分析冷库漏氨的检查与安全措施

分析冷库漏氨的检查与安全措施

黄增健

广西五洲交通股份有限公司 广西壮族自治区南宁市  530028

摘要：当今，由于我国改革开放的不断发展，经济效益的稳步提升，使得我国在各方面都有了显著的进步。不论是工业、农业等方面，近些年来，所取得的成就都是不计其数的。笔者在本文当中主要采用MATLAB数学软件，来对氨本身作为泄漏源，在不同的风速当中，进行相应的计算以及数据分析，不同的高度以及大气压的稳定程度不同，来对氨本身作为泄露源的扩散范围以及扩散浓度进行相关的研究。通过实验，来得到氨，作为泄露源在不同的风速，不同的高度，以及大气压稳定程度的不同来对其总结出定量范围的相关结论。可以作为相关厂房周围的道路设计、救援通道的设计、工人疏散安全的相关方向及距离方面提供相应的数据支持。并与此同时，设计出室外冷冻站的储液罐提供相应的设计方案。

关键词：冷库；氨泄漏；安全措施

1. 氨本身的相关特性

1. 本身毒性较大

根据美国的“美国国立火灾保险组织”有关毒性的分类当中，总共将冷媒的毒性分成一至六，六个等级，其中六级毒性极小，一级毒性最大。在“美国国立火灾保险组织”的分类当中，氨的毒性等级为二级，毒性较大。当空气当中的氨浓度升高为四百零八ppm浓度时，将会刺激人类的鼻腔以及咽喉部位。当空气当中的氨浓度升高到五千ppm浓度时，就会对人体产生十分严重的危害。但是，人类在含有氨含量浓度为百分之零点五之至零点六的空气当中，停留时间超过半个小时，就会对人造成生命危险。由此可见氨本身的毒性较强。

2. 会燃烧及爆炸

氨本身在与空气混合时。若是空气当中含氨达到百分之十六至百分之二十五的时候，将会引起爆炸；若是空气当中含氨达到百分之十一至百分之十四的时候，将会引起燃烧。。因此车间内工作区域里氨蒸气的浓度不得超过二十mg/m3。当氨出现严重的泄漏情况时，基于氨本身具有十分强的扩散性，暴露于空气当中的氨含量浓度不断地在变化，当浓度达到上述所说，就会引起燃烧，或者是爆炸的情况产生。

3. 本身质量较轻

氨的本身重量为空气本身重量的零点五九七。所以，在车间当中出现氨泄漏的情况时，下部靠近地面的空气氨浓度较低，顶部靠近车间顶的空气氨浓度较高。

4. 本身易溶于水

氨本身有易溶于水的特性，一千升的氨气能溶于一升水中。当我们将它换算成重量单位时，一百克的水中，能够融解掉四百四十克的氨。对于安全急救的方面来说，易溶于水的特性是十分重要的，若是车间当中出现氨泄漏，可以采取喷水的方式来对车间内空气当中的氨，进行吸收，溶解掉空气当中的氨，降低浓度。但是由于溶于水当中的氨，经过水的蒸发，还会挥发出来，将会再次使空气当中氨浓度升高。

5. 对部分材料有腐蚀作用

氨，对于铜，以及铜合金有一定的腐蚀作用。所以，由于它这种对铜以及铜合金会产生腐蚀的状况来说，对于氨的相关制冷设备，以及相关管道，将不能使用铜合金。但是，氨本身对于磷青铜的腐蚀性而言，就不显得那么突兀，腐蚀性较低，所以，冷压缩机的活塞环以及压缩机的轴承部件都可以采用磷青铜来进行制造。

6. 本身的化学反应

氨在化学当中，本身呈一种碱性反映，所以，当吸入氨气或者是与氨液进行了相关接触以后，我们可以使用醋酸、硼酸或者是柠檬酸等酸类液体，与氨产生相关的化学反应，进行中和，使得氨本身经过化学反应成为中性盐，这样就可以减少氨的部分毒性。我们在氨中毒的相关急救工作当中，经常使用这个原理，来进行急救。

二、氨泄漏的主要位置

我们将我国的某个冷冻厂作为实验的对象。冷库的建筑面积为两万平方米，储存氨的含量大约为三十吨。根据相关制冷的系统，在其进行实际的运行中来分析，产生的主要安全风险就是：氨泄漏。液氨制冷的系统当中，容易发生泄漏的设备总共有七类，我们按照泄漏概率按大小的方式进行排列，排列方式为：制冷压缩机、各种泵类零件、柔性连接器、各种阀门、管道线路、储液桶以及加压或冷冻的相关容器。我们主要对显示措施失效的原因所导致的泄漏进行相关的论述。

①当氨储液罐本身的压力值，超过了所允许的额定值时，将会在薄弱处产生局部的泄漏。②当氨储液罐的使用期限过长，或超出了额定的使用期限，储液罐内壁将会因为氨气的不断腐蚀而变薄，出现细小的裂缝，从而造成氨泄漏。③液氨制冷系统本身进行控制的放气压力高于氨储液罐的额定压力时，将会导致氨气泄漏。④当由于疏忽，未对氨储液罐的安全阀门进行定期的检验以及更换时，氨储液罐内部的压力一旦升高，安全阀门的弹簧就不能够进行卸压操作，出现失效的情况，弹簧无法进行弹起时，就不能进行报警操作，产生氨储液罐的局部泄漏。⑤当氨储液罐本身所存储的氨气容量大于内部容量的百分之九十五时，是不允许的。当步入夏季，周围环境的温度升高，氨储液罐本身没有及时地去采取方式来对储液罐进行温度的降低以及内部氨容量的减少。就会导致其氨储液罐内部的氨，气化使得储液罐内部压力圣盖，在氨储液罐薄弱处，产生氨泄漏。⑥有一些氨储液罐的液位显示，采用的为平板玻璃液位计来进行显示，长期使用氨储液罐将会因为耐压强的等级不够，从而导致显示液位的玻璃液位计产生破裂。⑦当高压储液罐的连接管道由于受到腐蚀作用，或者是出现压力较高的情况时，将会使得连接管道出现破裂，链接压力表以及储液罐之间的管道耐压强度不能够达到基本要求，无法达到之前所设定的部分压力值，造成管道破裂。⑧由于进行管道施工时的工作缺陷，导致焊接的质量不够到位，相邻管道之间或者是管道与储液罐之间的连接处，没有焊好，或者是在连接处夹杂有焊渣，就会因本身无法承受长期所设定的基本压力值，从而在管道的缺陷部位，或者是管道与储液罐之间产生断裂，或者是经过腐蚀，而出现泄漏的情况产生。⑨由于进行储液罐的相关设计出现缺陷，储液罐内部的结构出现受力不够均匀，从而在储液罐的长期使用当中出现破裂。

三、基于MATLAB的模拟实例

1）什么是MATLAB？

MATLAB是一款软件，本身的应用范围十分广，是集通信领域、图像信号处理领域、控制系统研发领域、测试计量领域以及计算生物领域等领域一款商业数学软件。本身的语言结构十分简单，能够对计算的过程进行简化，使用微机就能对相关数据去进行模拟，本身运行的时间较短，对于仿真的结果是十分高的，并且其本身支持三维动画，所以，我们采用它作为模拟工具。

2. 工程模拟实例

首先，我们先模拟出边界的相关条件。根据我国现有的标准进行分析，结社泄漏为最理想的状态，我们可以确定出①泄漏时，泄漏的液体以及房间外的温度没有变化②空气与氨气之间遵循理想气体状态方程③泄漏过程当中不考虑强度的变化④储液罐作为泄漏源，由于焊接质量问题出现缺口，面积设定为0.0001平方米，位于储液罐液面下半米以及两米的位置，获得不同的效果，冷凝压力为1.8兆帕斯卡，压力不变化，温度不变化。⑤省略障碍物对扩散的影响。

而后，我们来进行模拟，①对于扩散参数的确定②对于泄漏源的强度确定③对于毒害区域的相关划分。

最后，我们通过MATLAB数学软件来进行泄漏模拟的计算。

4. 计算结果分析

1. 泄漏源的高度不同，其余参数相同的情况下，各个等农独显也有所不同，高度不断增加，浓度不断下降，泄漏源的高度越高，危害越低。

2. 风速不同

风速越大，对于氨的扩散越强，从而降低致死浓度以及半致死浓度的范围。

3. 大气稳定不同

大气稳定度越接近稳定，越不利于氨的扩散。但同时不稳定的大气稳定度会扩大氨扩散影响范围。

4. 随着泄漏源高度、风速以及大气的不断变化，致死区越小，变化的程度越大，其次是半死区，直接致害区越小，变化略小不太明显。

根据研究得出：影响气体扩散浓度的范围的大小主要和以下几个因素有关,首先是泄漏时的风速影响，风速越大，有害气体越容易扩散，因此受氨气造成伤害的致死，半致死区域就会减小，可见风对有害气体的扩散是有利的，但是由于风速的扩散会增大泄漏的影响范围。其次是大气稳定度,当大气稳定度越高,此时风速较低，空气不易流动，有害气体扩散较慢,

因此当有毒气体泄漏后会增大致死和半致死区域的范围，使得事故产生的后果越发严重。最后是泄漏源的高度，泄漏源距离地面越低，在地面造成致死浓度和半致死浓度及直接致害区的范围就越大。

参考文献：

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