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美国一企业安全事故经典案例:制冷系统水击导
发布时间:2020-10-17 15:44

  2010年8月23日早上9:00把握,位于美邦阿拉巴马州的米勒德冷藏任职公司(以下简称“米勒德公司”)正正在对装有冷冻家禽肉的两艘邦际船舶实行装载功课。此前米勒德公司产生电力窒碍连续了7小时,正在制冷体例重启经过中产生紧张的水击变乱,酿成制冷管线体例产生灾难性失效,约14.6t的无水氨显露。

  显露的大个别氨源于安设正在制冷体例顶部的直径约300mm的低温吸入管线所示。大约同临时间,水击变成的高压还酿成体例内部气流冷冻器的蒸发器盘管分割,如图2所示。氛围监测筑设探测到高浓度氨气启动报警,3名米勒德公司职员马上找到显露所在,试图合上向气流冷冻器输送氨的手阀来操纵显露。下昼1:20把握显露取得操纵,此时隔绝显露产生时已4小时。

  蒸发器盘管失效显露的氨酿成约3629t的冷冻家禽肉和包装质料受到污染。显露变成的无水氨蒸气云随风向南扩散穿过厂区旁边的西奥众工业运河,扩散到下风向400m处,如图3所示。氨显露事变酿成1名米勒德公司员工因为吸入氨气短光阴落空认识,位于显露所在下风向的9名船舶机组职员和143名正在“深水地平线”溢油事变整理场合功课的户外职员蒙受区别水准的氨气泄漏。此中,32人需求住院调治,4情面况紧张,进入重症监护室。

  米勒德公司液氨制冷工艺流程如图4所示。液氨经蒸发器效用由液态转化成气态的经过中,冷库中的热量被带走,温度消重;然后低压氨气经压缩机加压成为高压蒸汽,正在冷凝器中经换热从头固结为液体。制冷流程是一个轮回的封锁

  除霜轮回工艺流程如图5所示。除霜劈头时,合上向蒸发器输送液氨的供应阀,同时容许蒸发器风机赓续运转,直至盘管内残剩的液态制冷剂统统蒸发。然后,吸入截止阀合上,将蒸发器盘管与体例的低温个别远离,同时旁道管线上的热气阀翻开,未来自压缩机的高温氨气通入蒸发器盘管。热气的引入时时分为2步:第1步,称为“软气”,正在翻开热气主阀前,通过小阀门徐徐把高压高温气态制冷剂引入蒸发器盘管内;第2步,翻开较大的热气主阀通入更大速度的热气流,加热蒸发器盘管皮相,固结蕴蓄堆积的霜被熔化,同时高压气体例冷剂正在盘管内冷凝为液体。冷凝而成的液态制冷剂连同未统统冷凝的气态制冷剂通过除霜泄压阀还原至装备的中央压力品级。除霜落成后,热气阀合上,翻开压力平均阀使得盘管内部舒徐降压。然后,翻开吸入截止阀和液氨供应阀,对蒸发器实行再降温。末了,风机从头供电,赓续向例的冷却形式制冷轮回。

  水击(“水锤”)是一种十分的瞬态要求,时时产生正在管道或筑设内部,当液体流速产生快速变更时会忽然变成个人的压力峰值。正在液氨制冷体例中,水击变乱可以爆发万分高的压力,紧张时或者酿成管道、阀门和其他筑设部件产生灾难性失效。当蒸汽和液氨同时存正在于统一管线中,且受到体积忽然变更的滋扰时,时时能爆发最高的瞬时压力值。实行证实,从管线或阀门处爆发的敲打声也能变成比拟温和的水击形势,爆发肯定压力。

  液体忽然减速或“水锤”:输送液态流体的管道阀门疾递合上,液态流体忽然终止,阀体和相连管线内部爆发压力峰值,变成水击。

  蒸汽鞭策的液体段塞:含有个别液体的输送管道内的高压蒸汽或者率领优裕体积量的液体,充满全豹管道断面,爆发液体段塞。这些液体段塞火速挪动,碰着报复物(如阀门或管端盖板),滚动液体的动量通报给湮塞部件,导致压力快速上升,变成水击。

  冷凝导致的冲锋:同时含有液体和蒸汽的管道内,高压制冷剂蒸汽火速冷凝液化。跟着氨蒸汽的冷凝,蒸汽体积快速减小(约消重1000倍),导致液体个人加快。当加快的液体碰到报复物,变成瞬时高压。

  液氨制冷体例中酿成冲锋的一个常睹出处是连合高压管段和低压管段的阀门火速翻开。若是盘管疾速降压,液态和气态制冷剂加快通过吸入截止阀进入下逛管线。气态制冷剂忽然降温固结成液体,被控制的气体空闲变成压力并疾速固结,爆发个人真空,变成冷凝激励的水击形势,如图6所示。正在-40℃要求下,氨由气态造成液态,体积将减小约1000倍。体积的消重会导致体例其他个别流体的引入,当液体滚动加快后以较高速率碰到报复物,比方管端盖板时,液体被忽然终止并正在管线上施加较大的冲锋力,紧张时或者导致体例部件的失效。米勒德公司制冷体例产生的水击很或者是因为冷凝和气体鞭策协同效用变成的,这两种机理正在液氨制冷体例水击变乱中时时是同时效用的。

  因为操作员手动干预清扫了报警,重置了操纵体例,导致体例没有识别到重启经过中翻开吸入截止阀时气流冷冻器蒸发器单位内还存有高压热气。操纵体例发出信号同时翻开吸入截止阀和液氨供应阀,将蒸发器转入冷却形式运转。自愿成立好的除霜经过被手动旁通,导致低温液氨和高温热气正在统一管道内搀杂,热气疾速液化,变成水击形势,由此爆发了极具摧毁性的高压。

  酿成这举事变的另一个出处是米勒德公司制冷体例气流冷冻器蒸发器的打算和摆设题目,非常是将4组蒸发器盘管连合到一个操纵阀组上,征求2组蒸发器,每组蒸发器笔直安设2组盘管。液氨从盘管底部进入,热气从顶部进入盘管,如图5所示。正在冷却形式和除霜轮回经过中,一个阀组操纵了一切4组蒸发器盘管的液体供应和热气。

  这一打算要领删除了蒸发器需求安设的操纵阀的总体数目,消重了体例本钱。可是当吸入截止阀忽然翻开时,4组蒸发器盘管内的物料总量(热气体积为1.70m3,压力为483kPa)进入低温吸入管线组蒸发器盘管内蓄积的豪爽能量正在吸入管线内疾速液化,变成水击形势,强盛冲锋力酿成蒸发器管线网和顶部管线破损。是以,研讨到较差的操纵才干和较大的内部盘管体积,应避免采用这种将众个蒸发器组连合到统一操纵阀组的做法。

  泵出功课是除霜轮回的第一步,目标是正在引入热气前花费蒸发器盘管内残剩的液氨,云云热气即可直接加热盘管皮相,补充除霜效劳。正在合断或者低负荷运转经过中,液态制冷剂会正在蒸发器盘管底部鸠集。若是蒸发器经长光阴低负荷运转后实行热气除霜功课,通入热气时残留液体或者惹起水击形势。是以,确保足够长的泵出光阴万分要紧,将盘管内残剩液氨抽出。依据米勒德公司文献,气流冷冻器蒸发器除霜按时器最初设定泵出轮回是20分钟,而CSB考察员通过查阅操纵体例数据,发明事变产生前很长一段光阴泵出轮回光阴均为15分钟。

  显露事变产生后,米勒德公司员工随即试图通过手动合上阀门把筑设与工艺经过远离,操纵显露,而与低温吸入管线相连的一切其他筑设依旧正在运转中,况且氨液赓续进入依然破损的失效管线中。若是操作职员运用米勒德公司操纵室内的要紧泊车按钮,合上压缩机和机泵,合上阀门,滞碍氨液轮回进入其他蒸发器,能够有用删除从失效管线显露出来的氨液量和显露连续光阴。

  米勒德公司应急次第教导功课职员应找到并远离显露处所,原则“哀求通过合上阀门远离管线或筑设操纵氨显露”,应急次第也确定了要紧泊车按钮启动的模范,征求自然灾祸和泊车被授权职员视为需要要领的其他任何要紧处境。然而,事变当天,装备工程师选取找到并远离显露的应急要领,而不是合断体例。

  (1)合于液氨制冷体例的打算,应避免众个蒸发器组与统一组操纵阀相连,非常是关于容量超越20t的大型蒸发器,这一点尤为要紧。装备热气除霜体例的蒸发器应通过与每个蒸发器盘管配对的简单操纵阀组实行操纵。

  (2)除霜操纵体例应成立联锁维护,确保正在浮现电力窒碍、轮回结束或其他十分处境时,热气除霜轮回启动和罢了经过中低温液氨供应和热气依旧远离形态。

  (3)应避免去霜轮回经过中浮现人工手动滋扰处境,操纵体例成立暗号维护,确保惟有通过培训和被授权的职员才有权限手动重置体例次第。

  (4)关于以光阴为基准的热气除霜体例,应确保足够长的泵出光阴,正在通入热气前(非常是通过低负荷运转或电力结束后)把蒸发器盘管内残留的液态制冷剂抽出。

  (5)氨显露事变中,若是不行疾速远离显露筑设,应实时启动要紧泊车开合,合停机泵、压缩机和相干阀门,不要正在制冷体例依旧运转形态下试图远离显露筑设。合停筑设可以终止氨液的轮回,有用控制从失效筑设或管线中显露的物料量。

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