制氧企业安全评价探讨

　　摘　 要：制氧企业的事故致因错综复杂，主要危害因素有火灾、爆炸、窒息及噪声等。对制氧企业进行危险化学品的专项安全评价，可将企业划分为主体和辅助两个生产系统，其中主体生产系统可划分为９ 个评价单元，辅助生产体系可划分为８个子系统。在此基础上，根据制氧企业安全生产特点，本文提出了５种评价方法及其相应的评价对象，系统阐述了实施评价过程中所要重点关注的若干安全技术问题。
　　关键词：制氧；安全问题；危害因素；安全分类

　　根据国务院第３４４号令《危险化学品安全管理条例》之规定，危险化学品的生产、储存和使用单位，应当对本单位的生产、储存装置定期进行安全评价。氧气作为危险化学品，其生产、经营单位应每两年进行一次专项安全评价。

1 制氧危害因素的初步分析

　　当我们要对评价对象进行系统辨别、评价时，先对评价对象的危害因素有个初步了解是必要的。
1.1 危险因素
    制氧企业发生的事故主要是燃爆、窒息、冻伤，此外还有触电、机械伤害、起重伤害等，具体表现在：
　　（1）燃爆
　　a 作为主要产品之一的纯氧具有极强的氧化活性，碳钢、不锈钢等在激发能源作用下，与其可能发生剧烈燃爆。
　　b 如果液氧中碳氢化合物特别是乙炔整体或局部含量超限而结晶析出，在激发能源的作用下，可能发生剧烈的化学性爆炸，其破坏能量巨大。
　　可燃物、氧化剂、激发能源是燃爆的“三要素”。制氧企业内设备、管道的材质一般是碳钢或不锈钢，因含碳，在纯氧状态下属可燃性材料，而且铁燃烧时放热量大，升温很快。氧气和液氧本身就是一种很强的氧化剂。引起氧气事故的激发能源种类与形式较为复杂（表1）。

　　（2）窒息
　　a 制氧厂同时生产高纯度的氮气和氩气，如操作人员在检修作业中出现失误，可能发生窒息事故。
　　b 空分塔检修扒珠光砂时，措施不当，珠光砂坍塌，可能造成人员窒息甚至死亡。
　　（3）压力容器物理性爆炸
制氧厂内压力容器较多，一旦失控，可能造成爆炸事故。
　　（4）生产装置布置密集，氧气管道纵横交错相连，一旦某装置发生燃爆事故，可能危及其他有关设备、设施，使事故影响范围扩大。
　　（5）低温液体伤害
制氧厂生产、贮存液氧、液氮、液氩，如果操作或防护不当，可能造成人员冻伤。
1.2 有害因素
　　（1）噪声
　　制氧行业最大的噪声主要来自于空压机、氧压机、氮压机，还有高压气体放散产生的噪声。
　　（2）毒物
　　由于与氧接触的设备严禁沾染油脂，新设备或检修后的设备投用前应进行脱脂。当前制氧设备的脱脂剂通常选用四氯化碳，但四氯化碳系中度危害的工业毒物，为“亲肝性毒物”，主要伤害肝脏，形成急性或慢性中毒性肝炎（对臭氧层也有破坏作用）。
　　制氧设备脱脂时比较容易引起中毒的场所有空分塔内、氧气球罐、液氧罐等，这些地方在脱脂时往往通风不良，作业时间过长就可能中毒。

2 作业活动的划分

　　将制氧企业视为一个系统，划分为主体生产系统和辅助生产系统两大部分，为了便于系统危害辨识、评价工作的进行，将主体生产系统划分为若干评价单元，将辅助生产系统划分为若干子系统。
2.1 主体生产系统
2.1.1 划分的原则
　　（1）以可能造成人员伤害的危险设备、设施及作业场所为划分对象，突出重点，抓住主要环节。
　　（2）充分考虑工艺管理上的联系，以工艺联系紧密的一个或几个主体生产设备、设施为中心划分评价单元。
　　（3）以主要危险形式为依据，将危险模式、本质安全化状况、设备、设施、工艺、作业环境等方面存在明显差异的对象划分为不同的评价单元。
　　（4）考虑各装置在平面、空间布置的关系。
　　（5）考虑岗位设置状况。
　　（6）根据可能进行适当的合并或归类。
2.1.2 主体生产系统评价单元划分结果
　　依据以上划分原则，一般情况下主体生产系统评价单元可划分为9个（表2）。

2.2 辅助生产系统
　　辅助生产系统中各子系统的划分主要是根据其功能的不同进行，大致可分为以下8个：电气，防雷，防静电，供水，计算机集散控制及仪表系统，蒸汽，化验，消防，检修。

3 评价方法的选择

　　安全评价方法是对系统的危险性、危害性进行分析的工具。目前国内外已开发出数十种评价方法，每种评价方法的评价目标、特点、应用条件、适用范围均不相同，而且各有优缺点。
通过对制氧安全生产特点的分析，结合多年从事制氧企业安全评价的经验，选取表3所示的评价方法是较适当的。

　　各种安全评价方法均有其适用的条件，这一点需要特别注意。如有的评价单位将火灾爆炸危险指数法用于氧气装置，这是不妥的，其评价结论肯定与实际相悖。在制氧企业内火灾爆炸危险指数法只能用于氢气装置。

4 应重点关注的安全技术问题

　　制氧企业安全工作重点是防火、防爆、防窒息，危害辨识和安全评价的重点应围绕此问题进行。
　　（1）制氧企业内设备、设施间的防火间距应符合GB16912-1997《氧气及相关气体安全技术规程》和GBJ16《建筑设计防火规范》之规定。
　　（2）厂内所有装置动火作业必需确认空气中氧含量在18%~23%之间。动火作业时间较长时应跟踪监测。
　　（3）所有与工业氧气接触的部位严禁沾染油脂，检修后必须严格脱脂。
　　（4）在有可能发生窒息事故的场所作业，应确认现场空气中氧含量大于18%，方可进入。
　　（5）空分装置防爆。应确认分子筛前有CO2监测装置；主冷液氧中无盲管；液氧中碳氢化合物含量应能定期或连续监测，超限应能报警并及时排放；对可逆式流程，还应有良好的液氧循环、吸附装置。
　　（6）压缩机。透平氧压机应有充氮灭火装置，入口应有铜丝或不锈钢丝制作的过滤网；不得用氧气直接试车，应设置防火墙与周围隔离；冷却装置不得缺水、断水或漏水。空压机、氧压机、氮压机的防喘振、振动、轴位移、油压、油温、水压、水量、轴承温度、排气温度等报警联锁保护装置应完好。
　　（7）低温液体储运装置。每周至少化验一次液氧中乙炔含量，要求小于0.1×10-6，超过时应稀释并向外输送；水浴蒸发器的水温要求保持在40℃以上，蒸发器出口氧气温度应不低于0℃；低温液体罐不得满罐储液，最大充装量为储罐几何容积的95%，最低充装量为几何容积的20%，并设置高低液位报警装置；液氧泵的入口应设过滤器，密封气压力应在规定范围内，出口压力、轴承温度过高时声光报警装置应完好。
　　（8）氢气站。电解槽内极片间绝缘电阻应大于1kΩ；每小时应分析一次氢气、氧气纯度，确保氢、氧纯度都不低于99.5%，当氢纯度小于98%时应立即采取措施；氢气管道及储罐的接地必须良好，法兰间跨接电阻不大于0.03Ω；对各种重要参数的监控，应设有报警、联锁停车装置；氢气区域应有氮气的旁路设施，动火作业前须确认空气中的氢含量小于0.4%。
　　（9）充瓶间。充装前应确认：钢印标记、颜色标记符合规定，介质为氧气；安全附件齐全；有剩余压力（不小于0.5MPa）；在检验期限内；外观没有明显损伤；没有沾染油脂；首次充装或检验后的首次充装进行了置换和抽真空处理。气瓶的充气速度不得大于8m3/h，且充装时间不少于30min；充装间应设有压缩机紧急停车按钮；氧气和氢气必须采用防错装接头的充装夹具；充装台接地良好。
　　（10）氧气管道。氧气管道的流速应与压力、材质相匹配，并应符合相关规定；严禁采用闸阀；氧气管道、阀门及管件等应无裂纹、鳞皮、夹渣等；新安装的氧气管道或检修后的氧气管道必须吹扫干净，吹扫速度应不小于20m/s；氧气管道安装后必须进行强度及严密性试验。
　　（11）氩净化装置必须在确认粗氩中含氧量小于3%后方可加氢；催化反应炉温度不得高于500℃，超之能报警、联锁。
　　（12）透平压缩机应设隔声罩，各高压放散口应设消声器。