制冷系统安全技术

1、- 1 - 制冷系统的安全技术第一节制冷系统作业事故制冷设备是由压力容器组成的系统装置，制冷剂在制冷系统运转中压力发生变化，处于压力运行状态，具有潜在的爆炸危险。制冷剂的低沸点较低，低温的制冷剂液体一旦泄漏出来，溅到人的皮肤上，会造成冻伤，另外某些制冷剂如氨等具有较大的毒性，还会使人产生中毒现象。即使没有较大的毒性的制冷剂，如果空气中浓度过高，会使人产生窒息。另外，氟利昂类制冷剂在800左右的高温下，会分解有毒物质，使人中毒。氨气在空气中达到其爆炸极限浓度时会引起燃烧爆炸。总之，制冷作业的事故归纳起来主要为爆炸、中毒、窒息、冷灼伤以及火灾等。一、制冷作业爆炸事故制冷作业的爆炸事故有两种：一种为化学爆炸事故，一种为物理爆炸事故。化学爆炸是一种剧烈的化学反应同时伴随着巨大的能量释放。爆炸前后的物质发生了变化。化学爆炸必须满足三个必要条件： （1）可燃物质和空气。（2）可燃物质在空气的浓度达到爆炸极限。（3）明火。物理爆炸则是单纯的能量急剧释放过程，不伴随着化学反应过程。1、化学爆炸事故氨气遇明火爆炸事故氨气是一种可燃可爆的气体，爆炸极限为1528，空气中的氨达到其爆炸极限时，遇明火即发生爆

2、炸。为防止出现事故，在日常操作维护时要注意设备的检漏，出现漏点即使处理。在检修时，在制冷剂未抽空或未置换完全未与大气接通的情况下，严禁拆卸设备或在设备的附件进行焊接作业。同时，还规定在机房内不能有明火，冬季严禁用明火取暖。用氧气对制冷系统试压时发生爆炸事故在制冷设备安装和调试过程中，操作人员因违反安全操作规程，用氧气代替氮气或干燥空气对制冷设备进行试压检漏，因氧气特别是带压氧气具有极强的氧化特性，与压缩机里的润滑油发生剧烈的氧化反应，导致制冷设备发生爆炸。- 2 - 焊接氨制冷系统产生的爆炸事故在对氨制冷系统进行焊接修补时，由于焊接前未能彻底清除设备里的存氨，以至氨遇明火发生爆炸事故。2、物理爆炸制冷剂在制冷设备里具有较大的压缩性，受压后体积收缩积聚能量，当容器的容积较大时，一旦遇到意外情况，容器或管道爆破，如液爆等。违章操作导致设备压力超高爆炸事故制冷设备运行中，由于违章操作导致设备超压，若安全装置失灵，其压力超出设备强度，造成设备爆炸。引起设备超压的只要原因有：冷凝压力超高。由于不正常外部热量的干扰，引起制冷系统饱和蒸汽压力增大制冷。如用热氨冲霜或水对低温蒸发器溶霜或在高温环境下停

3、机以及周围环境起火时，均会引起制冷系统内压力增高，产生超压危险。液体制冷剂充满封闭空间充满制冷剂液体的管道或容器，因环境温度上升而引起制冷剂体积急剧膨胀，压力骤升。因此，将充满制冷剂液体的管道出阀门关闭，或在容器和钢瓶中超量充装制冷剂是非常危险的。一旦环境温度过高，如夏季阳光暴晒、起火等原因，管道或容器内的制冷剂吸收外界热量，体积急剧膨胀，压力骤升。温度每升高1，其压力约上升 1.5MPa，若压力超出管道或设备强度会发生爆炸或爆裂，通称液爆。一般在制冷系统液爆时，大多发生在阀门处，事故的后果是很严重的。制冷系统运行中，可能发生液爆的部位应特别注意，主要有：冷凝器与高压贮液器之间的管道，高压贮液器至膨胀阀之间的管道，两端有截止阀的液体管道，高压设备的液位计，液体分配站等。二、火灾事故- 3 - 氨制冷剂具有可燃性，遇到明火会燃烧，氨的自然温度是630。另外，机房内往往备有清洗用的油料等，若存放不甚，易引发火灾。三、制冷剂的中毒、冷灼伤事故。引起制冷剂泄漏的原因也是多方面的。金属在低温下的脆性破坏。制冷设备在低温的情况下应有足够的韧性，否则会应脆性破坏导致事故的发生。在制冷作业中，载冷剂的

4、冻结事故往往也会造成换热管的泄漏。如冷盐机组因冷媒水断水等原因造成冷媒水冻结，蒸发器换热管冻裂。热应力产生的危险。制冷系统在运行操作总由于温度的变化，会产生热应力的影响，系统温度的突然变化，会使受热器件产生较大的热胀冷缩。特别是低温状态下，遇到温度的突然升高，如进行热氨冲霜的时，较大温差对蒸发器及管道产生的冲击较大，故在系统的薄弱环节如接口或焊口等处产生破裂，造成制冷剂的泄漏事故。目前使用的制冷剂品种已达近百种，绝大部分用于化工低温和特殊场合，用于食品冷冻和空调制冷的仅十多种。常用的制冷剂对人类的危害分为以下两个方面，首先是对人身和设备的直接危害，其次是对环境的破坏，间接的危害人类。直接危害表现在制冷剂自身所具有的毒性、燃烧性和对材料的腐蚀性。对环境的破坏表现在使大气层臭氧层量急剧减少，地球温室效应增加。常用制冷剂的燃烧爆炸性见表 5-1。表 5-1 常用制冷剂的燃烧爆炸性制冷剂种类制冷剂化学名称可燃性实用极限值燃点爆炸时在空气中的含量容积g/m3下限上限一R11 R12 R13 一氟三氯甲烷二氟二氯甲烷三氟一氯甲烷10 10 10 570 500 440 - 4 - R13B1 R2

5、1 R22 R113 R114 R115 RC318 R500 R502 R744 三氟一溴甲烷一氟二氯甲烷二氟一氯甲烷三氟三氯乙烷四氟二氯乙烷五氟一氯乙烷八氟环丁烷- - 二氧化碳10 25 10 2.5 10 10 10 10 10 5 610 100 360 185 720 640 800 410 460 95 二R717 R30 R40 R611 R764 R160 R1130 氨二氯甲烷氯甲烷甲酸甲酯二氧化硫氯乙烯二氯乙烯630 - 625、456 - 510 458 15 - 7.1 4.5 - 3.6 6.2 28 - 18.5 20 - 14.8 16 - - 4 22 - 1.8 2.8 30 - 90 58.8 - 51.8 122 三R170 R290 R600 R600a R1150 乙烷丙烷丁烷异丁烷乙烯515 470 365 460 425 3.0 2.1 1.5 1.8 2.7 15.5 9.5 8.5 9.5 34 1.6 1.2 0.9 0.9 1.4 21.45 23.65 23.35 23.35 17.5 制冷剂对人生理上的影响，较为严重的有中毒、

6、窒息和冷灼伤。引起中毒的制冷剂有氨和二氧- 5 - 化硫，引起窒息的制冷剂有氟利昂类，所有制冷剂都会引起冷灼伤。制冷剂的毒性等级分为6 级，1 级毒性最大， 6 级最小。每一级之间还分为a、b 两级，a 级的毒性比 b 级大。常用制冷制冷剂的毒性见表5-2。表 5-2 常用制冷制冷剂的毒性制冷剂毒性等级比重发生危险的条件容积含量停留时间（分钟）R764 R717 R30 R22 R11 R12 1 2 3 4 4 5 2.07 0.55 2.74 3.55 4.44 3.93 0.5 0.8 0.5 0.8 5.0 10.0 10.015.0 5.0 10.0 25.030.0 5 30 30 30 30 60 为了防止制冷剂对人体的伤害，应该使机房内空气中的制冷剂含量不要超过允许的限度，这一限度大致如下：氨 0.2g/m3，碳氢化合物 3040g/m3，各种氟利昂 100700g/m3。1、氨泄漏造成的中毒事故（1）发生漏氨的急救措施：事故发生时，当班操作人员要沉着镇静，不应惊慌失措，以免乱开或错开机器设备上的阀门，导致事故进一步扩大。必须正确判断情况，组织有经验的技工穿戴防护用具进

7、入现场抢救。如是高压管道泄漏，应立即停止压缩机运行，切断漏氨部位与系统连通的管道。若管道不长，可采用放空的办法，待管内余氨放完，并置换后进行补焊。如低压管道（如冷库内冷却设备）漏氨，应迅速查明漏点，关闭其供液阀。由于库房氨汽甚浓，可开风机排除，并用醋酸溶液喷雾中和。若条件允许，可启动压缩机将该冷却设备内氨液抽回。操作人员可根据制冷系统不同特点和具体情况，采取灵活、安全、有效的处理方法。（2）氨对人体的危害- 6 - 氨是一种有毒的刺激性气体，常温常压下为气体， 氨通过呼吸道和皮肤侵入人体。氨易溶于水，常作用于眼结膜、上呼吸道及其它暴漏于空气中的粘膜组织，附着粘膜后，成为碱性物质，对粘膜产生强烈的刺激作用。氨气被人体吸入后，当即出现咳呛不止，憋气、气急、流泪、怕光、咽痛等病症。如吸入氨气浓度很高时，还可出现口唇、指甲青紫等缺氧症状，伴有头晕、恶心、呕吐、呼吸困难等。有的病人咽部水肿，甚至出现肺炎和肺水肿。能严重的刺激眼、鼻和肺粘膜。氨气不仅能通过呼吸道和皮肤造成人员的中毒事故，而且氨强烈的刺激性还会造成人对眼睛的伤害，严重者造成眼睛失明。慢性氨中毒还会引起慢性气管炎、肺气肿等呼吸系统疾病

8、。表 5-3 氨对人体生理的影响人体生理的影响空气中氨的含量（ ppm ）可以感觉氨的最低浓度53 长期停留也无害的最大值100 短时间对人体无害300500 强烈刺激鼻子和咽喉408 刺激眼睛698 引起强烈的咳1720 短时间（ 30min)内有危险25004500 立即引起致命危险500010000 氨属于生碱性物质，当碱性物质与肌体蛋白结合后，形成可溶性碱性蛋白，并溶解脂肪组织，随着碱性物质的不断渗入深部组织，其创面不断加深。引起化学烧伤。氨液溅到人体上，将吸收人体表面的热量汽化，热量失去过多则会造成冻伤。化学冻伤同时伴有化学烧伤。化学冻伤的症状是先有寒冷感和针刺样疼痛，皮肤苍白，继之出现麻木或丧失知觉，肿胀一般不明显，而在复温后才会迅速出现。（3）发生氨中毒的急救措施- 7 - 氨对人体造成的伤害，大致可分为三类：氨液溅到皮肤上会引起冷灼伤的伤害。氨液或氨汽对眼睛有刺激性或灼伤性伤害。氨汽被人体吸入，轻则刺激器官，重则导致昏迷甚至死亡。当氨液溅到衣服和皮肤上时，应立即把氨液溅湿的衣服脱去，用水或2% 硼酸水冲洗皮肤，注意水温不得超过46，切忌干加热，当解冻后，在涂上消毒凡士林

9、或植物油或万花油。若发生氨液冻伤，复温是急救的关键，用4042的温水或 2的硼酸水浸泡，使被冻伤的肌体在1530 分钟内温度提高到接近正常体温。在冻伤不太严重的情况下，还可以对冻伤部位进行轻微的按摩，促进血液循环，利于冻伤升温。但是不要将冻伤部位划破，以免增加感染机会。当眼睛被污染必须就地用清洁水或生理盐水或2的硼酸水进行冲洗，冲洗时眼皮一定要翻开，患者可迅速开闭眼睛，使水布满全眼，然后请医生治疗。当呼吸道受氨汽刺激引起严重咳嗽时，可用湿毛巾或用水弄湿衣服，捂住鼻子和口，由于氨易融于水，因此，可显著减轻氨的刺激作用，或用食醋把毛巾弄湿，再捂口、鼻，由于醋蒸汽与氨发生中和作用，使氨变成中性盐，这样，也可以减轻氨对呼吸道的刺激和中毒程度。当呼吸道受氨刺激较大而且中毒比较严重时，可用硼酸水滴鼻漱口，并给中毒者饮入柠檬汁。但切勿饮白开水，因氨易溶于水会助长氨的扩散。当氨中毒十分严重，致使呼吸微弱，甚至休克、呼吸停止时，应立即进行人工呼吸抢救，并给中毒者饮用较浓的食醋，有条件时施以纯氧呼吸，遇到这种严重情况，应立即请医生或将中毒者送医院抢救。不论中毒或窒息程度轻重与否，均应将患者转移到新鲜空气处进行救护，不使继续吸入含氨的空气。2、氟利昂对人体的危害氟利昂的窒息中毒氟利昂制冷剂大多具有轻微的毒性。但是，它的比重比空气大，易积聚。因此在窄小的作业场所，如果氟利昂泄漏严重时，会使人产生窒息。窒息分为突然窒息和逐渐窒息两类。突然窒息是指- 8 - 空气中制冷剂的含量很高，操作人员立即失去知觉，好象头部受到打击一样而跌到，可能在几分钟内死亡。另一类是逐渐窒息，制冷剂在空气中含量不高，而使人慢慢的发生窒息，这种情况通常很容易被人们所忽视，因此对人体造成伤害的可能性较大。所以在进行设备的操作维护过程中一定要注意机房内的通风换气。氟利昂制冷剂遇到明火会分解出剧毒物质，使人中毒。3、制冷剂的冻伤事故液体制冷剂溅到人的皮肤上会造成冷灼伤事故，使皮肤和表面肌肉组织损伤。特别是氨制冷剂，它不仅会冻坏肌肉组织，还腐蚀皮肤，这种腐蚀作用的症状与烧伤的症状相似，也称为冷灼伤。第二节制冷设备的安全操作制冷设备的操作与调整关系到制冷系统能否安全、经济运行。正确的操作与调整不仅要求操作人员

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