解析冷库用液氨制冷剂应用风险

默默

大气环境影响分析本项目营运后的废气主要来源于由于采用液氨作为制冷剂而可能导致的氨外逸和燃油锅炉废气、食堂液化石油气燃烧废气及油烟。 　　(1)氨的性质简介氨，制冷剂代号R717，是一种理想的制冷工质，具有良好的热力学性质。在限制和禁止使用CFC物质的形势下，氨由于对臭氧层无破坏作用，使用较广泛。氨（NH3）为无色、有剌激性辛辣味恶臭的气体，分子量17.03。比重0.597。沸点―33.33℃。溶点―77.7℃。爆炸极限为15.7%～27%（容积）。急性毒性：LD50350mg/kg(大鼠经口)；LC501390mg/m3，4小时，(大鼠吸入)。氨在常温下加压易液化，称为液氨，接触液氨可引起严重冻伤。与水形成氨水（NH3+H2O=NH3·H2O），呈弱碱性。氨水极不稳定，遇热后分解，1%水溶液PH值为11.7。浓氨水含氨28%～29%。氨在常态下呈气体，比空气轻，易逸出，具有强烈的刺激性和腐蚀性，故易造成急性中毒和灼伤。
    (2)风险识别
) y9 t- W9 F1 M5 O    本项目所用制冷剂氨不属于剧毒物质和一般毒物(属低毒类)；氨属火灾、爆炸危险物质；根据重大危险源辩识(GB18218-2000)中规定，项目全部冷库使用氨的数量约35t，不超过临界量，不构成重大危险源。制冷是一个封闭的系统，制冷工质在系统中藉助压缩机械能输送流动，完成制冷循环。对照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)规范标准，氨制冷系统属于第二级释放源，制冷装置在正常运行时不会释放易燃物质；即使释放也是在压缩机、氨泵的轴封处和阀门、法蓝、管件接头等密封处偶尔的、短时的发生。第二级释放源存在的区域，可划为2区。2区的概念是在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境。正常运行是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸，密闭容器盖的开闭，安全阀、排放阀、以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。但规范第2.2.5条又说：“当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级”；规范第2.2.2条还同时规定：“易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限的10%”，可划为非爆炸危险区。根据《冷库设计规范》(GBJ72-84)第8.0.2条规定“氨压缩机房应设事故排风装置，换气次数应取8次/小时，排风机宜选用防爆型”。据此，氨压缩机房可视为通风良好，应按降低区域等级处理；从上述分析中得知，出现最高浓度能超过爆炸下限10%的概率近似为零。同时氨的比重很轻，在标准状态下，氨的比重是0.59kg/m3。仅为空气的0.546，而且其扩散能力较强，扩散系数为17×10-2cm2/s，仅次于氢、氧。因此，它难以聚集到爆炸极限的浓度。因此，可以将氨制冷系统作为非爆炸危险区看待。同时，冷库氨在正常工况下的自然损耗不会对环境造成污染影响。
& }& r! @1 v0 R1 f8 V5 ~    发生氨泄漏的常见原因是由于管理不善，工人违章操作以及设备、容器陈旧，管道破裂，阀门损漏，钢瓶或贮槽、贮罐爆炸或运输不当，贮罐暴晒等导致生产性事故或意外事故所造成。
    综上所述，本项目冷库环境风险来源于氨泄漏。氨泄漏因素主要有：
    (1)管路系统泄漏（包括管道、阀门、连接法兰、泵的密封等设备及部位）；
2 D3 ]3 q+ Y+ B# W    (2)储气罐泄漏；
    (3)自然因素，如地震、雷击等。根据类比资料，冷库氨泄漏一般产生自储气罐泄漏，本项目每座冷库氨储罐液氨储量为5～6吨，根据统计资料，该类容器失效允许概率1.0×10—5。本次评价考虑当且仅当有一座冷库氨储罐发生事故时可能对周围环境造成的影响。
    (3)源强分析液氨泄漏速度QL用柏努利方程计算：式中：QL——液体泄漏速度，kg/s；Cd——液体泄漏系数，此值常用0.6-0.64。A——裂口面积，m2；P——容器内介质压力，Pa；P0——环境压力，Pa；g——重力加速度。h——裂口之上液位高度，m。本次评价考虑当氨储罐出现一个1cm2裂口时，此时容器内压力为1.4兆Pa，环境压力设定为1个标准大气压，由于氨储罐一般为卧式，考虑底部出现裂口，高度取1m。将上述数据代入得出此时的氨泄漏速度是0.075kg/s。
5 R; m3 e: ^8 b2 l, E    (4)后果计算本项目氨泄漏属瞬时或短时间事故，采用烟团模式：式中：C--下风向地面坐标处的空气中污染物浓度（mg.m-3）；--烟团中心坐标；Q--事故期间烟团的排放量；σX、、σy、σz——为X、Y、Z方向的扩散参数（m）。常取σX=σy本次评价考虑泄漏时间为30min，预测时间为发生氨泄漏后10min。假设发生泄漏时风速为3m/s。
    地面轴线最大浓度点：最大落地浓度点的下风向距离：Xm=328.9997(m)最大落地浓度：Cm=6.294097(mg/m3)根据*县气象资料，冬春盛行偏北风，夏秋盛行偏南风，根据上表可看出，当发生假设条件的环境风险时，氨的最大落地浓度是下风向约330m处，冬春季将对*县火车站一侧，夏秋季将对雍渡村造成一定的影响。氨侵入途径为吸入，低浓度氨对粘膜有刺激作用，高浓度可造成组织溶解坏死。根据居住区大气中有害物质的最高容许浓度限值(TJ36-79)0.20mg/m3(一次值)，本项目发生假设条件氨泄漏时，将对下风向700m范围内造成污染影响。按照《冷库设计规范》QBJ72—84第3.1.3条之规定，库房与厂内建(构)筑物的卫生防护距离至少为30m。项目应加强制冷设备管理维护，严防氨泄漏的发生。
    (5)氨泄漏事故预防措施氨是乙类易燃气体，在适当压力下液化成液氨，一般储存于钢瓶或储罐中，在储存、运输、使用等环节，应当采取必要的防火措施，防止发生泄漏爆炸事故。首先储存氨的容器为压力容器，必须定期检验，钢瓶或储罐应放在阴凉通风的库棚内，远离火种、热源，防止日光直射，与性质相抵触的氟、氯及酸类等危险物品分开储存。其次是在搬运时轻拿轻放，防止钢瓶及瓶阀受损，运输槽车运送时要灌装适量，不能超压超量运输，运输车辆应避开高温时段，防止曝晒，同时要保护好附件阀门及液位表。另外在氨制冷工序中，应当注意氨压缩机房的防火要求，在《建筑设计防火规范》中将氨压缩机房列为乙类火灾危险的厂房，应采用一、二级耐火等级的建筑，《冷库设计规范》中对氨压缩机房也有专门的设计要求，应当有足够的泄压面积，电气设备要按Q-2（1区）级防爆要求考虑，并设有紧急泄压装置及可供抢救时喷洒水雾的消火栓。配备必要的防毒面具，有条件的可配备空气呼吸器。
$ ]) }0 U$ f0 r) ^* v( c7 g, F    (6)液氨泄漏事故应急处置措施要注意做好五个方面：一是根据现场情况划分警戒区，处置车辆和人员一般停靠在较高地势和上风（或侧上风）方向。二是处置人员的应采取必要的个人防护措施，在处置泄漏或有关设备时，应穿着隔绝式防化服，佩戴空气呼吸器。直接接触液氨时，应穿着防寒服装。紧急时也可穿棉衣棉裤，扎紧裤袖管，并用浸湿口罩捂住口鼻。三是应迅速清除泄漏区的所有火源和易燃物，并加强通风。如是钢瓶泄漏，处置时应用无火花工具，尽量使泄漏口朝上，以防液化气体大量流淌。关阀和堵漏措施无效时，可考虑将钢瓶浸入水或稀酸溶液中，或转移至空旷地带洗消处理。四是对泄漏的液氨应使用雾状水、开花水流驱散。处置时应尽量防止泄漏物进入水流、下水道或一些控制区。五是如发生火灾时应用雾状水、开花水流、抗溶性泡沫、砂土或CO2进行扑救，同时注意用大量的直射水流冷却容器壁。若有可能，应尽快将可移动的物品转移出火场。若出现容器通风孔声音变大或容器壁变色等危险征兆，则应立即撤退。
    (7)急救措施皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，应用2%硼酸液或大量流动清水彻底冲洗。就医；眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医；吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。

( d0 R! \7 j1 n; _
来源：互联网