空分裝置危險(xiǎn)源課件

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

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。現(xiàn)在工業(yè)上用空氣分離裝置（以下簡(jiǎn)稱空分裝置）來(lái)生產(chǎn)氧氣、氮?dú)?、液氧、液氮和液氬。下面就?lái)探討空分裝置如何進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)。

空分流程：原料空氣經(jīng)吸入口吸入，進(jìn)入空氣過(guò)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（C2H2除外）等雜質(zhì)物質(zhì)。經(jīng)過(guò)凈化加工后的空氣，將其增壓、冷卻后，進(jìn)入分餾塔。流程說(shuō)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(guò)冷箱輸出，進(jìn)入液氧貯槽；液氮通過(guò)冷箱輸出，進(jìn)入液氮貯槽；液氬通過(guò)冷箱輸出，進(jìn)入液氬貯槽。

流程說(shuō)明：該工藝技術(shù)方案采用分子篩吸附凈化空氣技術(shù)，能夠長(zhǎng)周期地運(yùn)行，消除空氣中的雜質(zhì)，延長(zhǎng)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(wú)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1/6～1/4，具有壓降小、分離效率高、操作穩(wěn)定的特點(diǎn)。

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。1.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(rùn)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(rùn)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。

（4）液態(tài)臭氧

液氧通過(guò)空分閥門時(shí)，長(zhǎng)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。

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(shì)必造成爆炸。

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(duì)某氣體廠氧氣儲(chǔ)罐進(jìn)行檢測(cè)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(chǎng)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。

3.觸電及雷擊傷害：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(chǎng)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(guó)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(duì)象廠區(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(chǎng)的強(qiáng)度便迅速提高，且可能達(dá)到較高的電壓而發(fā)生靜電火花，形成火災(zāi)爆炸的引爆源?？辗炙谋ㄊ鹿剩３Ｊ庆o電火花形成的引爆源。

4.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。5.墜落傷害

墜落事故的物理本質(zhì)是人體具有勢(shì)能的意外釋放。根據(jù)《高處作業(yè)分級(jí)》（GB/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。另外，因生產(chǎn)設(shè)備和各種管道的布置需要，在廠房?jī)?nèi)的不同運(yùn)轉(zhuǎn)層的地面上留有生產(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。

6.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4～5℃時(shí)，幾乎完全失去觸覺(jué)的鑒別能力和知覺(jué)。

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)鈿鍤舛趸俭w積百分?jǐn)?shù)%20.9978.030.940.035~0.04沸點(diǎn)℃－183－195.8－185.7－78.5升華

三、主要有害因素分析

1.噪聲危害空分裝置生產(chǎn)過(guò)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?？諝鈩?dòng)力性噪聲是由氣體振動(dòng)產(chǎn)生的，如氣體中產(chǎn)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(chǎng)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。

（1）聽力損壞；人在強(qiáng)烈的長(zhǎng)時(shí)期持續(xù)的噪聲作用下，聽覺(jué)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(duì)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

（3）噪聲對(duì)心理的影響，主要表現(xiàn)在：高噪聲及變強(qiáng)度噪聲對(duì)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(wú)法進(jìn)行；強(qiáng)噪聲使工人作業(yè)精力無(wú)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)的傳遞，易引發(fā)二次事故。

2.高溫危害

根據(jù)國(guó)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(guò)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)性熱源的作業(yè)場(chǎng)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3.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(jué)，好像頭部受到打擊一樣而跌倒，可能在幾分鐘內(nèi)死亡。分離裝置的產(chǎn)品中，有氮?dú)?、液氮、液氬。它們?cè)谘b置后部設(shè)備中產(chǎn)生，一旦發(fā)生泄漏，泄漏的氮?dú)猓瑫?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。

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(duì)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(zhǎng)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)。

四、結(jié)束語(yǔ)綜上所述，對(duì)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)，確定火災(zāi)爆炸是最主要也是最危險(xiǎn)的不安全因素，是安全預(yù)防的重點(diǎn)。對(duì)電氣傷害和墜落等傷亡事故的預(yù)防措施，應(yīng)給予一定的重視。

盡管空分裝