主要工藝及設(shè)備（1）
隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，尤其是鋼產(chǎn)量的增加，用氧量也隨之增多。現(xiàn)在工業(yè)上用空氣分離裝置（以下簡(jiǎn)稱空分裝置）來生產(chǎn)氧氣、氮?dú)狻⒁貉酢⒁旱鸵簹濉Ｏ旅婢鸵赃|寧撫順新港氣體工業(yè)有限公司為例，來探討空分裝置如何進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)。
原料空氣經(jīng)吸入口吸入，進(jìn)入空氣過濾器，濾去塵埃和機(jī)械雜質(zhì)后，進(jìn)入離心式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮；然后進(jìn)入空氣冷卻塔與水進(jìn)行熱交換，冷卻后除去空氣中的水滴；再進(jìn)入交替使用的分子篩去除原料空氣中的H2O、CO2、C2H2、CnHm（C2 H2除外）等雜質(zhì)物質(zhì)。經(jīng)過凈化加工后的空氣，將其增壓、冷卻后，進(jìn)入分餾塔。在分餾塔中，氧氣，液氧被分離。氧氣經(jīng)自備氧氣壓縮機(jī)增壓至2.94MPa進(jìn)入氧氣管網(wǎng)，液氧送入液氧貯存系統(tǒng)。經(jīng)精氬塔精餾在精氬塔底部得到精液氬，送入液氬貯存系統(tǒng)。從輔塔頂部引出純氮?dú)狻妮o塔上部抽取液氮。
氣氧以約20kPa（G）的壓力從冷箱輸出；氣氮以約6kPa（G）的壓力從冷箱輸出；氣氬以約3.0MPa（G）的壓力從冷箱輸出。液氧通過冷箱輸出，進(jìn)入液氧貯槽；液氮通過冷箱輸出，進(jìn)入液氮貯槽；液氬通過冷箱輸出，進(jìn)入液氬貯槽。
該工藝技術(shù)方案采用雙層床分子篩吸附凈化空氣技術(shù)，能夠長(zhǎng)周期地運(yùn)行，消除空氣中的雜質(zhì)，延長(zhǎng)空分設(shè)備的運(yùn)行周期；高效增壓透平膨脹技術(shù)，有效回收膨脹功，裝置能耗降低，同時(shí)運(yùn)行效率高；全精餾無氫制氬技術(shù)，取消加氫除氧裝置，可靠性高，安全性能好；規(guī)整填料精餾技術(shù)，阻力是傳統(tǒng)的篩板塔的1/6～1/4，具有壓降小、分離效率高、操作穩(wěn)定的特點(diǎn)。上述技術(shù)都是當(dāng)前世界上的最新技術(shù)，運(yùn)用這些技術(shù)，技術(shù)指標(biāo)可望達(dá)到國際20世紀(jì)90年代中后期水平。
主要危險(xiǎn)因素分析（2）
1.物料的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性
（1）氧氣
氧氣（含液氧），是該生產(chǎn)裝置的主要產(chǎn)品之一，是助燃物質(zhì)，為乙類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì)。氧氣是可燃物燃燒爆炸的基本要素之一，能氧化大多數(shù)活性物質(zhì)。與易燃物（如乙炔、甲烷等）形成有爆炸性的混合物。
（2）油料
空氣裝置主要使用透平油和潤滑油。透平油閃點(diǎn)（開杯）≥195℃，系丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性可燃液體。增壓透平膨脹機(jī)透平油管道，一旦輸油管道發(fā)生泄漏，遇高熱或明火，會(huì)引起火災(zāi)、爆炸。潤滑油閃點(diǎn)（開杯）≥230℃，系丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性可燃液體。輸油管道一旦發(fā)生泄漏，遇高熱或明火，也會(huì)引起火災(zāi)、爆炸。
（3）碳?xì)浠衔?/P>
原料空氣中含有一定是的碳?xì)浠衔铮鼈兊拈W點(diǎn)都非常低，爆炸極限較寬。生產(chǎn)過程中碳?xì)浠衔锶绻诳辗盅b置內(nèi)過量積聚，遇高熱可能引起爆炸。
空分塔中，可爆物質(zhì)主要有：乙炔（C2H2）和其他碳?xì)浠衔铩睠nHm（C2H2除外）〕等。在這些危險(xiǎn)雜質(zhì)中，乙炔是形成爆炸的最主要的根源。這是因?yàn)橐胰苍谝貉踔械娜芙舛葮O低，約5.2cm3/L液氧，過剩的乙炔就會(huì)以白色固態(tài)微粒懸浮在液氧中。而乙炔又是不飽和的碳?xì)浠衔铮哂泻芨叩幕瘜W(xué)活性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。
（4）液態(tài)臭氧
液氧通過空分閥門時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間受到摩擦和氣流沖擊，在產(chǎn)生的靜電作用的條件下，能夠使少部分液氧變成液態(tài)臭氧（O3）。液態(tài)O3是一種深藍(lán)色的液體，在通常條件下，該液體汽化、分解，使氧的分壓急劇增大，故具有爆炸的危險(xiǎn)性。
2.生產(chǎn)裝置火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性
該裝置中空氣壓縮機(jī)組、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、空氣純化系統(tǒng)，分餾塔冷箱系統(tǒng)、增壓透平膨脹機(jī)組、氧氣透平壓縮機(jī)組、氮?dú)馔钙綑C(jī)組等均為壓力容器。如果壓力超過設(shè)計(jì)允許值或壓力表失靈，均存在著裂紋、破碎、爆炸的危險(xiǎn)。
當(dāng)壓力高于2.94MPa的氧氣直接與油指接觸時(shí)，就會(huì)發(fā)生激烈的氧化反應(yīng)，并放出大量的熱，由于化學(xué)反應(yīng)速度極快，因而很快就能達(dá)到油脂的燃點(diǎn)，從而使油脂迅速燃燒。如果燃燒發(fā)生在管道、容器中，會(huì)使其溫度急劇升高，可以達(dá)到3000℃左右，壓力可以增加10倍，勢(shì)必造成爆炸。
編注：當(dāng)空分裝置發(fā)生氧氣泄漏、或檢修氧氣罐時(shí)未置換或置換不徹底，作業(yè)環(huán)境達(dá)到富氧狀態(tài)〔空氣中氧含量超過21％（V/V）〕，遇火星或高溫易發(fā)生火災(zāi)事故。富氧狀態(tài)下的火災(zāi)事故常被人們所忽視。人們常常認(rèn)為富氧狀態(tài)又不是純氧不會(huì)有什么問題。其實(shí)在富氧狀態(tài)下許多難燃物質(zhì)變得可燃，可燃物質(zhì)變得易燃，最小點(diǎn)火能下降很多。燃燒速度快，不易撲救。富氧狀態(tài)的火災(zāi)事故已發(fā)生多起，應(yīng)引起人們的高度重視。如2001年2月6日 ，甘肅某鋼鐵集團(tuán)一球罐值班室內(nèi)氧氣管道泄漏，電氣火花引起火災(zāi)，燒死3人；2001年8月9日，山東某鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所對(duì)某氣體廠氧氣儲(chǔ)罐進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，因未置換，罐內(nèi)氧氣含量高，打磨焊縫時(shí)引起火災(zāi)，燒死3人；2000年8月 21日，江西某鋼鐵公司制氧廠，檢修制氧機(jī)時(shí) ，因液氧排放不當(dāng)，檢修現(xiàn)場(chǎng)成富氧狀態(tài)，在拆螺絲時(shí)發(fā)生燃爆事故，死亡22人，傷24人。
3.觸電及雷擊傷害
電氣傷害是電能作用于人體造成的傷害，有觸電傷害、電磁場(chǎng)傷害及間接傷害3種類型。電氣傷害事故以觸電傷害最為常見，而絕大部分觸電傷害都屬于電擊傷害。根據(jù)國內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)資料，單相觸電事故占全部觸電事故的70％以上。因此，防止觸電事故的技術(shù)措施應(yīng)該把防止單相觸電作為重點(diǎn)對(duì)象。廠區(qū)內(nèi)的電氣設(shè)備、電纜敷設(shè)及配電裝置隨處可見，存在著電氣設(shè)施、電氣（器）設(shè)備因防火防爆、防水防潮、安全保護(hù)設(shè)施不完善、電纜敷設(shè)不合理造成人體觸電傷害事故的可能。另外，因防雷接地措施不完善也會(huì)發(fā)生雷電傷害事故。
當(dāng)裝置中液化的氣體流速增高時(shí)，靜電場(chǎng)的強(qiáng)度便迅速提高，且可能達(dá)到較高的電壓而發(fā)生靜電火花，形成火災(zāi)爆炸的引爆源。空分塔的爆炸事故，常常是靜電火花形成的引爆源。
4.機(jī)械傷害事故
機(jī)械傷害事故是機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)造成人員傷害的主要事故類型。實(shí)際工作中，往往把運(yùn)動(dòng)的機(jī)械、機(jī)械部件、工件，人體或人體的一部分一旦進(jìn)入則可能受到傷害的危險(xiǎn)區(qū)域當(dāng)作機(jī)械傷害事故的危險(xiǎn)源。該項(xiàng)目的機(jī)械傷害事故危險(xiǎn)源有：空氣透平壓縮機(jī)系統(tǒng)、空氣預(yù)冷系統(tǒng)、增壓透平膨脹機(jī)中的電機(jī)、聯(lián)軸器、泵等，如果機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件外露，防護(hù)措施和必要的安全裝置不完善，可能使操作人員的頭發(fā)、服飾纏繞其上而造成人身傷害。
5.墜落傷害
墜落事故的物理本質(zhì)是人體具有勢(shì)能的意外釋放。根據(jù)《高處作業(yè)分級(jí)》（GB/T608-1993）規(guī)定，高于2m（含2m）以上作業(yè)面存在著高處墜落的可能。作業(yè)人員處于墜落基準(zhǔn)面2m以上高處和低于地面的坑、井的情況很多，存在墜落事故危險(xiǎn)源。如空氣壓縮機(jī)組、空氣冷卻塔、水冷卻塔、水過濾器、空氣純化系統(tǒng)、分餾塔冷箱系統(tǒng)、主換熱器、液氮液空過冷器、粗氬塔、精氬塔、增壓透平膨脹機(jī)組、氧氣活塞壓縮機(jī)組、氮?dú)馔钙綁嚎s機(jī)組等，其巡檢處均高于2m（含2m）以上，上面的巡檢人員將可能發(fā)生墜落事故。工人作業(yè)或巡檢需要沿著不同的運(yùn)轉(zhuǎn)層，經(jīng)過不同高度的平臺(tái)和鋼梯，存在著墜落傷害的危險(xiǎn)。
另外，因生產(chǎn)設(shè)備和各種管道的布置需要，在廠房?jī)?nèi)的不同運(yùn)轉(zhuǎn)層的地面上留有生產(chǎn)設(shè)備升降口、吊裝孔、閘門井、排水溝、坑池以及地下設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)層，也會(huì)因設(shè)防措施不完善發(fā)生墜落傷害事故。
6.冷凍傷害
低溫環(huán)境會(huì)引起凍傷、體溫降低，嚴(yán)重時(shí)基至造成死亡。低溫作業(yè)人員受低溫環(huán)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(shí)，操作功能開始受到影響；降到4～5℃時(shí)，幾乎完全失去觸覺的鑒別能力和知覺。
生產(chǎn)的液氧、液氮、液氬等產(chǎn)品，一旦由于輸送這些產(chǎn)品的泵、閥門、管道及貯罐等設(shè)備密封不嚴(yán)，設(shè)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，由于它們的沸點(diǎn)非常低，加之汽化時(shí)要吸收大量的熱量，所以會(huì)造成人體冷凍傷害。在處理盛有這些液體的管道、閥門或容器等時(shí)，必須帶上保溫手套，防止造成凍傷。
化驗(yàn)工為了檢驗(yàn)液化空氣，液化氧氣中的乙炔含量，需要取液態(tài)產(chǎn)品，也很容易造成凍傷事故。
這些液化氣體的沸點(diǎn)等具體數(shù)據(jù)，詳見表1。
表1空氣組成（海平面上干燥空氣的平均組成）
|
主要成分 |
氧氣 |
氮?dú)?/SPAN> |
氬氣 |
二氧化碳 |
|
體積百分?jǐn)?shù)（％） |
20.99 |
78.03 |
0.94 |
0.35～0.04 |
|
沸點(diǎn)（℃） |
-183.0 |
-195.8 |
-185.7 |
-178.5升華 |