氨制冷系统中的安全装置和安全检查

氨制冷系统中的安全装置和安全检查1氨制冷系统的安全装置及其作用氨制冷系统常用的主要安全装置有安全阀、氨压力表、温度计、液位计、紧急泄氨器、压力控制器、压差控制器和安全假盖等。1.1安全阀氨制冷设备一般采用弹簧式安全阀，其作用是当制冷系统内压力超过限定值时，阀门自动开启，使氨通过安全阀自动泄放，从而保护设备及人员的安全。安全阀安装在氨压缩机上时，连通吸、排气管，当吸排气压力差达到1.6MPa时自动开启，让排气侧气体通向吸气侧。双级压缩机(缸)上的中压安全阀，当吸排侧压力差达以0.6MPa时也应自动开启。按照规定，氨制冷系统各压力容器上也必须安装与设备相适应的安全阀。冷凝压力下工作的高压容器其安全阀的调定压力为1.85MPa，中、低压设备安全阀的调定压力为1.25MPa。安装在安全阀前的截止阀应处于开启状态，加以铅封。安全阀的泄压管应高出氨压缩机间房檐1m以上；高出冷凝器操作平台3m以上。氨制冷系统安全阀口径选用可按以下公式计算：式中D1为压缩机安全阀口径；0.9为常数；V为压缩机排气量，m3／h。式中D2为容器安全阀口径；8为常数；D为容器直径，m；L为容器长度，m。目前，在制冷系统的氨泵回路和中间冷却器中，广泛应用的自动旁通阀是弹簧式安全阀的一种特定形式，也起着安全保护作用，即当压力超过调定值时，阀口自动开启，起旁通降压的功能。1.2监视器氨压力表、温度计和液位计都是保证氨制冷系统安全运行不可缺少的监视器。系统中每台氨压缩机的吸排气侧、所有压力容器和氨泵、油泵等设备均须装有相应的氨压力表。因氨对铜等金属有腐蚀，所以氨压力表不得用其他压力表代替，必须有制造厂家的合格证和铅封。其量程应大于最大工作压力的1.5倍，小于最大工作压力的3倍，精度不得低于2.5级。温度计设置在氨压缩机的吸排气侧、密封器端、分配站、热氨站的集管上，以便观察和记录系统的运转工况。为随时掌握容器内液面的变化情况，贮氨器、中间冷却器、氨液分离器等设备均应装设液位计。玻璃液位计采用高于最大工作压力的耐压玻璃管，并有金属保护罩、自动闭塞装置，如采用板式玻璃液位计则更好。1.3紧急泄氨器氨制冷系统装设紧急泄氨器是为了防止机房发生火灾等意外事故时贮氨容器的爆炸。紧急泄氨器上钻有许多小孔的进口管与高压贮液桶、蒸发器相连接。当情况紧急时，可将氨液进口阀与进水阀打开，在器内让氨液和水混合稀释后，经泄出口排入下水道中。紧急泄氨器不工作时，应定期检查阀门及连接管道，保证畅通。1.4压力控制器压力控制器又称压力继电器，是用于氨制冷设备的重要电器开关之一，其工作原理是以波纹管气箱为动力室，接受压力信号后使波纹管气箱产生位移，推动触点的通和断，达到控制保护的目的。压力控制器分高压及低压两部分，可以单独使用，也可组合成一个整体。压力控制器高压波纹管接在氨压缩机排气端的三通阀旁通孔上，当制冷系统排气压力高于正常值时，控制器动作，切断电动机电源。低压波纹管接在氨压缩机吸气端三通阀的旁通孔上，它也会因吸气压力低于正常值时而自动切断电动机电源。压力控制器高压部分调定压力为1.65～1.7MPa，低压部分调定压力为：比最低蒸发温度低5℃时的压力。1.5压差控制器氨压缩机在运行过程中，各相对运动部件需要一定压力的润滑油不断地进行润滑和冷却。由于油压过低，部件润滑不良，会造成机器损坏。所以，应该安装压差控制器(压差继电器)对油压进行控制。在氨压缩机上安装压差控制器时，其高低气箱波纹管通过压力接入管分别与油泵出油管和压缩机吸气管连接，它接受润滑油泵排出压力和压缩机吸气压力(曲轴箱压力)两个压力信号的作用。当这两个压力的差值小于最低断路压力0.15MPa时，控制器开关动作使压缩机断电停车。此外，压差控制器还可用作为断水保护及氨泵空转保护的安全保护装置。1.6过滤器干燥器氨蒸气压缩式制冷循环系统是一个要求严格的密闭系统。其内既不允许有空气、水分、金属粉尘，也不允许有任何脏物，否则就可能带来机器损伤或脏堵、冰堵等危害。因此，不仅压缩机进气侧、供油系统要装设过滤器，而且在贮液桶与节流阀之间的输液管道上要加装干燥器和过滤器。1.7安全假盖紧急按纽氨压缩机每个汽缸排气部分都装有带缓冲弹簧的安全假盖，当气缸遭受液击或机械物冲击时，可以顶起假盖，防止气缸损坏或气缸盖爆炸。为了预防突发事故，在机房门口或外侧方便的位置须设置切断氨压缩机电源的紧急按钮。此按钮应设专用线路，加明显标志，能停止所有压缩机的运转。若机器控制屏设于总控制间内，每台机器旁要增设按钮开关。1.8其他安全装置氨压缩机高压排气管和氨泵出液管上的止回阀，冷凝器与贮液桶之间设有的均压管等也为氨制冷系统常用的安全装置。自动控制的压缩机还装有排气温度过高保护、电机温度过高保护的温度控制器，并装有防中间冷却器和循环贮液桶液位过高的保护装置，一旦情况不正常即可自动停车。2氨制冷系统安全检查内容及要求对氨制冷统加强日常安全检查、维护和管理，才能保持设备装置良好的技术状态，达到安全高效运行的目的。氨制冷系统安全检查的主要内容及要求如下；(1)压缩机内应无敲击声。氨压缩机正常运转时，除进气和排气阀片有规律的上下起落发出的清晰声音外，不应有其他任何非正常的敲击响声。(2)排气压力和吸(排)气温度须正常。氨压缩机高压排气压力不得超过1.5MPa，压比等于或小于8。吸气温度：单级机或双级机低压缸应比蒸发温度高5～15℃，双级机高压缸一般在-5～5℃。排气温度：单级机应在80～150℃，双级机低压缸应在60～90℃，高压缸应在70～120℃。(3)曲轴箱油面位置正确。当为一个视孔时，应持在下视孔2/3到上视孔的1/2范围内。密封器不可渗油。润滑油不应起泡沫，否则要查明原因，及时处理。(4)油压、油温适中。系列化氨压缩机的油压应比曲轴箱内气体压力高0.15～0.3Mpa，其他采用齿轮油泵的低转速压缩机应为0.05～0.15Mpa。因油温过低，粘度过大，油温过高又影响润滑性能，故曲轴箱内的油温一般在45～60℃，不得超过70℃，油泵及油管内温度不低于5℃。(5)压缩机机件温度无异常。轴承温度一般为35～60℃。密封器温度不得超过70℃，压缩机其它磨擦部件温度不得超过机房室温的25～30℃。另外，还要注意的是除了吸气阀部分应结干霜外，缸盖、缸体和曲轴箱都不应结霜。(6)容器内液位符合规定。如高压贮液桶液面应保持在容积的30%～80%之间；中间冷却器液位应控制在指示器高度的50%左右，并高于进气管口150～200mm以上；循环桶液位保持桶高的1/3左右，不宜超过1/2；集油器的贮油量不应超过其容积的70%等。对一般情况下应无氨液的低压贮液桶，若液面达到30%，应进行排液。(7)设备压力、温度的变化，要保证制冷系统有效安全进行。正常情况下，冷凝压力与冷凝温度，蒸发压力与蒸发温度呈对应关系。冷凝压力，温度随冷却水温度及供水情况而定。冷凝温度一般低于40℃，比冷凝器出水温度高3～5℃，冷凝压力最高不得超出1.5MPa，蒸发压力、温度随制冷温度的要求而定，当蒸发为0℃、-15℃、-28℃、-33℃时，相应的蒸发压力分别为0.44MPa、0.24MPa、0.13MPa和0.11MPa。(8)制冷系统所有设备连接管路密封性能良好，无泄氨现象。管路上过滤器不发冷、不结露霜；节流阀进液端无白霜，但阀体下半部及出液端有薄薄一层松软的白霜。(9)各风机及电机运转平稳，冷却水循环系统水泵运转正常，水循环管路及水池无严重漏水处。(10)压力控制器、压差控制器和温度控制器等安全装置技术状态良好，调整适当，在所要求的压力(温度)数值范围内能起自动控制的保护作用。各氨压力表指示正确，指针稳定。(11)对制冷系统使用的安全阀、氨压力表、温度计、保护开关等应按规定定期校验。其中安全阀、氨压力表每年至少送法定部门校验一次(经检验合格后加铅封)，确保灵敏可靠，准确无误.氨制冷系统检修动火注意事项由于氨在制冷系统的管道、设备中有与机油混合的可能，使得氨制冷系统在安装、检修过程中异常危险，极易造成火灾、爆炸事故。石家庄电化厂在近两年内对氨制冷系统的一些设备、管道更新和维修过程中总结了一些经验。首先，要拆除的管道、设备必须通过加盲板、关阀门等方式与运行系统完全隔绝，以防引起运行系统的燃烧爆炸。其次，由于管道、设备内残存的氨油混合物极不易除净，因此如动火拆除必须进行有效地处理。该厂在处理时一般先用水转换化验合格后，在注满水的情况下，上部充氮，拉断法兰螺丝进行拆除。在设备、管道未充满水的情况下动火是极其危险的，例如该厂于2003年4月拆除8℃水蒸发器的过程中，在注满水的情况下割断了上部的管路法兰，下部连接法兰处，由于水未满过法兰，虽经化验氨含量合格，但在拉螺丝时仍然出现了局部爆鸣。因此，拆除氨管道与设备时，为确保安全，必须在注满水的情况下动火，否则应当用手锯沾黄油割断。需更换的管路或设备与运行的氨系统连接，同样存在很大危险，因此必须采取安全可靠的措施。以下为该厂从实际操作中总结出的几项措施：1）与所连接的管路或设备加设阀门或短节双盲板隔绝，否则动火温度高达1300℃以上极易使盲板受热，引起设备或管道内氨油混合物着火，进而引起爆炸。2）在较长管路更换中，由于管路太长，焊缝较多，因此除采用加阀门或双盲板隔绝点焊碰头外，还必须采用先打压试漏，再与氨系统连接，方可避免通氨后有漏点造成补焊危险。3）对于无法加阀门及短节双盲板的管路，只能通过充氮的方法，边充氮边动火。如该厂在2002年更换蒸发器过程中，由于原压缩机进口管（ф159）与旧气液分离器室内连接处无法兰，因此必须割断旧管，但此管离地面5～6m，手锯难度很大，而动火断管容易造成管内积油遇火燃烧，为此技术人员经过多次选点，进行分析最终确定采用压缩机进口持续充氮的方法动火操作，在操作中通过持续充氮阻断了火焰往管内的延伸，确保了管路的安全连接。氨制冷系统实施“压力管道”中一些问题的探讨冷库建设随着科学技术的发展进步，各种规范制度建立健全，对其安全性要求越来越严格。一九九六年四月、劳动部颁发了《压力管道安全管理与监察规定》的通知，二OOO年国家质量技术监督局和建设部有发布了“工业全属管道设计规范”（GB50316-2000），二OO一年颁发的GB50072-2001《冷库设计规范》中对制冷系统中使用管子作为强制性条文规定：“制冷系统的管子应采用无缝钢管、其质量应符合现行国家标准《流体输送用无缝钢管》GB8163的要求，应根据管内的最低工作温度选用钢号；管道的设计压力应采用2.5Mpa（表压）”。二00二年十二月二十六日，上海市质量技术监督局在报刊上告示了压力管道设计、安装单位资质，使冷库的设计和建设纳入了“压力管道”管理范围，现就二年来在氨制冷系统设计和施工方面的实施谈些想法。由于制冷剂氨（NH3）为二级毒性的商品，当在蒸汽中容量达0.5-0.6%，就要使人致死，同时氨蒸汽在空气中含量达15.5-27%，遇明火就要爆炸。因此用于冷库中高、低压贮液桶、中冷器、油分离器等均属压力容器，各单位在购置这些容器时都能认真选择生产厂，捡查合格证，使用中进行检测，这在行业中已习以为常。劳动部颁发了《压力管道安全管理与监察规定》的通知，对在生产、生活中输送可能引起燃爆或中毒的危险性较大的管道称为压力管道，为特种设备，将压力管道的管理纳入了法制管理阶段。根据氨的毒性、及在冷库中工作压力，属工业管道GC2级中“输送GB50l60《石油化工企业设计防火规范》及GBJ16《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质、且设计压力P＜4.0Mpa的管道”。即设计和施工的单位必须取得GC2级的资格证书，才能从事氨为制冷剂冷库的设计和施工。并不是找个技术人员业余设计一下就可解决的。1冷库制冷管道以氨为制冷剂的冷库管道己定为GC2级的工业管道，固此冷库中氨的管道设计必须遵守GB50316-2000“工业金属管道设计规范”中的条文。和以往氨制冷系统设计比较、应特别注意主要以下几方面。1.1制冷管道材质的选择制冷管道材质的选择与制冷剂的温度有关，以往在冷库中均用GB/T8163的10＃或2