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液氨儲運系統(tǒng)泄漏事故應(yīng)急處置設(shè)施

文檔作者：黃劍飛1 周斌斌2 文檔來源： 1.浙江圣泰安全技術(shù)有限公司2.浙江省安全生產(chǎn)科學(xué)研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月19日
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2015 年2 月
液氨儲運系統(tǒng)泄漏事故應(yīng)急處置設(shè)施
黃劍飛1 周斌斌2
（1.浙江圣泰安全技術(shù)有限公司，浙江杭州310013）
（2.浙江省安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，浙江杭州310012）
摘要：針對液氨泄漏事故造成重大傷亡的情況，通過對液
氨泄漏后的事故危害進行分析，根據(jù)模擬結(jié)果和危險源及其風(fēng)
險的控制原則，提供了一套可行的液氨儲運系統(tǒng)的應(yīng)急處置方
案，方案主要通過氨易溶于水的特性，采取限制擴散和吸收處
置的思路。該方案的處理裝置操作簡便、易維護、安全性能高、
可行性和針對性強、經(jīng)濟合理的多項綜合性能，適合液氨儲運
過程中發(fā)生泄漏后的應(yīng)急處置。
關(guān)鍵詞：液氨；儲運系統(tǒng)；應(yīng)急處置設(shè)施
液氨在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極廣，是目前制冷行業(yè)主要的制冷
劑，化肥行業(yè)制取銨鹽和氮肥，在金屬退火生產(chǎn)中作為退火保
護氣的生產(chǎn)原料亦被廣泛使用。由于液氨的爆炸性和毒害性，
在儲運過程中，發(fā)生泄漏后，可造成液氨揮發(fā)積聚引發(fā)爆炸和
人員中毒等事故。
1.氨的危害分析
液氨為液化狀態(tài)的氨氣，又稱為無水氨，是一種無色液體，
具有腐蝕性，且容易揮發(fā)。它是氣態(tài)氨加壓到0.7-0.8MPa時形
成的。
氨氣與空氣混合(含氨量為15.7%-27.4%時)遇明火、高熱
等激發(fā)能源能引起爆炸。與氟、氯等接觸會發(fā)生劇烈的化學(xué)反
應(yīng)。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。
液氨泄漏會造成人員傷亡，根據(jù)<國家安全監(jiān)管總局辦公>(國家安全監(jiān)管總局安監(jiān)總廳管三[2011]142號)的
規(guī)定：液氨小量泄漏，初始隔離30m，下風(fēng)向疏散白天100m、夜
晚200m；大量泄漏，初始隔離150m，下風(fēng)向疏散白天800m、夜
晚2300m?？梢娖湫孤┖蟮奈：Ψ秶畯V，危害之大。
2.中毒、爆炸事故成因及特征
中毒：中毒是機體過量或大量接觸化學(xué)毒物，引發(fā)組織結(jié)
構(gòu)和功能損害、代謝障礙而發(fā)生疾病或死亡的現(xiàn)象?；瘜W(xué)毒物
在空氣中濃度超標(biāo)，機體與毒物直接無防護接觸，未及時發(fā)現(xiàn)
并采取措施，是發(fā)生中毒事故的基本條件。
爆炸：爆炸分為化學(xué)爆炸和物理爆炸，本文僅討論化學(xué)爆炸。
化學(xué)爆炸是物質(zhì)濃度在爆炸極限內(nèi)，在有助燃物的條件
下，遭遇激發(fā)能源后短時間內(nèi)完成化學(xué)反應(yīng)，形成其他物質(zhì)同
時產(chǎn)生大量氣體和能量的現(xiàn)象。物質(zhì)濃度達到爆炸極限、助燃
物和激發(fā)能源是這類爆炸的三個基本要素，這三個要素是任何
化學(xué)反應(yīng)能成為爆炸性反應(yīng)所必須具備的，而且這三者互相關(guān)
聯(lián)，缺一不可。
3.防止中毒、爆炸事故發(fā)生的基本原則
對危險源及其風(fēng)險的控制遵循消除、預(yù)防、減弱、隔離、聯(lián)
鎖、警示和個體防護的原則。防毒、防爆的基本原則是通過對
中毒、爆炸事故發(fā)生過程的特點進行分析，以便采取相應(yīng)的防
范措施，阻止第一過程的出現(xiàn)，限制第二過程的發(fā)展，防護第三
過程的危害。
防止中毒事故發(fā)生的基本原則有以下幾點：
3.1防止毒物泄漏；
3.2降低、控制毒物濃度；
3.3切斷毒物擴散途徑；
3.4減弱毒物對人員的傷害；
3.5檢測報警。
防止爆炸事故發(fā)生的基本原則有以下幾點：
3.6防止爆炸混合物的形成；
3.7消除、控制激發(fā)能源的產(chǎn)生；
3.8切斷爆炸傳播途徑；
3.9減弱爆炸壓力和沖擊波對人員、設(shè)備和建筑的損壞。
4.液氨儲運系統(tǒng)防毒、防爆的安全技術(shù)措施
4.1防止液氨泄漏擴散、防止氨氣形成爆炸性混合氣體
液氨在儲運過程中，液氨在常溫下的儲存壓力為0.8MPa左
右。液氨槽車卸料口接通儲罐進料口，接通氣相平衡管，液氨
通過卸車泵以液體形態(tài)通過管道送入儲罐；液氨鋼瓶使用時，
根據(jù)需要連接鋼瓶的液相出口管或氣相出口管，通過管道送入
使用裝置。
液氨槽罐車、儲罐、鋼瓶內(nèi)充滿液氨，其輸送、儲存過程始
終承壓，輸送系統(tǒng)中各結(jié)合部因受力疲勞破損或接口部位密封
不嚴(yán)，在受壓的情況下發(fā)生泄漏事故。一旦管道連接部位(接
口、閥門、法蘭片等)和罐(瓶)體薄弱部位破損，液氨泄漏與空氣
形成爆炸性混合氣；由于液氨在管道流動生產(chǎn)的靜電或其他激
發(fā)能源(火花、明火、高熱等)，導(dǎo)致液氨儲運系統(tǒng)發(fā)生爆炸事
故。液氨泄漏使空氣中氨氣超標(biāo)，作業(yè)人員在無防護設(shè)施的情
況下接觸，可導(dǎo)致人員中毒。故在液氨裝卸、儲存、輸送時應(yīng)確
保液氨儲運系統(tǒng)的密閉、防爆。
根據(jù)液氨泄漏氣化擴散，氨氣易溶于水的特性。將液氨儲
運系統(tǒng)設(shè)置在設(shè)有吸風(fēng)吸收系統(tǒng)的隔離房內(nèi)，可有效控制氨氣
的擴散；利用氨易溶于水的特性，在隔離房內(nèi)加裝水霧噴淋裝
置，一方面可有效避免氨形成爆炸性混合氣體，另一方面可對
泄漏的氨氣進行初步的吸收。
液氨儲運系統(tǒng)應(yīng)急設(shè)施由在線氨泄漏檢測裝置、連鎖保護
裝置組成。連鎖保護裝置由水噴淋系統(tǒng)、吸風(fēng)系統(tǒng)、降膜吸收
安全管理
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系統(tǒng)構(gòu)成，并與在線氨泄漏檢測裝置形成聯(lián)鎖。水噴淋系統(tǒng)可
分為水霧和水簾兩部分，在隔離房內(nèi)部設(shè)置水霧噴淋，并在吸
風(fēng)系統(tǒng)的吸風(fēng)口處加裝噴霧噴頭，降低氨氣的爆炸危險性，大
量氨氣混合水汽被吸風(fēng)系統(tǒng)送入降膜吸收裝置進行有效吸收；
隔離房設(shè)置成兩面有墻帶頂?shù)目蚣芙Y(jié)構(gòu)，未設(shè)墻體的兩面進出
口上方可以設(shè)置水簾，利用水簾隔絕氨氣的外溢，配套吸風(fēng)裝
置使隔離房內(nèi)部形成微負壓，有利于氨氣的吸收，同時便于應(yīng)
急人員的進出。同時，考慮到聯(lián)鎖控制的可靠性，水噴淋、吸風(fēng)
機和降膜設(shè)施應(yīng)設(shè)置遠程手動啟動按鈕。
綜上所述，當(dāng)液氨儲運系統(tǒng)發(fā)生泄漏時，通過氨氣泄漏檢
測報警裝置發(fā)出警報，自動聯(lián)鎖打開水噴淋系統(tǒng)，吸收泄漏的
氨氣，同時啟動吸氣排風(fēng)扇和降膜吸收裝置。實現(xiàn)對氨氣的高
效自動吸收。液氨儲運系統(tǒng)泄漏事故應(yīng)急處置設(shè)施示意如下：
液氨儲運系統(tǒng)泄漏應(yīng)急處置設(shè)施示意圖
4.2消除、控制激發(fā)能源
引起爆炸事故的激發(fā)能源主要有明火、高溫表面、摩擦和
撞擊、絕熱壓縮、化學(xué)反應(yīng)熱、電氣火花、靜電火花、雷擊等。所
以對有爆炸危險場所，對這些激發(fā)能源要有嚴(yán)格的控制措施。
在液氨儲運系統(tǒng)隔離房的設(shè)計時，應(yīng)確保有足夠的安全空
間，避免碰撞和裝卸、供氣接管操作人員的操作不便，同時液氨
儲運系統(tǒng)必須有消除靜電的措施。對于液氨槽罐車卸車裝置，
采用萬向卸車裝置。另外，對于隔離房內(nèi)電氣，則選用防爆型
電氣并接地，以消除電氣火花和靜電積聚。
液氨儲運系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格按照《防止靜電事故通用導(dǎo)則》
(GB12158-2006)的有關(guān)要求執(zhí)行，注意設(shè)備、管道的防靜電跨
接、接地處理。
另外，應(yīng)使用不產(chǎn)生火花的工具，操作現(xiàn)場嚴(yán)禁煙火，嚴(yán)禁
使用手機等。作業(yè)場所應(yīng)定期進行防雷、防靜電檢測，確保安全。
4.3隔離阻斷，防止事故蔓延
首先，液氨儲運系統(tǒng)區(qū)域應(yīng)設(shè)置在獨立的隔離間內(nèi)，與其
他生產(chǎn)、儲存的區(qū)域之間保持足夠的安全間距，相應(yīng)貼臨的采
用防火墻分隔，并確保有足夠的泄壓面積，液氨儲運系統(tǒng)區(qū)域
內(nèi)嚴(yán)格控制現(xiàn)場操作人員人數(shù)。
其次，使用鋼瓶液氨的企業(yè)應(yīng)將液氨儲存場所和供氣場所
分開設(shè)置，嚴(yán)格控制液氨供氣作業(yè)場所的存放量。設(shè)置在使用
場所的液氨儲罐或設(shè)備配套的自帶液氨儲罐，應(yīng)嚴(yán)格控制儲罐
的容量，并靠使用場所外墻設(shè)置，貼臨部分采用防火墻分隔。
再次，通入使用場所、設(shè)備的液氨管道應(yīng)加裝止逆閥。
4.4檢測報警
液氨儲運系統(tǒng)區(qū)域嚴(yán)格按照《石油化工可燃氣體和有毒氣
體檢測報警設(shè)計規(guī)范》(GB50493-2009)的要求，設(shè)置氨氣濃度
檢測報警裝置，并與水噴淋裝置、吸風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)鎖。若一旦發(fā)生
氨氣泄漏，檢測報警儀可在設(shè)定的安全濃度范圍內(nèi)發(fā)出警報，
可做到早發(fā)現(xiàn)、早控制、早排除，防止事故發(fā)生和蔓延擴大。
5.討論
對于該方案的具體參數(shù)本文提出了初步的數(shù)據(jù)要求，供大
家討論、研究。
液氨儲運系統(tǒng)泄漏事故應(yīng)急處置設(shè)施的有效性取決于氨
濃度在線監(jiān)測與水噴淋、吸風(fēng)、降膜吸收的聯(lián)鎖和相互匹配性。
對于應(yīng)急處置設(shè)施的聯(lián)鎖功能，主要取決于氨濃度在線監(jiān)
測裝置的靈敏度和反饋執(zhí)行系統(tǒng)的可靠性，對于這部分功能，
目前國內(nèi)外有定型的設(shè)備可供選擇。對于聯(lián)鎖的開啟次序，水
噴淋應(yīng)首先開啟，吸風(fēng)、降膜吸收延后5S-10S開啟，即確保消除
氨的爆炸性，又能有效控制氨的擴散。
對于應(yīng)急處置設(shè)施內(nèi)各裝置的匹配性，首先應(yīng)確定吸風(fēng)設(shè)
施的排風(fēng)量，其排風(fēng)量的合理確定是整個應(yīng)急處置設(shè)施有效運
行的關(guān)鍵，影響排風(fēng)量確定的因素有：隔離間的容積、氨氣的泄
漏速率和后續(xù)降膜吸收裝置的吸收能力，根據(jù)《冷庫設(shè)計規(guī)范》
(GB50072-2010)第9.0.2條：“事故排風(fēng)量應(yīng)按183m3/(m2·h)進行
計算確定，且最小排風(fēng)量不應(yīng)小于34000m3/h”的相關(guān)規(guī)定，建議
參照該標(biāo)準(zhǔn)確定。降膜吸收裝置的吸收能力由吸風(fēng)的排風(fēng)量
和氨氣的泄漏速率影響，建議按每小時吸收儲氨量30%的吸收
能力確定。水噴淋系統(tǒng)供水強度需根據(jù)隔離間的幾何體積確
定，建議按啟動5S-10S水噴霧裝置噴灑的水霧能有效充滿隔離
間，水簾裝置能有效形成勻質(zhì)水簾為標(biāo)準(zhǔn)進行確定。
6.結(jié)語
預(yù)防事故發(fā)生主要從降低事故發(fā)生概率和減小事故危害
程度兩方面采取相應(yīng)的措施，在一定的經(jīng)濟、技術(shù)條件下，事故
發(fā)生概率是一定的，如何有效減小事故的危害，是控制預(yù)防事
故的重要手段。
通過對液氨特性、危害分析，以及對其儲運系統(tǒng)存在的危
險因素辨識，本文針對目前對于液氨儲運系統(tǒng)泄漏事故應(yīng)急處
置設(shè)施沒有建立明確的標(biāo)準(zhǔn)要求的現(xiàn)狀，提出了一套應(yīng)急處置
方案，該方案從理論上表明了可行性，僅作為建立液氨儲運系
統(tǒng)應(yīng)急處置設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的一種思路和基礎(chǔ)，對于該方案的具體參
數(shù)還需在實際生產(chǎn)實踐中進行驗證。
參考文獻：
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