自加入、参与签订了《消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》以来,中国逐步在冰箱行业大力开展了氟利昂的替代工作。目前,环戊烷和异丁烷是我国冰箱制造中氟利昂的主要替代品,10余年来在国内得到了广泛的推广使用。
环戊烷和异丁烷相对于氟利昂,其对大气臭氧层无破坏作用,环保性能良好,但其属于甲类危险化学品,其固有的化学性能和危险特性(低闪点、低爆炸下限)易导致燃爆事故发生,给我国的冰箱生产行业带来了安全风险和事故隐患。
由中国家用电器协会和国家环境保护部组织的 《环戊烷发泡剂生产家用和类似用途电器安全技术规范》和《异丁烷制冷剂生产家用和类似用途制冷器具安全技术规范》(以下简称《环戊烷、异丁烷安全技术规范》)两个标准的起草和发布,则为解决这一重大问题提供了重要的标准依据。《环戊烷、异丁烷安全技术规范》对认识环戊烷和异丁烷两种物质的危险特性,提高生产系统的本质安全性、消除设备故障引发的危险及硬件保证要求,操作、管理人员安全素质培训及安全操作要求,生产系统的安全管理要求等进行了规范,为企业的无氟替代、无氟生产设备的引进安装的“三同时”评审和企业项目决策,提供了可行的专业性标准依据。
安全设施是系统安全运行的基础
这些年来,尽管我们能了解到的冰箱制造企业所发生的重大恶性事故很少,但并不意味着就不存在重大事故风险。事实上,某国外公司的冰箱厂就发生过环戊烷储罐火灾爆炸事故,造成人员伤亡和设备毁损。
环戊烷储罐、异丁烷储存库房及中间供应站、环戊烷预混站混料罐围房……上述危险区域和设备装置由于环戊烷、异丁烷储存量大,且容易发生泄漏与形成爆炸性混合气体,一旦遭遇明火或高温就会引发重大燃爆恶性事故。因此,新安装系统和老系统均应严格按《环戊烷、异丁烷安全技术规范》的标准要求,配备安全防护装置、监测报警及联锁保护装置,并维护其有效运行。这是环戊烷、异丁烷生产系统重点危险部位预防重大恶性事故的基本保证。
重点危险部位的安全设施主要有通风、排风与故障报警、联锁停机系统、充氮保护和故障报警系统、环戊烷气体泄漏检测和报警系统,上述三套安全系统是无氟生产系统的核心安全设施。通风、排风与故障报警、联锁停机系统是为杜绝泄漏气体积累形成爆炸性混合气体,使系统运行始终处于安全状态;充氮保护系统是防止环戊烷储罐和环戊烷混合料罐内产生爆炸性混合气体或有效减少气体泄漏,以防因静电放电而导致意外燃爆事故发生;环戊烷气体泄漏检测和报警系统是一旦作业环境中因泄漏气体未能有效排除已形成爆炸源时,通过报警提示操作人员作出应急处理,排除燃爆危险源,并自动联锁停机,停止爆炸性气体的继续产生。
上述安全设施构成了系统的多重安全保护功能,这种多重保护模式的设计对于存在重大危险源的车间、厂区作业场所而言无疑是十分必要的。上述三套关键安全设施的安装使用,使事故的发生概率大大降低,从而使顶端事故的发生概率趋近于零。
人员安全培训是系统安全运行控制的关键
环戊烷、异丁烷的无氟生产系统的安全运行除了要配备安全系统以外,系统投入使用后企业对整个系统的安全管理(包括人员培训、安全操作状况)也不可忽视。这点,《环戊烷、异丁烷安全技术规范》也做了明确的规定。
尽管硬件设备安全性能高,但如果管理、操作人员安全意识差,不具备基本的安全知识和操作技能,不能正确操作设备和使用安全装置,不能维护系统的安全防护、报警功能,甚至违章操作,均有可能引发重大火灾和爆炸事故。
海信科龙公司的前身科龙电器股份有限公司是中国国内第一家应用环戊烷、异丁烷两种危险物质对冰箱的发泡剂、制冷剂实施无氟替代的,也是最早取得联合国无氟替代多边基金的企业之一。公司在顺德总部的无氟生产系统已经安全运行了12年。系统安全运行10多年以来,公司一直坚持做好危险岗位操作人员的安全素质培训及安全操作状况的督促检查。安全素质培训包括无氟生产安全知识、紧急事故应急演练等。
《环戊烷、异丁烷安全技术规范》还明确提到,企业建立健全完善的安全管理机制是保证设备本质安全性、人员的安全素质和安全操作能力提高的前提。海信科龙冰箱公司安技部门部门制定了《无氟冰箱生产安全管理标准》,对设备管理等各有关部门、车间、班组等的安全生产责任做出了明确的划分,把相应的管理责任落实到部门负责人头上,安技部门除了经常检查、考核安全生产责任和安全管理制度的履行、执行情况外,还对无氟生产系统的重要危险源点实施“危险控制点”挂牌责任管理和进行安全点检、巡查,对这些岗位的操作人员上岗前执行安全操作能力鉴定。
设备隐患整改是系统长治久安的保障
《环戊烷、异丁烷安全技术规范》不但对安全系统和操作、管理人员安全素质培训提出了要求,还对生产系统的安全管理要求等进行了规范。因为,环戊烷、异丁烷无氟生产系统经安全验收在长期使用后必然会存在事故隐患,企业应及时维护设备以消除隐患。
比如,通、排风系统长期使用,常会出现备用风机损坏、系统风量明显变小或风机故障自检功能失效等问题。更严重的是,有的冰箱制造企业排风管道的排风口过滤铜网上被碎泡料、纸屑等碎杂物堆满,有的被大面积发泡料覆盖,这都会使排风严重受阻。有的企业的可燃气体检测探头损坏失效后未及时更换,探头标准零位漂移未及时调校或长期未做检定校准,甚至还出现因零位漂移等原因造成的当达到爆炸浓度下限未报警或频繁误报警现象。
这些都是环戊烷、异丁烷无氟生产系统的事故隐患,应及时清除。因此,设备、安技部门应通过无氟生产系统的设备安全检查,对通、排风系统出现的无效运行故障迅速进行硬件整改;对可燃气体泄漏检测和报警系统应经常组织岗位自检和专业检查,以及时更换损坏的探头、显卡。
环戊烷储罐维修、维护保养的安全作业程序也非常重要。大罐启用后会出现可燃气体泄漏、频繁报警等现象,如果施工之前未制定安全作业方案,对安全作业条件不作检查确认,不按作业方案的规定程序施工,均有可能因大罐未进行惰性置换、输送管道敞开处未做好盲板隔离措施、作业工具不防爆、作业人员未着防静电工作服等原因导致火灾、爆炸和人员伤亡事故的发生。
安全性与经济性的辩证统一
其实,于7月份在宁波召开的《环戊烷、异丁烷安全技术规范》标准宣贯会议上,与会企业代表提出了给环戊烷、异丁烷生产设备配备安全系统的经济性问题。根据海信科龙公司多年无氟冰箱生产系统安全运行经验和国内其他厂家使用情况,许多人认为,在处理经济性和安全性两者的辩证关系时,应以杜绝重大燃爆事故发生为基点,合理配置安全设施。
一套新的无氟冰箱生产系统立项之前,企业应根据《环戊烷、异丁烷安全技术规范》为依据,合理配置安全设施以达到最佳安全效果,确保标准中要求的安全装置、设施安装到位。因为《环戊烷、异丁烷安全技术规范》在制订、审定过程中已充分考虑、权衡过安全性与经济性的关系。
因此,在安装安全装置时,企业要根据实际情况慎重考虑、评估,决定取舍。根据环戊烷、异丁烷这两种危险物质的危险特性及其燃爆原理,为无氟生产系统中重大危险源点(区域)配备通风、排风与故障报警、联锁停机系统、充氮保护和故障报警系统、环戊烷气体泄漏检测和报警系统都是十分有必要的;根据自然通风状况考虑机械排风的因素,如果企业在厂区环戊烷储罐的选址上符合四周开阔、地势平坦、通风良好,与周边建筑物、公路、厂区通道有足够安全间距的要求,可不考虑设置机械排风系统;由于冰箱箱体、门体干机发泡线白料中环戊烷百分含量很小,且泡料固化后部分留存于固化的泡料之中,其每台箱、门体的环戊烷蒸汽泄出很少,只要车间自然通风、机械排风良好,环境换气次数足够,则干机发泡线的环戊烷气体泄漏检测探头配置不必要求一机一探,可根据线体占地区域状况合理布局、适当配置。环戊烷气体泄漏检测探头、显卡比较昂贵,尤其进口产品,如果保养不好又容易损坏、失效。
对于大量使用环戊烷、异丁烷这两种危险物资的企业来说,《环戊烷、异丁烷安全技术规范》的发布将从根本上保证和完善环戊烷、异丁烷生产设备的本质安全性和系统的安全管理机制,成为企业安全生产的转折点。
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