工业气体安全技术

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1、工业气体安全技术,工业气体泛指低温（超低温）的液态气体，如空气分离产品之液氧、液氮、液氩，以及其他液态产品如液氦、液态二氧化碳等，或指气态的上述气体、氢气以及溶解乙炔气。这类工业气体的产量（重量或体积）占国内全部工业气体市场的99%以上，并普遍为国内大、中、小型企业或工厂所通用。,（一）氧气的危险特性 常温下无色、无味的助燃气体。液态时凝结成淡兰色液体。相对密度1.33，熔点-218.4，沸点-183.0，临界温度-118.6，临界压力5.11106pa，蒸气相对密度1.05，化学性能活泼，可与绝大多数元素生成氧化物。与有机物或其他易氧化物质能形成爆炸性混合物，如与油脂接触则反应生热，此热蓄积

2、到一定程度则可自燃。氧气与乙炔等可燃气体混合能形成爆炸性混合气。铸铁甚至碳素钢等在空气中不能被烧着的物品在氧气中也能燃烧。 氧无腐蚀性，但有水分存在时会促进金属的腐蚀。气体本身无毒。健康成人吸入纯氧3小时一般认为无任何影响。但吸入更长的时间或在202.65303.98kPa（23atm）以上时持续吸入高浓度氧时，则可出现“氧中毒症” 。 液氧为低温液化气体，当与人体皮肤、眼睛接触会引起冻伤（冷烧灼）。低温液体汽化为气体时，体积会迅速膨胀，在0、101.325kPa状态下，1L液氧汽化为气体为800L。在密闭容器内，因液体汽化使压力升高，易引起容器超压爆炸危险。,一、氧气安全,（二）制氧安全 1

3、、氧气的工业制法 工业上大规模生产氧气广泛采用液态空气分馏法。首先使空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质，进入压缩机压缩，再经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。在这里分子筛可使氮气、氧气等较小分子通过，起到筛选分子的作用。然后进行冷却、降压，当温度降至170左右时，空气开始部分液化进入精馏塔，根据空气中各气体的不同沸点进行分馏。液态氧的沸点比液态氮的沸点高，两者相比液氮更易气化。经多步分馏可以得到99 如果需用纯度不高的氧气，可用分子筛吸附法分离空气，制得氧气。特定的分子筛对氮的吸附能力比氧大，当空气通过分子筛床后，流出的气体含氧量较高，经多次吸附可得含氧7080的气体。这种方法是常温

4、操作，循环周期短，易于实现自动化。 另外，如需高纯度氧气，可采用电解水法生产，此法成本高，只适于小型生产。从空气中分离出的氧气，一般是加压贮存在天蓝色的钢瓶中，以供工业、医疗或其它方面使用。,风源质量,1、空分装置的吸风口与散发乙炔、碳氢化合物等有害气体发生源的距离,应按环境质量和空分装置自清除能力全面考虑。吸风口处空气中烃类等杂质的允许极限含量如下部要求 ：,2、 空分装置吸风口处空气中的含尘量,应不大于30mg/m3。,2、空压机 （1） 空压机入口的空气过滤器应按规定定期清扫或更换滤料。空压机入口不宜采用油浸式过滤器。 （2） 大、中型空压机应设置防喘振、振动、轴位移、油压、油温、水压、

5、水量、轴承温度及排气温度等报警联锁装置。开车前必须做好空投试验。 （3） 未配备轴头。油泵的大、中型空压机，宜设高位油箱或压力油箱，并应设油压降时辅助油泵的自启动和停机联锁保护装置 （4） 空压机运行中发现不正常的声响、气味、振动或发生故障，应立即停机检查。 （5）空压机的所有防护联锁装置和安全附件，在启动前应进行检查，并确认处于完好状态，方可启动。 （6）大、中型空压机连续冷启动不宜超过三次，热启动不宜超过两次。启动间隔时间按设备操作说明书规定执行。 （7） 内压缩流程（氧气）的增压机与主空压机必须同步运行，增压机与主空压机间的联锁保护装置应完善、可靠。,3、氧压机 (1） 氧压机入口应设铜

6、或不锈钢丝制作的过滤器。 （2） 氧压机试车时，应用氮气或无油空气进行吹扫、试运行，严禁用氧气直接试车。 （3 ） 透平氧压机轴密封必须完好，并保证轴封气的压力在规定值之内。 （4） 透平氧压机应防止冷却器漏水。长时间停机时，应充氮密封。 （5） 透平氧压机宜设可熔探针或温度探头、自动快速氮气灭火或其它灭火措施。 （6） 经常检查活塞式氧压机油密封圈的密封效果，发现问题及时修复，严禁油被活塞杆带入气缸。,（7） 氧压机正常工作时，各级压力、温度不准超过规定值。有异常振动和声音时，应采取措施，直至停机检查。 （8） 气缸用水润滑的氧压机应设断水报警停机装置，运行时应经常检查蒸馏水的供给情况，严禁

7、缺水和断水。 （9） 开启手动氧气阀门时必须侧身缓慢开启。带有旁通阀时，应先开旁通阀均压，发现异常声音立即采取措施。 （10） 氧压机着火时，必须紧急停机并同时切断氧气来源，发出报警信号。 （11） 氧压机所有的零部件材质必须符合原设计要求。在未取得足够的试验数据证明可用代用材料前，严禁随意变更氧压机零部件的材质。,4、膨胀机 （1） 膨胀机入口必须设置过滤器，并定期清洗。 （2 ） 透平膨胀机应具有密封气压力与油压的差压联锁保护装置。密封气压力调至规定值方能启动油泵。 （3 ）运转中出现冰、二氧化碳等堵塞喷嘴时，应立即停机加温解冻，解冻过程仍须供油和密封气。空气轴承透平膨胀机的加温解冻，按其

8、操作说明书规定执行。 （4） 膨胀机出现超速、异常声音、油压过低、轴承温度高等情况时，应迅速关闭入口阀，停机检查处理。 （5 ）透平膨胀机应设超速报警和自动停机装置，入口前应设紧急切断阀。转速表必须定期进行校验。,（6 ）静压空气轴承透平膨胀机启动和停机时，应缓慢进行，开机时升压或停机时的降压操作过程应控制在12min内，严禁在管路发生共振的转速点停留。轴承气压过低，应紧急停机检查处理。 （7）非带液膨胀机应保证进口温度在正常范围内，膨胀后气体温度应保持一定的过热度，严格控制机后温度保证气体不液化。 （8）风机制动的膨胀机，运行中禁止关闭风机的进、排气阀门。应定期清洗制动风机入口的空气过滤器。

9、 （9）活塞式膨胀机的防飞车装置应完好、可靠，在突然停电或活塞式膨胀机停机时，应首先关闭高压气体进口阀。 (10) 增压透平膨胀机应设防喘振保护装置。,5、液氧泵 （1）液氧泵入口应设过滤器。 （2）液氧泵应设出口压力、轴承温度过高声光报警和自动停机装置。 （3 ）液氧泵启动前，应用干燥空气或氮气吹扫后再盘车检查。开车前应先开密封气，密封气压力应在规定范围内，经充分预冷后启动。运行中不准有液氧泄漏。停机后应立即排液，静置后解冻。 （4 ）液氧泵轴承应使用专用油脂，并严格控制加油量，按规定时间清洗轴承和更换油脂。 （5）中、高压液氧泵与气化器间应设安全保护联锁装置。,6、空分装置 （1）为防止空

10、分装置液氧中的乙炔积聚，宜连续从空分装置中抽取部分液氧，其数量不低于氧产量的1%。 （2）应定期化验液氧中的乙炔、碳氢化合物和油脂等有害杂质的含量。大、中型制氧机液氧中乙炔含量不应超过0.110-6，小型制氧机不应超过1.010-6，超过时应排放；大、中型制氧机液氧中的碳氢化合物总含量不应超过10010-6，超过时应排放；大型空分降膜式主冷还应对氧化亚氮进行监控。此外，还应严格按设备操作说明书和生产单位安全技术操作规程的规定执行。 （3）排放液氧、液氮、液空，应向空中气化排放，并排放至安全处。,（4）浸浴式主冷应全浸式操作，严格控制主冷液面，避免较大波动。 （5）空气预冷系统应设空气冷却塔水位

11、报警联锁系统及出口空气温度监测装置。 （6）各种吸附器必须按规定的使用周期再生，发现杂质含量超标应提前倒换。 （7）分子筛吸附器运行中必须严格执行再生制度，不准随意延长吸附器工作周期。分子筛吸附器出口应设二氧化碳监测仪，宜设微量水分析仪。再生温度、气量、冷吹温度应按规定控制，蒸汽加热器排气出口宜设微量水分析仪。 （8）可逆式换热器或蓄冷器，其阻力、中部温度与冷端温差均应控制在规定范围内，有足够的返流气体量，保证自清除效果。,（9） 中、高压空分装置的精馏塔、吸附器及换热器，应根据实际情况定期排放、吹刷和清洗，带油较严重的应缩短周期。 （10）运行过程中应保持温度、压力、流量、液面等工艺参数的相

12、对稳定，避免快速大幅度增减空气量、氧气量和氮气量，防止产生液泛等故障。 （11）空分冷箱应充入干燥氮气保持正压，并经常检查。大、中型空分冷箱应设有正负压力表、呼吸阀、防爆板等安全装置。 （12 ）空分冷箱上的防爆板动作或喷出珠光砂，应立即检查，必要时停车处理。 （13 ）空分装置事故停机时，应立即关闭氧、氮产品送出阀，并应有自动信号送至有关岗位。,7、空分装置解冻及吹除 （1）空分装置解冻停车，必须排净液体，经静置冷吹后，方可用热气体加热，其加热温度按设备操作说明书规定控制。 （2）空分装置加热必须用无油干燥空气或氮气进行，加热气体压力应控制在规定范围内。 （3）空分装置大加热时应缓慢升温，加

13、热时必须有专人负责监测温度、压力，严禁超温、超压。 （4）空分装置在采用氮气进行大加热或单体局部加热时，应挂警示牌，排放口附近不准有人停留。 （5）加热冷箱内珠光砂时，不准有人在冷箱内停留、检查或维修，必要时应采取特殊措施。 （6 ）吹除操作应分段进行，保证所有分析阀、压力表、液面计、阻力计等小管和吹除阀畅通无阻，至吹出的气体洁净无污物为止。冷开车前，抽查上述排除气体的露点不高于-45为合格。,（三）氧气贮存输送安全 1、液氧储罐 （1） 严禁液氧储罐的使用压力超过设计的工作压力，保证呼吸阀完好，控制排液速度，防止罐内产生负压，抽瘪内胆。 （2）液氧储罐液氧中乙炔含量，每周至少化验一次，其值超

14、过0.110-6时，空分装置应连续向储罐输送液氧，以稀释乙炔浓度至小于0.110-6，并启动液氧泵和气化装置向外输送。 （3）低温液氧贮槽宜定期进行加温吹扫，彻底清除碳氢化合物等有害杂质。使用液氧储罐前，应用无油干燥氮气吹刷干净。在罐内气体露点温度不高于-450，方可投入使用。 （4）严禁使用没有经过脱脂处理的容器盛装液氧。,2、液氧槽车 (1)液氧槽车应配装安全阀、液面计、压力表、防爆片和导静电等安全装置。 (2)槽车首次灌装液氧前，应使用无油干燥氮气吹扫，并经充分预冷。灌装的液氧不准超过储罐容积90%。接头软管必须专用，严禁油脂污染。 (3)灌装液氧时应防止外溢，并有专人在场监护，灌装过程

15、槽车应为熄火状态。 (4) 行驶的液氧槽车，应避开闹市区和人员稠密区，并限速行驶。必须通过闹市区和人口稠密区时不准停靠。 (5)液氧槽车行驶时，应监视槽内压力，严禁超过规定值。放出液氧时，应控制排放速度。液氧槽车内有液氧时，不宜修理汽车。 (6)液氧槽车内液氧不宜长期储存，更不应混装其它液体，漆色标志应符合相关规定。 (7)液氧槽车应监视其保温层真空度，当表面结霜、真空度下降时，应及时处理，严重时停止使用。,3、氧气管道 （1）厂区架空氧气管道应在管道分岔处、与架空电缆的交叉处、无分岔管道每隔80100 m处以及进出装置或设施等处,设置防雷、防静电接地措施，接地电阻值应小于10；氧气管道的法兰

16、、螺纹接口两侧应用金属导线作跨接，其跨接电阻应小于0.03。厂房内氧气管道，应设防静电接地装置。 （2）碳钢或奥氏体不锈钢材质的氧气管道如下部位宜设阻火铜管段：出氧气厂（站、车间）边界阀门后的管道、氧气干管送往一个系统支管阀门后的管道、进车间阀门后的管道、调压阀组前和调压阀后的管道。 （3） 氧气管道严禁穿过生活间、办公室，不宜穿过不使用氧气的房间，若必须穿过时，则在该房间内不应有法兰或螺纹连接口，并且该房间耐火等级应不低于二级。 （4）氧气管道不宜穿过高温及火焰区域，必须通过时，应在该管段增设隔热设施，管壁温度不应超过70。严禁明火及油污靠近氧气管道及阀门。,（5）氧气管道的弯头、三通不应与阀门出口直接相连。调节阀组、干管阀门、供一个系统的支管阀门、车间入口阀门，其出口侧的碳钢或奥氏体不锈钢材质管道宜有长度不小于5倍管道公称直径且不小于1.5 m的直管段。 （6）供切焊用氧气支管与切焊工具或设备用软管连接时，供氧阀门及切断阀应设在用非燃烧体材料制作的保护箱内。 （7） 氧气管道宜架空敷设。氧气管道可沿生产氧气或使用氧气的建筑物构件上