生產(chǎn)過程中碳?xì)浠衔锶绻诳辗盅b置內(nèi)過量積聚

1、2021/3/131制氧安全知識(shí)系列講座(四):空分裝置危險(xiǎn)源的辯識(shí)二00八年一月2021/3/132 一、前言一、前言 隨著冶金工業(yè)的發(fā)展,尤其是鋼產(chǎn)量的增加,用氧量也隨之增多?，F(xiàn)在工業(yè)上用空氣分離裝置（以下簡稱空分裝置空分裝置）來生產(chǎn)氧氣、氮?dú)?、液氧、液氮和液氬。下面就來探討空分裝置空分裝置如何進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)辨識(shí)。2021/3/133空分流程:原料空氣經(jīng)吸入口吸入,進(jìn)入空氣過濾器,濾去塵埃和機(jī)械雜質(zhì)后,進(jìn)入離心式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮;然后進(jìn)入空氣冷卻塔與水進(jìn)行熱交換,冷卻后除去空氣中的水滴;再進(jìn)入交替使用的分子篩去除原料空氣中的H2O、CO2、C2H2、CnHm（C2 H2除外）等雜質(zhì)物質(zhì)。

2、經(jīng)過凈化加工后的空氣,將其增壓、冷卻后,進(jìn)入分餾塔。2021/3/134流程說明:在分餾塔中,氧氣,液氧被分離。氧氣經(jīng)自備氧氣壓縮機(jī)增壓至2.94MPa進(jìn)入氧氣管網(wǎng),液氧送入液氧貯存系統(tǒng)。經(jīng)精氬塔精餾在精氬塔底部得到精液氬,送入液氬貯存系統(tǒng)。從輔塔頂部引出純氮?dú)狻妮o塔上部抽取液氮。2021/3/135流程說明:氣氧以約20kPa（G）的壓力從冷箱輸出;氣氮以約6kPa（G）的壓力從冷箱輸出;氣氬以約3.0MPa（G）的壓力從冷箱輸出。液氧通過冷箱輸出,進(jìn)入液氧貯槽;液氮通過冷箱輸出,進(jìn)入液氮貯槽;液氬通過冷箱輸出,進(jìn)入液氬貯槽。2021/3/136流程說明: 該工藝技術(shù)方案采用分子篩吸附凈化

3、空氣技術(shù),能夠長周期地運(yùn)行,消除空氣中的雜質(zhì),延長空分設(shè)備的運(yùn)行周期;高效增壓透平膨脹技術(shù),有效回收膨脹功,裝置能耗降低,同時(shí)運(yùn)行效率高;全精餾無氫制氬技術(shù),取消加氫除氧裝置,可靠性高,安全性能好;規(guī)整填料精餾技術(shù),阻力是傳統(tǒng)的篩板塔的1/61/4,具有壓降小、分離效率高、操作穩(wěn)定的特點(diǎn)。 2021/3/137二、主要危險(xiǎn)因素分析二、主要危險(xiǎn)因素分析 1.物料的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性 （1）氧氣 氧氣（含液氧）,是該生產(chǎn)裝置的主要產(chǎn)品之一,是助燃物質(zhì),為乙類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)。氧氣是可燃物燃燒爆炸的基本要素之一,能氧化大多數(shù)活性物質(zhì)。與易燃物（如乙炔、甲烷等）形成有爆炸性的混合物。 2021/3/1381

4、.物料的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性2）油料 空氣裝置主要使用透平油和潤滑油。透平油閃點(diǎn)（開杯）195,系丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性可燃液體。增壓透平膨脹機(jī)透平油管道,一旦輸油管道發(fā)生泄漏,遇高熱或明火,會(huì)引起火災(zāi)、爆炸。潤滑油閃點(diǎn)（開杯）230,系丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性可燃液體。輸油管道一旦發(fā)生泄漏,遇高熱或明火,也會(huì)引起火災(zāi)、爆炸。2021/3/139 （3）碳?xì)浠衔?原料空氣中含有一定是的碳?xì)浠衔?它們的閃點(diǎn)都非常低,爆炸極限較寬。生產(chǎn)過程中碳?xì)浠衔锶绻诳辗盅b置空分裝置內(nèi)過量積聚,遇高熱可能引起爆炸。 空分塔中,可爆物質(zhì)主要有:乙炔（C2H2）和其他碳?xì)浠衔顲nHm（C2H2除外）等。在這些危險(xiǎn)雜質(zhì)中,乙炔是形

5、成爆炸的最主要的根源。這是因?yàn)橐胰苍谝貉踔械娜芙舛葮O低,約5.2cm3/L液氧,過剩的乙炔就會(huì)以白色固態(tài)微粒懸浮在液氧中。而乙炔又是不飽和的碳?xì)浠衔?具有很高的化學(xué)活性,性質(zhì)極不穩(wěn)定。 2021/3/1310 （4）液態(tài)臭氧液氧通過空分閥門時(shí),長時(shí)間受到摩擦和氣流沖擊,在產(chǎn)生的靜電作用的條件下,能夠使少部分液氧變成液態(tài)臭氧（O3）。液態(tài)O3是一種深藍(lán)色的液體,在通常條件下,該液體汽化、分解,使氧的分壓急劇增大,故具有爆炸的危險(xiǎn)性。2021/3/13112.生產(chǎn)裝置火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性 該裝置中空氣壓縮機(jī)組、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、空氣純化系統(tǒng),分餾塔冷箱系統(tǒng)、增壓透平膨脹機(jī)組、氧氣透平壓縮機(jī)組、氮?dú)馔钙綑C(jī)組

6、等均為壓力容器。如果壓力超過設(shè)計(jì)允許值或壓力表失靈,均存在著裂紋、破碎、爆炸的危險(xiǎn)。 2021/3/1312 當(dāng)壓力高于2.94MPa的氧氣直接與油指接觸時(shí),就會(huì)發(fā)生激烈的氧化反應(yīng),并放出大量的熱,由于化學(xué)反應(yīng)速度極快,因而很快就能達(dá)到油脂的燃點(diǎn),從而使油脂迅速燃燒。如果燃燒發(fā)生在管道、容器中,會(huì)使其溫度急劇升高,可以達(dá)到3000左右,壓力可以增加10倍,勢必造成爆炸。2021/3/1313 編注:當(dāng)空分裝置空分裝置發(fā)生氧氣泄漏、或檢修氧氣罐時(shí)未置換或置換不徹底,作業(yè)環(huán)境達(dá)到富氧狀態(tài)空氣中氧含量超過21（V/V）,遇火星或高溫易發(fā)生火災(zāi)事故。富氧狀態(tài)下的火災(zāi)事故常被人們所忽視。人們常常認(rèn)為富氧

7、狀態(tài)又不是純氧不會(huì)有什么問題。其實(shí)在富氧狀態(tài)下許多難燃物質(zhì)變得可燃,可燃物質(zhì)變得易燃,最小點(diǎn)火能下降很多。燃燒速度快,不易撲救。富氧狀態(tài)的火災(zāi)事故已發(fā)生多起,應(yīng)引起人們的高度重視。 2021/3/1314 如2001年2月6日 ,甘肅某鋼鐵集團(tuán)一球罐值班室內(nèi)氧氣管道泄漏,電氣火花引起火災(zāi),燒死3人;2001年8月9日,山東某鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所對某氣體廠氧氣儲(chǔ)罐進(jìn)行檢測時(shí),因未置換,罐內(nèi)氧氣含量高,打磨焊縫時(shí)引起火災(zāi),燒死3人;2000年8月 21日,江西某鋼鐵公司制氧廠,檢修制氧機(jī)時(shí) ,因液氧排放不當(dāng),檢修現(xiàn)場成富氧狀態(tài),在檢修時(shí)發(fā)生燃爆事故,死亡22人,傷24人。2021/3/13153.觸

8、電及雷擊傷害: 電氣傷害是電能作用于人體造成的傷害,有觸電傷害、電磁場傷害及間接傷害3種類型。電氣傷害事故以觸電傷害最為常見,而絕大部分觸電傷害都屬于電擊傷害。根據(jù)國內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)資料,單相觸電事故占全部觸電事故的70以上。因此,防止觸電事故的技術(shù)措施應(yīng)該把防止單相觸電作為重點(diǎn)對象 2021/3/1316 廠區(qū)內(nèi)的電氣設(shè)備、電纜敷設(shè)及配電裝置隨處可見,存在著電氣設(shè)施、電氣（器）設(shè)備因防火防爆、防水防潮、安全保護(hù)設(shè)施不完善、電纜敷設(shè)不合理造成人體觸電傷害事故的可能。另外,因防雷接地措施不完善也會(huì)發(fā)生雷電傷害事故。 當(dāng)裝置中液化的氣體流速增高時(shí),靜電場的強(qiáng)度便迅速提高,且可能達(dá)到較高的電壓而發(fā)生靜電火

9、花,形成火災(zāi)爆炸的引爆源?？辗炙谋ㄊ鹿?常常是靜電火花形成的引爆源。2021/3/13174.機(jī)械傷害事故 機(jī)械傷害事故是機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成人員傷害的主要事故類型。實(shí)際工作中,往往把運(yùn)動(dòng)的機(jī)械、機(jī)械部件、工件,人體或人體的一部分一旦進(jìn)入則可能受到傷害的危險(xiǎn)區(qū)域當(dāng)作機(jī)械傷害事故的危險(xiǎn)源。該項(xiàng)目的機(jī)械傷害事故危險(xiǎn)源有:空氣透平壓縮機(jī)系統(tǒng)、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、增壓透平膨脹機(jī)中的電機(jī)、聯(lián)軸器、泵等,如果機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件外露,防護(hù)措施和必要的安全裝置不完善,可能使操作人員的頭發(fā)、服飾纏繞其上而造成人身傷害。 2021/3/13185.墜落傷害 墜落事故的物理本質(zhì)是人體具有勢能的意外釋放。根據(jù)高處作業(yè)分級(jí)（GB

10、/T608-1993）規(guī)定,高于2m（含2m）以上作業(yè)面存在著高處墜落的可能。作業(yè)人員處于墜落基準(zhǔn)面2m以上高處和低于地面的坑、井的情況很多,存在墜落事故危險(xiǎn)源。 2021/3/1319 如空氣壓縮機(jī)組、空氣冷卻塔、水冷卻塔、水過濾器、空氣純化系統(tǒng)、分餾塔冷箱系統(tǒng)、主換熱器、液氮液空過冷器、粗氬塔、精氬塔、增壓透平膨脹機(jī)組、氧氣活塞壓縮機(jī)組、氮?dú)馔钙綁嚎s機(jī)組等,其巡檢處均高于2m（含2m）以上,上面的巡檢人員將可能發(fā)生墜落事故。工人作業(yè)或巡檢需要沿著不同的運(yùn)轉(zhuǎn)層,經(jīng)過不同高度的平臺(tái)和鋼梯,存在著墜落傷害危險(xiǎn)。2021/3/1320另外,因生產(chǎn)設(shè)備和各種管道的布置需要,在廠房內(nèi)的不同運(yùn)轉(zhuǎn)層的地面

11、上留有生產(chǎn)設(shè)備升降口、吊裝孔、閘門井、排水溝、坑池以及地下設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)層,也會(huì)因設(shè)防措施不完善發(fā)生墜落傷害事故。 2021/3/1321 6.冷凍傷害冷凍傷害 低溫環(huán)境會(huì)引起凍傷、體溫降低,嚴(yán)重時(shí)基至造成死亡。低溫作業(yè)人員受低溫環(huán)境影響,操作功能隨溫度的下降而明顯下降。如手皮膚溫度降到15.5時(shí),操作功能開始受到影響;降到45時(shí),幾乎完全失去觸覺的鑒別能力和知覺。2021/3/1322 生產(chǎn)的液氧、液氮、液氬等產(chǎn)品,一旦由于輸送這些產(chǎn)品的泵、閥門、管道及貯罐等設(shè)備密封不嚴(yán),設(shè)備發(fā)生裂紋或破碎,將發(fā)生泄漏事件,噴灑到操作人員的身體上,由于它們的沸點(diǎn)非常低,加之汽化時(shí)要吸收大量的熱量,所以會(huì)造成人體冷

12、凍傷害。在處理盛有這些液體的管道、閥門或容器等時(shí),必須帶上保溫手套,防止造成凍傷。2021/3/1323 化驗(yàn)工為了檢驗(yàn)液化空氣,液化氧氣中的乙炔含量,需要取液態(tài)產(chǎn)品,也很容易造成凍傷事故。 這些液化氣體的沸點(diǎn)等具體數(shù)據(jù),詳見表1。 空氣主要成份 主要成份 氧氣 氮?dú)?氬氣 二氧化碳 體積百分?jǐn)?shù)% 20.99 78.03 0.94 0.0350.04 沸點(diǎn) 183 195.8 185.7 78.5升華2021/3/1324 三、主要有害因素分析主要有害因素分析 1.噪聲危害空分裝置生產(chǎn)過程中的噪聲源很多,主要有空氣動(dòng)力性噪聲、機(jī)械性噪聲及電磁性噪聲。空氣動(dòng)力性噪聲是由氣體振動(dòng)產(chǎn)生的,如氣體中產(chǎn)

13、生渦流或發(fā)生壓力突變等。機(jī)械性噪聲是由固體振動(dòng)產(chǎn)生的,如機(jī)械金屬板、軸承、齒輪、管道發(fā)生振動(dòng)等。電磁性噪聲是由于高次諧波磁場相互作用引起了電磁性振動(dòng)措施的噪聲,如電動(dòng)機(jī)、變壓器產(chǎn)生的噪聲就屬于這種噪聲。2021/3/1325。該項(xiàng)目工業(yè)噪聲主要來自于原料空氣過濾器;空氣透平壓縮機(jī)、空氣預(yù)冷系統(tǒng)（空氣冷卻塔、水冷塔、冷卻水泵、冷凍水泵等）;分子篩純化系統(tǒng)（動(dòng)力設(shè)備、放空器等）;增壓透平膨脹機(jī);分餾塔上的氧氣、氮?dú)夥趴詹课?氧氣壓縮機(jī)以及為液氧貯罐、液氮貯罐、液氬貯罐配套的輸送液化氣體的泵等。這些都是噪聲源。工業(yè)噪聲對人體的危害主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)2021/3/1326 （1）聽力損壞;人在強(qiáng)烈的長

14、時(shí)期持續(xù)的噪聲作用下,聽覺器官會(huì)發(fā)生功能性改變,進(jìn)而發(fā)展為器質(zhì)性病變,產(chǎn)生聽力損傷和噪聲聾2種危害。（2）噪聲對生理功能的影響;調(diào)查發(fā)現(xiàn),接觸高噪聲的工作人員表現(xiàn)易疲倦、易怒（躁性神經(jīng)衰弱）;植物神經(jīng)調(diào)節(jié)功能發(fā)生變化,表現(xiàn)出心率加快或減緩,血壓不穩(wěn)（趨向增高）;胃腸功能紊亂,食欲減退,消瘦,胃液分泌減少,胃腸蠕動(dòng)減慢 2021/3/1327（3）噪聲對心理的影響,主要表現(xiàn)在:高噪聲及變強(qiáng)度噪聲對處理復(fù)雜信息的腦力活動(dòng)的干擾;間斷的強(qiáng)噪聲（90dB以上）可使腦力活動(dòng)錯(cuò)誤率明顯增多,以至于無法進(jìn)行;強(qiáng)噪聲使工人作業(yè)精力無法集中,失誤率增加,而且干擾運(yùn)貨車輛、裝卸機(jī)械、道路交通警示鳴笛與指揮信號(hào)的傳

15、遞,易引發(fā)二次事故。2021/3/1328 2.高溫危害 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)高溫作業(yè)分級(jí)（GB/T4200-1997）的規(guī)定,在生產(chǎn)勞動(dòng)過程中,其工作地點(diǎn)平均濕球黑球溫度（WBGT）指數(shù)等于或大于25的作業(yè)即為高溫作業(yè)。該項(xiàng)目中存在生產(chǎn)性熱源的源的作業(yè)場所有各個(gè)系統(tǒng)中的氣體壓縮崗位。夏季,露天布置的工作崗位氣溫常常高于25,在上述生產(chǎn)設(shè)備附近的工作人員均會(huì)受到熱輻射的危害 2021/3/1329 在高溫下,長期從事高溫高濕作業(yè),能影響勞動(dòng)者的體溫調(diào)節(jié)、水鹽代謝及循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等。當(dāng)熱調(diào)節(jié)發(fā)生障礙時(shí),輕者影響勞動(dòng)能力,重者可引起如中署等反應(yīng)。水鹽代謝的失衡可導(dǎo)致血液濃縮、尿液濃縮、尿量減

16、少,這樣就增加了心臟和腎臟的負(fù)擔(dān),嚴(yán)重時(shí)引起循環(huán)衰竭和熱痙攣。在比較、分析中發(fā)現(xiàn),高溫作業(yè)工人的高血壓發(fā)病率較高,而且隨著工齡的增加而增加。高溫還可能抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng),使工人在操作過程中注意力分散,有導(dǎo)致工傷事故的危險(xiǎn)。 2021/3/13303.窒息危害根據(jù)缺氧危險(xiǎn)作業(yè)安全規(guī)程,當(dāng)人呼吸的氣體中,氧氣含量低于18的時(shí)候,定為缺氧。輕度的缺氧反應(yīng),使人呼吸量增大,脈搏加快,注意力和思維能力明顯減弱,肌肉的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)失調(diào);呼吸的氣體中氧氣的含量低于6的時(shí)候,會(huì)即刻窒息死亡。如吸入純氮（屬于突發(fā)性的嚴(yán)重窒息）,人就會(huì)立刻失去知覺,好像頭部受到打擊一樣而跌倒,可能在幾分鐘內(nèi)死亡。 2021/3/133

17、1 分離裝置的產(chǎn)品中,有氮?dú)?、液氮、液氬。它們在裝置后部設(shè)備中產(chǎn)生,一旦發(fā)生泄漏,泄漏的氮?dú)?會(huì)沖淡大氣中的氧含量,使人吸入的氣體中含氧量降低;泄漏的液氮、液氬在常溫、常壓條件下,會(huì)立即汽化,也能使呼吸的氣體中含氧量降低。輕度的氣體泄漏,容易造成操作人員的缺氧反應(yīng);重度的氣體泄漏,有可能會(huì)造成操作人員窒息死亡的嚴(yán)重后果。2021/3/1332 例如,1982年1月6日,上海某鋼廠用2號(hào)6000m3/h制氧機(jī)的液氮作冷源,對精氬塔（該精氬塔在2臺(tái)6000m3/h）制氧機(jī)中間進(jìn)行調(diào)試,發(fā)現(xiàn)液氮閥泄漏,值班班長當(dāng)即打開人孔進(jìn)入保冷管道內(nèi)檢查,人進(jìn)入后立即窒息,因人孔小,加上泄漏的是液氮,在保溫管道上部監(jiān)護(hù)的人一人拉不動(dòng)窒息者,后面4個(gè)人雖奮力搶救,拉出后人已經(jīng)死亡。搶救者也有1人窒息昏迷,因搶救快,才逐漸脫離了危險(xiǎn)。2021/3/1333四、結(jié)束語 綜上所述,對空分裝置空分裝置存在的危險(xiǎn)因素和危害因素進(jìn)行了分析與辨識(shí)辨識(shí),確定火災(zāi)爆炸是