液氨为液化状态的氨气,又称为无水氨,是一种无色液体,具有腐蚀性,且容易挥发。它是由气态氨加压到0.7~0.8MPa时形成的,同时放出大量的热,相反液态氨蒸发时要吸收大量的热。由于其良好的热力学性能,液氨作为制冷剂被广泛用于制冷系统。依据《危险化学品名录》(2002版)界定,氨属于第2.3 类有毒气体。
氨的制冷原理
氨作为制冷剂,低压氨蒸汽经过压缩机被压缩成高压气体,经过氨油分离器分离压缩机带出的冷冻油雾后,进入冷凝器被冷凝成高压液氨,进入贮氨器。高压液氨经过节流阀降压后,通过直接膨胀供液、氨泵强制供液(低压循环桶)、重力供液(氨液分离器)等方式送入蒸发器,吸收外界的热量(制冷)由液态转化为气态,再次被压缩机压缩。为确保制冷压缩机吸入气态制冷剂,通过氨液分离器、低压循环桶将未被完全蒸发的制冷剂液体留在容器中继续供给蒸发器吸热制冷;通过集油器收集压缩机带到系统中的冷冻油,适时排除系统;通过空气分离器,排除系统内空气等不凝性气体,避免影响换热效率。
制冷系统根据应用领域的不同,温度要求,场所要求等,采取不同的制冷方式,如直接蒸发制冷系统、载冷剂间接制冷系统、复叠式制冷系统等。压缩机排出高压氨蒸汽,经冷凝器冷凝后成为高压液体;高压液氨经节流装置后进入蒸发器,吸收热量(制冷);离开蒸发器,气态制冷剂被压缩机吸入压缩成为高压的蒸汽。
直接蒸发制冷系统的蒸发器被冷凝蒸发器替代,直接蒸发系统的制冷剂通过冷凝蒸发器吸收载冷剂的热量,载冷剂温度降低;低温载冷剂进入贮液器,经泵加压送至蒸发器,吸热后温度升高,再次进入冷凝蒸发器,进行放热降温过程。
氨中毒症状
氨的刺激性气味是可靠的有害浓度报警信号,但由于嗅觉疲劳,长期接触后对低浓度的氨会难以察觉。
轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎,咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。急性吸入氨中毒表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。严重吸入中毒会出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落,可造成气管阻塞,引起窒息。吸入高浓度可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿。低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气会引起严重的化学烧伤。皮肤接触会引起严重疼痛和烧伤。被腐蚀部位呈胶状并发软,可发生深度组织破坏。高浓度蒸气对眼睛有强刺激性,可引起疼痛和烧伤,导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解,严重病例可能会长期持续,并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症。多次或持续接触氨会导致结膜炎。
涉氨制冷企业技术要求
在设备设施方面,液氨管线严禁穿过有人员办公、休息和居住的建筑物,避免发生氨制冷系统管道泄漏给房间内人员带来的危险。根据现场具体情况,在建筑物外做管道支架,将氨制冷系统管道绕过或跨过人员办公、休息和居住的建筑物;将氨制冷系统管道绕过冷库、加工车间内有人员办公、休息的房间。
包装间、分割间、产品整理间等人员较多生产场所的空调系统严禁采用氨直接蒸发制冷系统。要采用载冷剂间接制冷系统或采用其他制冷方式为包装间、分割间、产品整理间降温。载冷剂间接制冷系统是指先通过制冷剂蒸发器冷却载冷剂,再利用载冷剂冷却要被冷却的物体或空间的制冷循环系统。
快速冻结装置回气集管端部封头等焊缝质量要符合规范要求。热氨融霜工艺,必须采取有效的超压导致泄漏的预防措施。
氨制冷机房贮氨器等重要部位应安装氨气浓度检测报警仪器,并与事故排风机自动开启联动。氨制冷机房应设置氨气浓度报警装置,当空气中氨气浓度达到 100ppm或150ppm时,应自动发出报警信号,并应自动开启制冷机房内的事故排风机。氨气浓度传感器应安装在氨制冷机组及贮氨器上方的机房顶板上。速冻设备加工间内当采用氨直接蒸发的成套快速冻结装置时,在快速冻结装置出口处的上方应安装氨气浓度传感器,在加工间内应布置氨气浓度报警装置。当氨气浓度达到100ppm或150ppm时,应自动发出报警信号,并应自动开启事故排风机、自动停止成套冻结装置的运行,漏氨信号应同时传送至制冷机房控制室报警。
构成重大危险源的冷库,应登记建档、定期检测、评估、监控等。《危险化学品重大危险源辨识》第4.1.2条规定,毒性气体氨的临界量为10吨;第4.2条规定,单元内存在危险化学品的数量等于或超过规定的临界量,即被定为重大危险源。液氨制冷企业应对照《危险化学品重大危险源辨识》标准,记录辨识过程与结果。委托具有相应资质的安全评价机构进行安全评估,出具有效危险化学品重大危险源安全评估报告,并报送安全生产监督管理部门备案。建立完善重大危险源安全管理规章制度和安全操作规程,并执行。配备温度、压力、液位等信息的不间断采集和视频监控、监测系统以及氨泄漏检测报警装置和事故联动防爆排风机,并具备紧急停车功能。管理和操作岗位人员进行安全操作技能培训。安全设施和安全监测、监控系统定期检测、检验,并作好记录,有关人员签字确认。液氨制冷企业应建立安全生产机构,明确责任人,并健全安全生产状况进行定期检查制度。建立应急救援组织和队伍,配备至少两套以上全封闭防护装备及应急救援器材、设备、物资。设置明显的安全警示标志,制订应急处置办法、事故应急预案及演练计划,每年至少进行一次进行事故应急预案演练。
建立重大危险源档案,具体包括:A.辨识、分级记录;B.重大危险源基本特征表;C.涉及的所有化学品安全技术说明书;D.区域位置图、平面布置图、工艺流程图和主要设备一览表;E.重大危险源安全管理规章制度及安全操作规程;F.安全监测监控系统、措施说明、检测、检验结果;G.重大危险源事故应急预案、评审意见、演练计划和评估报告;H.安全评估报告或者安全评价报告;I.重大危险源关键装置、重点部位的责任人、责任机构名称;J.重大危险源场所安全警示标志的设置情况;K.设备管理档案其他文件、资料。