國外如德國等發達國家的槽車清洗一般采用的是機械自動化作業,根據不同的槽車用不同的清洗液,由高壓泵將水箱水吸入并加壓,通過三維旋轉清洗頭將高壓水均勻射向罐壁,利用高壓水產生的強大剪切力對清洗對象進行沖蝕、剝皮、切除、打擊,從而達到清洗的目的。整個洗車過程從清洗機對準罐口直到罐內空氣凈化前實現全自動化作業,洗車控制由集散控制系統實現監控。這種清洗方法作業人員不直接接觸有毒有害氣體,安全、可靠,但投入較高,國內很少采用。
我國目前槽車清洗多數使用的是人工清洗方式,槽車在經過蒸汽蒸煮工藝或柴油浸泡工藝,蒸煮或浸泡、清空之后,清洗人員佩戴自吸式長管呼吸器進入槽車內作業。這種作業方式存在以下問題及隱患:①呼吸器的膠管長度受呼吸阻力的限制,最長只能達到10m,當膠管長度再增加時,由于呼吸阻力加大,操作人員將不能進行正常工作。②由于長管呼吸器的膠管長度受到限制,使進氣口靠近工作區域,難以保證呼吸氣的質量。③膠管為軟設計,不抗磨、不抗壓、易老化,容易造成因管路彎曲或重物壓迫而堵塞氣道。④面罩單向閥可靠性差,失效后易使作業區的有毒氣體直接進入人體呼吸系統,對人體造成危害。
針對國內洗槽站清洗技術的現狀及呼吸供氣方面存在的問題,中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院與中國石化齊魯分公司合作,研究完成了“洗槽站集中供氣式呼吸防護系統”,并應用于齊魯分公司煉油廠的儲運站。
通過廣泛調研和求實論證,確定該系統必須滿足如下條件:
a)氣源的選址要盡可能靠近工作現場,并且氣源盡量潔凈。
b)壓縮機要滿足24人在洗槽站同時作業時對供氣壓力、流量的要求。采用一開一備的雙機冗余配備,當一臺壓縮機出現故障時,可使槽車清洗工作不受影響。
c)儲氣罐的儲氣量要保證24人30分鐘的呼吸需求,以便當供氣系統出現故障時,清洗人員有足夠的時間撤離現場。
d)經過壓縮過濾處理后的呼吸空氣,溫度、濕度符合人體呼吸要求,感覺舒適,安全衛生指標應符合國家相關標準。
e)供氣管路分配接口與連接導管結合緊密,接拆方便,密封良好。連接導管應具有良好的伸縮性和抗壓性,彎曲成各種形狀時均能通氣流暢。供氣連接軟管要具備較高的強度,緊急情況時,清洗作業人員可以用其作為逃生的繩索。
f)個體供氣面罩內呼吸部分與觀察部人隔離,視野開闊,佩帶舒適,并具有壓力流量平衡調節裝置和低壓力報警裝置。
g)清洗作業人員應配有緊急遇險呼救裝置,當遇到意外情況時能及時和監護人員取得聯系,在資金允許的情況下,清洗作業人員最好配備小型逃生用鋼瓶,以備緊急情況下使用。
h) 系統具有壓縮機組供電源停電報警,儲氣罐高、低壓力報警等功能。壓縮機、儲氣罐應用壓力自保及泄壓系統。供氣管末端應設有壓力檢測裝置及低壓報警裝置,保證作業人員安全。
“洗槽站集中供氣式呼吸防護系統”由4個部分組成:氣源和供氣站、氣體傳輸系統、個體呼吸及防護系統和安全保障系統。系統流程圖見圖1:
圖1 洗槽站集中供氣式呼吸防護系統流程圖
2.1氣源和供氣站
該部分包括氣體壓縮機和高壓儲氣罐。
供氣站應盡可能遠離工作現場,齊魯分公司煉油廠選擇了距洗車臺80m遠的原變電站為壓縮空氣站地址。槽車內的有毒有害氣體經過這段距離擴散后,其濃度會大大下降,即使有微量的有毒有害氣體進入壓縮系統,經過過濾和吸附后,仍可保證為作業人員提供合格的呼吸空氣。
齊魯分公司煉油廠的洗車系統最多可容納24人同時工作,按照人均最大呼吸量考慮,并取安全系數為2,得出供氣總流量為1.92m3/min。
高壓儲氣罐的設計容積為8m3工作壓力為0.8~1.0MPa,儲罐的氣體總儲量為64~80m3。設計了過濾效率高、吸附容量大的特種過濾器,對H2S初始濃度為10mg/m3,有機蒸氣VOC初始濃度為30mg/m3時的防護時間不小于6000h,工作壓力為1.05MPa,操作溫度為-20℃~+50℃。
2.2氣體傳輸系統
該部分由氣體傳輸管路、冷凝干燥器、溫濕度調節器組成。
在空氣壓縮過程中,壓縮空氣溫度升高,當外界氣溫較底時,則會產生冷凝水,若氣溫低于0℃時,容易在管路內形成冰凍,阻塞氣路。因此,進入儲氣罐的氣體應進行干燥冷凝處理。
由于儲氣罐內的氣體較為干燥,槽車作業人員直接呼吸會產生不舒服的感覺。因此,在供氣末端設計安裝了1臺加濕器,并能夠自動調節濕度的高低,以滿足作業人員舒適性的需求。
另外,在加濕器上設有溫度調節裝置,防止氣體溫度較底時冷凝結冰。同時在氣溫過低時加熱空氣,使槽車工作人員可以呼吸到溫度適宜的空氣。
2.3個體呼吸及防護系統
該系統由快速接頭、連接膠管、個體呼吸器構成。
在每個洗車臺,裝1個供氣分配箱,箱內裝有1個一進肉出的Y型快速接頭(出口接頭1個為工作用,另1個為監護救護用)。快速接頭內有自動切斷閥,當與中壓膠管接通后,切斷閥自動打開,氣路接通。當與中壓膠管斷開后,切斷閥自動切斷供氣。在供氣分配箱內的進氣管路各設有一截止閥,防止由于快速接頭頻繁插拔產生的機械磨損而漏氣。
連接膠管有抗壓、抗折、耐腐蝕、高強度等性能,個體呼吸器是供氣系統的終端設施,由槽車作業人員使用,它的好壞,直接關系到作業人員的安全及健康。
2.4安全保障系統
該系統具有儲氣罐高壓、低壓自動報警聯鎖,供電電路斷電自動報警,供氣管路末端低壓檢測自動報警等功能。
a)儲氣罐高壓、低壓自動報警及聯鎖裝置:儲氣罐上裝有1臺量程為0~1.6MPa、具有現場顯示功能的壓力變送器,以監控罐內的氣體壓力。控制臺上的顯示控制儀以數字形式顯示儲氣罐內的氣體壓力。高壓報警上限設置為1.05MPa,低壓報警下限設置為0.65MPa。當儲氣罐內的氣體壓力超出上述范圍時,報警器發出的相應的聲光信號。當儲氣罐內的氣體壓力低于0.75MPa時,壓縮機自動起動。當儲氣罐內的氣體壓力高于1.0MPa時,壓縮機自動關閉。另外,在儲氣罐頂部設有兩只安全閥,起跳壓力為1.10MPa。
b)供電電路斷電自動報警裝置:當壓縮機的供電線路斷電時,控制室內的報警器發出相應的聲光報警信號,同時洗車臺現場的氣動嗽叭發出報警。
c)供氣管路末端低壓檢測自動報警裝置:在供氣管路末端各設有一臺量程為0~1.6MPa、具有現場顯示功能的壓力變送器,監測系統輸送到洗車現場的空氣壓力。低壓報警下限設為0.60MPa,當洗車現場的供氣壓力低于上述范圍時控制室內的報警儀發現相應聲光信號,同時現場的電鈴發出報警聲。
針對高風險的洗槽作業,這頂研究開發了功能齊備、設計合理的洗槽站集中供氣系統。這個項目充分考慮了健康和安全因素,設計的空氣過濾器有效地過濾了有機蒸氣和硫化氫等有害氣體,設計的系統安全保障程度高,具有儲氣罐高、低壓自動報警及聯鎖裝置,供電線路斷電自動報警,供氣管路末端自動報警等安全保障功能,投入使用后,在以下方面反應良好:①呼吸器佩戴方便,舒適。②系統具備多重安全保障功能,使用放心。③空氣過濾器及溫濕度調節器的使用滿足了作業人員對呼氣的舒適程度要求。④對安全隱患都采取了相應的措施,在斷電及設備故障等情況下也可保證操作人員安全。⑤系統操作使用方便,提高了工人的工作效率。
通過1年多的應用,證明洗槽站集中供氣式呼吸防護系統實用性強,安全可靠程度高。
