制氧工问答(2)

安全技术

主冷发生爆炸的事故较多是什么原因，应采取什么防患措施?

答：空分设备爆炸事故中，以主冷爆炸居多。产生化学性爆炸的因素是： 1)可燃物质； 2)助燃物质； 3)引爆源。

在主冷中有充分的助燃物质--氧，为碳氢化合物的氧化、燃烧、爆炸提供了必要条件。爆炸严重的会造成整个设备破坏，甚至人员伤亡；轻微的爆炸在局部位置产生，使氧产品纯度降低，无法维持正常生产。爆炸都与易燃物质--碳氢化合物在液氧中积聚有关。 引爆源主要有：

1)爆炸性杂质固体微粒相互摩擦或与器壁摩擦；

2)静电放电。液氧中有少量冰粒、固体二氧化碳时，会产生静电荷。当二氧化碳的含量为2×10-4～3×10-4时，所产生的静电位可达3000V； 3)气波冲击。产生摩擦或局部压力升高；

4)存在化学活性特别强的物质(臭氧、氮氧化物等)，使爆炸的敏感性增大。 主冷中有害杂质有乙炔、碳氢化合物和固态二氧化碳等。它们随时都可以随气流进入主冷。为了安全，预先在净化装置中，例如分子筛吸附器中，其杂质予以清除。但是对切换式换热器自清除流程就做不到这一点。为此，在流程设计和操作中采取以下措施：

1)规定原料空气中乙炔和碳氢化合物的体积分数分别不得超过0.5×10-6和30×10-5； 2)安装液空吸附器，吸附其中有害杂质；

3)采用液氧循环吸附器吸附进入液氧中的杂质，并定期切换；

4)如果液氧中乙炔或碳氢化合物含量超过标准，就开始报警。除规定每小时排放相当于气氧产量的1%的液氧外，再增加液体排放量； 5)板式主冷采用全浸式操作； 6)主冷应有良好的接地装置。

即使如此，主冷仍然有可能产生爆炸，并且往往是在事先没有迹象的情况下发生的。这一方面，实际上只有对主冷的液氧才有分析仪表和杂质限量指标，以及规定报警排液和停车制度。对空气、液空等没有进行分析，也没有规定指标。另一方面，对液氧的分析不准确。很可能乙炔在局部死角位置积聚而发生微爆。加之液氧的排放量没有计量，难以掌握。有的是液氧循环吸附系统未能正常地投入运转，有的是接地装置不合要求等原因造成的。 总之，主冷发生爆炸的原因是多方面的。一旦发生爆炸将在经济上及人身安全上带来重大损失。要思想上重视，防患于未然。建议采取以下措施：

1)采用色谱仪连续分析乙炔和碳氢化合物含量。在没有条件分析原料空气时。要经常注意风向。在原料空气处于乙炔站附近的下风向时，要采取缩短液空吸附器的切换周期等措施。液氧中杂质含量至少8h要分析一次。规定指标见表51； 表51空分装置中乙炔和碳氢化合物的控制值 杂质名称 含量单位 正常值 报警值 停车值 乙炔 体积分数 0.01×10-6 0.1×10-6 1.0×10-6 碳氢化合物 液氧中碳含量/mg?L-1 30 100

2)减少二氧化碳的进塔量。将分子筛吸附器后空气中二氧化碳的含量控制在0.5×10-5以下；

3)要制定吸附器前后的杂质含量指标。液空中乙炔含量应小于2×10-6。吸附器后乙炔

含量应小于0.1×10-6。超过规定时吸附器要提前切换再生。要避免吸附剂粉碎： 4)要保证液氧循环吸附系统的正常运转。采用液氧自循环系统较为简单、可靠；

5)板式主冷改为全浸式操作，以免在换热面的气液分界面处产生碳氢化合物局部浓缩、积聚；

6)液氧排放管应保温，以保证1%的液氧能顺利排出，并有流量测量仪表。液氧中杂质超过警戒点时应增加液氧排放量；

7)主冷必须按技术要求严格接地，并按标准进行检测和验收。接地电阻应低于10Ω；氧管道上法兰跨接电阻应小于0.03Ω；

8)在设计时要改善主冷内液体的流动性，避免产生局部死角。例如，将上塔的液氧由相错180°双管进入主冷中部，以改善主冷中液氧的混合；主冷底部液氧抽出口由相差120°的三抽口组成，以防止有害杂质在局部区域沉积；

9)要严格执行安全操作规定，以防止杂质在主冷内过量积聚。特别要注意停车后的再启动操作，避免由于液氧因大量蒸发而产生杂质的积聚，在加温启动时发生爆炸。要减少压力脉冲。升压操作必须缓慢进行。

液氧贮罐在使用时应注意什么安全问题?

答：液氧是一种低温、强助燃物质。液氧罐内贮存有大量的液氧，除了要防止泄漏和低温灼伤外，更应对其爆炸的危险性有所警惕。因为虽然来自空分设备的液氧应该是基本不含碳氢化合物的，但是，经过长期使用，微量的碳氢化合物还有可能在贮罐内浓缩、积聚，在一定的条件下，就可能发生爆炸事故。因此，在使用时应注意以下问题： 1)液氧罐内的液位在任何时候，均不得低于20%；

2)罐内液氧中的乙炔含量要按规定期限(例如半个月一次)进行分析，发现异常要及时采取措施解决；

3)罐内的液体不可长期停放不用，要经常充装及排放，以免引起乙炔等有害杂质的浓缩。

在接触氮气时应注意哪些安全问题?

答：氮气为无色、无味、无嗅的惰性气体。它本身对人体无甚危害，但空气中氮含量增高时，就减少了其中的氧含量，使人呼吸困难。若吸入纯氮气时，会因严重缺氧而窒息以致死亡。

为了避免车间内空气中氮含量增多，不得将空分设备内分离出来的氮气排放于室内。在有大量氮气存在时，应戴氧呼吸器。检修充氮设备、容器和管道时，需先用空气置换，分析氧含量合格后方允许作业。在检修时，应有人监护，对氮气阀门严加看管，以防误开阀门而发生人身事故。

在接触氧气时应注意哪些安全问题?

答：氧气是一种无色、无嗅、无味的气体。它是一种助燃剂。它与可燃性气体(乙炔、甲烷等)以一定比例混合，能形成爆炸性混合物。当空气中氧浓度增到25%时，已能激起活泼的燃烧反应；氧浓度到达27%时，有个火星就能发展到活泼的火焰。所以在氧气车间和制氧装置周围要严禁烟火。当衣服被氧气饱和时，遇到明火即迅速燃烧。特别是沾染油脂的衣服．遇氧可能自燃。因此，被氧气饱和的衣服应立即到室外通风稀释。同时，制氧机操作工或接触氧气、液氧的人不准抹头油。

低温液体气化器在使用中应注意哪些安全问题?

答：液氧、液氮、液氩等低温液体气化器广泛应用于液体气化站，直接供气或充瓶。为了保证气化器安全运行，应设置安全控制点，并注意下述事项：

1)设置低温液体出气化器的低温控制联锁点。将气体出口温度控制在5～30℃。当出口 温度低于0℃时，自动切断液体泵，中止液体进入气化器。不带液体泵的气化器则发出声光报警；

2)设置气化器水温控制联锁点。控制水温在40～60℃。当水温低于30℃时自动切断液体泵，中止液体进入气化器；

3)设置气化气体出口压力控制联锁点，将压力控制在设定值。当出口气体压力高于设定值时，会发出声光报警；压力继续升高则会自动切断液体泵，中止液体进入气化器； 4)在液体泵两头设有截止阀的部位应装设安全阀和放空阀，以保证误操作时的安全； 5)气化器配套的压力表、安全阀应定期校验；

6)用水浴加热的气化器使用前必须先将水槽的水充满，并加热到40～60℃后才能供入液体。在停气化器之前，则应先切断输液阀，热后再切断加热电源。气化过程中应经常注意水位，及时补充水量；

7)工作过程中由于流量的改变，会影响气化后的温度，所以要及时调整水温；

8)若发生水温降至30℃以下，应检查电热管是否损坏。必要时应减少输出流量，确保气化后的温度。气化器至充装的管道发现结冰或结霜时应停止充装。

低温液氧气化充灌系统应注意哪些安全问题?

答：液氧是强烈助燃物质，在气化充瓶时压力很高，所以在系统配置时，应采取特殊的安全措施：

1)在泵与贮槽相连的进液管和回气管路上，要分别装有紧急切断阀，并与泵联锁，以便在发生意外事故时，可远距离及时切断液体和气源，紧急停止液体泵运转； 2)液氧泵出口处应设置超压报警及联锁停泵装置；

3)高压气化器后氧气总管上应设有温度指示和温度报警装置，以防液氧进入钢瓶，发生意外事故；

4)在液氧泵周围应设置厚度在5mm以上的钢板组成防护隔离墙； 5)在液氧泵的轴封处，要设置氮气保护气管；

6)充灌汇流排应采用新型的带防错装接头的金属软管进行充灌，严禁用其他材质的软管。高压阀门与管道应采用紫铜丝做的0型密封圈； 7)汇流排上应接有超压声光报警装置；

8)汇流排的充瓶数量由泵的充灌量、充灌速度来决定，要防止流速过高。

在使用再生用电加热器时，应注意哪些安全问题?

答：电加热器作为一种电气设备，在操作时应注意人身安全和设备安全。具体有： 1)严格按操作规程进行操作。在加温时，应先通气后通电，并密切注意气体流量是否正常。在停止加温时，应先停电后断气。严禁在不通气或气量很小的情况下通电。

此外，要谨慎操作，防止开错阀门，将高压气通入电炉。安全薄膜因损坏需要更换时，应用同一规格，严禁随意替代；

2)当电路发生故障而出现自动跳闸或熔断器熔断，或通电后温度不上升等情况时，应请

电工检查修理；

3)温控仪表应定期校验，以保证其灵敏度和准确性。要避免因仪表失灵而造成炉温失控。继电器等要定期进行清洁除尘，并避免受潮；

4)电炉的非带电金属部分(外壳、支架等)均应可靠接地；

5)注意不使炉壳温度过高(温升超过60℃)，以免使电源线老化或绝缘破坏； 6)长期不使用的电炉在使用前必须检查绝缘电阻，用500V兆欧表测量，不应低于0.38MΩ。每年雷雨季节前也应测量绝缘电阻； 7)操作人员应经过安全用电知识培训。

制氧车间遇到火灾应如何抢救?

答：造成火灾的原因很多，有油类起火、电气设备起火等。氧气车间存在着大量的助燃物(氧气和液氧)，具有更大的危险性。灭火的用具有灭火器、砂子、水、氮气等。对不同的着火方式，应采用不同的灭火设备。首先应分清对象，不可随便乱用，以免造成危险。 当密度比水小，且不溶于水的液体或油类着火时，若用水去灭火，则会使着火地区更加扩大。应该用砂子、蒸汽或泡沫灭火器去扑灭，或者用隔断空气的办法使其熄灭。

电气设备着火时，不可用泡沫灭火器，也不可用水去灭火，而需用四氯化碳灭火器。因为水和泡沫都具有导电性，很可能造成救火者触电。电线着火时，应先切断电源，然后用砂子去扑灭。

一般固体着火时，可用砂子或水去扑灭。 氧气管道着火时，则首先要切断气源。

身着衣服着火，不得扑打，应该用救火毯子将身体裹住，在地上往返滚动。 在车间危险的部位，可预先准备些氮气瓶或设置氮气管路，以供灭火用。

在检修空分设备进行动火焊接时应注意什么问题?

答：当制氧机停车检修，需要动火进行焊接时，应注意下列问题：

1)制氧机生产车间如需要动明火，应得到上级的批准，并化验现场周围的氧浓度，加强消防措施。当焊接场所的氧浓度高于23%时，不能进行焊接。对氧浓度低于19%时要防止窒息事故；

2)对有气压的容器，在未卸压前不能进行烧焊；

3)对未经彻底加温的低温容器，不许动火修理，以免产生过大的热应力或无法保证焊接质量。严重时，如有液氧、气氧泄出，还可能引起火灾； 4)动火的全过程要有安全员在场监护。

在检修氮水预冷系统时，要注意哪些安全事项?

答：氮水预冷系统的检修，最需注意的是防止氮气窒息事故的发生。国内已发生过几次检修工人因氮气窒息而死亡的教训。在检修时，往往同时在对装置用氮气进行加温，而加温的氮气常会通过污氮三通阀窜入冷却塔内，造成塔内氮浓度过高。 因此，在对装置进行加温前，要把空冷塔、水冷塔用盲板与装置隔离开；要分析空冷塔、水冷塔内的氧含量。当氧含量在19%～21%之间，才允许检修人员进入；若在含氧量低于19%的区域内工作，则必须有人监护，并戴好隔离式面具(氧呼吸器、长管式面具等)。 在扒装珠光砂时要注意哪些安全事项?

答：目前，空分设备的保冷箱内充填的保冷材料绝大多数都是用珠光砂。

珠光砂是表观密度很小的颗粒，很容易飞扬。会侵入五官，刺激喉头和眼睛，甚至经呼吸道吸入肺部。因此，在作业时要戴好防护面罩。

珠光砂的流动性很好，密度比水小，人落入珠光砂层内将被淹没而窒息，因此，在冷箱顶部人孔及装料位置要全部装上用8～10mm钢筋焊制的方格形安全铁栅，以防意外。 在需要扒珠光砂时，都是发现冷箱内有泄漏的部位。如果是氧泄漏，会使冷箱内的氧浓度增高，如果动火检修就可能发生燃爆事故；如果泄漏的是氮，冷箱内氮浓度很高，可能造成窒息事故。因此，在进入冷箱作业前，一定要预先分析冷箱内的氧浓度是否在正常范围内(19%～21%)。

此外，保冷箱内的珠光砂是处于低温状态(-50～-80℃)，在扒珠光砂时要注意采取防冻措施。同时要注意低温珠光砂在空气中会结露而变潮，影响下次装填时的保冷性能。

空分设备在停车排放低温液体时，应注意哪些安全事项?

答：空分设备中的液氧、液空的氧含量高，在空气中蒸发后会造成局部范围氧浓度提高，如果遇到火种，有发生燃烧、爆炸的危险。某化肥厂曾由于将大量液氧排到地沟中，又遇到电焊火花而发生爆炸伤人事故。因此，严禁将液体随意排放到地沟中，应通过管道排至液体蒸发罐或专门的耐低温金属制的排放坑内。

排放坑应经常保持清洁，严禁有有机物或油脂积存。在排放液体时，周围严禁动火。 低温液体与皮肤接触，将造成严重冻伤。轻则皮肤形成水泡、红肿，疼痛；重则将冻坏内部组织和骨关节。如果落入眼内，将造成眼损伤。因此，在排放液体时要避免用手直接接触液体，必要时应戴上干燥的棉手套和防护眼镜。万一碰到皮肤上，应立即用温水(45℃以下)冲洗。

为什么乙炔含量没有超过标准，主冷也可能发生爆炸?

答：有的厂定期化验液氧中的乙炔含量并未超过许可极限，但仍多次发生爆炸事故，这是什么原因呢?据分析，可能有以下几方面的原因：

1)主冷的结构不合理或某些通道堵塞，液氧的流动性不好，造成乙炔在某些死角局部浓缩而析出；

2)液氧中二氧化碳等固体杂质太多，加剧液氧中静电积聚；

3)对其他碳氢化合物含量未做化验，而硅胶对其他碳氢化合物的吸附效率较低。当大气中碳氢化合物的含量较高时，有可能在液氧中积聚而形成爆炸的根源。因此，对较大的全低压制氧机，应加强对碳氢化合物的分析。每1L液氧中碳的总含量控制在： 报警极限 30mg/L 停车极限 100mg/L

为什么在空分设备中乙炔是最危险的物质?

答：因为乙炔是一种不饱和的碳氢化合物，具有高度的化学活性，性质极不稳定。固态乙炔在无氧的情况下也可能发生爆炸，分解成碳和氢，并放出热量。产生的爆炸热量为 8374kJ/kg，形成的气体体积为0.86m3/kg，温度达2600℃。如果乙炔在分解时存在氧气，则生成的碳和氢又与氧化合，发生氧化反应而进一步放出热量，从而加剧了爆炸的威力。 此外，乙炔与其他碳氢化合物相比，它在液氧中的溶解度极低，如表53所示： 表53乙炔在液氧中的溶解度 温度/K 104 99.4 98.6 83 溶解度/cm3?L-1 13 22.8×10-6 10.4 13.5×10-6 9.9 12.9×10-6 3

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