1、 制氧裝置的危險性及安全要素分析 摘要：制氧裝置涉及氧、氮、氬等，制氧裝置實際運行過程中存在的危險有害因素主要是爆炸、火災，其次還存在中毒窒息、觸電、機械傷害、高處墜落、物體打擊、低溫、噪音等危險有害因素。通過對制氧裝置所涉及到的主要生產裝置、設備、設施和物料進行分析，辨識出制氧裝置的主要危險有害因素，對相關安全要素進行分析，提出應采取的安全設施和對策措施，提高制氧裝置的安全管理。 關鍵詞：制氧，危險因素，分析，安全 第1章 引言 隨著國民經濟的發展，國內空分行業發展很快，裝備制造水平、生產能力等方面有長足進步。因空分行業的最終產品氧氣、氮氣等工業氣體主要服務于國家支柱產業，如化工產業、冶金產

2、業、醫療行業以及電子行業等。因此空分行業的未來發展與化工產業、冶金產業、醫療行業以及電子行業等息息相關。通過對空分制氧工程固有的和潛在危險、有害因素的辨識和分析，對工程可能出現的各種危險事故及其風險程度進行定性、定量分析，并預測重大事故的性質及危險、有害程度。分析、預測項目潛在的危險、有害因素，并找出制氧系統過程中應重點防范的危險、有害因素。提出保證制氧工程安全運行，避免各類事故的發生，保障員工身心健康的對策措施，同時提出有關勞動安全方面的意見及建議，為設計提供依據，為勞動安全管理工作提供重要的參考意見，以確保項目的本質安全。 第2章 國內制氧技術簡介 2.1制氧行業的發展工業上制取氧氣的方法

3、很多，常見的有電解水法（同時制取氫氣和氧氣）和分離空氣制取氧氣法兩種。電解水制氧的方法由于耗電量大，只有在使用氫氣的企業考慮綜合利用。空分制氧有兩種分離方法，一是全低壓吸附工藝，二是深度冷凍法分離空氣同時制取氧氣和氮氣。空氣深度冷凍分離法生產工藝按壓縮空氣壓力的高低又分為：高壓流程（1020mpa），多是小型；中壓流程（22.5mpa），多是中小型；高低壓流程（0.6、10、20mpa），多是大中型；全低壓流程（0.6mpa），多是大型。空分裝置是以空氣為原料制備氧氣和氮氣及氬氣等惰性氣體的分離裝置。空分機組制備氧氣、氮氣、惰性氣體（如氬氣）使用的主要原料就是充斥于大氣層的空氣。通過對空氣進行

4、壓縮、膨脹制冷，進而使空氣液化，利用分餾裝置精餾提純，在空氣中分離出氧氣、氮氣和惰性氣體（如氬氣）等產品。生產中使用的原料空氣不需要特殊開發過程，可以在生產地隨意獲得。目前空分行業是屬于化工產業的一個分支行業。根據空分行業自身發展趨勢來看，目前空分行業的發展具有以下特點：第一，裝備規模大型化。目前隨著化工、冶金產業生產裝置的大型化，對于氧氣、氮氣、惰性氣體（如氬氣）等工業氣體的需求也相應增加，這就要求與之匹配的空分設備具有更大的生產能力。經過多年的技術積累，我國空分設備的制造水平不斷提高。目前國內制造的最大空分裝置（杭氧制造）已經達到60000nm3/h空分的規模。第二，自動化水平不斷提高。目

5、前國內制造的空分裝置普遍采用dcs集散控制系統，實現了空分生產的自動控制。大大降低了勞動強度，減少了人員配置。第三，工藝更先進，可靠性、安全性更高。目前空分裝置普遍采用全低壓分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機制冷、規整填料上塔及全精餾無氫制氬等新工藝、新技術。在氬提取的過程中不再使用危險性高的氫氣，大大提高了可靠性和安全性。 2.2空分制氧工藝流程 原料空氣在空氣吸入過濾器中去除了灰塵和機械雜質后，進入空氣透平壓縮機中，借助中間冷卻器進行中間冷卻，將空氣壓縮至約0.62mpa(a)，然后進入空氣冷卻塔中冷卻。空氣在直接接觸式空氣冷卻塔中與水進行熱質交換，降溫至10，然后進入交替使用的分子篩吸附器。

6、用于冷卻空氣的水有兩部分：一部分為常溫水，由泵加壓后進入空冷塔中部；另一部分稱為冷凍水的則是來自循環水網，先進入渾水器中，而后經過水泵加壓進入冷水機組，降溫后進入空冷塔的頂部。出空冷塔空氣進入分子篩吸附器，分子篩吸附器為立式雙床層，用來清除空氣中的水份、二氧化碳和一些碳氫化合物，從而獲得干凈而又干燥的空氣。兩臺吸附器交替使用，即一臺吸附器吸附雜質，另一臺吸附器則由污氮氣進行再生。 凈化后的加工空氣分成兩路:一路被稱作膨脹空氣，首先經過一個精細過濾器濾去機械雜質，而后進入膨脹機增壓端增壓，增壓后的空氣首先在增壓機后冷卻器中被冷凍水冷卻，然后進入主換熱器中的膨脹氣通道，被相鄰通道中的返流氣冷卻后，

7、再從主換熱器中部抽出，進入透平膨脹機中膨脹，膨脹后的空氣進入上塔中部參加精餾；另一路空氣直接進入主換熱器被冷卻至露點溫度進入下塔。已冷卻的空氣進入下塔參加精餾。進入下塔的空氣通過塔板上的篩孔使塔板上的液體蒸發，由于氧、氮、氬的沸點間的差異，使更多的氮氣從液體中蒸發出來，同時經過塔板的空氣中更多的氧組分被冷凝下來。最終在下塔底部獲得含氧38%的富氧液空，而在下塔頂部獲得純氮。 下塔頂部的氮氣經過冷凝蒸發器，與來自上塔底部的液氧進行熱交換，液氧被蒸發，而氮氣被冷凝，一部分冷凝液氮再回到下塔作回流液，另一部分液氮，在過冷器中進行過冷，然后送入上塔頂部作為上塔的回流液。從下塔底部抽出富氧液空，在過冷器

8、中過冷，其中一部分富氧液空提供給粗氬塔冷凝器作為冷源，另一部分送入上塔中部參加精餾。 以不同狀態進入上塔的各物料：液空、液氮、來自粗氬塔冷凝器的液空蒸汽和膨脹空氣，通過上塔的進一步分離，在上塔底部獲得純度為99.6%的氧氣，經主換熱器復熱至12后出冷箱，作為氧產品送出。 從上塔的上部抽出污氮氣，經過冷器、主換熱器復熱后部分去純化系統作再生氣，另一部分去水冷塔。從上塔頂部抽出的氮氣，經過冷器、主換熱器復熱后分成兩股，一股作為產品氮氣并入管網，另一部分送入預冷系統的水冷塔。從上塔的中部抽取一定量的氬餾份送入氬塔，氬塔在結構上分為兩段，兩段之間由液氬泵連接，第二氬塔底部的回流液經液氬泵送入第一氬塔頂

9、部作為回流液，經過氬塔精餾，在塔上部獲純氬，并送入液氬貯存系統。 2.3 主要生產設備、設施 在空分系統的裝置中，主要包含空氣預冷系統、分子篩純化系統、增壓透平膨脹機系統、空氣分餾系統、液體儲存系統和循環水系統等。空氣預冷系統主要包含的設備有：自潔式空氣過濾器、空氣壓縮機、空冷塔（填料塔）、水冷塔（填料塔）、水過濾器、冷水機組等。分子篩純化系統包含的設備有：分子篩吸附器、電加熱器、放空消音器等。增壓透平膨脹機系統包含：增壓透平膨脹機組、增壓機后冷卻器。空氣分餾系統包含：分餾塔、主換熱器單元、上塔、下塔、冷凝蒸發器、主冷板式單元、過冷器單元、液氧蒸發器、液氧蒸發器板式單元、粗氬塔、粗氬冷凝器、粗

10、氬冷凝器板式單元、純氬塔、純氬冷凝器、純氬冷凝器板式單元、純氬蒸發器、純氬蒸發器板式單元等。液體儲存系統包含：液氧儲槽、液氬儲槽、液氮儲槽、水浴式液氧汽化器等。循環水系統由冷卻塔、全自動過濾裝置、軟化水處理裝置等組成。 第3章 危險有害因素辨識與分析危險因素是指能對人造成傷亡或對物造成突發性損壞的因素。有害因素是指能影響人的身體健康，導致疾病或對物造成慢性損壞的因素。在新鮮原料空氣中，主要成分是氮氣約為78.0%，其次是氧氣約為20.9%，氬氣等惰性氣體約為0.93%，二氧化碳約為0.03%，還有水蒸氣、臭氧及痕量的污染物如甲烷、乙炔、二氧化硫、二硫化碳、氧化氮及塵粒等。除了空氣中的氮、氧成分

11、作為原料外，乙炔、甲烷、二氧化硫、二硫化碳等污染物對工藝安全有重要的影響。為了能較為全面、準確地辨識空分制氧過程中潛在的各種危險有害因素，下面從涉及的危險化學品、工程裝置正常生產過程中危險有害因素等方面進行分析。 第3章主要危險物質的危險有害特性危險化學品安全管理條例所稱危險化學品，包括爆炸品、壓縮氣體（易燃氣體、不燃氣體和有毒氣體）和液化氣體、易燃液體、易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品、氧化劑和有機過氧化物、有毒品和腐蝕品等。根據危險化學品名錄（國家安監局2003第1號公告），制氧工程中涉及的危險化學品主要有：氧氣、氮氣和氬，它們均為第2.2類不燃氣體。另外，壓縮空氣在危險化學品名錄（國家安

12、監局2003第1號公告）中也屬第2.2類不燃氣體，助燃，并且壓縮空氣具有一定壓力，其危險有害特性可參考氧氣。表3-1 裝置中存在的主要危險化學品一覽表危險化學品名稱危險化學品分類危規號casun氧第2.2類不燃氣體（助燃）220017782-44-71072氮第2.2類不燃氣體（窒息性）220057727-37-91066氬第2.2類不燃氣體（窒息性）220117440-37-11006壓縮或液化空氣第2.2類不燃氣體（助燃）22003（22004）表3-2 主要危險化學品的有毒有害特性及防護、應急措施表物質名稱主要特性氧氣氮氣氬危險性類別第2.2類不燃氣體第2.2類不燃氣體第2.2類不燃氣體

13、理化特性無色無臭氣體。相對密度（水=1）：1.14（-183）相對密度(空氣=1):1.43飽和蒸氣壓（kpa）：506.62（-164）熔點（）：-218.8沸點（）：-183.1臨界溫度（）：-118.4臨界壓力(mpa):5.08溶解性：溶于水、乙醇無色無臭氣體。相對密度（水=1）：0.81（-196）相對密度(空氣=1):0.97飽和蒸氣壓（kpa）：1026.42（-173）熔點（）：-209.8沸點（）：-195.6臨界溫度（）：-147臨界壓力(mpa):3.40溶解性：微溶于水、乙醇無色無臭的惰性氣體。相對密度（水=1）：1.40(-186)相對密度（空氣=1）：1.38飽和蒸

14、氣壓（kpa）：202.64（-179）熔點（）： -189.2沸點（）：-185.7臨界溫度（）：-122.3臨界壓力(mpa):4.86溶解性：微溶于水健康危害常壓下，當氧的濃度超過40%時，有可能發生氧中毒；吸入40%60%的氧時，嚴重時會發生肺水腫，吸入氧濃度在80%以上時，會出現眩暈、心動過速、虛脫、繼而呼吸衰竭而死亡。長期處于氧分壓60-100kpa（相當于吸入氧濃度40%左右）的條件下，可發生眼損害，嚴重者可失明。液氧易引起低溫凍傷。空氣中氮氣含量過高，人吸入后血氧飽和度下降，人會因缺氧而窒息，以至死亡。工業場所空氣中氧的體積百分數不應小于19%（gb/t3862氮）。液氮可引起

15、低溫凍傷。普通大氣壓下無毒，高濃度時，使氧分壓降低而發生窒息。氬濃度達到50%以上，引起嚴重癥狀；75%以上時，可在數分鐘內死亡。當空氣中氬濃度增高時，先出現呼吸加速、注意力不集中、供濟失調。繼之，疲倦乏力、煩躁不安、惡心、嘔吐、昏迷、抽搐，以致死亡。皮膚接觸液化本品，可致凍傷，眼部接觸可引起炎癥。燃爆特性氧超過23%的氣氛有著火的危險（gb/t3862）。氧可助燃，是易燃物、可燃物燃燒爆炸的基本要素之一。能氧化大多數活性物質；與易燃物（如乙炔、甲烷等）形成爆炸性混合物。本品不燃。若遇高熱，本品容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。本品不燃。若遇高熱，本品容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。上一頁

16、1 2345下一頁續表3-2物質名稱主要特性氧氣氮氣氬防護措施工程控制：密閉操作，提供良好的自然通風條件。呼吸系統防護：一般不需要特殊防護。眼睛防護：一般不需特殊防護。身體防護：穿一般作業工作服。手防護：戴一般作業防護手套。其他防護：避免高濃度吸入。工程控制：密閉操作，提供良好的自然通風條件。呼吸系統防護：一般不需要特殊防護，當作業場所空氣中氧氣濃度低于18%時，必須佩戴空氣呼吸器、氧氣呼吸器或長管面具。眼睛防護：一般不需要特殊防護。身體防護：穿一般工作服。手防護：戴一般作業防護手套其它：避免高濃度吸入。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業，須有人監護工程控制：密閉操作，提供良好的自然通風條件

17、。呼吸系統防護：一般不需要特殊防護，當作業場所空氣中氧氣濃度低于18%時，必須佩戴空氣呼吸器、氧氣呼吸器或長管面具。眼睛防護：一般不需要特殊防護。身體防護：穿一般工作服。手防護：戴一般作業防護手套其它：避免高濃度吸入。進入罐、限制性空間或其它高濃度區作業，須有人監護滅火方法用水保持容器冷卻，以防受熱爆炸，急劇助長火勢。迅速切斷氣源，用水噴淋保護切斷氣源的人員，然后根據著火原因選擇適當滅火劑滅火。本品不燃。盡可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結束。盡可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結束。發生火災時，戴好呼吸器可用氬氣滅火。急救措施迅速脫離現場至空

18、氣新鮮處，保持呼吸道暢通。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫迅速脫離現場至空氣新鮮處，保持呼吸道暢通。如呼吸困難給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫迅速撤離污染區人員至上風處，并進行隔離應急行動迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿一般作業工作服。避免與可燃物或易燃物接觸。盡可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿一般作業工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復、

19、檢驗后再用。迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，并進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿一般作業工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗后再用。續表3-2物質名稱主要特性氧氣氮氣氬禁忌物易燃或可燃物、活性金屬粉末、乙炔侵入途徑吸入吸入吸入儲存注意事項儲存于陰涼、通風的地方。遠離火種、熱源。儲存場所不宜超過30。應與易（可）燃物、活性金屬粉末等分開存放，切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備。易燃品禁止在氧氣區域存放。儲存于陰涼、通風的地方。遠離火種、熱源。儲存場所不宜超過30。儲區應備有泄漏應急處理設備。儲存于陰涼、通風的地方。遠離火種、熱

20、源。儲存場所不宜超過環境溫度。儲區應備有泄漏應急處理設備。操作注意事項密閉操作，提供良好的自然通風條件。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。遠離易燃、可燃物。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與活性金屬粉末接觸。搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。密閉操作，提供良好的自然通風條件。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。搬運時要輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應急處理設備。密閉操作，提供良好的自然通風條件。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。防止氣體泄漏到工

21、作場所空氣中。搬運時要輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應急處理設備。包裝、運輸技術要求危規號：22001un編號：1072包裝分類：包裝標志：5，11包裝方法：鋼質氣瓶運輸要求：搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶和附件破損。危規號：22005un編號：1066包裝分類：包裝標志：5包裝方法：鋼質氣瓶運輸要求：搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶和附件破損。危規號：22011un編號：1006包裝分類：包裝標志：5包裝方法：鋼質氣瓶運輸要求：搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶和附件破損。注：此部分資料來自危險化學品的安全技術說明書和危險貨物運輸包裝類別劃分原則。 3.2生產裝置中主要危險化學品的分布制氧裝置運行過程中涉及

22、的主要危險化學品在各裝置或部位的分布見下表。表3-3 裝置中主要危險化學品的分布一覽表危險化學品裝置氧氮氬壓縮（或液化）空氣空氣過濾、壓縮空氣清洗和預冷空氣純化空氣分餾氧壓縮機氮壓縮機氧、氮液化液體儲存系統氣體儲存系統 3.3主要危險有害因素分析 空分制氧裝置涉及的氧氣為助燃物質，屬強氧化劑，泄漏后能與易燃物（如乙炔、甲烷等）形成爆炸性混合物。遇火源可能會發生火災爆炸事故；氮氣、氬屬窒息性物質，當空氣中氮氣、氬含量過高，人吸入后血氧飽和度下降，人會因缺氧而窒息，以至死亡，液氮還可引起低溫凍傷；制氧裝置中大量電氣設備的使用還易引發觸電事故；大型機械設備的運轉能產生噪音危害等等。因此，制氧裝置實際

23、運行過程中存在的危險有害因素主要是爆炸、火災，其次還存在中毒窒息、觸電、機械傷害、高處墜落和物體打擊傷害、低溫、噪音等危險有害因素。具體分析如下： 1、火災、爆炸 空分制氧工程以空氣為原料，空氣在分餾塔內分離過程中，各種組分分別在塔內不同位置得到富集。純氧具有強氧化性、助燃性質。如果空氣來源不清潔、沒有達到氧氣及相關氣體安全技術規程（gb16912-1997）要求的指標，即空氣中的有機物在除塵裝置、分子篩預過濾系統中沒有達到過濾指標，也就是沒有凈化徹底，有機物在純氧中積聚，在整個生產系統中的各個位置都容易發生爆炸。小的爆炸不容易引起注意，大的爆炸可損壞設備，甚至導致人員傷亡。空氣中的有機污染物

24、含量多種多樣，并且是不固定的，它們有乙炔、甲烷、乙烯、丙烯等碳氫化合物，有二硫化碳、其它含碳化合物、硫化物及其它還原性物質等。我國冬季使用燃料煤量大，空氣中二硫化碳、二氧化硫量較高，如果過濾凈化不徹底，在生產系統中積聚，在氧氣或液氧中達到爆炸下限即可發生爆炸。 乙炔在上述易爆物質中最為危險。乙炔在液氧中溶解度很低(在上面提到的有機物中為最低)，因而易析出、積聚。乙炔的爆炸敏感度很大，最小引燃能只有0.019mj。乙炔的爆炸范圍寬、危險性大，是上述物質中危險性最大的。乙炔在液氧中與氧反應能發生爆炸；此外乙炔本身不穩定，易爆炸。這些性質說明了乙炔是分餾塔中最為危險的污染物，因而也不難理解，對于空氣

25、分離裝置，危險物質的控制指標應以乙炔和碳氫化合物為主。另外，在空分制氧裝置中，也不應忽視有機粉塵、一氧化碳等進入空分塔引起爆炸的危險。空分制氧裝置所在的廠區生產過程中可能會產生粉塵、一氧化碳等可燃性物質，如果環保處理設施出現故障，產生的粉塵彌漫在空氣中以及周圍其他工廠產生的有機粉塵和近年來愈來愈嚴重的沙塵暴天氣等情況都可能會對空氣預處理系統產生較大影響。上一頁 12 345下一頁 空氣分餾系統大部分設備為壓力容器，為此空分設施設有壓力自動調節系統，如果壓力容器以及一些不屬壓力容器的設備在壓力自動調節系統失靈或事故狀態下不及時泄壓，超過其承載能力時就可能會發生爆炸。連接這些壓力容器的管道為壓力管

26、道，屬特種設備，也存在超壓爆炸的潛在危險。空分裝置內的介質為液態空氣、液氧、液氮等低溫物質，在低溫條件下運行，設備材質如果選用不當，會發生“冷脆”現象，導致脆性斷裂，引發爆炸事故。空分裝置如果發生液氧泄漏，液氧在設備外與可燃物形成爆炸體系，可發生塔外爆炸。因此，空分裝置應嚴禁油脂等可燃物污染。 當空分裝置發生氧氣泄漏或檢修氧氣儲罐時未置換或置換不徹底，作業環境達到富氧狀態，遇明火或高溫極易發生火災事故。富氧狀態下許多難燃物質會變得可燃，可燃物質會變得易燃，最小點火能下降很多，燃燒速度快且不易撲救。富氧狀態下的火災事故已發生多起，應引起高度重視。因此必須建立安全動火批準和分析檢測制度，并嚴格落實

27、執行。空分裝置使用的透平油和潤滑油及其分解產物的危險性也不小，尤其是氧壓縮機，應做好防止油脂和氧氣的泄漏工作。 液氧通過空分塔閥門時，長時間受到摩擦和氣流沖擊，在產生的靜電作用下，能夠使少部分液氧變成液態臭氧（o3），它是一種深藍色的液體，在通常條件下，液體氣化分解，能使氧分壓急劇增大，具有爆炸的危險。試驗證明，臭氧濃度達到25%（停車后，液氧大部分被蒸發的情況下，可能達到此程度）時會將可爆物質引爆。若臭氧和氮氧化物同時存在時，混合物的爆炸敏感性更高。高壓氧氣管道一般都采用鋼管，如果其內壁、閥門、接頭等管件的表面不平滑，有突起；氧氣管道彎頭多，且殘留有銹垢及磨損產生的鐵粒子和吸附劑粒子，氣流的

28、摩擦、撞擊等易引起氧氣管道的燃燒事故。氧氣管道內氧氣流速過大、輸送時產生靜電、液氧泄漏、絕熱壓縮（輸送過程中，急開或速閉閥門時）易造成氧氣管道的著火或爆炸。 空氣、氧氣壓縮過程中，如果機件冷卻不良或形成積碳易發生著火爆炸事故；氧壓機爆燃事故也是制氧過程的易發事故，當汽缸內溫度過高時，活塞環、皮碗或密封易發生分解產生可燃氣體，與氧混合而爆炸，當汽缸內進入鐵屑時，會因摩擦或碰擊而產生火花促使爆炸事故發生，由于裝配不良、磨損加快，常常會造成油封漏油，氣封漏氣，摩擦產生的火星，就會導致燃燒爆炸，在出口管道拐彎處和閥門后如果存在鐵銹，在高速氧氣吹刷下與鋼管摩擦起火，會導致燃燒爆炸。液氧泵發生爆炸事故的情

29、況有以下兩種：泵體內爆炸，即在葉輪和泵殼處爆炸，常常由于泵內落入鐵屑、鋁末等異物引起；泵體外爆炸，即在密封上半部和電機之間爆炸，主要是液氧泄漏和軸承潤滑脂燃爆炸，由于液氧在常溫下迅速汽化，易于短時間內在周圍形成一定的富氧區域，且液氧的大量蒸發，使儲槽內乙炔濃度也可能提高。 裝置區內存在明火，有導致燃燒、爆炸事故的可能，明火的主要來源如：a、設備、管道靜電接地設施不良引起的靜電火花；b、爆炸危險區域內使用非防爆型電氣設備產生電打火；c、明火管理不善，使爆炸危險區域內出現明火火焰、赤熱物體、火星、吸煙的煙頭和違章動火或用火、裝卸操作不當引起的撞擊或摩擦火花；d、避雷設施不符合要求引起的雷電火花；e

30、、站區內有明火取暖設施;f、絕熱壓縮；g、化學反應及發熱自燃等。 空分裝置的臨時停車再啟動，不可避免地存在主冷一定時間的低液面操作，此階段易發生烴類的局部濃縮，同時重新啟動時，換熱器在一段時間內工況如果不正常，自清除效果不好，會造成二氧化碳堵塞，再加上氣流沖擊，就有可能在主冷發生微爆，所以應最大限度的減少臨時停車的次數，或避免全排液，對主冷實行單獨加溫，有條件應全面加溫。 空分制氧生產裝置的變配電系統也存在火災爆炸危險性：變壓器是變配電系統的重要元件之一，如果變壓器發生故障，產生的電弧可能會使箱體內絕緣油的溫度、壓力升高噴出甚至爆裂噴出，同時電弧還可能引起絕緣油著火，而且火勢發展很快，如果沒有

31、有效的防護措施，會導致嚴重的后果。變壓器爆炸著火的主要原因有：繞組絕緣損毀產生短路（如老化、變質、絕緣強度降低、焊渣或鐵磁物質進入變壓器、制造質量不良等）引起著火爆炸事故；變壓器主絕緣擊穿（如操作不當引起過電壓，變壓器內部發生閃絡，密封不良，雨水漏入變壓器，引線對油箱內距離不夠等）；分接開關和繞組連接處接觸不良，產生高溫；磁路發生故障，鐵芯故障，產生渦流、環流發熱，引起變壓器故障等。 配電裝置、電動機以及各種照明設備等也存在電氣火災的危險。電氣設備本身除可構成引燃源外，也可能成為爆炸性氣體或火災易燃物的危險源。配電裝置等著火的原因主要有以下方面：部分電氣設備中充有大量易燃物如油浸變壓器、多油開

32、關等，在電弧作用下油可分解為大量可燃性氣體油霧；電氣設備過載時，發熱量往往大大超過允許限度，輕則加速絕緣層老化，重則會使可燃絕緣層燃燒而引起火災；電氣短路時，電源電動勢被短接，短路點阻抗變小，造成電氣回路中電流突然增大，在短路處可產生高達700的火花，甚至產生6000以上的電弧；不僅會使金屬導線熔化和絕緣材料燃燒，還會引起附近的可燃物著火及可燃性氣體與空氣混合物爆炸；接觸電阻過大，當電流通過時，在接觸電阻過大的部位，就會吸收很大的電能，產生極大的熱量，從而使絕緣層損壞以致燃燒，使金屬導線變色甚至熔化，嚴重時可引起附近的可燃物質著火而造成火災；電火花和電弧的溫度極高，可達5000，不僅能引起絕緣

33、物質的燃燒，甚至還可能使導體金屬熔化、飛濺，構成火災爆炸的危險源。 另外，安全生產管理不嚴格，有關人員的管理不到位、違反操作規程或操作失誤、對安全生產認識不足等，同樣也能引發火災爆炸事故。 2、中毒窒息常壓下，當氧的濃度超過40%時，人體就有可能發生氧中毒，出現胸骨后不適感、咳嗽，進而胸悶、胸骨后燒灼感和呼吸困難，嚴重者發生肺水腫，甚至出現呼吸窘迫綜合癥。當吸入氧濃度超過80%時，會出現面部肌肉抽動、面色蒼白、眩暈、心動過速、虛脫，繼而全身強直性抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。空分裝置的產品氮、氬均屬窒息性物質，它們泄漏后會沖淡大氣中的氧含量，使人吸入的空氣中氧含量降低，造成人體缺氧窒息，甚至死亡

34、。冷箱內的珠光砂是松散的，人員掉進去很容易被淹沒導致窒息，非常危險，也應加強防范。另外，生產裝置正常維修或檢修，作業人員如果不進行個體防護、進入塔、罐等限制性空間時無專人監護或長期工作在窒息性物質超標的環境中，也有造成人員窒息甚至死亡的危險。 3、電氣傷害空分制氧裝置廠區內高、低壓電氣設備較多，在進行電氣設備、電氣線路等的維護、檢修時，如果人員違章操作或電氣設備（線路）老化、過負荷、敷設不規范、安全用具不合格或長期不鑒定、電壓等級不符、使用方法不對等，有發生火災、爆炸事故的可能，同時，也存在觸電、燒傷、電擊傷等事故的可能。在檢修和排除故障中，如果人員違章作業、誤操作，以及電器本身缺陷或絕緣損壞

35、、線頭外露等未能及時發現和整改等原因，也可能造成觸電事故的發生。若人體不慎觸及帶電體或過份靠近帶電部分，都有可能發生電擊、電灼傷的觸電危險。特別是高壓設備和線路，因其電壓值高，電場強度大，觸電的潛在危險更大。變配電裝置、生產廠房、高大構筑物若防雷設計不合理、施工不規范、接地電阻值不符合規范要求，則雷電過電壓在雷電波及范圍內會嚴重破壞建筑物及設備設施，并可能危及人身安全乃至有致命的危險，巨大的雷電流流入地下，會在雷擊點及其連接的金屬部位產生極高的對地電壓，可能導致接觸電壓或跨步電壓的觸電事故。 4、機械傷害 機械傷害指各種機械設備轉動（靜止）部件、工具、加工件等直接與人體接觸引起的夾擊、碰撞、剪

36、切、卷入、絞、碾、割、刺等傷害。造成機械傷害事故的主要原因包括： 1）安全操作規程不健全或管理不善，對操作人員缺乏基本培訓。操作人員不按安全操作規程操作，未正確佩帶防護用具等。 2）設備在非最佳狀態下運轉。機械設備存在缺陷，機械設備的組成部件、附件和安全防護裝置的功能失效和人為損壞等，均可能導致機械傷害事故的發生。 3）工作場地環境不好也是造成機械傷害事故的原因之一。如工作場地照明不良、溫度、噪聲過高、地面或腳踏板被弄臟、設備布局不合理、零件及半成品堆放不合理等。制氧裝置區內使用到許多機械設備，如物料輸送泵、各類壓縮機等，如果這些設備的防護措施設置不當，操作人員在進行操作、檢修或在事故狀態時，

37、就有發生機械傷害的可能。如出現故障不停機處理、檢修時無人監護、不掛禁動牌、啟動前不全面檢查等都易造成機械傷害事故；另外，如果靠背輪質量不好、安裝不牢、無防護罩或操作失誤，可能發生靠背輪破碎飛出傷人事故；當轉動部分缺少護欄護罩，操作、擦洗時，操作人員觸及還可能發生撞擊、衣物或長發被纏繞而造成傷害。 5、高處墜落 高處墜落指在高處作業中發生墜落造成的傷亡事故。 空分制氧生產裝置區及儲罐區的設備、容器大都露天布置，作業平臺也較高，存在高處墜落危險，如空氣壓縮機組、空氣冷卻塔、水冷卻塔、水過濾器、空氣純化系統、分餾塔、增壓透平膨脹機系統、氧壓縮機、氮壓縮機等的巡檢處均在2m（含2m）以上，操作人員在進

38、行正常生產作業或巡檢、檢修作業時，如果梯子、防護欄桿、平臺等損壞、因腐蝕失去應有的防護作用或設置不規范、操作人員不小心等原因，就有發生高處墜落的危險。生產裝置區現場因各種設備和管道布置的需要，不同運轉層的地面上可能留有升降口、吊裝孔、閥門井、排水溝、坑、池等，也會因防護措施不完善發生墜落傷害事故。另外，電工、維修人員，進行高處安裝、檢修、操作等作業時，如果沒有佩戴安全帶、腳下沒有實物支撐等，也有發生高處墜落的危險。如果現場人員在正常操作或與檢修交叉的作業中操作不當、相互間配合不協調、精力不集中、違反操作規程或安全措施不健全或習慣性違章作業等，也有可能引發高處墜落事故。 6、物體打擊如果現場人員

39、在正常操作或與檢修交叉作業中操作不當、相互間配合不協調、違反操作規程或安全措施不健全或習慣性違章作業等，有可能引發物體打擊傷害事故。 7、低溫傷害 低溫環境會引起凍傷、體溫下降，嚴重時甚至導致死亡。低溫作業的人員受低溫環境影響，操作功能隨溫度的下降而明顯下降。如手皮膚溫度降到15.5時，操作功能開始受到影響；降到45時，幾乎完全失去觸覺的鑒別能力和知覺。空分制氧裝置中的液氧、液氮、液氬屬低溫產品，如果輸送這些產品的泵、閥門、管道及貯罐等設備密封不嚴、設備發生裂紋或破碎，將發生泄漏事件，噴灑到操作人員的身體上，由于它們的沸點非常低，加之汽化時要吸收大量的熱量，所以會造成人體冷凍。在處理盛有這些液

40、體的管道、閥門或容器等時，必須做好個體防護，防止造成凍傷。化驗分析人員為了檢驗分析液空、液氧等，需要對低溫液體取樣，也有可能造成凍傷事故。 8、噪聲危害 一般所稱噪聲系指生產性噪聲，生產性噪聲是指生產過程中產生的人們所不需要的一切聲音。噪聲的危害包括對人體的影響和對生產活動的影響，對人體的影響包括對聽力的影響和對人體生理和心理的影響。噪聲可誘發事故，在高噪聲環境中作業，人的心情煩躁，容易疲勞，反應遲鈍，工作效率下降，工傷事故增多。強噪聲還會損壞建筑物，如抹灰開裂、墻裂縫、玻璃損壞等。噪聲還對物體產生破壞作用，同時，強噪聲使操作人員作業精力無法集中，失誤率增加，而且干擾運貨車輛、裝卸機械、道路交

41、通警示鳴笛與指揮信號的傳遞，易引發二次事故。 空分制氧裝置生產過程中的噪聲源很多，如原料空氣過濾器；空氣透平壓縮機、空氣預冷系統（空氣冷卻塔、水冷塔、冷卻水泵、冷凍水泵等）；分子篩純化系統（動力設備、放空器等）；增壓透平膨脹機；分餾塔上的氧氣、氮氣放空部位；氧氣壓縮機以及為液氧貯罐、液氮貯罐、液氬貯罐配套的輸送液化氣體的泵等，如果設備選型、安裝不好或未采取降噪措施可能會產生較大的噪聲，操作人員如果長時間在附近操作，可能會對人員造成不同程度的傷害。上一頁 123 45下一頁 9、其他傷害 空分制氧裝置生產過程中其他傷害指除上述以外的傷害，如車輛傷害、起重傷害、物體打擊傷害等。 10 危險、有害因

42、素辨識結果 通過上述分析可知：空分制氧裝置區的主要危險部位是空分塔，其中的主冷及其附近的氧氣管道的爆炸危險性較大，其次是氧壓縮機、氧氣調壓站及其附近區域，另外，儲罐區、低溫液體裝卸車區域及其他壓力容器、壓力管道也為較危險的區域；生產廠房及其它有限性空間，包括設備內、工作中臨時形成的有限性空間為易發生窒息事故的危險區域。因此，必須加強防范措施，以防重大事故發生。空分制氧裝置生產過程中的主要危險有害因素種類及分布見下表。表3-4主要危險有害因素種類及分布一覽表危險有害因素危險部位爆炸火災中毒窒息觸電機械傷害高處墜落物體打擊低溫傷害噪聲空氣過濾、壓縮空氣清洗和預冷空氣純化空氣分餾氧壓縮機氮壓縮機氧、

43、氮液化液體儲存系統氣體球罐儲存系統氣體調壓站電氣系統維修化驗分析空分制氧生產裝置中危險性較大的設備見下表。表3-5裝置中危險性較大的設備一覽表序號設備名稱主要危害因素1空壓機爆炸、機械傷害、噪聲2空氣分餾塔爆炸、火災、高處墜落、低溫傷害3增壓透平膨脹機爆炸、火災、低溫傷害、噪聲4氧壓縮機爆炸、火災、機械傷害、噪聲5氮壓縮機爆炸、窒息、機械傷害、噪聲6液氧泵爆炸、火災、機械傷害7其他泵類機械傷害第4章 建設制氧站的安全要素 通過以上分析可以看出：空分制氧生產裝置正常運行存在的主要危險有害因素是火災、爆炸，其次是窒息和電氣傷害，另外，還存在機械傷害、高處墜落和物體打擊傷害、低溫傷害、噪聲傷害等危險

44、有害因素。主要的危險部位是空分裝置區和儲罐區。因此，在選址、設計、建設及裝置投入運行后要把如何預防火災、爆炸作為重點防范的危險因素加以考慮，以降低事故發生的幾率，減少事故損失。 4.1選址及總圖布置 空分制氧生產場所應選擇在環境潔凈地區，并布置在有害氣體及固體塵埃散發源的全年最小頻率風向的下風側，應考慮周圍企業擴建時可能對本廠安全帶來的影響。空分制氧裝置區周邊應當無乙炔站（廠），無電石、煉焦、煉油、液化石油氣生產廠，無合成氨、硝酸、硫化物生產廠及大批量金屬切割和焊接生產廠，與其他的重要公共建筑應保持在安全距離之外。另外空分制氧生產場所應具有良好的地質條件，不宜選擇在地震斷層及地震基本烈度大于或

45、等于9度的地震區。應避開滑坡、崩塌、河床沖刷、煤礦采空區、地層變形位移等不良地質現象的地區建設。初步設計前必須由有資質單位進行地質勘探。總圖布置時應充分考慮生產流程、生產特點、裝置與風向的關系和裝置的火災爆炸危險性，以減少危險有害因素的交叉影響。 4.2自然災害方面（1）防暑防寒為消除電氣設備運行產生的熱量，優化工作環境，在電氣室、操作室設置通風空調系統。（2）抗震為防止地震對建（構）筑物造成的危害，所有建（構）筑物應按建筑抗震設計規范和構筑物抗震設計規范及項目地有關要求進行抗震設計。（3）防洪為防止暴雨形成洪水造成洪澇災害，廠區應設置雨水及時排出系統，地下建構筑物設積水排除設施。 4.3勞動

46、安全防范方面 (1)防火防爆 為防止空分制氧裝置中碳氫化合物積聚引發爆炸，應將空分設備的吸風口設于空氣潔凈處，并采用分子篩吸附清除吸入空氣中的碳氫化合物，同時在運行中連續抽取少量液氧經噴射蒸發氣化后送入氧氣管道，以防止碳氫化合物在空分裝置中的積聚。各液體、氣體儲罐（槽）嚴格按照鋼制壓力容器進行設計。有爆炸危險的場所，電氣設備選用防爆型。排除氧氣的放空管引到室外并高出建筑物23米，在排氧的危險區域內應設置警告標志，嚴禁人員進入，并不得有任何明火和存放任何可燃的材料。液氧貯罐周圍5m的范圍內，不應有可燃物和設置瀝青路面。 (2)防雷、防靜電 設置防雷接地系統，氧氣生產、儲配系統應按類防雷保護進行設

47、計。廠房防雷保護利用金屬面或金屬網架做接閃器。通過鋼結構柱或混凝土柱內鋼筋做引下線就近接到接地網上，防雷接地電阻不大于30。 車間設置接地裝置，接地電阻不大于4。利用車間吊車梁鋼結構柱等和接地極連接組成保護接地網。分餾塔、主冷凝器、液體貯罐、所有可燃及有爆炸危險介質流經的架空管道等均應設防雷防靜電接地。有氧氣積聚的管道及設備均進行可靠的防靜電接地，接地電阻不大于10歐姆；對裝有法蘭或閥門的管道或有絕緣管件存在的地方，均采用導線進行跨接，并保證靜電接地的有效。 (3)防設備事故各主要生產設備之間設置必要的安全連鎖裝置，以避免誤操作造成設備事故。加強氧濃度的測定；在一定壓力下操作的氧氣設備，按有關

48、安全要求設置安全閥和爆破片。對危險性較大的設備設置超限報警裝置，盡量防止和減少事故的發生，保障安全生產。 (4)防機械傷害和人體墜落以操作人員的操作位置所在平面為基準，高度在2m之內的所有傳動帶、轉軸、傳動鏈、聯軸節等外露危險零部件及危險部位，必須設置安全防護裝置。各機械傳動裝置，如輸送帶、明齒輪、聯軸器、皮帶輪、飛輪等，易使人卷入的旋轉部分，應設置防護罩，并確保有效、可靠。廠房內設置安全通道及安全標志，車間內按有關規范要求涂刷安全色。架空管道的閥門及儀表應設置必要的檢修操作平臺。所有與地坪高差1m以上的平臺以及坑、溝等應設置梯子、圍欄或蓋板。 (5)電氣安全及照明 電纜視敷設場所需要采用阻燃

49、電纜或刷涂防火涂料，按規定間隔設置阻燃型橋架；所有電氣設備及電纜在安裝或敷設完成以后，采用防火堵料封堵全部電氣孔洞。所有電氣設備裸露的帶電部分在人體可能接觸的部位均應設置防護遮攔。所有電氣設備的正常不帶電金屬部分、支架等均設計可靠接零、接地保護，以防漏電或產生靜電。電纜溝內設排水設施，以防電纜浸水發生短路事故。各電氣室、變壓器室等的門窗、排氣孔以及通道應設置鋼絲網，以防小動物進入引起各種短路事故。存在危險因素的工作區域應設置必要的警示標志和照明。 為防止人體直接、間接和跨步電壓觸電，應采用接零、接地保護裝置和漏電保護裝置。不允許停電的應急照明設備還應安裝報警式漏電保護器。電氣作業人員作業時，應

50、穿戴好絕緣防護用品。根據環境條件（如潮濕、低溫、腐蝕等）的不同，選用加強絕緣的電動工具、設備和導線，還可使用絕緣防護用品。 生產裝置中應根據作業條件的不同合理選用安全電壓。將電氣設備的帶電部位實行屏護，與外界隔離。金屬屏護裝置必須接零或接地，屏護上還應掛有安全警示標志。 電氣設備設計時必須保持帶電部位與地面、建筑物、人體、其它設備等的安全距離不小于最小電氣安全空間距離，當無法達到時，應采取相應的防護措施。爆炸火災危險環境中，電氣線路的安裝位置應避開可能受到機械損傷、腐蝕及受熱的地方。10kv及以下的架空線路不得跨越爆炸火災危險區域。 電氣設備的電氣控制箱和配電盤前后的地板，應鋪設絕緣板。變、配

51、電室室內應備有絕緣手套、絕緣鞋和絕緣桿等防護器具。 (6)防凍傷 對需要保溫、保冷的設備及管道采取包敷措施，既減少能量損失，又防止造成人員燙傷、凍傷。同時，合理設置管道支、吊架，防止由于熱變形引起的管道損壞而造成事故發生。 (7)噪聲防護 針對空分生產過程中產生的噪聲，從機組設計、設備選型及平面布置等方面加以控制。盡量選用低噪聲設備外，對產生較高噪聲的噪聲源采取隔聲、消聲、阻尼吸聲及距離衰減等控制措施。壓縮機均設防喘振保護裝置及隔聲罩，電氣控制室及水泵房操作室等均采用隔聲門窗，室內噪聲不大于70db(a)。 正常生產時，操作人員均在主控室內操作及監控設備運行，定期巡檢人員佩戴耳罩或耳塞，以避免

52、高強度噪聲對身體的危害。上一頁 1234 5下一頁 (8)防人員窒息及通風主廠房、電氣室、水處理設施應設置通風系統。氧壓機、氮壓機附近設置氧氣濃度探測報警裝置，當氧壓機房氧氣濃度23%或氮壓機房氧氣濃度18%時自動開啟事故通風裝置。工藝設計中的泄放設施的設計，應充分考慮所涉及的氧、氮等的特點及泄放量，確保事故狀態下，能滿足工藝及安全生產的要求。 （9）在設備制造和采購過程中，應嚴格控制設備及備件的質量，嚴把設備、備件采購關，建議采用定點設備生產企業的產品，并加強日常維護及管理。 （10）主要設備、儲存容器及管線設計時應充分考慮到材質的耐低溫性能。 （11）所有設備、管線、閥門、儀表的連接必須緊

53、密，設備、管線和附件的連接應根據介質情況、壓力等級，除必須采用法蘭外，其他部位均應采用焊接。法蘭連接處的墊片應選用合適的材料；另外，管線上設置的取樣、檢測、廢氣排放設施必須安全可靠。 （12）管線設計時，必須考慮管線的振動、低溫及密封等因素，以便采取相應的技術措施。 （13）根據工藝和安全的要求，應考慮設備及管線的保冷，危險場所的設備及管線，其保冷應采用不燃或難燃材料。同時，管道及管件的防腐施工應符合國家現行標準的有關規定。 （14）氧氣管道宜架空敷設。氧氣管道可沿生產氧氣或使用氧氣的建筑物構件上敷設，且建筑物應為一、二級耐火等級。不應穿過生活間、辦公室，也不宜穿過不使用氧氣的房間。 (15)凡與氧氣接觸的設備、管道、閥門、儀表及零部件嚴禁玷污油脂。氧氣壓力表必須設置禁油標志。 (16)氧氣管道、閥門等與氧氣接觸的一切部件，安裝前、檢修后必須進行嚴格的除銹、脫脂。閥門及儀表已在制造廠脫脂，并有可靠的密封包裝及證明時，可不再脫脂。除銹可用噴砂、酸洗。脫脂可用無機非可燃清洗