空分装置危险源

5.坠落伤害
• 坠落事故的物理本质是人体具有势 能的意外释放。根据《高处作业分 级》（GB/T608-1993）规定，高于 2m（含2m）以上作业面存在着高 处坠落的可能。作业人员处于坠落 基准面2m以上高处和低于地面的坑、 井的情况很多，存在坠落事故危险 源。
• 如空气压缩机组、空气冷却塔、水冷 却塔、水过滤器、空气纯化系统、分 馏塔冷箱系统、主换热器、液氮液空 过冷器、粗氩塔、精氩塔、增压透平 膨胀机组、氧气活塞压缩机组、氮气 透平压缩机组等，其巡检处均高于2m （含2m）以上，上面的巡检人员将可 能发生坠落事故。工人作业或巡检需 要沿着不同的运转层，经过不同高度 的平台和钢梯，存在着坠落伤害危险。
• 根据国家标准《高温作业分级》 （GB/T4200-1997）的规定，在生产劳 动过程中，其工作地点平均湿球黑球 温度（WBGT）指数等于或大于25℃的 作业即为高温作业。该项目中存在生 产性热源的 源的作业场所有各个系统中的 源的 气体压缩岗位。夏季，露天布置的工 作岗位气温常常高于25℃，在上述生 产设备附近的工作人员均会受到热辐 射的危害
• 当压力高于2.94MPa的氧气直接与 油指接触时，就会发生激烈的氧化 反应，并放出大量的热，由于化学 反应速度极快，因而很快就能达到 油脂的燃点，从而使油脂迅速燃烧。 如果燃烧发生在管道、容器中，会 使其温度急剧升高，可以达到 3000℃左右，压力可以增加10倍， 势必造成爆炸。
• 编注：当空分装置 空分装置发生氧气泄漏、或检修 空分装置 氧气罐时未置换或置换不彻底，作业环境 达到富氧状态〔空气中氧含量超过21％ （V/V）〕，遇火星或高温易发生火灾事故。 富氧状态下的火灾事故常被人们所忽视。 人们常常认为富氧状态又不是纯氧不会有 什么问题。其实在富氧状态下许多难燃物 质变得可燃，可燃物质变得易燃，最小点 火能下降很多。燃烧速度快，不易扑救。 富氧状态的火灾事故已发生多起，应引起 人们的高度重视。
• 分离装置的产品中，有氮气、液氮、 液氩。它们在装置后部设备中产生， 一旦发生泄漏，泄漏的氮气，会冲淡 大气中的氧含量，使人吸入的气体中 含氧量降低；泄漏的液氮、液氩在常 温、常压条件下，会立即汽化，也能 使呼吸的气体中含氧量降低。轻度的 气体泄漏，容易造成操作人员的缺氧 反应；重度的气体泄漏，有可能会造 成操作人员窒息死亡的严重后果。
三、主要有害因素分析 主要有害因素分析
• 1.噪声危害
空分装置生产过程中的噪声源很多，主要有 空气动力性噪声、机械性噪声及电磁性噪 声。空气动力性噪声是由气体振动产生的， 如气体中产生涡流或发生压力突变等。机 械性噪声是由固体振动产生的，如机械金 属板、轴承、齿轮、管道发生振动等。电 磁性噪声是由于高次谐波磁场相互作用引 起了电磁性振动措施的噪声，如电动机、 变压器产生的噪声就属于这种噪声。
流程说明：
在分馏塔中，氧气，液氧被分离。 氧气经自备氧气压缩机增压至 2.94MPa进入氧气管网，液氧送入 液氧贮存系统。经精氩塔精馏在精 氩塔底部得到精液氩，送入液氩贮 存系统。从辅塔顶部引出纯氮气、 从辅塔上部抽取液氮。
流程说明：
气氧以约20kPa（G）的压力从 冷箱输出；气氮以约6kPa（G） 的压力从冷箱输出；气氩以约 3.0MPa（G）的压力从冷箱输 出。液氧通过冷箱输出，进入 液氧贮槽；液氮通过冷箱输出， 进入液氮贮槽；液氩通过冷箱 输出，进入液氩贮槽。
（3）噪声对心理的影响，主要表现 在：高噪声及变强度噪声对处理复 杂信息的脑力活动的干扰；间断的 强噪声（90dB以上）可使脑力活动 错误率明显增多，以至于无法进行； 强噪声使工人作业精力无法集中， 失误率增加，而且干扰运货车辆、 装卸机械、道路交通警示鸣笛与指 挥信号的传递，易引发二次事故。
2.高温危害
3.窒息危害
根据《缺氧危险作业安全规程》，当人 呼吸的气体中，氧气含量低于18％的时 候，定为缺氧。轻度的缺氧反应，使人 呼吸量增大，脉搏加快，注意力和思维 能力明显减弱，肌肉的协调运动失调； 呼吸的气体中氧气的含量低于6％的时候， 会即刻窒息死亡。如吸入纯氮（属于突 发性的严重窒息），人就会立刻失去知 觉，好像头部受到打击一样而跌倒，可 能在几分钟内死亡。
制氧安全知识系列讲座(四):
空分装置危险源的辩识
二00八年一月
一、前言
随着冶金工业的发展，尤其是钢产量 的增加，用氧量也随之增多。现在工业 上用空气分离装置（以下简称空分装置 空分装置） 空分装置 来生产氧气、氮气、液氧、液氮和液氩。 下面就来探讨空分装置 空分装置如何进行危险源 空分装置 辨识。 辨识
4.机械伤害事故
• 机械伤害事故是机械设备运转时造成人员伤害的 主要事故类型。实际工作中，往往把运动的机械、 机械部件、工件，人体或人体的一部分一旦进入 则可能受到伤害的危险区域当作机械伤害事故的 危险源。该项目的机械伤害事故危险源有：空气 透平压缩机系统、空气预冷系统、增压透平膨胀 机中的电机、联轴器、泵等，如果机械转动部件 外露，防护措施和必要的安全装置不完善，可能 使操作人员的头发、服饰缠绕其上而造成人身伤 害。
• 生产的液氧、液氮、液氩等产品，一 旦由于输送这些产品的泵、阀门、管 道及贮罐等设备密封不严，设备发生 裂纹或破碎，将发生泄漏事件，喷洒 到操作人员的身体上，由于它们的沸 点非常低，加之汽化时要吸收大量的 热量，所以会造成人体冷冻伤害。在 处理盛有这些液体的管道、阀门或容 器等时，必须带上保温手套，防止造 成冻伤。
（4）液态臭氧
液氧通过空分阀门时，长时间受到摩 擦和气流冲击，在产生的静电作用的 条件下，能够使少部分液氧变成液态 臭氧（O3）。液态O3是一种深蓝色的 液体，在通常条件下，该液体汽化、 分解，使氧的分压急剧增大，故具有 爆炸的危险性。
2.生产装置火灾爆炸危险性
该装置中空气压缩机组、空气预 冷系统、空气纯化系统，分馏塔冷箱 系统、增压透平膨胀机组、氧气透平 压缩机组、氮气透平机组等均为压力 容器。如果压力超过设计允许值或压 力表失灵，均存在着裂纹、破碎、爆 炸的危险。
二、主要危险因素分析
• 1.物料的火灾爆炸危险性
• （1）氧气 氧气（含液氧），是该生产装置的主要 产品之一，是助燃物质，为乙类火灾危险 性物质。氧气是可燃物燃烧爆炸的基本要 素之一，能氧化大多数活性物质。与易燃 物（如乙炔、甲烷等）形成有爆炸性的混 合物。
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1.物料的火灾爆炸危险性
2）油料 空气装置主要使用透平油和润滑油。透平油闪 点（开杯）≥195℃，系丙类火灾危险性可燃液体。 增压透平膨胀机透平油管道，一旦输油管道发生 泄漏，遇高热或明火，会引起火灾、爆炸。润滑 油闪点（开杯）≥230℃，系丙类火灾危险性可燃 液体。输油管道一旦发生泄漏，遇高热或明火， 也会引起火灾、爆炸。
• 化验工为了检验液化空气，液化氧气 中的乙炔含量，需要取液态产品，也 很容易造成冻伤事故。 • 这些液化气体的沸点等具体数据，详 见表1。 • 空气主要成份
• 主要成份 氧气 氮气 氩气 二氧化碳 • 体积百分数% 20.99 78.03 0.94 0.035~0.04 • 沸点℃ －183 －195.8 －185.7 －78.5升华
• 另外，因生产设备和各种管 道的布置需要，在厂房内的 不同运转层的地面上留有生 产设备升降口、吊装孔、闸 门井、排水沟、坑池以及地 下设备运转层，也会因设防 措施不完善发生坠落伤害事 故。
6.冷冻伤害 冷冻伤害 低温环境会引起冻伤、体温降低，严 重时基至造成死亡。低温作业人员受 低温环境影响，操作功能随温度的下 降而明显下降。如手皮肤温度降到 15.5℃时，操作功能开始受到影响； 降到4～5℃时，几乎完全失去触觉的 鉴别能力和知觉。
• 例如，1982年1月6日，上海某钢厂用2 号6000m3/h制氧机的液氮作冷源，对 精氩塔（该精氩塔在2台6000m3/h）制 氧机中间进行调试，发现液氮阀泄漏， 值班班长当即打开人孔进入保冷管道 内检查，人进入后立即窒息，因人孔 小，加上泄漏的是液氮，在保温管道 上部监护的人一人拉不动窒息者，后 面4个人虽奋力抢救，拉出后人已经死 亡。抢救者也有1人窒息昏迷，因抢救 快，才逐渐脱离了危险。
（1）听力损坏；人在强烈的长时期 持续的噪声作用下，听觉器官会发生功 能性改变，进而发展为器质性病变，产 生听力损伤和噪声聋2种危害。（2）噪 声对生理功能的影响；调查发现，接触 高噪声的工作人员表现易疲倦、易怒 （躁性神经衰弱）；植物神经调节功能 发生变化，表现出心率加快或减缓，血 压不稳（趋向增高）；胃肠功能紊乱， 食欲减退，消瘦，胃液分泌减少，胃肠 蠕动减慢
。该项目工业噪声主要来自于原料空
气过滤器；空气透平压缩机、空气预 冷系统（空气冷却塔、水冷塔、冷却 水泵、冷冻水泵等）；分子筛纯化系 统（动力设备、放空器等）；增压透 平膨胀机；分馏塔上的氧气、氮气放 空部位；氧气压缩机以及为液氧贮罐、 液氮贮罐、液氩贮罐配套的输送液化 气体的泵等。这些都是噪声源。工业 噪声对人体的危害主要体现在以下几 点
• 厂区内的电气设备、电缆敷设及配电装置 随处可见，存在着电气设施、电气（器） 设备因防火防爆、防水防潮、安全保护设 施不完善、电缆敷设不合理造成人体触电 伤害事故的可能。另外，因防雷接地措施 不完善也会发生雷电伤害事故。 • 当装置中液化的气体流速增高时，静电场 的强度便迅速提高，且可能达到较高的电 压而发生静电火花，形成火灾爆炸的引爆 源。空分塔的爆炸事故，常常是静电火花 形成的引爆源。
3.触电及雷击伤害：
• 电气伤害是电能作用于人体造成的伤 害，有触电伤害、电磁场伤害及间接 伤害3种类型。电气伤害事故以触电伤 害最为常见，而绝大部分触电伤害都 属于电击伤害。根据国内外的统计资 料，单相触电事故占全部触电事故的 70％以上。因此，防止触电事故的技 术措施应该把防止单相触电作为重点 对象
（3）碳氢化合物
• 原料空气中含有一定是的碳氢化合物，它们的闪 点都非常低，爆炸极限较宽。生产过程中碳氢化 合物如果在空分装置 空分装置内过量积聚，遇高热可能引 空分装置 起爆炸。 • 空分塔中，可爆物质主要有：乙炔（C2H2）和 其他碳氢化合物〔CnHm（C2H2除外）〕等。在 这些危险杂质中，乙炔是形成爆炸的最主要的根 源。这是因为乙炔在液氧中的溶解度极低，约 5.2cm3/L液氧，过剩的乙炔就会以白色固态微粒 悬浮在液氧中。而乙炔又是不饱和的碳氢化合物， 具有很高的化学活性，性质极不稳定。
空分流程：
原料空气经吸入口吸入，进入空气 过滤器，滤去尘埃和机械杂质后， 进入离心式空气压缩机进行压缩； 然后进入空气冷却塔与水进行热交 换，冷却后除去空气中的水滴；再 进入交替使用的分子筛去除原料空 气中的H2O、CO2、C2H2、CnHm （C2 H2除外）等杂质物质。经过 净化加工后的空气，将其增压、冷 却后，进入分馏塔。
流程说明：
• 该工艺技术方案采用分子筛吸附净化空气 技术，能够长周期地运行，消除空气中的 杂质，延长空分设备的运行周期；高效增 压透平膨胀技术，有效回收膨胀功，装置 能耗降低，同时运行效率高；全精馏无氢 制氩技术，取消加氢除氧装置，可靠性高， 安全性能好；规整填料精馏技术，阻力是 传统的筛板塔的1/6～1/4，具有压降小、分 离效率高、操作稳定的特点。
• 如2001年2月6日 ，甘肃某钢铁集团一球罐 值班室内氧气管道泄漏，电气火花引起火 灾，烧死3人；2001年8月9日，山东某锅炉 压力容器检验所对某气体厂氧气储罐进行 检测时，因未置换，罐内氧气含量高，打 磨焊缝时引起火灾，烧死3人；2000年8月 21日，江西某钢铁公司制氧厂，检修制氧 机时 ，因液氧排放不当，检修现场成富氧 状态，在检修时发生燃爆事故，死亡22人， 伤24人。
• 在高温下，长期从事高温高湿作业，能影 响劳动者的体温调节、水盐代谢及循环系 统、消化系统、泌尿系统等。当热调节发 生障碍时，轻者影响劳动能力，重者可引 起如中署等反应。水盐代谢的失衡可导致 血液浓缩、尿液浓缩、尿量减少，这样就 增加了心脏和肾脏的负担，严重时引起循 环衰竭和热痉挛。在比较、分析中发现， 高温作业工人的高血压发病率较高，而且 随着工龄的增加而增加。高温还可能抑制 中枢神经系统，使工人在操作过程中注意 力分散，有导致工伤事故的危险。