液氮儲罐及管道的危險、有害因素分析
一、液氮儲罐的危險、有害因素分析
液氮儲罐屬于低溫液體儲罐,氮氣具有窒息性,因此在進(jìn)出料和儲存過(guò)程中,存在物理爆炸、窒息、凍傷等危險、有害因素,其危險性主要在于:
1)液氮低溫液體儲罐的保溫設施若未定期檢測,一旦其保溫性能降低,罐體表面、軟管等部位會(huì )有凝霜,人員不慎接觸有發(fā)生凍傷的可能。同時(shí)若罐內溫度升高,會(huì )導致低溫液體急劇氣化,有發(fā)生超壓爆炸的危險。
2)該裝置液氮低溫儲罐為壓力儲罐,其儲罐本體及其相關(guān)安全附件、真空管道、安全閥、爆破片等若未定期校驗,有發(fā)生超壓爆炸、人員窒息、凍傷等危險。
3)儲罐若缺乏有效的防雷擊設施,有遭雷擊的可能,并可引發(fā)二次事故。
4)儲罐在進(jìn)出料過(guò)程中若未嚴格按照操作規程進(jìn)行,有發(fā)生氣體泄漏、凍傷、窒息等危險。
5)罐內物質(zhì)若儲存過(guò)久,未定期置換,儲罐及相關(guān)附件維護不及時(shí),極易發(fā)生泄漏、超壓爆炸、罐內雜質(zhì)超標而引發(fā)火災爆炸等危險。
6)在運輸過(guò)程中,其槽車(chē)若發(fā)生嚴重碰撞、震動(dòng),造成罐體破損、承壓強度下降,有引發(fā)超壓爆炸的危險。
7)低溫液體儲罐在儲存過(guò)程中出現超溫超壓而未能及時(shí)打開(kāi)放空閥泄壓,并且罐體安全附件如安全閥、爆破片失靈有發(fā)生超壓爆炸的危險性。
8)液氮儲罐在儲存過(guò)程中,管路或閥門(mén)發(fā)生泄漏,只是殼體結霜、出汗不但損壞設備,還有發(fā)生人員凍傷和窒息的危險性。
9)液氮儲罐安全閥等安全附件若失效,當實(shí)際壓力超過(guò)其承受壓力時(shí),有發(fā)生超壓爆炸的危險。
10)液氮儲罐的設計、制造、材料和安裝若不符合相關(guān)標準、規范要求,易造成安全隱患,有發(fā)生罐體變形、物料泄漏的危險,并有引發(fā)窒息、凍傷可能。
11)儲罐基礎若發(fā)生下沉變形,可引發(fā)剛性連接管道、閥門(mén)、管件等破裂,造成物料泄漏,同樣有發(fā)生上述危險的可能。
12)罐區物料的輸送泵、管道、閥門(mén)等,若維護不善,有發(fā)生泄漏的可能,并可傷及人體。
13)臺風(fēng)等惡劣天氣可對罐區設備、設施造成破壞而引發(fā)二次事故。
14)若罐區消防通道損壞、堵塞等導致通道不暢,在發(fā)生事故時(shí)影響消防車(chē)通行,易使事故擴大。
15)儲罐檢修、進(jìn)罐作業(yè)若不經(jīng)充分置換,可能引起人身傷害。
16)在卸車(chē)、裝車(chē)區,槽車(chē)未標示停車(chē)位,胡亂停放,槽車(chē)前后間距不足、停放不整齊,槽車(chē)發(fā)生碰撞,極可能發(fā)生火災、爆炸事故。槽車(chē)停放距離不符合要求,接管被拉脫、甩出等,物料噴出,可能發(fā)生超壓爆炸、凍傷、窒息事故。
二、管道的危險、有害因素分析
1)制氮系統附屬管道由于氣體壓力超材質(zhì)破壞強度極限,可能導致物理爆炸。
2)制氮系統管線(xiàn)密封不嚴,設備發(fā)生裂紋或破碎,將發(fā)生泄漏事件,噴灑到操作人員的身體上,會(huì )造成人體冷凍傷害。
3)在進(jìn)行修理安裝工作時(shí),擦拭物、煤油、汽油等易燃液體落入制氮系統管線(xiàn)內,制氮機起動(dòng)時(shí)可能導致爆炸。
4)管道內氣體壓力脈動(dòng)對管道具有破壞性作用,使制氮系統管線(xiàn)發(fā)生強烈振動(dòng)。強烈的管道振動(dòng)使得管路附件的連接部位發(fā)生松動(dòng)和破裂,輕則造成泄漏,重則引起爆炸。
一、外界環(huán)境影響
1.高溫高壓
液氮是由空氣壓縮冷卻制成的,氣化是能恢復成氮氣。當外部溫度壓力超出罐體能承受的冷卻溫度和壓力時(shí)就會(huì )發(fā)生爆炸。
2.碰撞震動(dòng)
液氮容器罐體設計有專(zhuān)門(mén)的防震設計,除靜置存儲,運輸液氮罐還可以在充裝狀態(tài)下運輸使用。但液氮罐罐體在受到非常強烈的碰撞和震動(dòng)后,會(huì )引起罐體保溫層或者其他部件的損壞,這樣外部環(huán)境會(huì )直接影響到氣化物,造成爆炸。
二、質(zhì)量因素
1.選材不當
液氮容器罐體一般采用純鋁箔和不銹鋼冷熱軋鋼板制作,如果這些材料的規格和質(zhì)量不符合規范標準的要求,達不到冷凍液氮的承受條件,就有可能發(fā)生爆炸。
2.保溫差
液氮罐有內外雙膽,一旦內膽外表反射材料與隔熱材料脫落,就會(huì )造成相鄰反射材料與外膽直接接觸,使內膽的液氮膨脹氣化,甚至發(fā)生爆炸。
3.閥門(mén)、儀表等附件陳舊老化
在長(cháng)期的使用過(guò)程中,如果液氮罐的閥門(mén)、儀表等附件不經(jīng)常檢查和更換,一旦這些附件陳舊老化,就會(huì )造成液氮溫度升高或泄漏,會(huì )導致發(fā)生爆炸。
不同于低溫液氧有發(fā)生化學(xué)爆炸的可能,液氮儲罐發(fā)生爆炸的原因是低溫液氮劇烈蒸發(fā)產(chǎn)生物理爆炸。以下是可能導致低溫液氮儲罐發(fā)生物理性爆炸的因素。
一、泄壓裝置失效。
1、呼吸閥及其他調節裝置不夠靈敏;
2、安全閥缺陷;
2.1 起跳壓力設置過(guò)高;
2.2 超過(guò)設定壓力卻未起跳(制造質(zhì)量問(wèn)題、未定期校驗);
3、爆破片缺陷;
3.1 起跳壓力設置過(guò)高(選型不匹配);
3.2 未定期保養/更換;
4、其他現場(chǎng)儀表失效;
5、配套設備、配件及相關(guān)保護裝置未按壓力元件設計選型或者設計不合理。
二、壓力急劇升高。
1、液氮大量汽化
1.1 非人為因素
設備因素主要有:珠光砂塌陷、珠光砂填少了、珠光砂結冰、未充干燥的氮氣維持正壓、罐體外壁遭破壞、其他安裝/焊接瑕疵;
1.2 人為因素
人為因素主要有: 現場(chǎng)點(diǎn)檢人員疏忽、未定期檢驗校驗現場(chǎng)安全裝置、連鎖設計不合理或人為打校驗、安裝失誤;
2、液氮儲罐的液位太高
2.1 操作失誤
2.2 節流閥失效
2.3 連鎖失效