余熱的吸收式制冷來說，也具有明顯的偏向：溴化鋰吸收式制冷研究得很多，產(chǎn)品也很多；而能夠制取零度以下的氨水吸收式制冷，卻很少有人研究；有關(guān)氨介質(zhì)的強化傳熱傳質(zhì)，也很少研究。可以說，氨的重新評價和擴大應(yīng)用，迄今仍未能引起國內(nèi)制冷空調(diào)界的關(guān)注，尚未見到重新評價和研究氨的安全應(yīng)用、把氨工質(zhì)應(yīng)用于空調(diào)冷源工程上的有分量的文章。 2 氨的特性和特點 （1）氨的特性 氨是最容易取得的、價格低廉的無機化學(xué)品。氨，分子量M=17.03；沸點-33.42臨界溫度132.30；臨界壓力11.283MPa；自燃點651；熔點-77.75；其液相密度0.771kg/L。氨的火災(zāi)爆炸危險性，根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范規(guī)定，屬于乙類；根據(jù)GB50058爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范規(guī)定，氨氣屬于IIAT1級組，也就是說，是最低的爆炸危險級組。氨的毒性，根據(jù)GB5044-85職業(yè)性接角毒特危害程度分級規(guī)定，屬于IV級（輕度危害），最高允許濃度10mg/m3；根據(jù)TJ-79工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準規(guī)定：在廠房車間中，其最高允許濃度為30mg/m3；在民民區(qū)內(nèi)，最高允許濃度為0.20mg/m3。氨無致癌的危險。氨在空氣中的濃度達到5ppm時，即能聞到氣味；氨比空氣輕而容易逸至室外。 氨容易被水吸收而成為氨水，而水本身就是農(nóng)田的肥料，流入土地有利無害。氨的價格僅為R22的一半不到，是R123、R134a的1/10-1/15。 （2）氨的特點 氨作為制冷劑的優(yōu)勢 （a）氨的消耗臭氧潛能值ODP和使全球變暖潛能值GWP均為零。因此，氨是完全有利于環(huán)保的。這也是當前氨又被重新認識和評價的關(guān)鍵。 （b）氨的蒸發(fā)潛熱大，單位質(zhì)量制冷量、單位容積制冷量均大。也就是說，其COP值大。因此，它是一種節(jié)能的制冷劑。 （c）氨的來源廣泛，價格低廉，氨壓縮制冷機的制造經(jīng)驗成熟，制造成本低。使用氨為制冷劑的機組作為工業(yè)和空調(diào)的冷源是能節(jié)省一次投資和運行費用的。 （d）從利用余熱出發(fā)，只有氨水吸收式制冷機可以制取0以下冷量。這是目前溴化鋰吸收式制冷無法達到的唯一方式。 （e）氨的臨界溫度和臨界壓力為132.4及11.45MPa,高于R22(96.2/5MPa)和R134a(102/4.15MPa)。臨界壓力也高于R132（4MPa）?？梢栽谳^高的熱源溫度和冷源溫度下實現(xiàn)熱泵循環(huán)。 （f）氨的傳熱系數(shù)大，氨與潤滑油無互溶性，氨油分離比較容易。這對于蒸發(fā)器和冷凝器而言，可以設(shè)計得更為緊湊。而且不會像氟利昂那樣，因制冷劑溶有較多的潤滑油而使制冷量減少和造成蒸發(fā)器液面波動。 （g）氨易溶于水，緊急排氨時，可用水沖，變成氨水排出。此外，氨中允許的含水量為0.2以下，即使有水存在，由于與氨生成NH4OH，呈液體狀存在，不會像氟利昂那樣，形成“冰塞”。而且，濃氨水在蒸發(fā)器中，仍能蒸發(fā)制冷。只是在蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)溫度會變化和上升。含水10，蒸發(fā)溫度約上升0.3。因此，氨制冷的管路系統(tǒng)的干燥要求不如氟利昂那樣嚴格。 (h)氨泄漏時，容易發(fā)現(xiàn)。氨的強烈的刺激性氣味，令人生畏，限制了它的使用范圍。但從另一角度看，即使有很少量的泄漏，也容易察覺到，可及時采取措施，避免發(fā)生重大事故。 表1 氨與其他常用制冷制的特性比較 制冷劑 分子式 類別 沸點 ODP （R11=1） GWP （CO2=1） 禁用與否 毒性燃燒 性 -15時的蒸發(fā)潛熱（KJ/kg） 制冷系數(shù)COP R11 CCLF3 CFC 23.82 1 1500 是 低毒非燃 191.76 4.57 R12 CCL2F2 CFC -28.79 1 4500 是 低毒非燃 161.61 4.69 R22 CCLF2H HCFC -40.78 0.05 510 否 非毒不燃 217.29 4.75 R123 C2CL2F3H HCFC 27.81 0.02 29 否 有毒不燃 193.39 低于R11 R134a C2CF4H2 HFC -28.50 0 420 否 非毒有燃 209.46 低于R12 R717 NH3 無機 -33.40 0 0 - 有毒可燃 1312.56 4.84 使用氨為制冷劑所存在的問題 （a）刺激性 試驗表明：人對氨的氣味有感覺的平均濃度為5ppm；人長時間暴露在濃度為6.25-25ppm的含氨空氣中，對肺功能和呼吸道沒有損害。 （b）毒性 我國將氨列為IV級有毒物質(zhì)（輕度危害），最高允許濃度為10mg/m3。按美國ASHRAE標準34-78，氨列入安全性為第二類的制冷劑，規(guī)定直接蒸發(fā)式的氨制冷設(shè)備不得用于為人服務(wù)的空調(diào)系統(tǒng)中。當空氣中氨的濃度達到5，000-10，000ppm，而在這人濃度下，人已感到了強烈的刺激，必然會采取必要的措施（通風換氣、事故排風、尋找泄漏點、停車、緊急泄氨等等）。 （c）可燃可爆性 氨氣與空氣混合其體積比達到15-28有可能發(fā)生爆燃。 表2列舉了空氣中氨含量對人體生理影響和爆炸極限（ppm與mg/m3）值，由表2可以看到氨的刺激性、毒性以及可燃可爆與濃度的關(guān)系。氨雖屬于可燃可爆、有毒有害氣體，但均在較輕度的范圍內(nèi)，如果處理得當，完全可以防止事故發(fā)生。 （d）腐蝕性 主要是解決氨用機器、設(shè)備和配管時的選材問題。由于氨的“避銅”的要求，對氨用換熱傳質(zhì)設(shè)備來說，要采用強化傳熱管（一般均用銅制）就比較困難，因而，這也是目前需要研究的課題。 氨在以下情況對部分金屬及合金有腐蝕：a.含微量O2和CO2的液氨對高強度鋼的焊接部分有一定的腐蝕性，易發(fā)生裂縫；b.液氨對高鎳鑄鐵、鎳銅合金、銅合金（磷青銅除外）有腐蝕性，屬C級，腐蝕率10.25mm/a；同樣，氨水溶液對上述材料也有腐蝕性（C級）；c.1氨水溶液對銅的腐蝕率為160mm/a；d.0.5氨水溶液對鋁的腐蝕率較小，為6.912.4mm/a；氨水對鋁的腐蝕率更小，這0.013mm；e.濃氨水對鋼的腐蝕率為0.08mm/a。 3 應(yīng)用氨為制冷劑的安全對策 首先，應(yīng)在認識上解決如何正確評價和應(yīng)用氨工質(zhì)的問題。過去，氨的毒性和可燃可爆性被人為地夸大和誤解，導(dǎo)致夸大和誤解的主要因素是氨確有強烈的刺激性氣味。從表2上可知，正因為有強烈的氣味，當濃度僅5ppm時，人們即可感覺到，即可采取措施；當濃度達到危及人的健康和生命時，其濃度是可聞到的濃度的幾倍、幾十倍、乃至上百倍。 要引起爆炸的濃度是感受到的上萬倍。筆者認為，將氨工質(zhì)應(yīng)用于民用空調(diào)，設(shè)計中可采取下列措施： 表2 空氣中含氨量對人體生理影響和爆炸極限 項目 ppm(V) N(mg/m3) 備注 可以感覺到氨的氣味的最低濃度 5 3.476 也有資料認為50ppm 長期停留為無害的最大濃度 6.2525 4.317.43 有資料認為100ppm GB5044-85（職業(yè)性接觸毒物危害程度分級）規(guī)定最高允許濃度 14.38 10 短期停留對人體無害時的濃度 300500 209348 強烈刺激鼻子和咽喉 408 284 刺激人的眼睛 698 486 引起強烈的咳嗽 1720 1196 短時間（30min）有危險 25004500 17403130 立即引起致命危險 500010000 34766953 環(huán)境允許濃度（工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準） 民用生活區(qū) 0.2876 0.2 工廠車間 43 30 點燃極限 下限 11.5 80000 日本資料 上限 27 187730 爆炸極限 下限 15 104300 中國資料勞動衛(wèi)生學(xué)上限 28 194700 爆炸下限與感受 30000倍 （1）采用集中供冷 將各建筑空調(diào)冷源集中起來，由氨制冷站供空調(diào)冷水給各用戶。 （2）采用間接供冷 不采用直接蒸發(fā)式（即蒸發(fā)器與被冷卻場所或物品直接接觸，或?qū)⒄舭l(fā)器放在回風道中）的氨制冷設(shè)備；而采取液氨蒸發(fā)-冷水降溫的間接熱交換或氨-鹽水-空調(diào)冷水的間接熱交換的模式。 （3）制冷裝置露天化 氨壓縮機房可以半露天化，外墻敞開（氨水吸收式制冷裝置一般都是露天化的）。 （4）加強通風換氣 氨機房應(yīng)有機械通風換氣和事故排風設(shè)施。事故排風機就采用防爆風機和電動機，防爆等級為ExIIAT1。正常換氣次數(shù)6次/h；事故排風，應(yīng)在原有的基礎(chǔ)上，再加上8次/h,即間有14次/h以上的換氣。而且，事故通風機的開關(guān)應(yīng)裝在進出機房的大門旁、方便操作處。有條件時，應(yīng)設(shè)氨濃度報警并與事故排風機聯(lián)鎖。 （5）注意防震防泄漏 設(shè)備安裝和配管中，應(yīng)注意設(shè)備基礎(chǔ)的防震，管道支架的穩(wěn)固；采用2.5MPa以上的管道壓力等級，采用氨用專門的閥門和法蘭，注意法蘭熱片的品種和質(zhì)量，在換閥門和法蘭時，必須同時更換墊片。 （6）重視氨水吸收式制冷的應(yīng)用 在熱-電-冷三聯(lián)供系統(tǒng)中，除用溴化鋰吸收式制冷機組作為余熱轉(zhuǎn)換為冷量的設(shè)施外，好可以考慮用氨吸收式制冷來轉(zhuǎn)換余熱。氨吸收式制冷具有溴化鋰吸收式制冷不可替代的特點：即能制取0以下級別的冷量。既然溴化鋰機組可被譽為無公害的“綠色”冷源，那么氨吸收式制冷同樣也是可以替代CFCs工質(zhì)而成為無公害的“綠色”冷源。 為了擴大氨制冷的應(yīng)用范圍，對科研和設(shè)備制造的要求是： （1）應(yīng)進一步研制高效率的、無泄漏的氨壓縮制冷機、氨泵、氨水泵以及氨用設(shè)備、容器和儀表。氨用設(shè)備均為壓力容器，應(yīng)符合國家對壓力容器的監(jiān)察要求。 （2）進行氨工質(zhì)的強化傳熱傳質(zhì)的研究，使之縮小氨用設(shè)備，減輕重量，并實施小型化、機組化。一般蒸氣型的氨水吸收式制冷裝置，也完全應(yīng)該在強化傳熱傳質(zhì)和提高精餾效率上下功夫，縮小設(shè)備尺寸，使“裝置”變?yōu)椤皺C組”。 （3）加強對氨用金屬材料的研究，采用輕質(zhì)的，高強度的，不滲漏的，而且在液氨、氨水中不腐蝕的材料，以減輕設(shè)備重量、強化傳熱傳質(zhì)。對于學(xué)會或政府主管部門而言，應(yīng)對國內(nèi)外的氨用機器和設(shè)備的應(yīng)用，氨的毒性、可燃性所引起的安全法規(guī)、規(guī)范和法律，加以重新研究、討論。根據(jù)了新的研究的成果和實際調(diào)查結(jié)果，根據(jù)百年來應(yīng)用氨工質(zhì)的經(jīng)驗和教訓(xùn)，對氨工質(zhì)可否用于民用空調(diào)工程，作為CFCs、HCFCs的替代物質(zhì)以及應(yīng)如何正確應(yīng)用氨工質(zhì)作出相應(yīng)的補充和修改。 4 結(jié)束語 氨是一種公認的優(yōu)良的制冷劑，尤其在當前，為可持續(xù)發(fā)展的需要，應(yīng)用氨可以達到保護環(huán)境、節(jié)約能源的目的，應(yīng)該擴大其應(yīng)用領(lǐng)域。氨的應(yīng)用已有百年的歷史，應(yīng)該說，對其優(yōu)、缺點都有足夠的認識。我們必須采用“戰(zhàn)略上藐視”而“戰(zhàn)術(shù)上重視”的思想，克服恐懼心理，對其所存的問題，認真地采取有效的措施解決。并應(yīng)制訂必要的法規(guī)制度，加強管理和培訓(xùn)，完全有可能將氨工質(zhì)應(yīng)用于民用空調(diào)在內(nèi)的其他需要用冷的地方。 也期望科研、制造部門，在旨化傳熱傳質(zhì)上有所突破，使氨冷機組高效化，小型化，氨水吸收式制冷機組化，使用戶用得放1999年我廠原熱鉀堿法雙活化劑雙套脫碳改為單套NHD法脫碳，設(shè)計年生產(chǎn)合成氨150kt。因NHD脫碳屬物理吸收，需低溫操作(58)，設(shè)計用3臺1.84106kJh冰機的冷量。在方案確定時，我廠提出脫碳系統(tǒng)的冷量，由我廠一直采用的氨壓縮制冷改為利用低溫余熱氨吸收制冷提供。因為采用NHD脫碳后，變換氣剩余的低品位熱能較多，如果這部分熱量不能利用，不僅增加低變氣水冷器冷卻水用量，還浪費了可回收利用的大約2.8107kJh的熱量。根據(jù)我廠只有兩臺35 th動力鍋爐產(chǎn)汽，冬季生產(chǎn)和廠內(nèi)外取暖用汽偏緊的實際情況，我們同設(shè)計院商議后，決定這部分熱量冬季用作家屬區(qū)采暖，夏季作為氨吸收制冷的熱源。對于生產(chǎn)余熱用于家屬區(qū)采暖，我廠采取了必要的措施，如采暖水通過發(fā)生器后進行可燃氣檢測；采暖水最高處增設(shè)一臺氣水分離器，由分離器頂部排出的水汽再經(jīng)取樣冷卻器后用可燃氣分析儀每班分析一次，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)發(fā)生器內(nèi)漏，立即停車處理。另外，為防止采暖水管線超壓，還增設(shè)了2塊爆破板。夏季用于氨吸收制冷時可得到大于8.36106kJh的冷量，節(jié)省了5臺1.83104kJh的冰機。這部分冷量供NHD脫碳使用，剩余送合成。 1 工藝流程 氨吸收制冷工藝流程見圖1。 氨吸收制冷工藝流程主要由吸收、精餾、冷凝、節(jié)流膨脹、蒸發(fā)等組成。來自氨蒸發(fā)器制冷后的8低壓氣氨(約0.2MPa)同合成車間來的部分氣氨匯合，先進入過冷器與1.5MPa的液氨換熱，再進入吸收器組，由稀氨水溶液(濃度30，溫度46)吸收，吸收反應(yīng)熱由低于28的冷卻水帶走。吸收后的濃氨水(42)溶液流入濃氨水貯槽，然后由氨水泵把濃氨水打入溶液換熱器，與來自精餾塔底的稀氨水溶液換熱，濃氨水被加熱至接近泡點溫度(92)后進入精餾塔中部，噴淋在高效波紋填料上，與上升的氨水進行熱質(zhì)交換，本身濃度變稀，再流入發(fā)生段。精餾塔頂濃度99.8以上的氨氣少部分經(jīng)回流冷凝器冷凝下來，大部分去冷凝器，氨氣由循環(huán)冷卻水冷凝成高壓液氨。由低變系統(tǒng)來的166變換氣供給發(fā)生器熱量，加熱精餾塔底溶液。塔底的稀溶液，經(jīng)溶液換熱器與濃氨水溶液換熱降至46后，去吸收器吸收氣氨，增濃至42，流量為64th。又從精餾塔頂放出高壓氨氣經(jīng)冷凝后供用戶使用。濃、稀氨水如此不斷循環(huán)。 2 系統(tǒng)改進情況 (1)精餾塔原設(shè)計高度為28m(利用原二次脫碳塔)，因回流冷凝器安裝在塔頂難度大，根據(jù)實際情況將精餾塔割掉9m，改造后連同回流冷凝器的高度共為23 m。塔頂回流冷凝器改為波紋管式冷凝器，面積也由原來的709m2減為250m2。 (2)浮閥型塔板改為高效刺孔板波紋填料。 (3)真空泵改為蒸汽噴射泵。 (4)低變氣管道上新配蒸汽管線，目的是當?shù)妥儦馔＼嚂r，快速送入高壓蒸汽，以保證精餾塔發(fā)生器的溫度不降低，同時避免氨吸收系統(tǒng)出現(xiàn)大的波動。 (5)液氨貯槽增設(shè)一次表，液氨輸送管道安裝自調(diào)閥。 3 氨吸收制冷開車情況 裝置于2000年4月底安裝結(jié)束，5月1日正式開車。在很短的時間內(nèi)就轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。到5月 3日已生產(chǎn)出制冷劑(液氨)1013m3h(折合氨7th左右)。冷凍量大約為9.1106kJh。 裝置開車前，造氣NHD脫碳和合成車間氨冷器用8臺冰機(4月底)。5月氨吸收制冷正常后，冰機由8臺減至45臺。由于采取液氨通過過冷器過冷等措施(由40降至20以下)，同時合成立式冷凝器熱負荷大大減輕，氨冷器出口壓力由0.26MPa降至0.2MPa，出口循環(huán)氣溫度由0降至3左右，提高了氨冷凝量，同時降低了系統(tǒng)阻力，較好地改善了合成系統(tǒng)的操作條件。 4 氨吸收制冷系統(tǒng)改進設(shè)想 目前氨吸收制冷量沒達到設(shè)計的10.8th，主要原因如下。 (1)低變氣入精餾塔發(fā)生器溫度沒達到設(shè)計值(166)。主要是發(fā)生器前洗滌水進洗滌水加熱器溫度偏低。設(shè)計為120130，而實際為104。因此取走的熱量相對多些。解決此問題的方法是將642炭黑水換熱器由并聯(lián)改為串聯(lián)，盡可能多回收炭黑水的余熱，將炭黑水排放溫度降到80以下(現(xiàn)在為90)。去氣化爐急冷室的水及各級分離器加水不宜過多。 (2)現(xiàn)用的氨水換熱器面積為168m2。生產(chǎn)運行表明，此換熱器換熱面積偏小，影響換熱效果，去吸收器的氨水溫度在70的負荷下達到56(設(shè)計46)，濃氨水進精餾塔的溫度只有72 (設(shè)計92)，影響了精餾塔的生產(chǎn)能力。 (3)此系統(tǒng)投油量應(yīng)盡量調(diào)到7.58th(現(xiàn)7.2th)，以增加更多的余熱提供給氨吸收裝置。另外，結(jié)合我廠中低低變換工藝流程特點，當催化劑老化或其他原因造成變換氣CO含量偏高時，可以考慮向變換系統(tǒng)添加高壓蒸汽的方法，這樣不僅能降低變換氣出口CO含量，同時為氨吸收制冷提供更多的熱量。低變氣每降低0.1的CO，就可提高1的氨產(chǎn)量。 5 本裝置設(shè)計用水量和實際用水量比較 10.8th液氨設(shè)計冷卻水消耗情況見表1。 從表1可以看出，設(shè)計冷卻水消耗總量為1323 m3h，即每噸液氨設(shè)計消耗冷卻水量為 122.5 m3。 現(xiàn)實際氨吸收制冷液氨量只有7 th左右，總用水量應(yīng)為857.5 m3h。 7th液氨實際冷卻水消耗情況見表2。即7th液氨實際消耗冷卻水量為475.4m3h。 根據(jù)以上比較可知，實際用水量要比設(shè)計用水量少得多，用水量少的主要原因一是氨吸收制冷系統(tǒng)冷卻水的換熱面積設(shè)計富裕量大，實際每臺換熱器冷卻水出入口的溫差t10，回流冷凝器的溫差t甚至可達到20；二是入冷卻器上水溫度為22，較低(設(shè)計為28)。如果脫碳系統(tǒng)改造不采用氨吸收制冷，精餾塔發(fā)生器所用的熱量(1.8107kJh)也靠低變氣水冷器移走，其用水量至少需880m3h；而氨吸收制冷開車后，冷卻水只需260m3/h。另外，合成冰機停用34臺后，相應(yīng)立式冷凝器冷卻水減少500m3h。以上數(shù)據(jù)表明，氨吸收制冷用水依托老廠改造其綜合用水量反而少些。 6 氨吸收制冷工藝的特點 (1)用氨吸收制冷時氨水泵的電耗經(jīng)計算為65kWh，比壓縮制冷節(jié)約電耗。 (2)設(shè)備簡單，容易加工制造，除氨水泵外都是靜置設(shè)備，全部可以露天安裝。 (3)操作彈性大，一般適用于(4001200)104kJh的規(guī)模，能在30110設(shè)計范圍內(nèi)正常運行。 (4)裝置投資和操作費用隨蒸發(fā)溫度的降低而升高。 我廠利用余熱進行氨吸收制冷(8401280)104kJh，總投資大約280萬元，針對 NHD脫碳的匹配至少節(jié)省4臺8AS17型冰機及配套設(shè)備、廠房等，節(jié)省投資約150萬元。通過計算表明，由于采用氨吸收制冷工藝多投入的工程資金，不到一年時間即可收回。 另外，夏季合成氨蒸發(fā)器出口氣溫度在同等條件下，由過去的0下降到2左右，提高了氨凈值，同時減少入合成塔循環(huán)氣量，會帶來更可觀的經(jīng)濟效益。 從目前運行效果來看，氨吸收制冷工藝用于NHD脫碳，設(shè)備簡單，經(jīng)濟實用，操作方便，為低品位熱能的回收我省沿海地區(qū)水產(chǎn)冷凍企業(yè)較多，這些企業(yè)普遍規(guī)模小，管理不規(guī)范，在用制冷裝置壓力管道建造質(zhì)量差，依據(jù)在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程（試行）（國質(zhì)檢鍋2003108號）（以下簡稱管檢規(guī)）實施檢驗普遍存在超標缺陷。為達到既保安全又促發(fā)展的目的，根據(jù)管檢規(guī)第四十條規(guī)定，省局組織有關(guān)專家對超標缺陷進行安全評定。在國家質(zhì)檢總局特種設(shè)備局的大力支持下，通過多次專家論證和中國特檢中心對氨制冷系統(tǒng)壓力管道應(yīng)力水平分析，為氨制冷系統(tǒng)壓力管道定期檢驗工作提供了科學(xué)的依據(jù)和缺陷判定的準則?，F(xiàn)遵照合乎使用的原則，特提出以下缺陷處理意見：一、對氨制冷壓力管道普遍存在的超標缺陷，根據(jù)實際情況，不予以定級，只確定是否可以繼續(xù)監(jiān)控使用。 二、對存在超標缺陷的氨制冷壓力管道達到以下要求，可以監(jiān)控使用：1、查閱相關(guān)記錄，該壓力管道自安裝到受檢之日一直安全運行；2、支吊架布置合理（管系處于應(yīng)力低水平）；3、管子材料為10鋼、20鋼、16Mn或材料檢驗的硬度測定值在HB156以下；4、管子及焊縫外觀未發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象；5、在實際工況下，材料韌性良好，并且未出現(xiàn)材料性能劣化及劣化趨向；6、未焊透相對深度小于0.6且缺陷底部最小壁厚2mm；7、未焊透部位不存在裂紋及附近無其它埋藏缺陷；8、壓力試驗或泄漏性試驗合格；9、液氨介質(zhì)中含水量0.2%；10、安全附件齊全且均在校驗有效期內(nèi)；11、使用單位已制定壓力管道作業(yè)安全措施及應(yīng)急預(yù)案并保證落實到位。三、監(jiān)控使用措施：1、使用單位必須加強安全管理，落實各項監(jiān)控措施和安全責任。（詳見附件）。2、各特檢機構(gòu)在出據(jù)監(jiān)控使用報告的同時，要求企業(yè)簽訂落實安全措施的責任狀。3、各特檢機構(gòu)對超標缺陷的部位要進行跟蹤監(jiān)測，原則上每年進行一次檢測，以判斷超標缺陷是否擴展。 四、對達不到監(jiān)控使用要求的氨制冷壓力管道各地要依法督促使用單位及時修復(fù)或更換，消除缺陷，確保壓力管道安全運行。 附件：氨制冷壓力管道監(jiān)控使用單位監(jiān)控措施和安全責任附件：氨制冷壓力管道監(jiān)控使用單位監(jiān)控措施和安全責任依據(jù)在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程和在用氨制冷壓力管道全面檢驗缺陷處理意見實施檢驗，氨制冷壓力管道被評定為監(jiān)控使用的單位，必須落實以下監(jiān)控措施和安全責任，確保壓力管道的安全運行。一、使用單位應(yīng)嚴格執(zhí)行國家有關(guān)安全生產(chǎn)的法律法規(guī)，制定并落實以法定代表人為第一責任，各級人員負相應(yīng)責任的崗位安全責任制，建立健全壓力管道安全管理制度和操作規(guī)程，督促各級管理人員和作業(yè)人員嚴格執(zhí)行。同時，使用單位應(yīng)配備相應(yīng)的壓力管道作業(yè)人員、在線檢驗人員、安全管理人員和應(yīng)急處置人員，并持證上崗，確保壓力管道的安全運行。二、使用單位要加強安全教育和安全管理，規(guī)范職工行為，特別是嚴禁酒后上崗、擅離崗位、無證代班等現(xiàn)象發(fā)生；禁止車間內(nèi)無關(guān)人員進出；杜絕職工在車間內(nèi)睡覺和休息。三、使用單位因各種原因更換設(shè)備及壓力管道時，必須上報特種設(shè)備安全監(jiān)察機構(gòu)并經(jīng)檢驗單位進行檢驗檢測合格后才能投入運行。四、使用單位要制定壓力管道定期檢驗計劃和檢修計劃，并落實到人，保證按計劃實施。對監(jiān)控使用的管道系統(tǒng)每年要進行不少于2次的在線檢驗；加強日常巡回檢查，每天重點檢查經(jīng)檢驗存在缺陷的部位、容易發(fā)生局部腐蝕損壞的部位和安全附件的完好情況等；做好經(jīng)常性日常維護保養(yǎng)，保證定期對氨制冷系統(tǒng)設(shè)備、管道、閥門等進行保養(yǎng)和防腐工作。對檢查中發(fā)現(xiàn)的異常情況，及時報告，及時處理；對安全閥、壓力表、各種測量儀表、安全保護裝置等安全附件按規(guī)定進行定期校驗、檢修。五、使用單位應(yīng)制訂事故應(yīng)急措施和救援預(yù)案，并結(jié)合在線檢驗組織演練。暢通安全通道，配備緊急泄氨和噴淋稀釋裝置，配備搶險工具和防護用品。針對制冷系統(tǒng)常見故障制定具體的處置方法，做到每個操作工都能及時正確處理一般故障，消除事故隱患。六、及時做好設(shè)備及管道運行、檢查、檢驗、事故、維修保養(yǎng)的情況記錄，建立和完善設(shè)備和管道的技術(shù)檔案。氨（NH3）是目前最廣泛應(yīng)用的中溫制冷劑，在特殊鑿井行業(yè)凍結(jié)工程中被大量使用。氨蒸汽無色、具有強烈的刺激性臭味。在標準狀態(tài)下，密度為0.77kg/m2,對空氣比重為0.5971，沸點33.4，溶點77.7。氨在空氣中爆炸極限為1528%，在氧氣中的爆炸極限為13.579%。氨極易溶于水，呈堿性，1%水溶液的ph值為11.7左右。氨屬有毒類介質(zhì)，毒性2級，對人的危害主要表現(xiàn)在對上呼吸道的刺激和腐蝕作用，直接接觸高濃度氨時，接觸部位可引起堿性化學(xué)灼傷，氨還可以引起呼吸道深部及肺部的損傷。車間空氣中氨的最高容許濃度為30mg/m3，當氨蒸汽在空氣中容積濃度達到0.50.6%時人在其中停留半小時即可中毒。氨的上述性質(zhì)決定了必須加強并落實對氨系統(tǒng)的安全技術(shù)措施，落實安全責任制，確保安全。一、安全意識與安全責任制牢固樹立安全為天的意識，建立處、項目部、班組三級安全體系，落實安全生產(chǎn)會制度、班前班后安全會等制度。二、安全裝置與安全防護措施制冷系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)除了依靠過硬的安裝質(zhì)量外，必備的安全裝置也是必不可少的。在制冷系統(tǒng)中須安裝足夠的氨壓力表、安全閥、液面計、溫度計等，有效且足夠的安全裝置能夠準確監(jiān)視系統(tǒng)運行工況（如壓力、溫度等），以便及時察覺制冷系統(tǒng)有無異常，并能在出現(xiàn)系統(tǒng)超壓等異常情況時及時動作，避免發(fā)生事故。需要指出的是上述表計必須進行定期校驗，確保其在有效期內(nèi)。其他的安全防護措施還有：1、制冷設(shè)備上需安裝壓力繼電器、壓差繼電器。2、監(jiān)視凍結(jié)站內(nèi)氨氣濃度的氨氣濃度檢測儀，可在空氣中氨氣濃度超過規(guī)定含量時及時報警。3、針對氨氣濃度比重比空氣小的特點，泄漏的氨氣易積聚于凍結(jié)站頂部，在凍結(jié)站屋頂處開設(shè)通風口。4、凍結(jié)站內(nèi)應(yīng)設(shè)有局扇，其排風能力要求每小時將室內(nèi)空氣更換不少于8次。而且在室內(nèi)室外都應(yīng)裝設(shè)按扭開關(guān)，配備事故電源，在緊急情況下能確保局扇工作。5、車間的門應(yīng)向外開，并最少留有兩個進出口，以保證安全。6、凍結(jié)站應(yīng)配備帶靴的防毒衣、橡皮手套、膠靴、管夾、氧氣呼吸器等防護用具，妥善放置在機房進口的專用箱內(nèi)，要專人管理、定期檢查，確保使用。專用箱在緊急情況下應(yīng)能強行打開。7、凍結(jié)站須配備足夠數(shù)量的二氧化碳或干粉或“1211”等滅火器材，已備撲滅油火、制冷劑火和電火。三、安全操作要制定科學(xué)而合理的安全操作規(guī)程，并嚴格遵守執(zhí)行。所有凍安工均須持證上崗，確保安全操作。1、新安裝的制冷系統(tǒng)，必須經(jīng)過耐壓試驗、檢漏、排污、抽真空，當確認系統(tǒng)無泄漏時，方可充灌制冷劑。2、像容器內(nèi)充灌制冷劑時，閥門開啟操作應(yīng)緩慢進行，以免引起容器的脆性破壞。3、制冷系統(tǒng)中，存有液態(tài)制冷劑的管道設(shè)備，嚴禁同時將兩端閥門關(guān)閉。4、為避免氨與空氣混合遇明火發(fā)生爆炸，在凍結(jié)站和輔助設(shè)備間不能有明火，冬季嚴禁用明火取暖。5、檢修設(shè)備和管道時，在制冷劑未抽空或未置換完全與大氣接通的情況下，嚴禁拆卸設(shè)備進行焊接作業(yè)。四、事故救援與緊急救護各項目部須編制事故應(yīng)急救援預(yù)案，并報處審批后執(zhí)行，必要時要進行演練。項目部應(yīng)配備專兼職醫(yī)生，也2可與附近醫(yī)院建立聯(lián)系，保證在人員發(fā)生氨中毒時能夠采取有效的急救措施。凍氨工亦應(yīng)掌握基本的急救措施。項目部應(yīng)備有硼酸水、凡士林以及其他必備的藥品，以備急用。（一）系列化氨壓縮機的油壓應(yīng)比曲軸箱內(nèi)氣體壓力高0.15-0.3Mpa，其他采用齒輪油泵的低轉(zhuǎn)速壓縮機應(yīng)為0.05-0.15Mpa。（二）曲軸箱內(nèi)的油面，當為一個視孔時，應(yīng)保持在該視孔的1/32/3范圍內(nèi)，一般在1/2處；當為兩個視孔時，應(yīng)保持在下視孔的2/3到上視孔的1/2范圍內(nèi)。油溫最高不應(yīng)超過70，最低不得低于5。（三）氨壓縮機高壓排氣壓力不得超過1.5Mpa，壓比等于或小于。（四）單級氨壓縮機的排氣溫度為80150，吸氣溫度比蒸發(fā)溫度（雙級氨壓縮機的高壓級吸氣溫度應(yīng)比中間壓力下的飽和溫度）高515。（五）氨壓縮機機體不應(yīng)有局部非正常的溫升現(xiàn)象，軸承溫度不應(yīng)過高，密封器溫度不應(yīng)超過70。（六）氨壓縮機在運轉(zhuǎn)中，氣缸、曲軸箱內(nèi)不應(yīng)有異常聲音。第三十一條當庫房內(nèi)熱負荷突然增加或系統(tǒng)融霜操作頻繁時，要防止氨壓縮機發(fā)生濕沖程。第三十二條當機器間溫度達到冰點溫度時，氨壓縮機停止運轉(zhuǎn)后，應(yīng)將氣缸水套和曲軸箱油冷卻器內(nèi)的剩水放出，以防凍裂。第三十三條當濕沖程嚴重而造成停車時，應(yīng)加大汽缸水套和油冷卻器的水量，防止汽缸水套或油冷卻器凍裂。為盡快恢復(fù)其運轉(zhuǎn)，可在氨壓縮機的排空閥上連接橡膠管，延至室外水池內(nèi)，將機器內(nèi)積存的氨液通過排空閥放出。必要時可用人工駁動聯(lián)軸器，加速進程。第三十四條將配組雙級壓縮機調(diào)換為單級運行，或?qū)⑦\行中的單級壓縮機調(diào)換為配組雙級運行時，須先停車、調(diào)整閥門，然后才能按操作程序重新開車。嚴禁在運行中調(diào)整閥門。第三十五條禁止向氨壓縮機吸氣管道內(nèi)噴射氨液。第二節(jié)輔助設(shè)備的安全操作第三十六條熱氨融霜時，進入蒸發(fā)器前的壓力不得超過0.8Mpa，禁止用關(guān)小或關(guān)閉冷凝器進氣閥的方法加快融霜速度，融霜完畢后，應(yīng)緩慢開啟蒸發(fā)器的回氣閥。第三十七條冷風機單獨用水沖霜時，嚴禁將該冷風機在分配站上的回氣閥、排液閥全部關(guān)閉后閉路淋澆。第三十八條臥式冷凝器、組合式冷凝器、再冷卻器、水泵以及其他用水冷卻的設(shè)備，在氣溫達到冰點溫度時，應(yīng)將停用設(shè)備的剩水放出，以防凍裂。第三十九條嚴禁從制冷裝置的設(shè)備上直接放油。第四十條貯氨器內(nèi)液面不得低于其徑向高度的30，不得高于80。排液器最高液面不得超過80。第四十一條從制冷系統(tǒng)排放空氣和不凝性氣體時，須經(jīng)專門設(shè)置的空氣分離器放入水中。四重管式空氣分離器的供液量以其減壓管上結(jié)霜呈米左右為操作適宜。第四十二條制冷系統(tǒng)中有可能滿液的液體管道和容器，嚴禁同時將兩端閥門關(guān)閉，以免閥門或管道炸裂。第四十三條制冷裝置所用的各種壓力容器、設(shè)備和輔助設(shè)備不應(yīng)采用非專業(yè)廠產(chǎn)品或自行制造。特殊情況下必須采用或自制時，須經(jīng)上級技術(shù)監(jiān)督部門審核批準，經(jīng)嚴格檢驗合格后方可使用。第四十四條制冷系統(tǒng)的壓力容器是有爆炸危險的承壓設(shè)備，應(yīng)嚴格按國家有關(guān)規(guī)程、規(guī)定進行定期外部檢查和全面檢驗。除每次大修后應(yīng)進行氣密性試驗外，使用達十五年時，應(yīng)進行一次全面檢查，包括嚴格檢查缺陷和氣壓試驗。對不符安全使用的壓力容器，應(yīng)予更新。第四十五條制冷裝置中不經(jīng)常使用的充氨閥、排污閥和備用閥，平時均應(yīng)關(guān)閉并將手輪拆下。常用閥門啟閉時要防止閥體卡住閥芯。第三節(jié)設(shè)備和管道檢修的安全操作第四十六條嚴禁在有氨、未抽空、未與大氣接通的情況下，焊接管道或設(shè)備，拆卸機器或設(shè)備的附件、閥門。第四十七條檢修制冷設(shè)備時，須在其電源開關(guān)上掛工作牌，檢修完畢后，由檢修人員親自取下。第四十八條制冷系統(tǒng)安裝或大修后，應(yīng)進行氣密性試驗。系統(tǒng)氣密性試驗的壓力值，處于冷凝壓力下的部分應(yīng)為1.8Mpa，處于蒸發(fā)壓力和中間壓力下的部分應(yīng)為1.2Mpa。第四節(jié)充氨的安全操作第四十九條新建或大修后的制冷系統(tǒng)，必須經(jīng)過試壓、檢漏、排污、抽真空、氨試漏后方可充氨。第五十條充氨站應(yīng)設(shè)在機器間外面，充氨時嚴禁用任何方法加熱氨瓶。第五十一條充氨操作應(yīng)在值班長的指導(dǎo)下進行，并嚴格遵守充氨操作規(guī)程。第五十二條制冷系統(tǒng)中的充氨量和充氨前的氨瓶稱重數(shù)據(jù)均須專門記錄。第五十三條氨瓶或氨槽車與充氨站的聯(lián)接，必須采用無縫鋼管或耐壓3.0Mpa以上的橡膠管，與其相接的管頭須有防滑溝槽。第四章安全規(guī)定第五十四條為防止損壞庫內(nèi)的蒸發(fā)器，貨物堆垛要求：距低溫庫房頂棚0.2米，距高溫庫房頂棚0.3米，距頂排管下側(cè)0.3米，距頂排管橫側(cè)0.2米，距無排管的墻0.2米，距墻排管外側(cè)0.4米，距風道底面0.2米，距冷風機周邊1.5米。庫內(nèi)要留有合理的通道。第五十五條溫度為及以下的庫房內(nèi)，應(yīng)設(shè)置專門的防潮燈光.第五十六條制冷設(shè)備和管道的涂色（按國家安全色標），庫房內(nèi)的管道可不涂色。第五十七條氨制冷系統(tǒng)中設(shè)備的注氨量按下表所示：設(shè)備名稱注氨量（）設(shè)備名稱注氨量（）冷凝器非氨泵強制循環(huán)供液網(wǎng)址:/fazhe_article/4f/6433$2.html氨的危害性危險特性氨是NH3的中文名稱，因其在常溫下呈氣態(tài)，所以又叫氨氣。它的主要用途有三，一是用于制冷，二是制取氨鹽，三是制造氮肥。氨易溶于水、乙醇和乙醚，是一種無色易燃又惡臭的刺激性氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸，燃燒后生成氧化氮；與氟、氯等能發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)；若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。由于氨有易燃的特性，所以它的禁忌物有強氧化劑，還有鹵素、?；?、酸類、氯仿等。如遇著火，切斷氣源最為重要；若不能切斷氣源，決不允許熄滅正在燃燒的氣體。盡快噴水冷卻火場中的容器，如有可能，應(yīng)將容器從著火現(xiàn)場移至空曠處。對健康的危害氨是低毒物質(zhì)，對人體的健康危害主要是通過口鼻吸入。低濃度的氨對粘膜有刺激作用，使人眼、鼻、口立刻產(chǎn)生辛辣感，引起流淚、流鼻涕、咳嗽、頭暈、頭痛等癥狀。高濃度可造成組織溶解性壞死，引起化學(xué)性肺炎及灼傷。當人吸入高濃度氨氣時，可引起劇烈咳嗽、氣急、胸悶、胸痛，口唇和指甲呈青紫色。急性輕度中毒者表現(xiàn)為皮膚、粘膜的刺激性反應(yīng)，出現(xiàn)鼻炎、咽炎、氣管及支氣管炎，或伴有角膜及皮膚灼傷；急性重度中毒者出現(xiàn)喉頭水腫、肺水腫、聲門狹窄、呼吸道粘膜細胞脫落、氣道阻塞而窒息，并伴有中毒性肺水腫和肝損傷；可引起反射性呼吸停止。如氨濺入眼內(nèi)，可致眼結(jié)膜水腫、角膜潰瘍，引發(fā)虹膜炎、晶體混濁、角膜穿孔，甚至失明。高濃度的氨水或氨氣接觸到人的皮膚上，可引起表皮灼傷、起水泡和壞死。另外，還有一些人對氨水會產(chǎn)生過敏反應(yīng)，出現(xiàn)過敏性皮炎或過敏性哮喘等。儲運要求這是一種易燃、腐蝕性強的壓縮氣體。儲存條件是陰涼、干燥、通風，遠離火種、熱源，避免陽光直射，而且還不能與鹵素（氟、氯、溴）、酸類物質(zhì)混合存放，入庫驗收時要注意品名、驗瓶日期，先進庫的先發(fā)用。用罐儲存時一定要有防火防爆的技術(shù)措施，并配備相應(yīng)品種和相當數(shù)量的消防器材，禁止使用易產(chǎn)生火花的機械設(shè)備和工具。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損；用槽車運輸時要灌裝適量，不可超量超壓運輸。運輸按規(guī)定路線行駛，中途不得滯留停頓。急救與防護急救措施急救時要根據(jù)具體情況，采取相應(yīng)措施。如果是皮膚接觸，應(yīng)立即脫去被污染的衣物，用大量流動清水進行徹底沖洗，或用3%的硼酸溶液沖洗。若有灼傷，必須送醫(yī)院進行治療。倘是眼睛接觸，要立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水進行沖洗，所需時間至少15分鐘，并立即就醫(yī)。還有一種情況就是呼吸道吸入。這種情況十分危險，應(yīng)讓吸入者迅速脫離現(xiàn)場，移往空氣新鮮處，并保持呼吸道通暢。對呼吸困難者要及時給氧，對已經(jīng)停止呼吸的，要立即進行人工呼吸，經(jīng)搶救脫險后立即送往醫(yī)院治療。防護措施企業(yè)在制氨或使用含氨的物質(zhì)時，應(yīng)建立健全規(guī)章制度，對工人要加強安全教育，提高安全意識，杜絕違章操作。防護措施有工程控制和個體防護兩個方面。工程控制既是“三同時”的內(nèi)容也是日常生產(chǎn)的內(nèi)容，對有氨的各種裝置，包括容器和管道等，要嚴加密閉，要具備充分的局部排風和全面排風條件，還要加強檢查、定期維修。個體防護措施分為呼吸系統(tǒng)、眼睛、手和身體4個方面。如空氣中氨濃度超標時，必須佩戴防毒口罩；當出現(xiàn)氨泄漏等緊急事態(tài)，無論是搶救者還逃生者，建議佩戴正壓自給式呼吸器。眼睛的防護主要是戴安全防護眼鏡。手的防護就是戴防護手套。身體的防護就是穿合符要求的化學(xué)工