冷庫常用制冷劑泄漏事故的處置措施

張晨 田哲銘 張曉所 陳徽

摘要：近年來，我國冷庫的建設(shè)數(shù)量和規(guī)模不斷擴大，根據(jù)實際需求，冷庫制冷系統(tǒng)中通常會應(yīng)用不同的制冷劑，這些制冷劑一旦發(fā)生泄漏，可能會造成人員傷亡。因此，分析冷庫不同制冷系統(tǒng)的危險特性，結(jié)合實際案例，提出了處置冷庫不同制冷劑泄漏事故的措施。

關(guān)鍵詞：制冷劑；泄漏事故；處置措施

中圖分類號：D631.6? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2024）02-0056-05

冷庫在工業(yè)生產(chǎn)、儲存和人民生活中發(fā)揮著重要的作用。建設(shè)單位會根據(jù)不同的儲存物質(zhì)及應(yīng)用實際選擇不同的制冷系統(tǒng)進行制冷，目前我國常用的冷庫制冷劑有R22/R13制冷劑、氨制冷劑、R744制冷劑和R170制冷劑等，這些制冷劑一旦發(fā)生泄漏，如果現(xiàn)場處置不當(dāng)極易造成人員大量傷亡。為此，結(jié)合實際案例，提出了處置冷庫不同制冷劑泄漏事故的基本措施。

1 冷庫常用的制冷系統(tǒng)及危險性

1.1? 氟利昂制冷系統(tǒng)及其危險性

氟利昂制冷系統(tǒng)經(jīng)常應(yīng)用于人員密集或大型商場的中小型冷庫，目前市場中使用氟利制冷系統(tǒng)時，在制冷劑的選擇上大多使用R22或者替代品R407C、R404A等，雖然其穩(wěn)定性較高，但實際應(yīng)用中也存在以下危險性：

1.1.1? 中毒窒息

氟利昂制冷劑如果發(fā)生泄漏，由于其比重大于空氣，所以容易積累，其氣體大部分會滯留在較低和通風(fēng)不暢的地方，會經(jīng)呼吸道和食道侵入人體，對現(xiàn)場人員的中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成傷害，使其頭昏、頭痛、失去平衡，嚴(yán)重者可發(fā)生支氣管炎、肺炎或肺水腫，甚至發(fā)生反射性窒息。

1.1.2? 低溫傷害

在氟利昂制冷系統(tǒng)中，液化的氟利昂制冷劑溫度可達(dá)-30℃左右，若儲存或連接氟利昂制冷劑的容器和管道發(fā)生泄漏，噴濺到人體或不慎接觸到皮膚，會造成皮膚的低溫凍傷。

1.1.3? 容器爆炸

設(shè)備中的氟利昂分離器與氟利昂儲罐均屬于壓力容器，壓力容器可能由于超溫、安全附件失效、過載運行、金屬材料疲勞、渦變出現(xiàn)裂縫，而發(fā)生物理爆炸的危險。

1.2? 氨制冷系統(tǒng)及其危險性

目前我國冷庫的制冷劑大部分都是液氨制冷，液氨在使用中會存在一定的危險性。

1.2.1? 火災(zāi)及爆炸危險性

液氨為液化狀態(tài)的氨氣，一般儲存于鋼瓶或儲罐中，易液化，在一個大氣壓下把氨冷卻到-33.4℃，或在常溫下加壓到7～8大氣壓，氨就能冷凝成無色的液體并同時放出大量的熱。液氨有特殊的刺激性氣味，屬于可燃?xì)怏w且火災(zāi)危險性為乙類，爆炸極限15%～26%[1]。由于制冷系統(tǒng)中的氨具有易燃易爆等特性，任何電氣方面的事故都可能會引起火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。

1.2.2? 中毒及窒息

輕度吸入氨中毒表現(xiàn)有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸悶和胸骨后疼痛等，嚴(yán)重吸入中毒可出現(xiàn)喉頭水腫、聲門狹窄以及呼吸道黏膜脫落，可造成氣管阻塞，引起窒息。潮濕的皮膚或眼睛接觸高濃度的氨氣會引起嚴(yán)重的化學(xué)燒傷，皮膚接觸可引起嚴(yán)重疼痛和燒傷，并會發(fā)生咖啡樣著色，被腐蝕部位呈膠狀并發(fā)軟，會發(fā)生深度組織破壞；高濃度氨氣對眼睛有強刺激性，可引起疼痛和燒傷，導(dǎo)致明顯的炎癥并可能發(fā)生水腫、上皮組織破壞、角膜渾濁和虹膜發(fā)炎。

1.3? R744（二氧化碳）制冷系統(tǒng)及其危險性

二氧化碳制冷劑有其特殊性，在使用中也存在一定的危險性。

1.3.1? 運行壓力高

CO2臨界壓力7.38MPa，CO2跨臨界制冷循環(huán)的工作壓力最高可達(dá)到10MPa。由于違反安全操作規(guī)程、超溫超壓或者安全附件失效等原因，R744（二氧化碳）制冷系統(tǒng)中高速噴出的氣體的反作用力會把殼體向破裂的相反方向推出，有些殼體可能裂成碎塊或碎片向四周飛散而造成人員危害。

1.3.2? 低溫傷害

在R744（二氧化碳）制冷系統(tǒng)中，液化的R744（二氧化碳）溫度可達(dá)-30℃左右，若儲存或連接R744（二氧化碳）制冷劑的容器和管道發(fā)生泄漏，噴濺到人體或不慎接觸到皮膚，會造成皮膚的低溫凍傷。

1.3.3? 毒害性

正常濃度下對人體并沒有害處，新鮮空氣中的二氧化碳含量約0.03%，低濃度的二氧化碳對人體是無害的，但當(dāng)儲存或連接R744（二氧化碳）制冷劑的容器和管道發(fā)生泄漏時，若空氣中二氧化碳濃度超過2%時則會使肌體產(chǎn)生中毒現(xiàn)象，高濃度的二氧化碳則會讓人窒息。

1.4? 碳?xì)浠衔镏评湎到y(tǒng)及其危險性

目前碳?xì)浠衔镏评鋭┰谝恍┏蜏乩鋷熘袘?yīng)用較多，由于其特殊性在使用中會存在相應(yīng)的危險性。

1.4.1? 火災(zāi)及爆炸危險性

碳?xì)浠衔镏评鋭┐蟛糠侄季哂谢馂?zāi)及爆炸的危險性，常用的碳?xì)浠衔镏评鋭┑谋O限為2%～10%，如果碳?xì)浠衔镏评鋭┬孤┑竭_(dá)爆炸極限，只要現(xiàn)場有火源就會發(fā)生爆炸事故，由于制冷系統(tǒng)中的碳?xì)浠衔锞哂幸兹家妆忍匦裕匀魏坞姎夥矫娴氖鹿识伎赡軙鸹馂?zāi)爆炸的發(fā)生。

1.4.2? 低溫凍傷

在碳?xì)浠衔镏评鋭┲评溥^程中，在高壓低溫系統(tǒng)中制冷劑溫度可達(dá)-70℃，若儲罐或者連接管道的接頭處發(fā)生泄漏，噴濺到人體或不慎接觸到皮膚，會造成嚴(yán)重的凍傷。

2 近年來冷庫泄漏及火災(zāi)事故統(tǒng)計和分析

2.1? 冷庫泄漏及火災(zāi)事故情況統(tǒng)計

隨著冷庫的大量建設(shè)和應(yīng)用，為更好地研究冷庫事故的原因和處置方法，現(xiàn)將2011年以來我國一些冷庫的泄漏及火災(zāi)事故情況統(tǒng)計見表1。

2.2? 我國15起冷庫事故總體概況分析

根據(jù)這15起事故的原因、類型和造成的人員傷亡及財產(chǎn)損失，具體統(tǒng)計如下：

2.2.1? 事故原因

事故原因主要有違規(guī)操作、管道破裂、電線短路、其他原因等方面，其中違規(guī)操作引起的6起，管道破裂引起的5起，電線短路引起的4起，其他原因1起，其中大部分是事故單位平時管理和維護不到位造成的，可見單位消防安全管理至關(guān)重要。

2.2.2? 事故類型

事故類型主要有液氨泄漏、火災(zāi)燃燒、泄漏和燃燒共存三種形式，其中液氨泄漏7起、火災(zāi)燃燒6起、泄漏和燃燒共存3起，分別占到46%、40%和20%，其中都有液氨泄漏的事故占到了66%，說明絕大部分冷庫事故處置中，救援人員都要做好個人的化學(xué)防護工作。

2.2.3? 事故損失

事故損失主要是人員傷亡及財產(chǎn)損失，其中涉及人員傷亡的有11起，沒有人員傷亡的4起，其中有3起事故亡人達(dá)10人以上，特別是2013年6月3日，吉林省長春德惠市某禽業(yè)有限公司冷庫液氨泄漏爆炸更是造成了121人死亡、76人受傷的特大火災(zāi)爆炸事故。這說明冷庫事故往往都會造成大量的人員傷亡，救援人員應(yīng)始終堅持救人第一的指導(dǎo)思想。

3 制冷劑泄漏事故的處置措施

從冷庫泄漏事故的種類看，僅有極少數(shù)除液氨作為制冷劑的冷庫出現(xiàn)過泄漏事故，并且泄漏發(fā)生后未造成大的事故，所以在處置這些制冷劑（如氟利昂、二氧化碳）泄漏時，主要是防止低溫凍傷，注意穿著保暖衣服及手套；在處置碳?xì)浠衔餅橹评鋭┑睦鋷煨孤┦鹿蕰r，可參考液氨泄漏事故的處置措施。

根據(jù)我國冷庫使用的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和表1中的事故情況匯總可以看出，目前，我國的冷庫制冷系統(tǒng)中80%都是使用液氨作為制冷劑，所以在冷庫的事故救援中，消防救援人員面對的主要是液氨的泄漏事故，下面就著重分析液氨泄漏事故的處置措施。

3.1? 嚴(yán)格注重個人防護

從表1的事故類型統(tǒng)計中可以看出，冷庫事故中液氨泄漏的事故占到了66%，所以消防救援人員在處置該類事故時必須注重個人安全防護。由于氨氣會通過人體的呼吸道和毛孔等部位侵入，對現(xiàn)場處置人員造成中毒。因此，進入液氨泄漏的高濃度區(qū)域進行有害物質(zhì)偵檢、泄漏點堵漏操作的消防救援人員必須按一級防護等級進行防護，即穿著標(biāo)準(zhǔn)的防靜電內(nèi)衣褲，佩戴正壓式空氣呼吸器，并穿戴一級化學(xué)防護服（重型防化服）；在低濃度區(qū)域及外圍區(qū)域進行噴霧水稀釋隔離、火災(zāi)撲救等任務(wù)的救援人員如果沒有一級化學(xué)防護服時，可穿戴二級化學(xué)防護服并佩戴空氣呼吸器進行作業(yè)[17]，有效保護人體不受氨氣的侵害。

3.2? 合理設(shè)置警戒區(qū)域

消防救援人員到達(dá)事故現(xiàn)場后要利用即時有毒氣體探測儀，由泄漏區(qū)域外圍逐漸向核心區(qū)進行氨氣泄漏濃度的偵察檢測工作，應(yīng)在泄漏區(qū)域的多個位置進行采樣檢測，結(jié)合液氨泄漏事故當(dāng)日的氣象條件確定泄漏區(qū)域內(nèi)氨氣的濃度范圍及泄漏方向，根據(jù)采樣的數(shù)據(jù)將事故現(xiàn)場劃分為輕危險區(qū)和重危險區(qū)。按相關(guān)資料氨氣濃度低于0.6%時，可劃定為輕危區(qū)；氨氣濃度達(dá)到5.2%時，可劃定為重危區(qū)。根據(jù)輕、重危險區(qū)域分別設(shè)置警示標(biāo)志牌，并實施現(xiàn)場警戒。

3.3? 科學(xué)進行現(xiàn)場處置

3.3.1? 及時消除火源

液氨發(fā)生泄漏后會與空氣形成爆炸性混合氣體，且氨氣的爆炸極限為15%～26%。當(dāng)現(xiàn)場的液氨泄漏并達(dá)到其爆炸極限時，只要有火源就會發(fā)生爆炸，因此，應(yīng)第一時間消除泄漏區(qū)域的一切火源，及時切斷現(xiàn)場的工作及相關(guān)電源，排除泄漏區(qū)域內(nèi)所有可能引起燃燒爆炸的情況。進入泄漏區(qū)的救援人員必須嚴(yán)格按照防爆要求進行著裝，嚴(yán)禁攜帶一切非防爆的通信及照明設(shè)備，堵漏人員必須使用無火花工具和其他非燃性材料進行堵漏作業(yè)。同時，泄漏區(qū)域內(nèi)禁止社會車輛和無防爆裝置的消防救援車輛進入。

3.3.2? 優(yōu)先工藝處置

目前大部分大型液氨制冷設(shè)備都會配備事故時緊急切斷裝置，若生產(chǎn)和工作過程中發(fā)生液氨的泄漏，系統(tǒng)能分析識別并自動或手動停止制冷工作，及時切斷液氨在整個工作回路中的運行。如果事故發(fā)生并導(dǎo)致緊急切斷裝置失效時，到達(dá)現(xiàn)場處置的消防救援人員要主動配合事故單位的專業(yè)技術(shù)人員，第一時間采取關(guān)閥斷料的方法切斷液氨的運行。

3.3.3? 及時堵漏稀釋

如果事故發(fā)生后導(dǎo)致緊急切斷裝置和手動控制閥門均損壞而不能使用時，到達(dá)現(xiàn)場處置的消防救援人員應(yīng)根據(jù)液氨泄漏部位的形狀、大小、壓力等不同情況，合理選擇木楔、內(nèi)（外）封式堵漏袋、捆綁式或者適合的無火花堵漏器具進行堵漏作業(yè)。在實施堵漏作業(yè)的同時，要利用大量的噴霧水槍后水炮對泄漏及操作區(qū)域進行完整充分的稀釋，并使用水幕水帶對泄漏區(qū)域和非泄漏區(qū)域進行分隔保護，要保障現(xiàn)場供水不中斷，通過大量霧狀水及時降低泄漏區(qū)域內(nèi)氨氣的濃度，防止發(fā)生氨氣泄漏的爆炸事故。

3.3.4? 認(rèn)真完成洗消

到達(dá)現(xiàn)場處置的消防救援人員要根據(jù)現(xiàn)場的氨氣泄漏情況和地勢，在作業(yè)區(qū)域外的適當(dāng)位置設(shè)置事故處置的洗消站。只要從泄漏區(qū)域出來的所有人員及裝備都要進行洗消，包括從現(xiàn)場營救出的中毒人員、參與泄漏區(qū)處置的消防救援人員和泄漏區(qū)使用過的器材裝備。洗消時可用大量清或2%硼酸和水的配比液進行徹底沖洗[18]。事故處置完畢后，要用消防水槍對處置現(xiàn)場殘留的有毒液體進行大量的沖洗和排污，并及時進行環(huán)境和水體監(jiān)測，保證現(xiàn)場不留污染源。

4 結(jié)束語

在生產(chǎn)過程中只要重視安全生產(chǎn)的理念，保證設(shè)備工作的穩(wěn)定狀態(tài)，企業(yè)生產(chǎn)安全管理措施到位，員工安全知識培訓(xùn)制度落實，冷庫制冷劑的泄漏和爆炸事故就可以最大程度上避免，即使發(fā)生事故，只要應(yīng)急機制健全合理，救援處置措施科學(xué)得當(dāng)，也可以把事故的危害降低到最小的范圍內(nèi)，使其不造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

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