有关冷库建设的一些看法与建议

谈向东

有关冷库建设的一些看法与建议

谈向东

专家介绍:谈向东,男,上海海洋大学食品学院副教授,制冷空调系副主任。研究方向:制冷工程、制冷系统及应用制冷装置设计。

∶ 鉴于近期国内涉及氨制冷系统的冷库事故,以及冷库围护结构事故的现象,对列举典型事故分别进行了点评;结合土建冷库改造,提出了一种新的施工技术;针对冷库工程建设,提出了六个方面的看法与建议。

0 前言

据统计,近5年来我国氨制冷冷库的各类安全生产事故接近70起。其中氨泄漏事故47.4%,火灾(保温材料)39.7%,爆炸事故7.8%,火灾、爆炸、泄漏综合事故5.1%。图1为近5年涉氨制冷企业事故分类。

图1 近5年涉氨制冷企业事故分类

典型事故案例汇总如下所述。

2005年8月2日,安徽马鞍山某乳业有限公司冷库发生火灾,火场面积2,400 m2。

2008年1月7日,韩国利川市冷冻物流中心“Korea2000”地下室,在实施氨基甲酸酷现场发泡作业时,发生爆炸并引起火灾;造成包括 12名中国工人在内的40人死亡,10人受伤。

2013年6月3日,吉林宝源丰禽业有限公司发生的特大火灾事故,直接造成121名工人死亡,76人受伤。

2013年8月31日,上海翁牌冷藏实业有限公司冷库事故,造成15名工人死亡,7人重伤和18人轻伤的事故。

在日本,从1967年～1991年的25年间,氨制冷系统总发生事故168件,共死亡9人,重伤2人,轻伤127人。美国近10年间,由于氨泄漏造成的人员病死率,一直低于2人/年。与日本和美国相比,我国冷库氨制冷系统事故率如此之大,值得深思与反省。

国务院安委会在2013年9月～12月,及时启动对全国涉氨制冷企业液氨使用情况的调查,以减少氨制冷系统中存在的安全隐患。

1 事故分析

江浦冷冻厂、“Korea2000”冷库和蒙牛冷库等公司发生的火灾,虽同属火灾事故,但引发诱因却不同(见表1)。

江浦冷冻厂和“Korea2000”冷库发生的火灾,其直接原因是施工管理不当。我国早期大多采用碧糠作为冷库的保温层。江浦冷冻厂在保温层未做防护处理的情况下,进行电焊作业从而导致火灾,这是冷库施工管理的失职。而“Korea2000”冷库发生的火灾,不仅是施工管理的失职问题,更是对消防安全规范和法规无知的表现。

蒙牛冷库存在着设计、施工和现场管理等诸多方面问题,导致了火灾事故的发生。

翁牌实业事故的直接原因,是制冷工操作制冷系统不当,而引发事故。存在着生产工艺平面设计不当、安全操作程序不严明或没有按照正确操作步骤等问题。

宝源丰禽业事故,存在着生产工艺平面设计不当,工程材料选用不妥等问题。

从上述举例的几起事故分析来看,只要管理得当,均可避免;特别是翁牌实业,因操作不当等问题引发了重大事故。因此,生产安全必须警钟长鸣。冷库工程,特别是冷库建筑属于特殊的工业类仓储建筑,其特殊性造就了专业规范,必须落实到体系建设之中。

表1 几个涉氨制冷企业事故具体描述

2 解决技术与改进

冷库工程的安全建设,包含众多影响因素。下面提出解决技术与需要改进的六个方面。

(1)制冷技术专业的培训与学习。

不论是管理人员、设计工程师、安装和操作人员,都必须经过制冷技术专业的培训与学习。问题是现在教学的教师大部分没有工程实践和冷藏企业管理的经历、培训教员缺扎实的理论基础以及设计工程师没有得到知识更新的机会。对于冷库工程,从教学和培训的角度,缺少有冷库工程经验的高级教师和适用的教材资料。

(2)对冷库工程设计的质量进行严格把关。

国家和地方设计部门,应遵循《冷库设计规范》和相关其他法规、条例,由冷库工程设计专业资质的人员进行冷库工程的前期设计工作,并实施初步设计、扩初设计、施工图设计的三级审核制度。

专家组、专业资质设计人员均应是真正的冷库工程方面的专家,且认真履职的人。

另外,还存在着冷库工程的设计标准不够完善,指向性不够明晰以及其他辅助资料、资讯材料不够完善的问题。

(3)加强冷库工程和冷库建筑施工单位的专业资质的审核,且不得转包工程。

十二五规划己将物流工程列为国家八个重点实施的项目之一;其中,冷库工程是重要的节点设施。2010年,国家发改委出台了《农产品冷链物流发展规划》,明确了冷库建设的方向:“冷库,城市的冰箱”。每个城市的管理者都应在小康社会建设的过程中,注重冷库工程的建设。

由于市场急需冷库工程建设,施工单位良莠不齐,也给冷库工程带来不小的隐患。因此,必须要加强冷库工程和冷库建筑施工单位专业资质的审核和管理。

(4)加强冷库氨制冷技术的改进和研究。

冷库工程建设 60多年来,制冷系统以氨作为制冷剂的为最多,技术也最为成熟。

据中国制冷学会统计,截止 2013年,中国冷藏总容量为 1910万吨。其中,大部分的冷库制冷系统中,特别是大、中型冷库均使用氨作为制冷剂。图2为全国冷库总容量统计。图3和图4分别为1958建成的武汉肉联厂万吨冷库和 2010年建成投产的10万吨级冷库。

图2 全国冷库总容量统计(仅供参考)

图3 1958建成的武汉肉联厂万吨冷库

图4 2010年建成投产的10万吨级冷库

氨是国际上通用的制冷剂。目前的问题是,个别企业出了事故,给行业外的人造成了误解,认为氨是安全的肇事魁首。

殊不知,与其说氨之祸,更准确地说是人为之。换句话说,氨制冷技术是冷库工程应用最为成熟的体系,如果更换或替代它的话,目前还没有其他更成熟的制冷技术来替代。因此,氨制冷技术会将在很长的一段时间内使用。

现在使用的氨制冷技术虽为成熟,但仍有很多改进的地方,举例说明如下。

a) 国产的制冷压缩机全新研究与设计;并组合成制冷机组,实现全自动化、数字化、模块化的远程操作。

b) 氨制冷系统减量化的研究(特别是系统内,氨液总储量的减少),使得冷库工程应用的氨制冷系统更为安全。

这些科学技术研究,不是一篇论文就可以实现的,需要全行业协同才能完成。

(5)加强保温层材料的安全使用措施。

冷库建筑保温层使用材料,是随着国家经济技术发展、施工工艺不断革新,而有所变化的。表 2是几种保温材料的防火性能。

表2 几种保温材料的防火性能

20世纪70年代之前,我国的大中型冷库建筑围护结构的保温层,大部分使用碧糠。图5为原碧糠空间内,实施聚氨酷发泡的施工技术。此类冷库均己到维修保养的阶段。更换碧糠或选用其他保温材料,需要研制新的施工技术。

土建冷库碧糠保温层更换聚氨酷现场发泡+单边夹芯板的新技术,大大简化了施工技术、缩短了施工周期、提高了安全性,在土建结构可用的条件下可延长冷库的使用寿命。在己经实施的几个土建冷库改造中,此技术的实施效果良好。

图5 原砻糠空间内,实施聚氨酯发泡的施工技术

1972年后,中国己有了第一座装配式冷库,初期使用EPS(聚苯乙烯)夹芯板,后用TPU(聚氨酷)冷库专用板。安徽马鞍山蒙牛冷库原使用EPS夹芯板,因穿过 EPS的电气线路短路,积热引燃EPS,导致EPS夹芯板燃烧、库板坍塌。这说明在设计、施工中存在问题。同时,也说明EPS在防火安全性方面存在问题。

国家公安部己在 2011年明确规定在民用和工业建筑中,EPS材料(挤塑板用作地坪保温除外)不得作为保温材料使用。冷库保温专用夹芯板是工厂化生产的,聚氨酷夹芯板的使用,在各类管道穿过夹芯板时,必须规范设计和施工。

任何材料在工程组合使用上,都会存在着某些问题,关键是在设计、施工和管理等环节中,善于观察、发现,并及时处理。

(6)对冷库工程进行合理的平面设计。

在事故调查中,对涉氨设备与生产车间的布置分析发现,冷库工程的平面设计在安全性方面是不合理的。

问题是在工程设计初期,这些不合理的设计完全可以改善或避免。这里要强调的是,冷库工程的平面设计应遵循生产工艺来合理布局。其中,涉氨的生产加工设备的布置,必须与大量人群集中的生产加工车间之间有隔离措施和消防通道。

3 看法与建议

我国的冷库或制冷行业,近期安全事故频繁,是个别企业的问题。为了减少氨制冷冷库的安全隐患,笔者以个人的名义,提一些建议(仅供参考)。

(1)编制《新中国60年冷库建设典型案例》。

由中国制冷学会和地方制冷学会组织评选 60年来优秀冷库设计类的集锦,编制全国冷库建设年鉴,以供业界参考使用;

(2)编制《冷库设备大全或年鉴》。

结合每年中国制冷展,由中国制冷学会组织评选优秀冷库设备供应商、以及相关的制冷设备和冷库建设中应用设备大全,从而方便业者使用。权威性的推荐优秀的制冷设备、装备和其他辅助设备。

(3)编制《中国冷库工程师手册》。

由中国制冷学会组织相关制冷行业专家,就冷库建设的相关资料(参考美国和日本等),出台一本《中国冷库工程师手册》(每年进行一些修补,一做十年),来辅助《冷库设计规范》解释,规范冷库设计过程的所用技术。

(4)修订《冷库设计规范》等相关国家法规。

作为国家冷库建设的“顶层”设计,有关冷库工程建设的各类规范,应根据发展现状进行及时修订或重新制定。同时,应根据规范、标准更新的周期,适时推出并汇总成册。

(5)组建国家级的冷库检验检测中心。

目前己有农业部冷库制冷设备检验检测中心,建议在此基础上,组建国家级的冷库检验检测中心,将一定规模的冷库验收、安检纳入第三方强制检测。

(6)组建冷库安全设计的职业培训中心。

提高氨制冷系统设计与维护人员的专业水平,从而可以避免设计与维护过程中的安全隐患。

4 结论

事后治标,不如事前治本。针对出现事故的原因,对氨制冷的安全隐患进行总结、汲取教训,完善工作细节,并能持之以恒,冷库(工程)必将更好地承担城市的冰箱的责任。氨制冷系统的安全设计、运行与维护,需要业界同仁共同努力,稳步推进。