冷庫用氨制冷的應用風險

大氣環境影響分析本項目營運后的廢氣主要來源于由于采用液氨作為制冷劑而可能導致的氨外逸和燃油鍋爐廢氣、食堂液化石油氣燃燒廢氣及油煙。

　　(1)氨的性質簡介氨，制冷劑代號R717，是一種理想的制冷工質，具有良好的熱力學性質。在限制和禁止使用CFC物質的形勢下，氨由于對臭氧層無破壞作用，使用較廣泛。氨（NH3）為無色、有剌激性辛辣味惡臭的氣體，分子量17.03。比重0.597。沸點―33.33℃。溶點―77.7℃。爆炸極限為15.7%～27%（容積）。急性毒性：LD50350mg/kg(大鼠經口)；LC501390mg/m3，4小時，(大鼠吸入)。氨在常溫下加壓易液化，稱為液氨，接觸液氨可引起嚴重凍傷。與水形成氨水（NH3+H2O=NH3·H2O），呈弱堿性。氨水極不穩定，遇熱后分解，1%水溶液PH值為11.7。濃氨水含氨28%～29%。氨在常態下呈氣體，比空氣輕，易逸出，具有強烈的刺激性和腐蝕性，故易造成急性中毒和灼傷。

(2)風險識別

本項目所用制冷劑氨不屬于劇毒物質和一般毒物(屬低毒類)；氨屬火災、爆炸危險物質；根據重大危險源辯識(GB18218-2000)中規定，項目全部冷庫使用氨的數量約35t，不超過臨界量，不構成重大危險源。制冷是一個封閉的系統，制冷工質在系統中藉助壓縮機械能輸送流動，完成制冷循環。對照《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》(GB50058-92)規范標準，氨制冷系統屬于第二級釋放源，制冷裝置在正常運行時不會釋放易燃物質；即使釋放也是在壓縮機、氨泵的軸封處和閥門、法藍、管件接頭等密封處偶爾的、短時的發生。第二級釋放源存在的區域，可劃為2區。2區的概念是在正常運行時不可能出現爆炸性氣體混合物的環境。正常運行是指正常的開車、運轉、停車，易燃物質產品的裝卸，密閉容器蓋的開閉，安全閥、排放閥、以及所有工廠設備都在其設計參數范圍內工作的狀態。但規范第2.2.5條又說：“當通風良好時，應降低爆炸危險區域等級”；規范第2.2.2條還同時規定：“易燃物質可能出現的最高濃度不超過爆炸下限的10%”，可劃為非爆炸危險區。根據《冷庫設計規范》(GBJ72-84)第8.0.2條規定“氨壓縮機房應設事故排風裝置，換氣次數應取8次/小時，排風機宜選用防爆型”。據此，氨壓縮機房可視為通風良好，應按降低區域等級處理；從上述分析中得知，出現最高濃度能超過爆炸下限10%的概率近似為零。同時氨的比重很輕，在標準狀態下，氨的比重是0.59kg/m3。僅為空氣的0.546，而且其擴散能力較強，擴散系數為17×10-2cm2/s，僅次于氫、氧。因此，它難以聚集到爆炸極限的濃度。因此，可以將氨制冷系統作為非爆炸危險區看待。同時，冷庫氨在正常工況下的自然損耗不會對環境造成污染影響。

發生氨泄漏的常見原因是由于管理不善，工人違章操作以及設備、容器陳舊，管道破裂，閥門損漏，鋼瓶或貯槽、貯罐爆炸或運輸不當，貯罐暴曬等導致生產性事故或意外事故所造成。

綜上所述，本項目冷庫環境風險來源于氨泄漏。氨泄漏因素主要有：

(1)管路系統泄漏（包括管道、閥門、連接法蘭、泵的密封等設備及部位）；

(2)儲氣罐泄漏；

(3)自然因素，如地震、雷擊等。根據類比資料，冷庫氨泄漏一般產生自儲氣罐泄漏，本項目每座冷庫氨儲罐液氨儲量為5～6噸，根據統計資料，該類容器失效允許概率1.0×10—5。本次評價考慮當且僅當有一座冷庫氨儲罐發生事故時可能對周圍環境造成的影響。

(3)源強分析液氨泄漏速度QL用柏努利方程計算：式中：QL——液體泄漏速度，kg/s；Cd——液體泄漏系數，此值常用0.6-0.64。A——裂口面積，m2；P——容器內介質壓力，Pa；P0——環境壓力，Pa；g——重力加速度。h——裂口之上液位高度，m。本次評價考慮當氨儲罐出現一個1cm2裂口時，此時容器內壓力為1.4兆Pa，環境壓力設定為1個標準大氣壓，由于氨儲罐一般為臥式，考慮底部出現裂口，高度取1m。將上述數據代入得出此時的氨泄漏速度是0.075kg/s。

(4)后果計算本項目氨泄漏屬瞬時或短時間事故，采用煙團模式：式中：C--下風向地面坐標處的空氣中污染物濃度（mg.m-3）；--煙團中心坐標；Q--事故期間煙團的排放量；σX、、σy、σz——為X、Y、Z方向的擴散參數（m）。常取σX=σy本次評價考慮泄漏時間為30min，預測時間為發生氨泄漏后10min。假設發生泄漏時風速為3m/s。

地面軸線最大濃度點：最大落地濃度點的下風向距離：Xm=328.9997(m)最大落地濃度：Cm=6.294097(mg/m3)根據*縣氣象資料，冬春盛行偏北風，夏秋盛行偏南風，根據上表可看出，當發生假設條件的環境風險時，氨的最大落地濃度是下風向約330m處，冬春季將對*縣火車站一側，夏秋季將對雍渡村造成一定的影響。氨侵入途徑為吸入，低濃度氨對粘膜有刺激作用，高濃度可造成組織溶解壞死。根據居住區大氣中有害物質的最高容許濃度限值(TJ36-79)0.20mg/m3(一次值)，本項目發生假設條件氨泄漏時，將對下風向700m范圍內造成污染影響。按照《冷庫設計規范》QBJ72—84第3.1.3條之規定，庫房與廠內建(構)筑物的衛生防護距離至少為30m。項目應加強制冷設備管理維護，嚴防氨泄漏的發生。

(5)氨泄漏事故預防措施氨是乙類易燃氣體，在適當壓力下液化成液氨，一般儲存于鋼瓶或儲罐中，在儲存、運輸、使用等環節，應當采取必要的防火措施，防止發生泄漏爆炸事故。首先儲存氨的容器為壓力容器，必須定期檢驗，鋼瓶或儲罐應放在陰涼通風的庫棚內，遠離火種、熱源，防止日光直射，與性質相抵觸的氟、氯及酸類等危險物品分開儲存。其次是在搬運時輕拿輕放，防止鋼瓶及瓶閥受損，運輸槽車運送時要灌裝適量，不能超壓超量運輸，運輸車輛應避開高溫時段，防止曝曬，同時要保護好附件閥門及液位表。另外在氨制冷工序中，應當注意氨壓縮機房的防火要求，在《建筑設計防火規范》中將氨壓縮機房列為乙類火災危險的廠房，應采用一、二級耐火等級的建筑，《冷庫設計規范》中對氨壓縮機房也有專門的設計要求，應當有足夠的泄壓面積，電氣設備要按Q-2（1區）級防爆要求考慮，并設有緊急泄壓裝置及可供搶救時噴灑水霧的消火栓。配備必要的防毒面具，有條件的可配備空氣呼吸器。

(6)液氨泄漏事故應急處置措施要注意做好五個方面：一是根據現場情況劃分警戒區，處置車輛和人員一般停靠在較高地勢和上風（或側上風）方向。二是處置人員的應采取必要的個人防護措施，在處置泄漏或有關設備時，應穿著隔絕式防化服，佩戴空氣呼吸器。直接接觸液氨時，應穿著防寒服裝。緊急時也可穿棉衣棉褲，扎緊褲袖管，并用浸濕口罩捂住口鼻。三是應迅速清除泄漏區的所有火源和易燃物，并加強通風。如是鋼瓶泄漏，處置時應用無火花工具，盡量使泄漏口朝上，以防液化氣體大量流淌。關閥和堵漏措施無效時，可考慮將鋼瓶浸入水或稀酸溶液中，或轉移至空曠地帶洗消處理。四是對泄漏的液氨應使用霧狀水、開花水流驅散。處置時應盡量防止泄漏物進入水流、下水道或一些控制區。五是如發生火災時應用霧狀水、開花水流、抗溶性泡沫、砂土或CO2進行撲救，同時注意用大量的直射水流冷卻容器壁。若有可能，應盡快將可移動的物品轉移出火場。若出現容器通風孔聲音變大或容器壁變色等危險征兆，則應立即撤退。

(7)急救措施皮膚接觸：立即脫去被污染的衣著，應用2%硼酸液或大量流動清水徹底沖洗。就醫；眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫；吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸，就醫