冷库氨气泄漏事故的原因分析及控防对策

李平舟

■前言

近些年来，关于氨气泄漏、爆炸事件在国内时有发生。据报道，不久前宁波一家冷冻仓库发生氨气泄漏事故，事发时整个冷库白雾弥漫，发生氨气泄漏时，有13名工人在紧挨着冷库的仓库里干活。突然冷库冒出浓浓的白雾，气味呛人，熏得人睁不开眼说不了话，大家看不清路，只能朝着门的方向瞎跑瞎撞，正在干活的工人不同程度中毒，被分别送到三家医院接受救治。报载上海宝山翁牌冷藏实业液氨泄漏致15死25伤的重大事故发生仅一天后，浦东新区再次发生氨气泄漏责任事故。冷库、水产食品厂、氨气设备车间、化肥厂、化工厂、罐区……氨的泄漏危害，给国家和人民生命财产造成严重损失，引起全社会的广泛关注，震惊全国的吉林液氨冷库“6.4”火灾爆炸事故，更是给了人们惨痛的教训，该事故的原因经查明，是由于电气线路短路，引燃周围可燃物，从而引爆制冷系统所致，血与火的事实，让人们不得不用理性去重新认识“氨”这个物质，只有正确认识“氨”，并掌握有效预防措施，我们才会心“安”。

■“氨”的危险性

氨，气态时称“氨气”，它是有毒可燃气体，分子式为NH3。氨的用途较为广泛，可制作铵盐、硝酸铵和尿素，还可用做冷藏库的制冷剂等等，无色、有刺激性恶臭气味，液态呈强碱性，有一定的腐蚀性，碳化氨水的腐蚀性更强，易造成管道、阀门等设备的损坏，以致氨泄露。氨气是我国危化品事故发生率较多的危化品之一，可与空气形成爆炸性混合气体，一定浓度下遇明火、高温可引起燃烧爆炸。

氨气对人体的皮肤、器官组织都有腐蚀和刺激性，氨气吸入后会灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜，使喉咙、口腔等部位有明显刺痛感，短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难等，氨气会通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏运氧功能，严重者可导致肺水肿。空气中氨气浓度如达500～700mg/m3时，就会导致血液中氨浓度过高，将引起心脏停搏和呼吸停止，危及生命。

■冷库氨泄漏发生事故的原因

一是从设备本身来说：正常使用过程中，由于年久失修设备老化而引起的泄漏气体事故，即设备故障。例如：阀门处泄漏。通常由于阀门的轴心松动，气密性不好，氨气顺着轴心外泄；焊缝老化，经过长期的使用，一些管道上的焊缝老化，造成氨气泄漏；法兰垫圈老化，管道中的设备油易腐蚀法兰中橡胶垫圈，造成垫圈老化而漏气。

二是从人的因素方面来说，可能由于工人操作不当引起的氨的泄漏，即人为故障。常见的有以下几种类型，例如：压缩机缸盖顶开。由于工人操作不当，液氨或设备油进入压缩机缸内，引起缸内压力过大，从而将缸盖顶开发生泄漏事故；堆垛倒塌时砸坏蒸发管。有时由于堆垛堆放不牢，物品结冰硬化后，突然倒塌造成蒸发管破裂，气体泄漏；装卸时，铲车铲断蒸发管。铲车在冷库房内工作，有时不小心会将墙壁上的蒸发管铲断而造成泄漏；误关阀门，导致管路爆裂。如压缩机在正常运转时，误将压缩机到冷凝器一段的阀门关闭，就会这一段的管路爆裂，从而发生泄漏。当然冷库氨气泄露的原因远远不止这些。

现在我国大型的土建冷库和食品加工厂大部分都是采用的氨气制冷系统，国外的冷库也有超过90%的大型冷库和食品加工厂采用的是氨气制冷系统。氨气制冷系统操作得当，氨气泄漏后并不容易发生爆炸。氨气装置都会安装报警器，发现后拧紧压盖或将压缩机减压至与大气平衡即可，但是一旦高储液位计破裂或管道崩开，就会导致严重的事故。据了解，氨制冷系统设备的陈旧也有可能引起氨泄漏从而导致火灾。由于氨制冷系统的设备部件多，有的氨制冷系统可能由于使用年代过久而造成设备陈旧出现问题，因此要经常检查部件是否老化。在整个冷库制冷系统中，可能造成氨气泄漏的部件有很多。其中包括：自控阀件的氨气泄漏，如：截止阀、节流阀、膨胀阀、压缩机吸气阀、压缩机排气阀、放空阀、放油阀等；压力容器的氨气泄漏，如：蒸发器、冷凝器、油气分离器、自动放空阀、集油器、中间冷却器、经济器、排液桶、高压储液桶、低压循环桶等；管道氨气泄漏；压缩机氨气泄漏等。氨系统阀件及辅助设备较多,易漏点也就随之会比较多，这就无疑增加了系统的维修管理费用。企业为了节省费用，在氨制冷系统上的维修保养不到位也有可能造成起火。氨系统设备的常规检修周期应为一年，主要是更换易损零部件,大修周期一般为三年，需要对整个设备进行维修。如果氨制冷系统中使用了不合格的配件产品，也有可能造成氨气泄漏。氨制冷系统的设计也至关重要，比如：系统的安全逃生通道一定要设计好。氨气部件的使用设计上，应该尽量使用最少的部件达到最佳的效果。部件越少，相对发生失误的可能性就越小。安装工程人员在施工过程中也必须严格按照合格的设计系统操作。针对氨系统里面操作的工作人员的选择也必须严格把关，人员操作系统的不当也有可能造成氨泄漏导致火灾发生。

■“氨”的储存与运输

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。

■氨制冷系统事故防范的有效措施

许多事故的发生，都是防范意识没有到位而产生的，对于氨制冷系统的操作管理，要有效地进行事故防范。

冷库的设计要符合相关规范。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，应当设置事故排风机，在控制室排风机控制柜上和制冷机房门外墙上安装人工启停控制按钮（注：原规范有机房电气防爆要求，新规范对此进行了修订。）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。此外，冷库在施工过程中，制冷系统需采用合理的结构和焊接工艺。结构上应避免焊缝过多、过于集中、焊缝不对称、焊缝交叉和焊接顺序不合理等造成的应力集中。对投入使用前的新储罐应彻底清除里面的空气；在充装、排料及检修等过程中,采取一定的措施避免带进任何空气,可以有效地减轻腐蚀情况发生。国标规定，在可燃/毒性气体存在的场所，以7.5m为半径范围内就应该安装一个气体探测器，用于检测可燃毒性气体的泄露，一旦可燃/毒性气体泄漏，气体探测器应采用三级报警（声、光、振动）的方式提醒人们采取紧急措施，预防事故发生。相关企业应在氨制冷机房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。其中氨气浓度传感器应安装在氨制冷机组及贮氨容器上方的机房顶板上，一旦气体泄漏，气体监控系统就会迅速提醒人们采取紧急措施规避风险。

其他常见的防范措施包括有：努力提高操作人员的技术技能和防范意识；应急预案的制订；各压力容器、管道及安全附件的保养和定期检验；系统中容易产生漏点和爆点的设备及管道进行有效的预防和控制等。

下面列举几项常见措施：

压缩机水冷却器及缸盖冷却水套都是易产生漏点的部位，最常见的是水冷却器穿孔破裂，其原因主要有：腐蚀穿孔，因管理不当等原因而引起的冰冻裂与温差应力破裂。比如，倒霜时氨液混入冷冻机腔内，在北方地区常出现停机后没有及时把压缩机存在的冷却水排掉，造成冷却水管冻裂。所以要对压缩机水冷却器及缸盖冷却水套定期检查腐蚀情况，达到一定腐蚀程度就要更换。北方地区停机后需及时把压缩机存在的冷却水排掉。

安全阀超压起跳排放一般是用管道引导到高空进行排放，安全阀起跳后往往会造成因脏物阻碍密封造成泄漏或因其它原因泄漏，安全阀排放口大多安装在高空处，在检查中容易疏忽，时间长了极易造成安全阀失灵。所以，在安全防范中要经常检查安全阀的排放口是否有氨气漏出，还应当按照技术要求进行定期检验校正。安全阀超压起跳后一定要进行检验校正。安全阀排放口应当对水池排放，如遇安全阀起跳，氨气要直接排放至水池中，可以有效地减少氨气在空气中迷漫所造成的不安全影响。

在融霜过程中，容易造成蒸发器等管道及阀门内前后压差过大，管内冷冻机油及氨液急速运动而产生撞击，致使管道及阀门等爆裂而发生氨泄漏事故。所以在融霜过程中，应注意热氨进入蒸发器压力不得过大，应避免热氨开启过快、过大。

■结语

冷库作为城市必不可少的基础设施之一，数量不断增加，对环境保护和人民生活水平的提高做出了很大的贡献。然而城市冷库快速发展的同时，也带来了许多安全隐患。由于冷库制冷系统需要用到的氨气具有易燃、易爆和有毒的特点，一旦发生泄漏，极易造成中毒、火灾、爆炸等恶性事故。因此，如何快速、准确预防性地分析冷库制冷系统氨气泄漏原因并采取相应的对策来及时预防和控制发生安全事故，一直是相关企业追求的目标。无论是用户还是技术施工人员，一定要重视对冷库各个设备进行不定期的检查和维护，在建造和修理的时候切记粗心大意，细节决定成败，只有我们把每个细节都考虑到和做好了才能真正的防患于未然，并且应针对易发生事故的场所进行监测预防，安装可燃气体/毒性气体泄漏报警器可以有效的降低事故发生，减少灾害事故的发生。