氮气的生产与使用安全

氮气的生产与使用安全
企业氮气安全必须充分重视。

既要注重氮气生产贮存安全，更要认真了解用户，确保用户使用安全。

多年来，钢铁企业氮气事故一再出现，一般可归纳为氮气窒息、氮压机爆炸、氮气含氧量超高及低压断气在用户造成的燃爆事故、氮气管道低温态超压爆炸事故等几类。

下面分别予以介绍其安全防护措施。

一、防止氮气窒息的安全注意事项
氮气为无色、无味、无嗅的惰性气体，它本身对人体无什么危害，但空气中氮含量增加会减少氧含量，使人呼吸困难。

若吸入纯氮，会因严重缺氧而窒息身亡。

因此：
1、不得将纯氮气排至室内，氮气宜高空排放，氮气放散管应伸出厂房墙外，放散口宜设在高出附近操作面4m以上的安全处。

地坑排放氮气的放散管口，距主控室不应小于10m。

氮气排放口、放散管口附近应挂警示牌，地坑排放应设警戒线，悬挂标志牌，排放氮气时禁止入内。

2、生产、使用氮气的现场或操作室，如氮压机间等，要通风换气良好，必要时设通风机强制换气。

仪表气源不易使用氮气，必须使用时，应有防止人员窒息的防护措施。

3、在氮气浓度大的环境内作业，必须带氧气呼吸器。

4、检修充氮设备、容器、管道时，需先用空气置换，分析氧含量合格后，方允许工作。

含氧量高于19.5%为合格，低于19.5%是缺氧危险作业，必须采取特殊措施，防止窒息。

5、检修时，应对氮气阀门严加看管，检修人员与生产人员加强联系，以防误开阀门窜入氮气，造成窒息伤亡事故。

一般应堵盲板，断开氮气来源。

检修人员应对氮气窒息事故高度警觉。

6、氮气管道不准敷设在通行地沟内，防止氮气泄漏时酿成窒息事故。

7、各种使用氮气的场所，应定期分析周围大气的含氧量，其浓度不应低于19.5%，防止氮气窒息伤害。

8、加强安全教育与人员培训，增强对氮气窒息事故的了解，无论生产人员还是检修工人，要高度警惕氮气窒息危害。

9、氮气窒息，立即昏倒，不省人事，甚至死亡。

到氮气环境去救人，应首先切断氮气来源或带氧气呼吸器，否则抢救者也会被氮气窒息。

要迅速将窒息人员抬到空气新鲜、没有氮气污染的地方，施行人工呼吸或送医院抢救。

二、氮压机爆炸原因及注意事项
氮气本身是惰性气体，不燃爆。

氮压机气缸若用润滑油，当氮气中混入氧气或氧含量过高时，会引起燃爆事故，现已发生多起，需引起注意。

1、氮压机的选型。

不能采用气缸用油润滑的压缩机，应采用气缸无润滑型，这样既能防爆，又能确保送氮质量。

2、氮压机吸入氮纯度应密切注意，尤其是停车后的开车，空分氮气纯度合格才能送往氮压站，否则放空。

管路应用氮气吹刷，纯度合格方能开机，杜绝含氧量过高。

这样，既能防爆，又能满足用户对氮气纯度的要求，氮压站与空分主控室应设有可靠的停车报警联系信号或停车连锁装置，并建立联系制度。

三、氮气含氧量超高及低压断气在用户造成的燃爆事故的原因分析及防范措施。

钢铁企业氮气用户的用途及要求，前已有述。

如果氮气含氧量超高，或者氮气低压乃至断气，此时由于高的含氧量或空气吸入，会在用户中造成事故。

轻者热处理炉内钢板或零部件氧化，出废品。

重者由于氧、空气与氢（往往是保护气的一种成分）、电石气、煤气等可燃气相混，形成爆炸性混合物，极易触发恶性燃爆事故。

因此，对氮气的纯度、压力有严格要求，要保质保量连续稳定供应，分秒不停，切忌氮气含氧量超高、低压及断气（转炉、高炉系统用氮要求的严格性，次于轧钢系统）。

为此，氮气系统必须有完善的安全措施。

1、完善的氮气压送系统。

氮压机选型应采用气缸无润滑型，防止油脂进入气缸，既防爆又保证氮气纯度。

氮压机运行要可靠，并要有足够的备用检修机组，确保用户正常用量与高峰负荷的需要。

2、完善的氮气贮存系统。

设置3MPa中压氮气球形贮罐。

并要有足够的贮量，满足用户高峰用氮与事故用氮的需要，调节共用之不平衡。

重点大用户应在现场设置用户贮罐，适应专门要求。

当系统低压时，由贮罐通过专设的调节阀组自动窜气补充。

当氮压机停车、氮压站停电或氧站事故全停等事故状态时，靠球罐释放氮气，维持生产和保住各用户的事故用氮量需要。

确保不低压、不断气，让用户处理完毕。

当氮气纯度短时变坏时，也可暂时靠球罐释放氮气来维持用户生产。

另外，也依靠中压氮气球罐，来维持油库灭火氮气的需要，但必须专用。

3、完善的计控检测保护系统。

氮气出口管道设置氮气纯度自动分析仪及超标报警装置，低纯氮气绝不送往用户，杜绝低纯事故。

氮气关键用户的入口，也应进行氮气纯度检测。

氮气出口管道设氮气低压报警装置，低压时报警并自动采取措施。

球罐与系统间设置调节阀组，低压时自动由球罐向系统窜气，确保氮气压力，杜绝低压和中断氮气事故。

调节阀组要灵敏可靠。

仪表气源要求可靠，最好由氮气球罐接出，即使氮站全停，调节阀组也有气源可动，确保事故用氮。

调节阀最好带手动装置，特殊情况下不能气动也能手动操作。

空气与氮压站间设紧急情况联系信号，当空分停车时，能手动或自动向氮压站报警，采取措施，防止氮压机吸入低纯氮气送出（因空分停车时，精馏工况破坏，氮气纯度下降）。

4、氮压站必须有严格的技术操作规程，并认真贯彻执行。

氮压机开车必须首先吹刷管路放空。

氮压站全停后开车，必须化验氮气入口纯度，合格后方能启动。

5、当多台空分同时供氮给一个氮气系统时，单台空分必须设置氮气控制阀门，当空分停车时关闭，避免停车后低纯氮气窜入系统，造成氮气含氧量超高的事故。

6、氮压站、空分、各用户及有关生产调度，必须有慎密的联系制度、事故状态处理办法及注意事项。

供用各方，互通情况，正确指挥，安全生产。

7、加强氮气用户管理，严格使用审批制度，不得乱接乱用，以确保安全。

更不得将氮气管道与其它气体管道串接而引发事故。

四、氮气管道低温态超压爆炸事故原因分析及注意事项
钢铁企业，为了确保重点氮气用户不处于低压、不断氮，往往平时贮存液氮，事故状态（如空分或氮压机事故停车、系统全停电等）气化释放，保证供应。

液氮气化输送装置成了氮气贮运系统的重要补充手段和安全保障。

但是，如果液氮未经气化或气化不完善而进入了氮气管道，由于约200℃的巨大温差，液氮急剧气化，数百倍地膨胀（标准大气压下，1m3液氮气化成643m3氮气），由于膨胀过程是瞬间发生的，在管道内受阻来不及扩散，致使管道内压力数百倍地剧增，当气体压力超过了管道材质的屈服极限乃至强度极限，即产生管道爆炸，这是一种典型的超压造成的物理性爆炸。

需要说明的是，低温降低材质性能，降低了材质的屈服极限和强度极限，因而降低了爆破压力（与常温相比）。

为避免此类事故，必须做到：
1、液氮未经气化或气化不完全时，绝对不能进入氮气管道，这是一个原则。

加强岗位工人技术教育与技术培训，使操作人员熟悉设备性能，明确这一原则。

2、液氮气化及调节系统应设有完善的安全装置及自动保护联锁设施，且必须灵敏好使。

有压力表及压力自控，管道压力超过规定值则进液调节阀关闭，防止超压；管道压力低于规定值进液调节阀开启，满足用户需要。

有气化器水浴温度及自控，有水浴循环泵使水温均匀，当水浴温度高于规定值（一般为40℃）则蒸汽调节阀关闭，当水浴温度低于规定值则蒸汽调节阀开启。

而水浴温度又是与氮气温度有关，互相约制，当氮气温度过低，水浴温度下降，则蒸
汽调节阀自动开启。

有液氮气化后的氮气温度及自控，氮气温度过低（一般规定值为-10℃）则进液调节阀关闭，防止进液量过多，气化不完善，致使管道内剧烈气化超压；氮气温度高于规定值则进液调节阀开启。

液氮气化后的氮气温度及自控非常重要，它确保液氮及低温氮气不进入常温氮气管道，是防止低温态超压爆炸事故的关键。

系统还应有常规安全阀装置。

3、液氮水浴气化后系统的蒸汽必须确保，要求压力足，温度高，供应正常可靠，使液氮气化正常。

小型气化器热源也有用电加热器的，其电源一定要可靠。

4、为确保安全，在无仪表气源和自动保护系统不能投用情况下，一般不宜启动液氮气化系统。

在特殊事故状态下，为不使重要用户断气，威胁用户安全，避免用户产生燃爆事故，可手动启动液氮气化系统，但必须现场不离人，专人守候，严密监视出口氮气温度，压力变化，调好水浴气化温度，切当控制蒸汽流量，水浴气化器液氮进口阀必须开度小，缓慢增加，切忌开大开猛，避免气化不良，造成低温态超压爆炸事故。