冷箱扒砂作业的安全控制与管理

冷箱扒砂作业的安全控制与管理

马林

辽宁中集哈深冷气体液化设备有限公司辽宁铁岭150036

摘要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，冷箱扒砂作业是集密闭受限空间、高空作业、富氧氮、低温、粉尘、极易发生砂爆等危险性比较大的维修作业，扒砂作业安全控制与管理是顺利完成相关工作的关键，应落实安全措施，防止和减少事故发生。

关键词：冷箱；珠光砂；砂爆；安全控制与管理

引言

空分设备的运行周期一般为3年，每3年进行1次装置停工大检修，对装置进行全面加温，吹除掉低温设备、管道内积聚的冰、干冰、碳氢化合物等物质。同时，借机处理冷箱内部设备、管道存在的问题或者隐患，完成压力容器和压力管道的理化检验等大修任务。卸净冷箱内的珠光砂(简称“扒砂”)是冷箱内设备大修的前提，而在扒砂过程中，常会发生一些意外，给装置检修和开工带来严重的影响。空分冷箱扒砂的危害不容忽视。

1“砂爆”的产生

近几年来,我国大型空分设备冷箱先后出现了多起因冷箱内设备和管道漏液而引起的“砂爆”事故,造成冷箱鼓胀变形及冷箱内设备和管道受到不同程度的破坏,甚至直接危胁生命安全,严重影响了企业正常生产秩序。因此,防范空分设备冷箱发生“砂爆”事故,是确保大型空分设备安全运行的条件之一。空分设备冷箱出现的“砂爆”可分为两种:一是空分设备正在运行时发生的喷砂;二是空分设备停车检修扒砂时发生的喷砂。产生“砂爆”的主要原因是冷箱内漏液或存有一定量的低温液体,而冷箱内的珠光砂水含量低,流动性好,低温液体在密闭的冷箱内受热后急剧汽化,冷箱内压力急剧升高,冷箱中的珠光砂在低温液体急剧汽化膨胀的作用下,随气流通过压力释放口喷出冷箱,从而形成了“砂爆”。

2冷箱扒砂作业的安全控制与管理

2.1冷箱扒砂操作规程

（1）扒砂前应制定周密、详细的扒砂方案。做好扒砂前的各项准备工作，冷箱周围设警戒线，并有在紧急情况下的安全撤离通道。（2）一旦确认冷箱内因容器管道泄漏而使低温液体渗入珠光砂中，在冷箱停止工作开始加温时，应打开冷箱顶部和主换热器平台装砂口，以便于冷箱卸压。（3）加温应彻底，不留死角，并在塔内各点温度在常温后再加温1～2天，以使冷箱内珠光砂逐步升温，如时间允许，在加温停止后，冷箱最好能静置1～2周左右。（4）冷箱内珠光砂在冷箱内设备全面加温的同时用冷箱密封气加温干燥。（5）测量冷箱内气体含量，其含量应小于20%氧含量，加温结束后，关闭冷箱的密封气，直至冷箱密封气压力指示为0。（6）扒砂应从中部开始，在中部以上扒完后，方可开底部扒砂口，以减少砂爆发生的机率和降低砂爆发生的危害，如已确定冷箱内液体泄漏量较大，且冷箱静置时间短，则应分成多层扒砂，减少砂爆的机率及降低砂爆烈度。没有泄砂口的设备，拆卸人孔螺丝，但螺丝不能全拿掉，应在上两个角上仅有松动。（7）扒砂人员要提前做好施工技术及安全培训，配备护目镜、防尘口罩等劳动保护用品，对万一产生砂爆的人员撤离方法、路线要提前明确，并保证安全通道畅通。（8）严格控制泄砂速度，即泄即装。留有通道以便人员疏散。（9）扒砂时不得使用铁制设备，应使用专用木质工具，防止与冷箱碰撞产生火花点燃漏液。

2.2充分加热、安全放空，消除低温液态的珠光砂

防止珠光砂受潮，雨天、雪天不能进行扒砂作业。扒砂前将顶部人孔全部打开，释放压力，同时冷箱密封气必须保持开度，向塔内吹气，加温复热。按正常开机程序向塔内送气、缓慢升温，膨胀机停机。升温应至少使冷箱内温度达到常温。为安全起见，冷箱的基础温度应至少升到零度以上，此时泄漏的液体被塔器和冷箱密封气加温后，变成蒸汽从人孔泄放，冷箱内设备加热到常温后，关闭所有气源，对冷箱密封气化验，氧含量低于21%后再实施扒砂作业。在扒砂前，停止向冷箱密封送氮气，待冷箱内密封氮气压力为零时，方可扒砂。扒砂前若发现冷箱内珠光砂板结、潮湿，应打开冷箱顶部人孔和呼吸阀，用干燥气体对其单独进行加温或送密封气干燥一段时间。如果冷箱存在漏液现象，应静置一段时间，随后加大气量让液态物质全部汽化。如果冷箱内存在管路泄漏应对漏点进行隔离或切断流程，同时通入少量气源进行干燥，进行低压保压。

2.3严格落实各项措施，确保扒砂作业安全

(1)制定切实可行的扒砂方案和事故应急预案，并在作业前对预案进行演练。特别是有施工队伍参与扒砂作业时，一定要对施工人员进行详细的安全教育和施工安全技术交底。(2)扒砂作业前要先打开所有的装填孔，防止加温不彻底的珠光砂含有低温液体而在短时间内汽化，导致“喷砂”事故。为防止在富氧环境中撞击产生火花，作业中严禁使用铁器敲击冷箱的任何零部件。(3)对冷箱内部存在漏液的扒砂作业，一定要引起足够的重视。如果冷箱基础温度下降，要查明原因，采取措施，条件许可后才可进行扒砂作业。①扒砂前必须打开主冷箱和主换热器顶部的所有人孔，向冷箱通入适量的密封干燥氮气或仪表空气进行彻底加温，必须将冷箱内的所有设备加温至常温。②检测冷箱内气体的氧含量，若氧含量大于23.5%，必须将整套设备静止等待，直至合格。③扒砂作业必须从冷箱顶部开始，逐渐向下，也就是由上而下依次缓慢进行，严禁直接打开下部人孔进行扒砂。在打开下部人孔开始扒砂时，一定要保留至少一个螺栓用来控制珠光砂的流速，使珠光砂缓慢流出，并且要保证在确认珠光砂全部扒出后才可松开该螺栓。④冷箱内若有珠光砂结块，要从上部取出，防止其掉落砸坏设备。(4)在进行冷箱内设备检修作业前，要严格按规定办理进入受限空间作业、高处作业、吊装作业等相关票证。打开冷箱人孔前，采用仪表空气对冷箱内的富氧气和氮气进行置换，定期分析冷箱内气体的氧含量，确保氧含量在19.5%23.5%，以避免在通风不良处发生人员氮气窒息。打开人孔时，任何人不得正对人孔，防止发生窒息以及珠光砂喷出伤人事故，直至确认冷箱内没有气体排出。

2.4冷箱扒砂基本安全预防措施

（1）扒砂人员熟知扒砂的规定程序和安全注意事项以及发生事故时的安全撤离和应急救援措施。（2）扒砂场地设危险警戒标识，严禁无关人员出入。高空作业设栏杆或拦绳，做好防坠落措施。（3）冷箱顶及侧面被打开人孔口设置至少8mm钢筋焊制且间距为150～200mm之间的方格形安全铁栅或专用的安全网，防止人员掉落冷箱。（4）扒砂作业从冷箱上部开始，逐层往下，严禁从最底部的卸砂口直接扒砂。（5）扒砂开始时，派专人负责监控冷箱砂层下降情况，并根据砂层下降高度逐层从高往下打开各层人孔，发现珠光砂因凝结成的冰块不能彻底融化而结块或部分区域堆积过高无法正常下降时，停止扒砂作业并及时向负责人进行汇报，由专业人员配戴安全防护用品从冷箱顶部或上层人孔处采用压缩空气将此区域珠光砂吹散，以防引起砂爆造成安全事故并损坏冷箱内管道、设备等。（6）冷箱内含氧量非常高，遇到明火易发生爆炸。严格执行动火制度，施工中需要动火时，必须进行冷箱内氧含量取样分析，必要时用空气进行冷箱内气体置换，严格执行动火审批手续。

结语

随着深制冷装置日趋大型化方向的发展，冷箱装置的安全运行及检修尤显重要，加强扒砂全过程安全控制与管理，确保人员安全、设备安全、环境不受污染、不给后续工作留下安全隐患，在安全的基础上促进效益提升，才是不断的发展。

参考文献

[1]王立.空分设备冷箱扒砂操作的探讨[J].深冷技术，2007,(01).

[2]刘威,郑书亮,王珠锋.空分冷箱内泄漏及冷箱结霜原因分析[J].中国化工装备，2017,(04).