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液氨制冷原理

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氨制冷原理：
    最简单的制冷由四大要件组成：①压缩机；②冷凝器；③节流阀；④蒸发器.
    在大冷库的制冷系统中用的是液态氨（不是氨水），液态氨的性质在氨的物理性能表上可以查到，它在一个大气压下的蒸发温度是－33.3℃。如果将液氨从常温的钢瓶中放出，一出钢瓶它立即变为－33.3℃的液氨（因为外界是一个大气压），如果流到水泥地上，水泥地的温度立刻使它沸腾，这是水泥地的热量传给了液氨，使液氨蒸发成汽态氨，水泥地的局部也很快降到－30℃左右，如果流到水泥地上的液氨正好是一公斤，要使液氨全部蒸发光，他必需从水泥地上吸收326大卡热量，吸收多少，蒸发多少，吸不足326大卡热量，就一定有液氨残留下来。如果将液氨放在一个金属盆里，再将金属盆底接触水面，水的热量立刻传给液氨，液氨受热沸腾，水也很快结冰；如果将盆悬挂在空中，盆底周围的空气立即因热量传给了液氨而失去热量而降温，降了温的空气在下降，周围热空气立即来补充，在盆下面可以看到带着雾的冷空气在缓缓降下。这个盆就是‘蒸发器’。
至于蒸馏器，有人看过，有人没看过，但是大家都看过茶缸盖凝结水的现象，或者农村吊酒的锡锅，原理是一样的。缸盖里面是热腾腾的水蒸汽，缸盖外是冷空气，水蒸汽通过缸盖将热量传递给了冷空气，失去了一定热量的水蒸汽，在缸盖里表面凝结成水，这就是冷凝器的原理，上面讲的热水汀也是同样原理。
现在讲库房里的制冷进行过程：液态氨在蒸发器（排管）中如果处于0.3Kg/CM2表压力状态（应该是0.03Mpa表压力，出于习惯的方便，还是用Kg/CM2），它的沸腾温度应该是－28℃；而蒸发器外是－18℃的冷库，如果有高于－18℃的商品进库，商品中的热量很快传给了空气，使空气温度上升到比如－15℃，－15℃的空气又将从商品中传来的热量传给了－28℃的液氨，液氨吸收了热量温度不会上升，而是沸腾蒸发为气体（氨蒸汽），这样空气来来回回的传送，商品中的热量逐步减少，温度逐步降低，最后降到－18℃，制冷就可以结束了，这是蒸发器的工作任务，库内空气向蒸发器传递多少热量，蒸发器内的液氨就蒸发掉相应的重量。当然除了商品中的热量外，还有外界气温中的热量通过围护结构传进来的热量，开门时空气带进的热量，使库温不时的上升，所以需要定时开机降温。
但是如果没有压缩机的参与，蒸发器的工作是不能持久的，因为液氨受热蒸发成为氨蒸汽，氨蒸汽逐步挤占蒸发器的空间，蒸发器中的压力也就逐步升高，压力升高，液氨的沸腾温度就会上升，最后压力升到1Kg/CM2表压力时，温度也上升到－18℃左右，液氨与冷库的温度相同，由于温度平衡，热量就无法向液氨传递了，制冷也就停止了。压缩机的任务就是要把蒸发器中产生的氨蒸汽抽走，使蒸发器中的压力一直保持在我们生产需要的0.3Kg/CM2表压力状态。这时候蒸发器中的压力叫蒸发压力，蒸发器中的液氨温度叫蒸发温度。压缩机抽出的氨蒸汽并不是排到大气中去的，而是排到冷凝器中，氨蒸汽被压缩到冷凝器后，冷凝器的压力会逐步升高，而后就是冷凝器的任务了。我们知道氨蒸汽是带着冷库中的热量的，氨蒸汽被压缩机从蒸发器抽出，而后压缩到冷凝器中，那么压缩机就完成了输送热量的任务。
现在氨蒸汽被聚集在冷凝器中（带着大量冷库中的热量），压力不断升高，温度也随着压力的升高而升高，比如说压力升高到表压力14Kg/CM2，温度也就对应升到＋39℃，如果在冷凝器管外供给＋34℃的冷却水，那冷凝器中的氨蒸汽就会向传送出热量，每向冷却水送出264大卡热量，冷凝器中就有一公斤重的氨蒸汽凝结成液态氨，并让出原来氨蒸汽占领的大部分空间来。如果热量没有出路，那冷凝器中的压力就继续升高，到冷凝器爆炸或跳安全阀为止。但是实际上压缩机的排出温度，在表压力14公斤/平方公分时，不是＋39℃，而是＋100℃以上。这是因为电动机带动压缩机的活塞对氨蒸汽进行压缩时做的功，转换成热量的缘故，也即热功当量，这可以在我们给自行车打气时，打气筒底部和皮管会发烫的原理是一样的。压缩机对氨蒸汽做了1KW的功，就对氨蒸汽附加了860大卡的热量，这一部分热量是显热，它加热了氨蒸汽，使氨蒸汽温度上升，这种热量传送给冷却水后，不会被冷却水冷凝成液氨，只会降低温度，只有当氨蒸汽温度降到＋39℃时，才进行真正的冷凝工作，在冷凝工作连续进行时，只要压力不变，温度也不会改变。这时的温度叫冷凝温度，这时的压力叫冷凝压力。这就是冷凝器的工作任务。
冷凝器中冷凝下来的液氨，可以送到蒸发器中继续使用，但必需用节流阀进行控制，要不冷凝器中的来不及冷凝的氨蒸汽会窜到蒸发器中，那就乱套了。节流阀必需调节到蒸发器中有确当的液氨补充，这就是节流阀的工作任务。
总结一下：首先液态氨在蒸发器中吸收了制冷对象的热量，蒸发成氨蒸汽；氨蒸汽包含着吸收来的热量被压缩机抽送到冷凝器，并压缩成高压、高温的氨蒸汽，这时候氨蒸汽中又加进了电动机的热功当量所附加的热量；冷凝器中的氨蒸汽，将热量传送给温度较低的冷却水，失去热量的氨蒸汽被冷凝成为液态氨；节流阀将冷凝下来的液氨再有节制的补充给蒸发器，使蒸发器能够连续地工作；整个工作过程就是将低于－18℃的制冷对象中的热量，强制送到＋30多℃的冷却水中去，使制冷对象失去热量，温度降到我们所需要的－18℃；而冷却水吸收了热量后，又通过水蒸汽的蒸发，将热量传送给了大气，或者说是风将热量吹走了。
这就是制冷全过程。
     中型冷库氨制冷系统安全问题的研究
系统排污在制冷系统管道安装完毕后，应用0.8MPa(表压)的压缩空气对系统进行分段排污，在距排污口300MM处以白色标识板检查，直至无污物排出为合格。在排污前应对系统的仪表、安全阀等加以保护，将电磁阀、止回阀的阀芯、过滤器的滤网拆除。排污结束后应拆卸可能积存污物的阀门，将其清洗干净后重新组装。
     系统试压排污合格后用干燥的压缩空气进行试压高压1.8MPa，中、低压设备1.2MPa，保压6小时开始记录压力表读数，经24小时后检查压力表读数，变化不应大于试验压力的1%。超过上述规定时，应检查漏点，作好记号，必须泄压后进行补焊。然后再进行试压，直至合格为止。系统试压可采用空气或氮气，严禁采用氧气或其它易燃气体试压。
     系统抽空试压合格后要进行真空度试验，系统剩余压力小于5.333Kpa时，保持24小时无变化为合格。最后进行系统充氨试验，充氨试验压力为0.2MPa,严禁带压补焊。
气密性试验合格后进行制冷剂充注，按机组要求进行制冷剂充注，系统压力升至0.5MPa时，暂停充注，再次检漏。充注量达到要求的８０％时，停止充注，试运行后视降温情况再决定是否充注。
         事故抢救组
应由具有多年氨制冷工作经验，熟悉制冷系统工艺，了解隐蔽设施状况，心理素质高的专业技术人员组成，并尽可能与行政职务相结合，其职责是负责组织专业技术人员针对事故性质进行有秩序的抢救工作，制定抢救方案并加以实施，有权调动一切抢救人员和抢救物资。
    治安维护组
维护事故现场秩序，疏导无关人员和车辆，其要求：事故发生后，治安保卫部门接到通知后，立即赶赴现场根据事故现场的风向，控制一定范围的安全区，禁止无关人员进入事故现场，以保证其它人员安全，疏导无关人员车辆离开事故现场，保证抢救车辆、物资畅通无阻。
后勤服务组
负责急救物资供应工作，抢救中需要的物资应及时组织到现场，应注意：氧气呼吸器、小氧气罐、充氧工作、过滤式防毒面具、过滤罐的更换等到应设专人负责。
氨中毒者救护组
医护人员接到通知后，立即赶赴事故现场，时刻准备抢救伤员，备好担架、汽车及药品等
事故原因调查处组
调查分析事故发生的原因，以避免类似事故的再次发生。
事故抢救设施
机房、设备间要备有足够的水源及抢救事故用的通风设施，在机房或设备间附近便于索取的位置应设置事故抢救物品专用柜，柜内设有氧气呼吸器（或空气呼吸器）防毒衣，碱性过滤罐、防毒面具、橡胶防护手套、胶皮水管等防护用具。
机房、设备间配备必要的抢修工具，放置易取处，如：管钳子、活搬手、各种规格管卡子、橡胶板、石棉板、阀门、填料、铁丝、改锥、克丝钳子等。配备一定数量的抢救药品，其中包括：柠檬酸、硼酸和酸性浓缩柠檬汁、酸梅汁或食用醋等。对抢救物品和药品，应按期进行检查和检验，及时更换各种安全用具，必须进行检验后方可使用。
事故抢救方案
漏氨时进入事故现场必须带好防护器具
氨压缩机发生漏氨事故
⑴氨压缩机发生漏氨事故后，先切断压缩机电源，马上关闭排气阀，吸气阀（双级氨压缩机应同时关闭二级排气阀及二级吸气阀）如正在加油，应及时关闭加油阀。
⑵应将机房运行的机器全部停止，操作人员发现压缩机漏氨时立即停机并根据自己所处位置，在关闭事故机时顺便将就近运行的机器断电。
⑶如漏氨事故较大，无法靠近事故机，应到室外停机，停机后立即关闭所有油氨分离器进气阀及与事故机吸气相连的低压桶出气阀。
⑷迅速开启氨压缩机机房所有的事故排风扇。
⑸在处理事故时，用水管喷浇漏氨部位，使氨与水溶解，注意压缩机电机的防水保护。
压力容器漏氨事故
处理此类事故，原则是首先采取控制，使事故不再扩大，然后采取措施将事故容器与系统断开，关闭设备所有阀门，漏氨严重不能贴近设备时要采取关闭与该设备相联接串通的其它设备阀门，用水淋浇漏氨部位，容器里氨液及时排空处理。属于此类设备有：油氨分离器、冷凝器、高压贮液桶中冷、排液桶、集油器、放空气器、低压贮液桶等。
⑴油氨分离器漏氨
油氨分离器漏氨后，如压缩机正在运行工作中，应立即切断压缩机电源，迅速关闭该油分离器的出气阀、进气阀、供液阀、放油阀及关闭冷凝器进气阀，压缩机至油氨分离器的排气阀。
⑵冷凝器漏氨（立式、卧式、蒸发式冷凝器）
冷凝器漏氨后，如压缩机处于运行状态，应立即切断压缩机电源，迅速关闭所有高压桶均压阀和其它所有冷凝器均压、放空气器阀，然后关闭冷凝器的进气阀、出液阀。工艺允许时可以对事故冷凝器进行减压。
⑶高压桶漏氨
高压贮液桶漏氨后，立即关闭高压贮液桶的进液阀、均液阀、出液阀、放油阀及其它关联阀门。如氨压缩机处于运行状态，迅速切断压缩机电源，在条件及环境允许时，立即开启与低压容器相联的阀门进行减压、排液、尽量减少氨液外泄损失，当高压桶压力与低压压力一致时，应及时关闭减压排液阀门。
⑷中间冷却器漏氨
中间冷却器漏氨后，当压缩机处于运行状态，应立即切断该机电源，关闭压缩机的一级排气阀、二级吸气阀及与其它设备相通的阀门，同时开启放油阀进行排液放油减压。
⑸低压贮液桶漏氨
低压贮液桶漏氨后，该系统压缩机处于运行中，立即切断压缩机电源，关闭压缩机吸气阀，同时关闭低压桶的进气、出气、均液、放油及其它关联阀门，开启氨泵进液、出液阀及氨泵，将低压贮液桶内氨液送至库房蒸发器内，待低压贮液桶内无液后关闭氨泵进液阀。
⑹排液桶漏氨
排液桶漏氨（在冲霜、加压、排液、放油工作中）应立即关闭排液桶的所有与其它设备相连阀门，根据排液桶的液位多少进行处理。如液量较少，开启减压阀进行减压，一般液量较多时，应尽快将桶内液体排空，减少氨的外泄量。
⑺集油器漏氨
集油器漏氨后，在放油过程中，都应立即关闭集油器的进油和减压阀。
⑻放空气器漏氨
放空气器漏氨，应立即关闭混合气体进气阀、供液阀、回流阀、蒸发回气阀。
⑼设备玻璃管，油位指示器漏氨
液油位批示器，玻璃管破裂漏氨，当上、下侧弹子失灵，应立即关闭批示器上、下侧的弹子角阀，尽早控制住氨液大量外泄。
⑽氨瓶漏氨
氨瓶的管理，氨瓶属于移动的高压设备，氨瓶必须每三年进行技术检查一次，如发现瓶壁有裂纹或局部腐蚀，其深度超过公称壁厚的10%以及发现有结疤、陷、鼓包、伤痕和重皮等缺陷时，应禁止使用。要严格执行氨瓶的使用、储存、运输、保管的操作规程和使用的注意事项。在加氨的过程中漏氨，立即关闭氨瓶出液阀，加氨站的加氨阀，用水淋浇漏氨部位，迅速将氨瓶推离加氨现场。
蒸发器漏氨
库内蒸发器漏氨包括：冷风机、墙排管、顶排管等，处理原则：应立即关闭蒸发器供液阀、回气阀、热氨阀、排液阀、并及时将蒸发器内氨液排空。
⑴在冲霜过程中，应立即关闭冲霜热氨阀、关闭排液阀、开启回气阀进行减压。
⑵在库房降温过程中，应立即关闭蒸发器供液阀、氨泵系统停止运行。
⑶根据漏氨情况，在条件、环境允许情况下，可采取适当的压力，热氨冲霜的方法，将蒸发器内氨液排回排液桶，减少氨液损失和库房空气污染。
⑷确定漏氨部位，可做临时性处理，能打管卡的采取管卡紧固，减少氨的外泄量。
⑸开启移动的事故排风扇、尽量减少库房的氨味。
阀门漏氨
⑴发现氨阀门漏氨后，迅速关闭事故阀门两边最近的控制阀。
⑵容器上的控制阀门漏氨。
① 关闭事故控制阀前最近的阀门。
② 关闭容器的进、出液、进出气、均液、均压、放油、供液、减压等阀门。
③ 如高压容器上的控制阀门事故，在条件、环境允许时，应迅速开启有关阀门，向低压系统进行减压排液，减少氨外泄量和损失。
④ 开启事故排风进行通风换气。
管道漏氨
⑴如发现管道漏氨后，迅速关闭事故管道两边最近的控制阀门，切断氨液的来源。
⑵根据漏氨情况，管子漏氨的大小，可采取临时打管卡的办法，封堵漏口和裂纹，然后进行事故部位抽空。
⑶开启事故排风扇进行通风换气，并对事故部位抽空，更换新管0000修理补焊。
加氨装置漏氨（加氨站）
在加氨过程中，加氨装置漏氨，应迅速关闭加氨装置最近的阀门和氨瓶的出液阀。
调节站漏氨
⑴调节站的阀门及管路和压力表漏氨后，应迅速关闭漏氨事故处两侧最近的控制阀，切断氨的来源。
⑵开启事故排风扇进行通风换气，待氨液处理完毕后进行系统抽空，更换阀门或进行补焊。
处理漏氨事故时氨的排放
容器设备漏氨，容器内氨液较多的情况下，必须做出将其设备内的氨液排放到其它容器内或排放掉的处理工作。免得造成更大的漏氨现象，减少伤亡及空气污染。氨液的排放分为系统内排放和向系统外排放。
⑴向系统内的排放：一般应采取设备的放油管及排液管排放，将漏氨容器的氨液排至其它压力较低的容器内。
⑵向系统外的排放，在特殊情况下，为了减少事故设备的氨液外泄，避免伤亡事故发生，将氨液通过串联设备放油管与耐压胶皮管放入水池中，以保证安全，在向外界排放氨液或氨气时，注意：阀门不要开的过大、过猛、防止胶管连接处脱落，造成意外事故发生。
中毒人员的急救
严重中毒者要及时送往定点医院氨制冷系统漏氨发生严重中毒时，必须及时送往定点医院进行抢救，在送往医院的过程要采取必要的救护措施，急救电话：120和999。
     氨侵入人身体的途径氨的大量泄漏将对人的生命和国家财产造成危害，一般是通过人的皮肤和呼吸道侵入人体造成危害，氨可深入从鼻腔到肺泡的整个呼吸道，同时人们因鼻受不了刺激而用口呼吸，进入到胃里，引起恶心等到现象，氨很容易侵入粘膜部位，使人们出现刺激难忍等现象。
    氨中毒有急性中毒和慢性中毒在发生事故大量泄漏时极会出现急性中毒，往往引起喉痉挛声门水肿，严重还会造成呼吸道机械性阻塞而窒息死亡，大量吸入氨气会引起中毒性肺水肿，呼吸道炎症、尿道炎症、眼部炎症等。
     现场抢救
⑴救护者应做好个人防护，进入事故区抢救人员时，首先要做好个人呼吸系统和皮肤的防护，佩戴好氧气呼吸器或防毒面具、防护衣、橡皮手套。
⑵将被氨熏倒者迅速移至温暖通风外，注意伤员身体安全，不能强拖硬拉，防止给中毒人员造成外伤，将中毒者颈、胸部钮扣和腰带松开，保持中毒者呼吸畅通，注意中毒者神态，呼吸状况，循环系统的功能及心跳变化，同时用2%硼酸水给中毒者漱口，少喝一些柠檬酸汁或3%的乳酸溶液，对中毒严重不能自理的伤员，应让其吸入1-2%柠檬酸溶液的蒸汽，对中毒休克者应迅速解开衣服进行人工呼吸，并给中毒者饮用较浓的食醋。
⑶中毒病人严禁饮水
经过以上处治的中毒人员应迅速送往医院诊治。
⑷当眼、鼻、咽喉、皮肤等部位沾有氨液的处理。
①眼：切勿揉搓，可翻开眼皮用水或2%硼酸水洗眼并迅速开闭眼睛，使水充满全眼，洗  后立即送医院治疗。
②对于鼻腔、咽喉部位，向鼻内滴入2%硼酸水，并用硼酸水漱口，可以喝大量的0.5%柠檬酸水或食醋,以免助长氨在体内扩散。
③对于皮肤，应脱掉沾有氨的衣、裤、用水和2%硼酸水冲洗受影响的部位，被烧伤的皮肤应暴露在空气中并涂上药物。
④人员呼吸三种方法：背压、振臂式和口对口呼吸式。
最好采用口对口呼吸式，其方法是抢救者用手捏住中毒者的鼻孔，以每分钟12-16次的速度向中毒者口中吹气，同时可以用针灸扎穴进行配合，其穴位有人中、涌泉、太冲。人工复苏胸外挤压法：将患者放平仰卧在硬地或木板上，抢救者在中毒者一侧或骑跨在中毒者身上，面向中毒者头部，用双手的冲击式挤压中毒胸腔下部部位，每分钟60-70次，挤压时应注意不可用力过大防止中毒者肋骨骨折。
.结论
从以上探讨中可以看出，大型冷库氨制冷系统的安装和更新改造过程中必须高度重视质量和安全问题，在条件允许的情况下，可进行专业监理，以保证施工质量。在系统的正常运行过程中，更应加强调操作的规范性，做到人员到位、管理到位、抢救设施到位、应急方案到位。作为企业的领导要以人为本，注重企业技术人员的培养，采取有效的措施提高操作人员的责任心，使他们自觉的作到“四要”、“四勤”、“四及时”，及时发现事故的苗头，杜绝冷库制冷系统重大漏氨事故的发生，确保冷库的安全生产。

参考文献
[1]《冷库设计规范》GB 50072--2001
[2] 国务院373号令《特种设备安全监察条例》

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来源：互联网

作者：互联网

日期：2014年2月24日

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