吴 磊

中机西南能源科技有限公司

氨制冷系统工程应用安全分析

吴 磊

中机西南能源科技有限公司

氨，是一种无色气体，有强烈的刺激气味，极易液化，在常压下冷却至-33.5℃或在常温下加压至700KPa到800KPa，即液化成无色液体，同时放出大量的热。液态氨汽化时吸收大量的热，使周围物质的温度急剧下降。氨的蒸发潜热大，单位质量制冷量、单位容积制冷量均大，消耗臭氧潜能值ODP和使全球变暖潜能值GWP则均为零，是一种非常理想的制冷剂。然而氨具有极大的危险性，基于此，本文将着重分析探讨氨制冷系统安全应用控制，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

氨制冷系统；安全；应用

1、氨制冷系统设计控制

对于制冷系统的设计，一定要由具有相应资质的部门进行设计，再经由相关校审部门进行“审核校对，合格后才能投入使用，建设施工过程中如没有特殊情况一定要根据图纸按照标准进行建设安装。并且对原有的制冷系统进行调整和补充，提高原来系统的制冷效率和自动控制水平，尽可能的减少人为操作，避免产生不必要的事故。这样改善了原有系统的自动化水平的同时也会使原系统的灵敏度和精确度有所提高。在此过程中，需要对原有系统增加一些自动控制元件。

2、氨制冷管道布置控制

在安装过程中，特别需要注意氨制冷系统管道的布置，既要避免形成“气袋”、“液囊”，也要分析管道柔性，合理设置补偿。氨制冷系统管道的布置，对其供液管应避免形成“气袋”，回气管应避免形成“液囊”。在安装过程中，应严格按照要求，液体管道不得有局部向上的凸出部分，以免形成“气袋”；气体管道在走向上不得有局部下凹，以免形成“液囊”。水平布置的制冷系统的回气管外径大于108mm时，其变径元件应选用偏心异径管接头，并应保证管道底部平齐。同理，从液体干管引出支管，应从干管底部或侧面引出，从气体干管上引出支管，应从干管顶部或侧面接出。低压侧制冷管道的直线段超过100m，高压侧制冷管道直线段超过50m时，应设置补偿器，并应在管道的适当位置，设置导向支架和滑动支、吊架。这一要求很容易被忽视。做一个简单的分析，就可以了解安装管道补偿器的必要性。低压侧管道的最低工作温度取-48℃，高压侧管道的排气温度取140℃，管道安装环境温度取20℃，低压侧管道按100m20无缝钢管计算得到的收缩量为70mm，高压侧管道按50m20无缝钢管计算得到的伸长量为70mm，应用胡克定律可以计算低压侧管道由热位移引起的轴向拉力为136MPa，高压侧管道由热位移引起的轴向压应力为266MPa，已经超出20无缝钢管的许用应力130MPa。这时如果没有合理设置导向支架，管道存在拉应力或压缩应力过大而导致破坏的可能。因此，在管道安装过程中，对于较长的氨制冷直线管道，应安装补偿装置。

3、氨制冷系统日常安全防护

1)喷淋装置氨制冷系统车间顶部安装喷淋装置，地面设置专用排水通道，连接氨液泄露处理池。每天定时开启喷淋装置，利用氨气易溶于水的特性，将氨制冷系统车间空气中的少量氨气溶于水并通过专用排水通道排到氨液泄露处理池进行专门处理，避免氨制冷系统车间内氨气日积月累造成事故危险。喷淋装置与车间内氨气监测浓度设备相连，当氨气浓度超过设定值，喷淋设备自动开启，降低车间内氨气浓度。2)报警装置氨制冷系统车间所有进出通道安装红外监控系统，对进出人员进行严格管控。有人员进出氨制冷系统，监控系统立即发出报警信号，由值班人员确认后才会取消报警，避免不具备或者不了解氨制冷系统危险的人员进入场内造成事故危险。3)视频监控装置氨制冷系统车间重要设备、重要阀门、进出通道等部位安装视频监控装置，安排专职和兼职人员全天候监控，保证氨制冷系统出现异常能第一时间处理，避免事故发生及危害扩大。

4、氨制冷系统应急处理

(1)氨系统泄漏危险来源：由于设计本身的不合理、或选材不当，如低压管道、低压设备用做高压设备，使管道、设备等不能承受高压而变形、破裂发生泄露；由于设备、管道等阀门、法兰等密封不好，造成工质泄露；压力管道、压力容器等。若制造不良，不能承受工作压力，导致破损而发生泄露；安全装置(安全阀、压力表、液位计等)失效；由于储罐充装过量而造成泄露；其它原因造成的氨制冷系统事故。

(2)突发情况处理措施：1)发现氨阀门漏氨后，应迅速关闭事故阀门两边最近的控制阀，并用堵阀门泄漏专用器具进行堵漏。2)容器上的阀门漏氨，应关闭泄漏阀前最近的阀门，关闭容器的进液、进气等阀门。在条件、环境允许时，应迅速开启有关阀门，向低压系统进行减压排液。3)管道漏氨后，应迅速关闭事故管道两边最近的控制阀门，切断氨液的来源。并采取临时打管卡的办法，封堵漏口和裂纹，然后对事故部位抽空。4)氨压缩机发生漏氨事故后，先切断压缩机电源，马上关闭排气阀，吸气阀(双级氨压缩机应同时关闭二级排气阀及二级吸气阀)如正在加油，应及时关闭加油阀。5)应将机房运行的机器全部停止，操作人员发现压缩机漏氨时立即停机并根据自己所处位置，在关闭事故机时顺便将就近运行的机器断电。6)疏散场所内所有未防护人员，并向上风向转移。

总而言之，氨具有极大的危险性，在空气中爆炸极限为15%-28%，最高容许质量浓度为30mg/m3，当氨蒸汽在空气中体积分数达到0.5%-0.6%时，人在其中停留0.5h即可中毒。我们在以后的氨系统实际工程应用中，在利用氨工质的优势的同时，必须强化控制系统的安全性，建立完善的氨泄漏急救措施。

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