摘要：冷库氨制冷是常见的制冷方式，但是，在制冷的过程中要针对常见的安全问题采取相关的措施，保证冷库氨制冷系统的稳定运行。
关键词：冷库；氨制冷系统；安全问题
1.前言
氨作为一种天然制冷剂，具有优良的热物理性能，且绿色环保、价格低廉，被广泛用于全球制冷领域，在使用过程中要采取必要的措施，保证氨制冷系统的安全运行。
2.氨制冷剂的特点
2.1氨是一种天然的中温制冷剂，其优点有：
1）标准沸点较低(33.3℃)，临界温度较高(132.3℃)，可用工作范围广，在常温和普通低温范围内压力适中；
2）单位容积制冷量大，汽化潜热大，节流损失小，传热性能好，制冷系统COP高；
3）吸水性强，能防止管路“冰堵”；
4）与润滑油基本上不互溶，且比油轻，系统排油容易；
5）价格便宜，制取容易；
6）常温及低温下化学和热稳定性高；
7）有刺激性气味，一旦泄漏，极易检测出，空气中含有20ppm的氨时，人的嗅觉即可分辨，可以在达到危险浓度之前及时采取防护措施；
2.2氨制冷剂的缺点：
1）有毒，易挥发——对人体粘膜组织（如眼、鼻、咽和肺等部位）有强烈的刺激作用，当它在空气中的体积含量达到1,700ppm以上时，人在其中停留30min就会中毒甚至死亡，若有泄漏，还会污染食品或产品；
2）可燃，易爆——当氨在空气中体积浓度达到11%~14%时即可点燃（燃点630℃），当体积浓度达到16%~25%时遇明火可引起爆炸，因此，国家卫生标准中职业接触限值的短时间接触容许浓度PC-STEL为30mg/m3。
3.氨制冷系统使用存在的问题和继续使用氨系统的必要性
3.1氨库使用存在的问题
到目前为止，我国多数大中型冷库是以氨为制冷剂的集中式制冷系统。就总体来说，我国冷库行业起步晚，全国现有冷库中，属上世纪70年代、80年代建造的比例很高，冷却设备耗金属量大，安全措施很不完善、存在着较大的安全隐患，冷却效果也差；生产管理混乱，职工业务水平相对低下，设备技术陈旧，自动化程度比较低，导致耗能较高。我国全国冷藏平均耗电水平远高于国外同行业平均水平。如我国冷藏耗电量全国平均为131kW•h/m3；而日本为48~56kW•h/m3；英国为60kW•h/m3。由于氟利昂制冷系统在能效、换热、系统设备简单和自控方面的优势，人们似乎把我国的氨库使用现状的种种不利都归咎与制冷剂氨的使用上，近年来国内对氟利昂库的应用逐渐增多。
3.2冷库继续用氨作为制冷剂的必要性
自1987年《蒙特利尔议定书》签订以来，制冷空调界为了保护臭氧层，国际上曾采用DOP相对较小的HCFCs类制冷剂（主要为R22），目前主要采用DOP=0的HFCs类制冷剂（主要为R134a、R410a、R407c等）逐步完成了对CFCs类制冷剂的替代。但随着对地球环境的进一步研究，人们逐渐认识到当前所大量使用的制冷剂是地球气候变暖的主要诱因之一，缓解全球变暖变得极为迫切。由于HFCs类制冷剂的高温室效应潜能问题，所以目前市场上的主流应用HFCs类制冷剂（R134a，R404A，R507a，R407C和R410A等）又面临淘汰。经过大量的研究，人们逐步认识到：目前的侯选制冷剂没有一种是理想的，未来要想很快发现理想制冷剂也是极不可能的。因此，人们重新将目光转向对地球生态系统无害的氨、二氧化碳等自然工质。氨的DOP=0，GWP=0；在实际应用中，国外氨库在发达国家（美国、德国、加拿大）的冷库中的使用占绝大多数，且使用效果良好；在国内外大中型冷库中，目前采用氨制冷剂是主流：今后氨仍然将是主要制冷剂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4.氨制冷系统工艺存在的危险有害因素
由于设备损坏或密封点不严、操作失误引起氨泄漏，未及时发现、处理，从而大量释放易燃、易爆、有毒的氨，遇明火（检修动火、吸烟、雷电火花、静电火花、汽车排烟火花及铁器撞击、与场面摩擦）将会导致火灾、爆炸、中毒等重大事故发生，因此，首先应杜绝生产装置的跑、冒、滴、漏，其次应对发生的泄漏能及时发现并采取相应的措施。在制冷循环过程中，涉及到贮氨器、低压循环贮液桶、氨液分离器、氨油分离器、集油器、空气分离器、冷凝器等压力容器。压力容器是工艺系统中最易发生事故的环节，设备及管道等若超温超压、安全附件失灵及安全防范措施不力，极易引起泄漏和超压物理性爆炸，从而引发次生灾害。在整个氨系统中，主要存在火灾、爆炸、容器爆炸、触电、中毒和窒息、冻伤、灼烫等危险有害因素，安全设施还应针对这些危险有害因素进行综合考虑。
5.当前冷库氨制冷系统普遍存在的问题及安全设施探讨
5.1控制系统内氨的充注量
部分大型冷库，系统内氨的充注量较高，构成危险化学品重大危险源（氨的临界量为10t），系统风险明显增大。在按规范要求控制氨的充注量不超过40t的同时，采用螺杆式压缩机代替活塞式压缩机、板式换热器代替列管式换热器等措施，可在达到同等制冷量的情况下进一步减少系统内氨的充注量，这能够从根本上降低系统的风险。
5.2合理布置氨制冷机房
有些冷库的氨制冷机房内，控制室、配电室与设备间共同布置，甚至有值班生活场所，未采取任何隔离措施，如果发生泄漏，一方面容易危及现场人员，同时电气设备不防爆，易引起火灾爆炸。氨制冷机房的控制室和操作人员值班室与设备间要隔开，设固定密闭观察窗和独立的安全出口。
5.3设备、管道、管件的选用和维护
氨具有一定的腐蚀性，管道的选用还要考虑要系统的工作压力和工作温度，可选用10#、20#无缝钢管，压力管道的对接接头必须采用全焊透的焊接工艺，压力管道焊接接头应进行无损检测。对氨系统中容易产生老化、泄漏的部件，应定期检查、及时更新，以保证其密封性能；对于老旧设备，应及时进行更新换代，提高系统的安全可靠性。特种设备使用单位应当按照安全技术规范的定期检验要求，在安全检验合格有效期届满前1个月向特种设备检验检测机构提出定期检验要求，未经定期检验或者检验不合格的特种设备及其附件，不得继续使用。在用特种设备的安全附件、安全保护装置、测量调控装置及有关附属仪器仪表进行定期校验、检修，并作出记录。
5.4贮氨器设置防火堤或采取防止流散的措施
氨罐设置防火堤或采取防止流散的措施，能在液氨泄漏时起到一定的收集作用，将危害范围控制在一定的区域，防止液氨泄漏后到处流淌而迅速气化扩散。
5.5贮氨器设置喷淋设施
贮氨器上方设置带开式喷头的水喷淋系统，可以在环境温度较高时，有效地控制氨罐的温度、压力，当发生氨泄漏时，也可以稀释、吸收泄漏出来的氨气。
5.6氨制冷机房电气设备的防爆
氨制冷机房内存在不防爆的电气设备，如照明灯具、应急消防照明、排风机等。氨制冷机房的火灾危险性分类为乙类，其爆炸气体环境危险区域划分为2区，氨的引燃温度651℃，防爆电气设备的级别组别应不低于ⅡA级T1组。
5.7安全阀与放散管的设置，一些冷库的氨系统的安全阀未设置放散管，直接在室内放散。安全阀应设置放散管，放散管管径不能小于安全阀出口处的直径，放散管出口应引到室外安全处并应高于周围50m内最高建筑物（冷库除外）的屋脊5m，防止安全阀起跳时氨气（液氨）喷出引起人员冻伤、灼烫、吸入有毒气体。放散管还应采取加装防雨帽等措施来防止雨水、杂物落入放散管内。
6.结束语
综上所述，在冷库氨制冷的过程中要针对容易产生的安全问题采取必要的措施，保证氨制冷的安全运行。
参考文献
[1] 杨一凡.氨制冷技术的应用现状及发展趋势[J].制冷学报,2016.28（4）158-159
[2] 张海峰. 危险化学品安全技术大典(第Ⅰ卷)[M]. 中国石化出版社.
论文作者:吴寅辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/24
标签：制冷剂论文; 冷库论文; 系统论文; 措施论文; 制冷系统论文; 安全阀论文; 设备论文; 《基层建设》2017年第31期论文;