集中供气式呼吸洗槽站防护系统的研究与应用通风管道

集中供气式呼吸（洗槽站）防护系统的研究与应用

集中供气式呼吸（洗槽站）防护系统的研究与应用 2011： 石油化工行业需要大量的火车槽车、汽车槽车、油罐车来储运各种油品或化工产品，对储运质量要求较高的油品槽车需要进行严格的清洗。槽车内部属于密闭空间，由于装载过石油化工产品会存留或产生大量易燃、有毒气体、缺乏适当的防护会发生人员中毒事故。因此，槽车清洗作业一直被列入高风险作业范畴。 国外如德国等发达国家的槽车清洗一般采用的是机械自动化作业，根据不同的槽车用不同的清洗液，由高压泵将水箱水吸入并加压，通过三维旋转清洗头将高压水均匀射向罐壁，利用高压水产生的强大剪切力对清洗对象进行冲蚀、剥皮、切除、打击，从而达到清洗的目的。整个洗车过程从清洗机对准罐口直到罐内空气净化前实现全自动化作业，洗车控制由集散控制系统实现监控。这种清洗方法作业人员不直接接触有毒有害气体，安全、可靠，但投入较高，国内很少采用。

我国目前槽车清洗多数使用的是人工清洗方式，槽车在经过蒸汽蒸煮工艺或柴油浸泡工艺，蒸煮或浸泡、清空之后，清洗人员佩戴自吸式长管呼吸器进入槽车内作业。这种作业方式存在以下问题及隐患：①呼吸器的胶管长度受呼吸阻力的限制，最长只能达到10m，当胶管长度再增加时，由于呼吸阻力加大，操作人员将不能进行正常工作。②由于长管呼吸器的胶管长度受到限制，使进气口靠近工作区域，难以保证呼吸气的质量。③胶管为软设计，不抗磨、不抗压、易老化，容易造成因管路弯曲或重物压迫而堵塞气道。④面罩单向阀可靠性差，失效后易使作业区的有毒气体直接进入人体呼吸系统，对人体造成危害。

针对国内洗槽站清洗技术的现状及呼吸供气方面存在的问题，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院与中国石化齐鲁分公司合作，研究完成了“洗槽站集中供气式呼吸防护系统”，并应用于齐鲁分公司炼油厂的储运站。 通过广泛调研和求实论证，确定该系统必须满足如下条件：

a)气源的选址要尽可能靠近工作现场，并且气源尽量洁净。

b)压缩机要满足24人在洗槽站同时作业时对供气压力、流量的要求。采用一开一备的双机冗余配备，当一台压缩机出现故障时，可使槽车清洗工作不受影响。

c)储气罐的储气量要保证24人30分钟的呼吸需求，以便当供气系统出现故障时，清洗人员有足够的时间撤离现场。

d)经过压缩过滤处理后的呼吸空气，温度、湿度符合人体呼吸要求，感觉舒适，安全卫生指标应符合国家相关标准。

e)供气管路分配接口与连接导管结合紧密，接拆方便，密封良好。连接导管应具有良好的伸缩性和抗压性，弯曲成各种形状时均能通气流畅。供气连接软管要具备较高的强度，紧急情况时，清洗作业人员可以用其作为逃生的绳索。

f)个体供气面罩内呼吸部分与观察部人隔离，视野开阔，佩带舒适，并具有压力流量平衡调节装置和低压力报警装置。

g)清洗作业人员应配有紧急遇险呼救装置，当遇到意外情况时能及时和监护人员取得联系，在资金允许的情况下，清洗作业人员最好配备小型逃生用钢瓶，以备紧急情况下使用。

h) 系统具有压缩机组供电源停电报警，储气罐高、低压力报警等功能。压缩机、储气罐应用压力自保及泄压系统。供气管末端应设有压力检测装置及低压报警装置，保证作业人员安全。

“洗槽站集中供气式呼吸防护系统”由4个部分组成：气源和供气站、气体传输系统、个体呼吸及防护系统和安全保障系统。系统流程图见图1：

图1 洗槽站集中供气式呼吸防护系统流程图

2.1气源和供气站

该部分包括气体压缩机和高压储气罐。

供气站应尽可能远离工作现场，齐鲁分公司炼油厂选择了距洗车台80m远的原变电站为压缩空气站地址。槽车内的有毒有害气体经过这段距离扩散后，其浓度会大大下降，即使有微量的有毒有害气体进入压缩系统，经过过滤和吸附后，仍可保证为作业人员提供合格的呼吸空气。

齐鲁分公司炼油厂的洗车系统最多可容纳24人同时工作，按照人均最大呼吸量考虑，并取安全系数为2，得出供气总流量为1.92m3/min。

高压储气罐的设计容积为8m3工作压力为0.8~1.0MPa，储罐的气体总储量为64~80m3。设计了过滤效率高、吸附容量大的特种过滤器，对H2S初始浓度为10mg/m3，有机蒸气VOC初始浓度为30mg/m3时的防护时间不小于6000h，工作压力为1.05MPa，操作温度为-20℃～+50℃。

2.2气体传输系统

该部分由气体传输管路、冷凝干燥器、温湿度调节器组成。

在空气压缩过程中，压缩空气温度升高，当外界气温较底时，则会产生冷凝水，若气温低于0℃时，容易在管路内形成冰冻，阻塞气路。因此，进入储气罐的气体应进行干燥冷凝处理。

由于储气罐内的气体较为干燥，槽车作业人员直接呼吸会产生不舒服的感觉。因此，在供气末端设计安装了1台加湿器，并能够自动调节湿度的高低，以满足作业人员舒适性的需求。

另外，在加湿器上设有温度调节装置，防止气体温度较底时冷凝结冰。同时在气温过低时加热空气，使槽车工作人员可以呼吸到温度适宜的空气。

2.3个体呼吸及防护系统

该系统由快速接头、连接胶管、个体呼吸器构成。

在每个洗车台，装1个供气分配箱，箱内装有1个一进肉出的Y型快速接头（出口接头1个为工作用，另1个为监护救护用）。快速接头内有自动切断阀，当与中压胶管接通后，切断阀自动打开，气路接通。当与中压胶管断开后，切断阀自动切断供气。在供气分配箱内的进气管路各设有一截止阀，防止由于快速接头频繁插拔产生的机械磨损而漏气。

连接胶管有抗压、抗折、耐腐蚀、高强度等性能，个体呼吸器是供气系统的终端设施，由槽车作业人员使用，它的好坏，直接关系到作业人员的安全及健康。

2.4安全保障系统

该系统具有储气罐高压、低压自动报警联锁，供电电路断电自动报警，供气管路末端低压检测自动报警等功能。

a)储气罐高压、低压自动报警及联锁装置：储气罐上装有1台量程为0~1.6MPa、具有现场显示功能的压力变送器，以监控罐内的气体压力。控制台上的显示控制仪以数字形式显示储气罐内的气体压力。高压报警上限设置为1.05MPa，低压报警下限设置为0.65MPa。当储气罐内的气体压力超出上述范围时，报警器发出的相应的声光信号。当储气罐内的气体压力低于0.75MPa时，压缩机自动起动。当储气罐内的气体压力高于1.0MPa时，压缩机自动关闭。另外，在储气罐顶部设有两只安全阀，起跳压力为1.10MPa。

b)供电电路断电自动报警装置：当压缩机的供电线路断电时，控制室内的报警器发出相应的声光报警信号，同时洗车台现场的气动嗽叭发出报警。

c)供气管路末端低压检测自动报警装置：在供气管路末端各设有一台量程为0~1.6MPa、具有现场显示功能的压力变送器，监测系统输送到洗车现场的空气压力。低压报警下限设为0.60MPa，当洗车现场的供气压力低于上述范围时控制室内的报警仪发现相应声光信号，同时现场的电铃发出报警声。

针对高风险的洗槽作业，这顶研究开发了功能齐备、设计合理的洗槽站集中供气系统。这个项目充分考虑了健康和安全因素，设计的空气过滤器有效地过滤了有机蒸气和硫化氢等有害气体，设计的系统安全保障程度高，具有储气罐高、低压自动报警及联锁装置，供电线路断电自动报警，供气管路末端自动报警等安全保障功能，投入使用后，在以下方面反应良好：①呼吸器佩戴方便，舒适。②系统具备多重安全保障功能，使用放心。③空气过滤器及温湿度调节器的使用满足了作业人员对呼气的舒适程度要求。④对安全隐患都采取了相应的措施，在断电及设备故障等情况下也可保证操作人员安全。⑤系统操作使用方便，提高了工人的工作效率。

通过1年多的应用，证明洗槽站集中供气式呼吸防护系统实用性强，安全可靠程度高。

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