第二章 氧 氮和氩

1、第二章 氧、氮和氩第二章涉及空分设备、产品输送和贮存设备的运行和维修中所必须遵循的特殊预防措施。本手册所述的空分设备包括液空纯化和精馏方法生产氧、氮、氩的所有机器和设备。输送和贮存设备指的是空分设备生产的气态和液态产品所采用的泵、压缩机、容器和辅助设备。1氧、氮、氩所具有的特殊危害11 氧111 火灾和爆炸氧本身是一种不会燃烧的气体，但它能助燃。可燃物质在氧浓度高的环境里比在空气中（按体积计算氧占209%）更易着火和迅速燃烧。这些反应随氧浓度、压力和温度的提高而加剧。许多常用材料在空气中一般不会燃烧，但在纯氧和富氧环境中却会燃烧。因而要防止火灾和爆炸，在使用气氧或液氧设备时，就必须采取特殊的预

2、防措施。112 与氧接触设备的材料选择只有那些经试验和认可的材料才可以用来制造与氧接触的设备。有关选择这类材料的资料可向制氧机供应高索取。几种常用物质与气氧或氧接触时的性质概述在下面。内容虽不完整，但可作为指南，知道哪几种物质可安全用在与氧接触的设备上和哪些又是禁止使用的。1） 极危险的物质易燃液体和气体会吸收氧的多孔易燃物质柏油类物质烃基油类和油脂2） 不安全的物质（易着火）木材、沥青、油漆、衣料、废棉、金属细末和碳末、软木、有机溶剂。3） 一般安全的物质（不易着火）不锈钢、碳钢、铸铁和铸钢；铅、锌、PTFE注：尽管这些物质在认可的应用范围内使用一般是安全的，但在某种条件下，特别是处于精细状

3、态，它也会着火并继续燃烧。4） 实际使用安全的物质（固态通常不会着火）铜、黄铜、青铜、银、镍、蒙乃尔和其它有色镍合金，纯石棉、无油硅基绝热物质。113对人员的危害 氧气是无色、无味的气体。因此，正常人体感觉器官不容易感觉出空气中富氧含量。通常氧不应排放到通风不良的狭小空间。液氧和气氧都比空气重，它们会在低凹的地方积聚起来，如坑洼和沟渠，在那里气体扩散的很慢。液氧还会钻入有气孔的物质中去，侵入泥土裂纹，以及混凝土、公路、排水管和管道的裂缝处。 在有氧气富集的地方，应先用适当的气体检测仪进行测试，在确认按体积计算含量占2022左右后，工作人员方能允许进入。主要危险是人体的头发、衣服和多孔物质会充满

4、氧，如着火就会猛烈燃烧。 被富氧空气污染的衣服应在露天空气中充分通风大约15分钟，才能穿着接近火源。114氧的误用 用氧气代替压缩空气、氮气或其它气体是极端危险的，在下列或类似的用途上绝对不能使用氧气；1） 启动内燃机2） 油槽加压3） 驱动气体工具4） 喷漆5） 汽车轮胎充气6） 管道的吹洗等（除了氧气管道可用氧气吹洗外）7） 使空气变得新鲜或在狭小的空间驱散烟气。12氩和氮121窒息危害 不管是氩或氮都是无色、无味、无气味气体，一班人感觉很难觉察出来。它们不易燃烧，但它们会取代空气中的氧，起窒息作用。氩和低温气氮要比空气重，会在坑中、地沟低处积聚起来。在进入猜疑是缺氧的地方或设备之前，应用

5、氧气检测仪对空气进行测试。工作人员不应进入氧含量（按体积计算）在20以下的空气中。122火灾和爆炸危害 长时间地连续使用氮或氩设备的油润滑压缩机，在没有进行彻底清理前，不得转用于压缩空气，否则就有危险存在，即在机器中形成没有氧化的可自燃的沉积物，在与压缩空气接触时会发生激烈爆炸。 在同等压力条件下，液氮的沸点要低于液空。如果容器没有用绝热材料保护或用泡沫多孔状绝热材料包裹（该绝热材料不曾进行过适当的蒸汽密封），在平衡压力小雨1.5巴绝对压力时，空气就会在装有液氮的容器或管道外表面冷凝下来。产生的液空会使设备附近的空气发生氧富集。如使用的绝热物质是易燃的话，就有发生火灾的危险。因此在进行维护保养

6、和修理前，对于那些准备使用明火或其它有可能是着火源的地方应特别注意。2 空分设备的操作安全由制造厂提供的空分设备操作说明书通常都谈及一般的安全要求以及与专门操作工序有关的特殊安全防护措施。空分设备的管理和操作人员都应懂得和熟悉所有的安全要求并在操作中遵循这些安全要求去进行工作。 本手册该节着重强调操作方面的安全，这是相当重要的，一般适用于所有空分设备及输送、储存设备。21一般要求211整理生产环境 考虑到一般安全的需要和与氧有关的危险性，确保整个工厂保持高标准的整洁干净乃是很重要的事宜。设备、备件和具有危险性物质如油类、油脂的储存，应尽量远离设备操作区域，特别是空分设备输送气态和液态产品的部位

7、。建议那些具有潜在危险性的物质与空分设备的隔离距离应大于15米。212禁止吸烟和使用明火 在空分设备运行时或含有液态或气态氧时，其附近禁止吸烟和使用明火。工厂管理部门的职责是规定：1） 禁烟区2） 可使用明火的区域和条件（例如切割和焊接作业）在设备操作区使用加热方法或明火进行维护保养工作的地方必须实施“工作许可证”制度。22加工气流中的污染物质因为氧能与许多物质进行反应，所以必须在无污染的设备中生产和储存。污染物质不能被彻底清除干净的地方，必须采用正确的设计和安全可靠的操作技术把它控制在允许的范围之内。污染物质可随同加工空气一起进入空分设备，另外设备的误操作，以及在建造或维修时的疏忽，也可致使

8、污染物质进入设备之中。221对空气中悬浮物质污染的控制 环境中总是存在一些着不可燃的污染物，例如二氧化碳、水分，但一般不会产生安全方面的问题。然而设备在发生误操作或工况不稳定的情况下，二氧化碳就会进入低压塔使冷凝器的通道堵塞。在这种情况下，具有潜在危险性的污染物质如乙炔就会发生局部干燥气化和集聚。 颗粒物质通常用装在主空压机吸入端的过滤器把它们在进气中就消除掉。空气中存在的腐蚀性气体，如二氧化硫、氮的氧化物，在一段时间内如果不采取适当的方法进行控制，就会腐蚀设备热端部分。对空压机后冷器上的冷凝液的酸碱度PH进行定期检测，将有助于了解空气中受酸气污染的程度。发生严重污染情况时，就必须配备清洗或洗

9、涤装置，来降低进入压缩机的空气酸气浓度。 危险性最大的污染物是那些可污染物如碳氢化合物，它们能进入到空分设备的富氧段。其中，最引人关注的是乙炔，因为它的溶解度较低且易于同液氧反应。尽管空分设备都装有从气流和液流中清除碳氢化合物的设备，这些设备是依据测定的或估计的污染程度进行设计的，但还必须清楚的了解当地的污染源。因为污染源有时会达到高峰程度，危极设备的运行安全。 常见的环境污染有：1）化学过程和炼油过程；2）内燃机的排气；3）乙炔发生装置；4）其它地方的工业生产和过程。 空分设备常常安装在工业区，这些地方的大气受到一定程度的污染。因此建站开始就选择好空分设备的安装地点，对减少空气流中污染物的含

10、量是及其重要的。 相当重要的一点要按照正确的程序操作设备，确保设备的每一部分中的污染物的含量，被控制在允许的范围之内，另外，以下各点还应引起特北的注意：（1） 空分设备蓄冷器/换热器温度的控制装有蓄冷器或切换式换热器的空分设备，必须使其冷端温度不超过操作说明书所规定的最高安全温度。蓄冷器或切换式换热器为清除空气中较重的碳氢化合物，提供重要的保证。但如果冷端温度太高的话，清除功能就会相应的下降。 设备误操作、切换阀发生故障或切换阀定时程序失灵，设备发生其它异常现象，都会使设备冷端温度升得过高。设备冷态重新启动，也会使蓄冷器温度变得太高。如果这样的话，通常用废氮吹洗大气中较重的碳氢化合物，在空气循

11、环过程中又会以高浓度进入分馏塔中。 如果蓄冷器或切换式换热器的冷端温度升高，且操过说明书所规定的极限范围时，就必须立即采取措施使温度恢复到正常操作所要求的温度范围。（2） 空分设备的吹洗 应不折不扣地按照说明书要求，在规定周期内对排泄阀进行吹洗或连续液体吹洗。否则碳氢化合物就会在设备容器中或排泄管道上集聚起来。（3） 碳氢化合物吸附器的使用很重要的一点是这种吸附器的使用周期不得超过规定的时间，用于再生的气体流量和出口温度均需达到规定的要求。空分设备暂时停车时间超过1小时而重新启动，最好启用已经完全再生过的备用吸附器。如果另一只吸附器重新投入运行，特别是在循环时间接近结束时，那些设备停车加温解吸

12、的污染物质，就有可能进入精馏过程。（4） 液面的控制用以洗涤油份或碳氢化合物的液空容器（如碳氢化合物洗涤器，平衡器），上面的液面计应工作正常，使液面维持在正常的液面高度。（5） 触媒过滤器的使用一些空分设备在空压机和冷却器之间装有触媒过滤器，用来氧化清除空气中的碳氢化合物。有时这类过滤器还设有预热器。被氧化的碳氢化合物的种类及数量，取决于触媒过滤器的温度高低。有关问题应查考空分设备制造厂的说明书，使操作温度保持在特定的温度范围之内。(6)分子筛吸附器的使用有一些空分设备装有分子筛吸附器，用来清除空气中的水分和二氧化碳。另外分子筛吸附器还能清除空气中所存在的某些碳氢化合物。分子筛吸附器的工作循环

13、时间、再生温度及再生气量、进入吸附器的空气温度，都需保持在制造厂所规定的范围内。不管什么原因造成设备停产，都应关闭分子筛吸附器的出口阀，以防止解吸的污染物物质重新进入空分设备。（7） 主冷凝器的操作位于空分设备低压塔和高压塔间的主冷凝器实际上是一只换热器，用液氧做冷源使空气或氮冷凝。在换热过程中液氧始终在主冷器里沸腾。 外来物质如二氧化碳，冰粒都会使氧气管道堵塞。某些条件下，空分设备在正常液面运行时，碳氢化合物会积聚起来，堵塞氧气管道而造成危险。 如主冷凝器液面下降倒某一位置时，就可能使碳氢化合物积聚起来达到危险的程度。因此应将整个冷凝器浸没在液氧中，使沸腾表面完全浸湿。设备操作条件发生变化，

14、也会使冷凝器液面发生暂时性变化。当发生这些变化时，还是允许有短时间的液面变化，这并不会影响设备的安全操作。因为乙炔在液氧的溶解度低（大约9PPm），这对空分设备来说是一个需特殊对待的问题。当乙炔的浓度超过溶解度所允许的范围，那么液体表面或在冷凝器的通道壁上就会积聚起固态乙炔，当局部密度很大时就能引起爆炸。一经检测出液氧中有乙炔存在，就应立即进行分析，按设备操作说明书提出正确的处理措施办理。采用热对流循环的冷凝器，在空分设备冷态停车时，就必须特别注意冷凝器的表面。当液面明显下降，或碳氢化合物的含量超过制造厂所规定的极限，那么设备中的液体就应全部排泄干净。必须经常不断地对设备进行分析，测定其乙炔含

15、量。如果乙炔含量超过最大极限，就应将设备中的液体排除干净。如果便利的话，可以从储槽中将允许量的液体输送到低压塔里，使主冷凝器液面维持在规定的水平上，并能使碳氢氧化合物的浓度得到稀释。带有液体的设备冷态停产后，就必须特别注意不要使设备中现有的液体完全蒸发掉，或不让那些从碳氧化合物吸附器中解吸的碳氢化合物重新进入低压塔。正确启动程序应查考设备操作说明书。（8） 对污染物质的检测进入设备的许多碳氢化合物气体，能在换热器里冻结或碳氢化合物吸附器里吸附清除掉，但甲烷合乙烷不易被除掉，仍然存在。这些能进入低压塔的碳氢化合物，在液氧中很易融解掉，它很活泼，危险性就特别大，因此首先考虑采用吸附器将乙炔去除干净

16、。可以使用气相色谱仪或碳氢化合物连续分析仪，检测储空分设备富氧段百万分之几的碳氢化合物含量。当操作条件发生变化时，此种用途的分析仪就能反映出来，例如发生潜在危险情景的话，就能发出警报使操作者采取补救措施。通常这种分析仪应能对精馏塔塔底储槽中液氧进行取样检查，这是因为碳氢化合物容易在设备的这一部分积聚。另外也要按时检查进气取样和碳氢化合物吸附器出口端的液体取样，以便及时发现碳氢化合物含量变化情况，并及时发出警报，特别是当大气污染程度严重时就更应这么做。每天都应该使用乙炔检查仪器检查低压塔塔底液氧中乙炔的浓度，每星期要检查一下储槽中液氧中乙炔的含量，如必须的话可进行多次检查。如空分设备附近有乙炔发

17、生器的话，那么就更需要进行这些检查。为减小乙炔可能引起的潜在的危险性，乙炔发生装置最好安装在空分设备进气口的下风端，距离须在100米以上。一般说来，塔底釜液中或多或少都融解有一些污染物质，但只要杂质含量不超过规定的范围，那么空分设备还是能安全运行的。如果杂质含量大幅度增加超出通常规定的范围，那么就必须立即进行研究，找出发生问题的原因，并采取相应的补救措施。如果采取补救措施后（如放液、换掉碳氢化合物吸附器等），污染物质的含量仍然不下降的话，而且其中的乙炔含量或整个碳氢化合物的含量达到设备制造厂所规定的最大值时，就应立即停止空分设备运行，并将塔中的液体排放到处理系统中去。（9） 设备去霜程序使用换

18、热器和碳氢化合物吸附器时，可将进气中的微量污染物质从加工气流中清除掉，切换式换热器切换时就能把积聚在换热器中的大部分污染物质清除掉。常温和常压如发生变化就说明污染物质已积聚，有必要进行去霜。分馏塔和设备液体中污染物质含量增加，表明碳氢化合物吸附器需要再生、去霜或干燥。（10） 设备停机后液体的排放当设备停机时间延续超过24小时，那么储槽和管道里的液体（除主冷凝器中的液体之外）都得排放掉。主冷凝器的液面通常在几天时间里不会大幅度下降。但如果液面下降低于正常工作液面的一半时，就必须把所有液体排放干净。（11） 空分设备加注液氧或液氮在设备冷却或在正常运行情况下，把液氧加注进空分设备，可补充设备所需

19、的冷量，也可使碳氢化合物冷凝液得到稀释。但加注的液氧必须经过检验，确保液氧中的乙炔含量不超过设备正常运行所允许的最大极限。如果有液氮的话，最好加注液氮而不加注液氧。如果发现空分设备泄漏，就决不能再向设备加注液氮或液氧。222设备带入的污染物质 空分设备的机器部分（如压缩机、膨胀机）所用的润滑油很可能使加工空气流受到污染。配备润滑油的活塞式压缩机或膨胀机的高压设备，气缸润滑油所夹带的杂质，在压缩机进口分离器、空气干燥器或吸附器中已被除掉，但仍有必要采用溶剂对空分设备进行定期清洗，去除掉带入空分设备低温段的微量油分。对于无油润滑活塞式机器的气缸与润滑油的曲轴箱，必须将曲轴箱、气缸、抛油环、活塞杆刮

20、油环以及类似的零件装配好，以防曲轴箱内的润滑油经活塞杆和气缸进入加工气流。空分设备的低压部分装有离心式压缩机和膨胀机，这些机器不会把润滑油带入加工气体中去，它们的结构采用隔板、密封剂、迷宫式密封、排气、吹洗等方法只有在润滑油系统工作的情况下才能用于低压部分，以防止加工气流被污染。223维修和施工中带入的污染物 进行维修工作时需要将整个设备打开，这就难免会使一些污染物质或不必要的物质进入设备之中。因此，在进行维修工作时就需特别注意做到只采用适用的物质和零件。所有新的装置、零件和部件都必须进行一定的清洗，还必须建立检查验收制度，以防漏检而发生差错。零件组装时，附件及材料等都必须小心存放，以防受灰尘

21、、污泥、油脂、油料、点焊溅出物沾污或其他一般工作环境所造成的污染，天气不好也会造成污染。已准备用于氧气设备的物质必须封存起来并放置好，以防储存时受到污染，并且要挂上牌子说明已经清洗可用于氧气设备。 从事设备机器维修的工作人员应穿上清洁的工作外套，最好是拉链式的，外面应无口袋。23冷箱的吹洗和检漏空分设备冷箱的绝热层通常采用干燥的氮气进行连续吹洗。吹洗气体的主要作用式阻止大气中的水蒸气进入设备之中，使绝热材料保持干燥，也用来防止空气在液氮温度下运行，起设备外表面上发生冷凝。冷箱上积有过量的冰晶，不但使绝热物质的热力性能降低，也会使内部管道和配件的应力增加。吹洗气体的流动速率应一直保持在限定的范围

22、，进入冷箱进行维修、设备停机、排放和去霜的情况例外。在冷箱内常有可能发生气体或低温液体的泄漏，少量的泄漏不易检测，但大量的泄漏可明显地从以下几个方面表现出来：1） 在冷箱外表面形成白色积霜部位2） 冷箱绝热层内气体压力上升3） 如发生氧气泄漏，绝热层的吹洗气体中的含氧量增加4） 发生液体严重泄漏的情况时，低碳钢板会裂开，在冷箱泄漏出外面附近会出现蒸汽雾气和液体。建议对冷箱表面、冷箱绝热层气体压力和含氧量进行经常性监测，增加及早发现泄漏的机会。不准使用明火、香烟或类似的热源来检查制氧或输氧设备可能出现的泄漏。通常检测泄漏的工具是气体分析仪。对于不易感觉到，眼睛不易看到，耳朵不易听到的外接缝和管道

23、上的泄漏可疑处，可涂上合适的液体洗涤剂来确定泄漏的位置。231泄漏通知 当有证据证明，由于空分设备或外部氧气管道发生氧气泄漏或液空泄漏而存在富氧空气时，必须立即通知设备的管理人员，他将做出采取适当措施的决定。232发生液体泄漏时设备的运行如一台生产气体的空分设备如没有足够的冷量来维持主冷的工作液面高度，那就有可能在设备内部发生了液体泄漏，这时就必须停机排除故障。在这种情况下，如采用外部补液的方法来维持设备运行是相当危险的。233泄漏影响区域 泄漏影响区域必须视作危险区，需采取必要的防护措施。因低温蒸汽或气体比空气重（氧、氩），因此它们的泄漏会在低洼处和沟渠里积聚起来，如欲进入这些区域就必须先检

24、查空气中的氧浓度。24低温液体的处理 设备中存在被碳氢化合物严重污染的液氧时，这无论对设备还是操作人员都是一种潜在的危险，因此要采取紧急措施处理这种液体，以减小危险性。在空分设备外部用容器收集液体并不能消除这种危险性，因为收集容器中的液体蒸发还会使污染物质的浓度提高。 液氧、液空、液氮不准排放进沟渠、坑洼处、道路下水道、密闭空间或在有人员的地方。处理低温液体的系统必须要使液体蒸发而不使污染物质积聚起来。处理用蒸发器的热量来自水蒸气或大气。蒸发的液体应不使工作人员、工作区域或设备受到氧浓度增加影响的情况下放空。氧浓度的增加将是发生潜在火灾的原因之一，氧浓度的减少将会引起窒息危害。 低温液体泄放口

25、应避开在低温情况下容易发生机械故障的设备。25蒸汽雾在设备运行的一定阶段会有蒸汽雾形成，如碳氢化合物吸附器再生前排放液体时，或把液体产品储槽输送到槽车上时都会有蒸汽雾形成。蒸汽雾时水蒸气在低温液体蒸发冷却作用冷凝而成。可认为该雾也含有蒸发液体潜在的危险的浓度。根据被蒸发产品的量和气候条件，该雾能漂流得相当远，使设备操作人员视觉发生困难，如蒸汽雾漂过附近的公路就会造成车祸。该雾如含氧的话，就有发生火灾的可能性，如含惰性气体，就么就有发生窒息的潜在危险。提高设备排放口的位置和控制排放率就可减少蒸汽雾的影响。采用风扇将空气鼓入排放口可使蒸汽稀释和加温，促使它们上升排放到大气中去，这样就可大大较少对操

26、作人员和环境的危害。用于设备液体排放或作为产品蒸发器时，常温空气蒸发器的冷金属部位与空气中的水分接触就会生成蒸汽雾。这样生成的雾没有液体直接排入大气所产生的雾那样稠密。但在一定条件下，雾就会在设备附近的操作区域或公共场所所集结，使视觉可见度降低。26液体被截留 低温液体在闭合阀门被截留，就会在过程系统里存在危险性。低温液体因热泄漏而蒸发，其产生的压力会形成截流段过压或使设备发生故障。在系统的这些部位应装有不是用来控制整个过程流量的压力泄放阀，以便使截留液体所产生的压力泄放掉。27现场检修 对空分设备检修的推荐方案应进行全面的审查，看有否影响到设备的安全性或是否会产生新的危险性。在没有主管低温工

27、程师的指导和有经验的操作人员的情况下而进行检修，容易为运行条件选择使用了不适宜的材料或导致污染物质进入，就会不知不觉的造成危害。操作规程推荐的检修意见也应以同样方式进行审查。28专用设备带来的危害因氧会助燃，所以需对空分设备储运氧产品和氮产品的机械设备和气氧产品的输送系统进行特别的考虑。这类设备具有公认的着火能源，因此必须使用清洁的部件以减少易燃燃料。具有公认的着火能源的设备，例如氧压机、液氧泵、氮压机和氧气管道。281离心式氧压机 离心式氧压机是利用电能，使系统的压力升高，机内各部件以高速度相对运动，且间隙很小。因此运动部件需要平衡和稳定。它们的不稳定是由机器喘振、转速超过临界速度和突然停车

28、引起的。运动件和不动件间的瞬间摩擦或冲击都会产生高温，在有氧气的条件下就会使金属着火，使压缩机遭到破坏。 在正常运行中，轴承损坏或由于润滑系统失灵，使轴承被拉毛都是引起氧压机运动件不稳定的一种条件。 压缩机迷宫式密封供气中断会增加润滑油进入加工气流的可能性。总所周知，油是低燃点燃料，它能同氧反应。 压缩机启动和停车是出现工况不稳定的最主要的时期，也是最易发生潜在危险性的时期。应考虑和评定下列设计和操作性能，以便减少人员和设备与高压离心式氧压机潜在火灾危险的接触。1） 装上振动传感器，检测轴向和径向运动，并能发出警报和使压缩机停止运转。2） 过程流体排放口高温报警和停机的仪表控制。3） 密封气压

29、力的报警和停车点。4） 润滑系统压力和温度控制系统具有报警和停车点。配置一只辅助油泵，在主润滑油泵不工作时，向压缩机轴承提供润滑油。5） 采用干净、干燥、无油氮气或空气代替氧气作启动或停车的吹洗系统用气。6） 为工作人员的安全考虑可将压缩机装在不会燃烧的挡板之后。对于低压氧鼓风机仅在机器的关键区域上屏蔽。7） 压缩机应装在使其它设备的运行遭到潜在火灾危险性最小的地方。8） 应将压缩机控制板和关键性仪控设备装在不会燃烧的挡板之外。9） 为防止细送粒进入压缩机进气管路，应装上过虑网。10） 压缩机启动后送氧前，所有运行行能必须正常。11） 在启动前必须填写好强制性检查表。12） 必须严格控制压缩机

30、的维护保养工作。13） 定期审查记录数据以便检测运行趋势。282往复式氧压机 除了那些密封气和吹洗控制条件之外，适用于高压离心式压缩机的设计技术条件和操作规程也同样适用于高压往复式氧压机。 必须注意防止油份沿着活塞杆进入压缩机。控制油份进入可采用刮油环、隔片、曲轴箱排放装置等方法。此外，可永久性安装红外检测指示灯，用萤火监控汽缸末端活塞杆润滑油的情况。为了便于监控，可在润滑油里加入荧光添加剂。也可检查压缩机阀盖温度来检测阀的性能变化。在一般情况下不必采用屏蔽将工作人员与压缩机完全隔离开。283液氧泵 储运和输送液氧可采用离心式液氧泵和往复式液氧泵。尽管对液氧泵的结构材料进行了精心的选择，特别是

31、那些与液氧相接触的固定件和运动件，但在异常操作条件下仍油发生火灾的危险性。因泵冷却不够而产生气蚀或轴、活塞、轴承发生机械故障都会以摩擦热量的形式产生足够的能量，在与氧接触时会使运动件和固定件着火或熔化。 泵装置的设计，特别是哪些高速度或具有高压头的泵应有保护设施，减少可能产生的危害。因此液氧泵装置应考虑将以下几项重要的安全措施包括进去：1） 泵的操作人员防护挡板不应装在冷箱内或低于地平面。2） 进液管路过滤器，其网格大小取决于运动件和固定件之间的间隙。3） 应装有在发生气蚀或灌液损失时能使泵停机的安全装置。4） 控制站的位置应与泵的位置保持合理的距离（35米）。5） 应装有泵发生故障时自动切断

32、液流的装置。284氮压缩机 氮压缩机有这样的特殊问题，即由于空分设备运转不正常而导致氧含量突然骤增，压缩高纯氮的往复式油润滑压缩机曾发生过火灾。 压缩氮的离心式压缩机由于运动件的相互影响，或由于往复式压缩机压缩机密封环或阀门出现故障都会引起着火，唯一所需的条件是要有足够量的氮气。会起反应的燃料可以是润滑油或积聚的有机物质，而它们通常只与惰性气体相接触。 对氮气流中的氧不断进行分析并装有报警和停机开关就能提供必须的操作条件和起到保护作用，以减少由于含氧量增加而导致引燃的危险。285管道众所周知管道里的高速氧气流具有引燃的能量，任何与高速气流一起运动的尘埃、金属氧化物和其它颗粒都具有开始进行一次反

33、应的冲击能。现对用氧设备发生火灾的研究所发表的一些历史性见解列举如下：1） 在清洁的碳钢或不锈钢管道里，其口径大小适合于一定的气体流速，在没有外来物质引燃的条件下不曾发生过引燃现象。2） 碳钢和不锈钢管道里，气流以声速或接近声速流动时，曾发生过数次引燃。高速粒子的摩擦极可能是造成引燃的原因。3） 相对于钢和铁来说，铜、青铜、和镍合金的燃烧热要低些，它们不会在用氧设备里引燃。一旦被引燃，这些材料的燃烧速度要大大小于碳钢或不锈钢。4） 铝尽管在某种条件下，有氧也会引燃，遇到碳钢铁锈会迅速燃烧，但一般是不会引燃的。因此气氧管道禁止采用铝制作，这是因为与碳钢装置相连的管道极会被锈粒污染而造成极大的危险

34、。当氧用钢制管道输送时，流速应限制在200英尺/秒（大约60米/秒），通常管道中的流速都相当慢，以减少压降和能耗。 阀门、孔板、管路截口或流速超过200英尺/秒（大约60米/秒）的地方应采用铜、青铜、或镍合金制作。在流动方向突然变化的地方应采用蒙乃尔高强度耐蚀镍铜合金来制作其三通接头或缓冲板。 一般说来，氧气管道应不受污染物污染，系统中的所有阀门都应慢慢开启，以防止流量和压力突然变化。286液体储藏低温液体采用专门的设计和制作的容器进行储存和运输，其容量从数吨至几千吨。容量高达50吨的容器通常采用真空绝热，工作压力16巴。较大容量的储槽也采用真空结构或填充绝热材料保温，在较低压力（0.5巴）条

35、件下运行。通常，低温储槽是根据已制定的实际操作规程进行安装和定位的，其中包括减少液体泄漏量所采取的措施，但不希望发生大量低温液体突然失控向大气排放，因为这会造成极大的潜在危害，应尽力确保防止发生。储槽基本设计和制造缺陷是罕见的，除此之外，液体失控的主要原因有：（1） 灌注过量以生产设备或公路槽车向液体储槽输送液体时可能会发生灌注过量。灌注过量会使液体从排放管路排放，通常排放出来的是蒸汽。灌注过量还会使储槽内压力迅速升高，液体会经过液体上方的蒸汽减压装置向大气排放。在极个别情况下，由于静压过大会使储槽破裂。一般来说，对操作人员的正确操作方法，液面指示器的正确位置，做好标记和维护方面进行培训就能够

36、防止灌注过量。在需要的地方，装上高液面报警器和自动断开装置。（2） 压力过高在储槽蒸汽区间发生压力过高的唯一条件是：由于某种原因，压力安全阀失灵。在预定压力上没有动作，或者压力安全阀的容量不足以应付异常情况。尽管压力安全阀应每隔一定时间进行维护和测试，尽可能确保它们正常工作，但最好要尽可能减少对它们的操作次数。通常会引起低温储槽压力上升的情况有下列几种：1）热泄漏 通常有一股稳定的热流进入储槽，它决定了液体的气化率。储槽绝热层损坏或真空绝热储槽真空被破坏都会使进入储槽的热量增加。后面一种情况会突然发生，使热泄漏率迅速增加，导致液体气化率增加，压力上升。2）冲灌过量，前面已经谈过。3）由于向储槽

37、中液体上方蒸汽区域注入较热的液体造成的闪蒸蒸汽。这种液体可能来自生产设备、公路槽车或液体泵的再循环液。液体注入速度过快必然会使闪蒸蒸汽增加导致储槽压力上升。4）大多数真空绝热储槽在顶部和底部都装有液体冲灌接头。如从公路槽车抽吸冲灌可采用底部的接头，以便控制储槽中液体上方蒸汽压力上升的速度。处于开启位置的压力上升自动控制阀出现故障。许多低温储槽都装有压力上升自动控制阀，以便能在高速排液时，保持蒸汽区间的压力。处于开启位置的自动阀失灵就必然会使储槽内压力继续上升直至采取纠正措施或压力安全阀动作。（3） 压力不足低压储槽在其蒸汽区域形成部分真空很易使储槽破损，这是由于储槽结构特性和它们通常的工作压力

38、决定的。液体排放率过高，或在一定条件下，大气压力突然升高都会产生局部真空。一般来说，遵循正确的操作规程，确保压力增大，系统工作正常，真空安全阀处于工作状态就能防止产生局部真空。必须认识到多次指令真空安全阀动作会使过量潮湿空气进入而造成冰晶积聚将安全阀管道堵塞。（4） 辅助设备的故障必须知道液体储槽底部液体排放管道上的阀门、管路和接头发生故障会使液体无控制的大量泄漏。较大容量储槽上的液体管路上可装置内部或外部紧急关闭阀，在发生辅助设备故障时可减少液体向外的泄漏量。要尽量减少对紧急关闭阀的动作次数，其办法是对储槽外接液体管路、阀门、接头作适时的检查维护，按实际可能使它们免受机械损伤。（5） 吹洗气

39、流不能进入绝热层非真空绝热的低温液体储槽，其绝热层通常采用干燥的气氮进行吹洗，与吹洗空分的冷箱的方法相同（参见3.2）。不能保持足够的吹洗气量会使空气进入而造成冰晶积聚，在低压液氮储槽内容器的外壁表面上的空气就会冷凝。在这些极个别情况下，都会对储槽和内部管道产生不良的影响。（6） 双向拉开事故装有低温液体的公路槽车离开储槽冲灌部位时，如输液软管仍然连接着，那么管道和设备都将遭到损坏，而且会造成液体大量泄漏。对驾驶员和其它负责液体输送作业的人员进行适当的培训能在很大程度上防止双向拉开事故的发生。但几家公司的经验表明此举还不够，对双向来开事故潜在的的严重后果要进一步采取保护措施。此类保护措施有采用

40、挥旗警告和设置各种连锁装置，使输液软管脱开前会发出声音报警或防止汽车刹车脱扣。287公路槽车 运输低温液体的公路槽车应根据制造厂说明书和各种有关法规进行维护和操作。 输液软管不使用时应加盖，以防止水分和尘埃进入。用于输送特定低温液体的软管联结器不能与输送其它液体的联结器混用。 公路槽车经常变换输送低温液体的种类，是不允许的。这种情况除非小心控制，但往往会发生产品受污染的问题，特别是那些通常用于灌冲一种液体的软管联结用于另一种液体灌冲时，尤其会发生事故。3 空分设备的检修制定正常的检修计划和实施步骤，对于确保空分设备的连续安全运行是十分重要的，但空分设备的特性以及气态和液态产品的性质，还要求在生

41、产车间和在设备现场进行检修时，采取一些专门的安全预防措施。本节的目的在于确定那些工业界认为成功实施检修计划中显的特别重要的关键问题。31必须经常检修的设备设备要经常检修，使之处于正常工作状态，这类设备主要是：机械（例如压缩机、泵）、容器、管道、和阀门、绝热、仪表控制装置、安全装置、制造场地。辅助设施（水、蒸汽、动力、仪表气）。加工设备要连续运行可靠性必须要高，考虑到这一点，就需要制订和实施周详的预防性维修计划，主要是要经常注意那些关键部位，以减少造成人员伤害、设备破坏、业务中断而付出的高代价事故和较大事故的发生。32清洁度上面已经讲过氧很活泼，能助燃，在一定条件下，它能与某些物质进行激烈的反应

42、，特别是油和油脂。为此，所有与氧和富氧有关的设备其清洁度非常重要。 因此必须开始就操作一台清洁的设备，并进行定期清洁和去污，使设备达到与原来相同的清洁度标准。首先，对组成空分设备的全部结构材料、组装部机、每一个组件和产品储存设备都需进行清洗，清洗和的所有设备和部件在生产中都应加以防护。其后要根据制定的维修规程加以防护或重新清洗。321检修设施（1）专门划定的维修区域 必须明确划定用于空分设备组件和其它用于氧设备进行最后清洗和装配的区域，它必须与其它检修区域隔离开，并保持清洁、无油。该区域内使用和储存的易燃物质都必须保持在适用的最低限度。设备和组件在移到清洁区域进行检修前都必须进行拆卸并初步清洗

43、。（2）工作台 专门维护区域使用的工作台必须用不锈钢板或其它不易燃和不会吸收的材料覆盖在上面，并保持清洁、无油、油脂。建议不要使用木板、或铝板这类较软的材料。（3）使用的工具 检修和装配空分设备的特殊组件时，工具必须保持完全清洁并不能作为它用。 一般检修工作所使用的工具（如曲轴箱大修用工具）不能用于空分设备特殊组件或设备的维护或装配上。因为这些特殊部件或设备必须具有可用于与氧接触设备的清洁度。（4）防护工作服 空分设备组件和设备检修作业所穿戴的防护工作服，如外衣、鞋袜、手套等必须清洁、无油或油脂，在进行设备特殊组件的检修作业时，如氧气透平压缩机，这一点尤为重要。最好穿着外面没有纽扣或口袋的外衣

44、，以减少外来物质（如钢笔、纽扣等，进入清洁的设备之中）。（6） 个人的清洁从事与尘埃、油份或油脂接触的一般检修工作人员必须洗干净双手，换上经批准的防护工作服后，方能进行空分设备的检修工作。通常防护霜都含有易燃成分，因此，禁止把它们抹在手上去动用于空分设备的各种清洁组件。322清洁度的标准 有关清洁次数和方法以及要求达到的清洁度方面的指南可向设备制造厂索要，并应按说明书要求办理。一般说来，所有设备应没有烃类油或油脂、散落或可能散落的轧屑、氧化皮、金属碎屑、溶剂残液或其它外来物质，做到了这一点才能将组件或设备用于与氧接触的设备上。322检测技术 应采用各种技术来检测设备和组件，以确定有否达到清洁度

45、标准范围。这些方法有：1） 用白炽灯光检查表面有否颗粒，纤维物质和液膜。2） 用紫外线（黑光）检查荧光油或油脂沉积。3） 用清洁白色滤纸进行擦抹实验，去除用紫外线检测不到的其它残余物。4） 用溶剂萃取法检查不能进入的表面，方法是显冲洗，然后对污染物进行定量分析。采用上述检测方法所制定的有关与氧接触设备所需清洁度标准可向设备制造厂索要。324清洗方法（1）方法选择的依据 选择清洗与氧接触设备和组件的使用且高效率的方法，取决于以下条件：1） 设备部件的大小2） 设备及其组件的机械性能（如温度效应）3） 污染位置和污染程度4） 污染物的性质5） 根据设备及其组件冲洗和排放量的通道布置6） 清洗剂与污

46、染物以及设备制作材料之间的相容性7） 清洗方法的适用性和成本，以及清洗剂的适用性和有受过这些清洗剂储运和使用培训的工作人员。8） 清洗方法的速度、效率和达到预定清洁度的能力一般说来，可采用任何方法完成对设备的清洗，但这种方法应满足设备制造厂建议的验收规范。清洗过程所使用的任何溶剂或化学品应是商业部门批准的，其等级、质量，与被清洗设备制作材料相容性都应是良好的。但清洗与氧接触的设备不要采用易燃液体如石蜡油，丙酮或汽油。（2）清洗工艺 清洗流程设备所采用的主要方法有：1） 采用蒸汽或热水清洗该工艺是蒸汽或热水经喷嘴或喷林头进行清洗，一般是与一种洗涤剂一起使用以便去除污染物（如尘垢、油、松散的氧化皮

47、）。蒸汽和热水应无油，否则需要用溶剂进行第二次清洗作业。2） 采用机械清理这类清理工艺可采用喷沙、钢丝刷或磨削方法清除轧制产生的铁鳞、铁锈、钢渣、沙粒、清漆、油漆或其它杂质。经机械清理后的松散颗粒可用真空清洗法清除。从氧气系统特别是机器部分和碳钢管道中清除金属和其它散粒是相当重要的。3） 采用碱洗该工艺是采用强碱液来去除稠的或粘着力强的表面污染污。该碱液通常加热后使用更有效。碱洗方法可采用喷射，浸渍或冲洗。4） 采用酸洗可采用酸洗来清除氧化物和其它污染物，可用合适的酸溶液进行浸渍或冲洗，通常可在室温下进行。常用的酸有磷酸或盐酸，前者可用来去除许多金属上的氧化物、轻微的铁锈和溶剂，而后者主要用来

48、去除碳钢和低合金钢上的铁锈、氧化皮和氧化物涂层。用这种方法清洗碳钢和低合金钢要作最后的钝化冲洗，以确保被完全中和掉。5） 采用溶剂冲洗该方法被广泛的用来消除表面的有机污染物，例如油或油脂。可采用的溶剂有氯化烃或其它适用溶剂。常用的溶剂有防腐级的氯化亚甲、三氯乙烷以及三氯乙烯，这些溶剂的物理性质和化学性质迥然不同。采用何种清洗方法对溶剂的选择有很大关系。标2中列出了一些主要溶剂的性质。值得注意的是四氯化碳毒性很大（TLV10ppm），故不在建议使用。 用溶剂清洗设备可采用浸渍法、循环冲洗法或蒸汽去油法。浸渍清洗法采用超声波技术（使用高频发生器）可提高清洗效率。至于其它清洗工艺，选用何种溶剂则取决

49、于许多因素。采用浸渍或冲洗工艺其主要优点是，尽管需要大量的溶剂，但所需的清洗设备较简单。此外，溶剂如被外来有机物质污染则需调换新溶剂，以取得满意的清洁度。蒸汽除油是使溶剂蒸汽不断冷凝而产生的洗涤作用，将溶解的有机物质从设备表面清除掉的工艺。这种方法的主要优点是设备表面总是被清洁的溶剂洗涤，因此只需要较少量的溶剂，就能达到良好的清洁度。主要缺点是蒸汽去油的设备结构相当复杂，安装费用昂贵。（3）清洗、干燥和包装 清洗工艺完毕后，需要将清洗剂完全排放掉，用无油的水进行冲洗，或用清洁无油的空气进行吹洗。清洁无油的空气也用来干燥用水冲洗过的设备。 但应注意，加氯溶剂在有氧的条件下会形成燃烧气氛，因此在清

50、洗过程后要确保将设备或系统里的微量溶剂残液清除干净，这一点相当重要。 一旦设备检查后认为已达到所需的清洁度标准，设备就应包装起来或进行密封处理，在重新投入使用前防止表面再受污染。（4）预防措施 实际上，上面介绍的各种清洗工艺方法都采用了具有潜在危险性的化学品、溶剂的过程。因此必须要让使用过特殊设计设备的训练有素、经验丰富的操作人员上岗进行清洗作业。操作人员应明白所涉及到的危害性，如有毒性或腐蚀性，并会采用适当的防护设备。 只有那些性能和适用范围清楚或与清洗剂制造厂商讨后的清洗剂方能使用。必须严格遵照制造厂使用说明书办理。33检修用的材料331采用被批准使用的材料 空气分离过程大多采用压力变化，高温和低温气态及液态的设备，并有一部分设备部件要与氧接触。因而在进行检修工作时，要确保使用设备制造厂认可的部件和材料进行调换，并应适用于操作条件。即： 1）温度 2）压力 3）流动条件 4）加工流体这一点是相当重要的 。对于那些与氧接触或与富氧液体接触的设备部分，其组件和其它使用材料都必须使用与氧接触的特殊应用。设备制造厂应提出同意使用的材料。使用未经认可的组件或材料会引起机械故障、发生火灾、使气体