美国国家标准--《制冷系统安全标准》中有关氨制冷系统方面的部分要求简介 

 

       鉴于我国最近一段时间在全国各地氨食品冷库重大事故频发，作者认为有关方面应在总结事故发生原因的基础上对我国原有的氨制冷系统的安全规程进行修订和补充以更好地保证制冷系统的工程质量，积极预防事故的继续发生。作者通过阅读最新版的美国国家标准/美国供暖制冷空调工程师学会标准ANSI/ASHRAE Standard 15-2010 《制冷系统安全标准》，将其中有关氨制冷系统的部分要求摘译并归纳,希望能供有关单位借鉴，也可供冷库设计、建造和使用单位参考。

 

美国标准《制冷系统安全标准》适用于所有各种制冷剂的制冷系统，内容涉及机房设计、制冷设备、压力容器、管道连接、释压保护、制冷剂的排放等。作者认为制冷设备和压力容器等都有我国的相应的制造方面的安全标准，本文重点放在机房设计、制冷剂的排放和释压保护等三个方面来介绍。（文中章节编号非原标准编号）

 

1.机房设计方面的要求

 

美国标准将氨制冷系统的机房和通氨制冷剂的管道和安装有氨制冷剂的设备的加工车间作为同一类型的建筑用房，也即机房的要求同样适用于加工车间。

 

1.1每个机房必须具有朝外侧开启的严密密封的门。如果门是通向建筑的内部，则必须能自动关闭的。门的数量必须足够使能保证人员在紧急情况下自由逃生。机房不得有允许泄漏的制冷剂进入建筑其他部分的开口。

 

1.2每个制冷机房必须配备气体探测器，探测器必须安装在制冷剂泄漏时会集中的位置，当氨制冷剂的浓度达到1000ppm*时会使警报器动作，并同时启动机械通风装置。警报器必须能在机房内部以及通向机房的每个入口外侧都能听到并看到警报指示。警报器必须是人工再设定型，并将按钮设置在机房内。

 

*据有关资料显示，对于氨，25ppm已属于阈限值-时间加权平均值(TLV-TWA)。对人呼吸系统有影响，也应启动警报。如无防护设备，人员必须立即离开机房。1000ppm 已属警急状态，必须进行设备修理。

 

1.3机房必须采用能将空气排至室外的机械通风装置。必须采用一台或多台动力驱动的通风机能将空气自机房内排出。总的通风量应不少于下列公式计算的量：

 

Q=70G0.5

 

式中

 

Q=风量（L/s）

 

G=机房内最大的一个系统中的制冷剂量（kg）

 

以上风量是用于排放由于制冷剂泄漏或系统损坏所积累的制冷剂的最小风量。作为正常通风时可采用较小的风量。因此必须采用多台通风机。必须采取措施使空气能进入机房以取代系统排出的空气。进风开口的设置必须能防止空气再循环的发生。机房的进风风管和排风风管必须是专用的，不得用于其他部分。空气向室外排放时必须不会造成损害和危险。机房机械通风装置在正常运行时必须做到：

 

（1）当机房有人工作时，其风量必须不少于按机房面积计算2.54L/s/m2,或按人员数量计算9.44L/s/人。

 

（2）当机房有人工作时，其风量能使室内温度不比室外温度高10ºC以上或不超过50ºC.

 

标准要求氨制冷系统机房机械通风装置应连续运行。如果通风装置因故障停止运行也必须能发出警报。当制冷系统安装在室外离建筑出口大于6.1m并用顶棚、披屋或其他开式建筑围护起来，必须具备自然或机械通风。对这种自然通风所需开口截面必须不少于

 

F=0.138G0.5

 

式中

 

F=自由开口面积（m2）

 

G=机房内最大一个系统中的制冷剂量（kg）

 

1.4机房内不得安装采用机房内空气燃烧的明火。在同一机房内不得将燃烧设备和含制冷剂的设备安装在一起，除非符合以下规定：

 

（1）.燃烧所用的空气用风管从机房外引入并采取密封防止任何制冷剂的泄漏进入燃烧室，或（2）采取符合上述规定的制冷剂检测器，在发生制冷剂泄漏时停止燃烧过程。 

 

1.5机房的一些特殊要求

 

（1）机房内不得永久性安装有产生火焰的设备或温度超过427ºC的连续操作的热表面。

 

（2）和建筑相连通的门必须是经过批准的能自动关闭的和紧配的防火门。

 

（3）墙、地面和天花板必须是紧密的防火结构。机房和人员占用的房间相隔的墙、地面和天花板必须是至少1小时的防火结构。

 

（4）机房必须有一扇直接和室外相通的门或通过带有自动关闭的紧配门的门厅。

 

（5）如果有外部开口，不得处于任何火警逃生和开式楼梯下。

 

（6）所有穿过机房内墙、天花板或地板的管道必须在穿过的地方和内墙、天花板或地板紧密密封。

 

（7）机房内机械设备的遥控器必须置于紧靠机房门口的外侧，仅当在紧急情况下用来停机时使用。通风机必须有独立的电气线路并且在机房门口的外侧有控制开关。

 

2。氨制冷剂的排放

 

2.1当制冷系统中含有大于3kg的氨制冷剂时，氨系统中的释压阀必须用管道连接至大气。排放位置必须高于相邻地面不少于4.57m，并高于任何建筑的窗口、通风开口或出口不少于6.1m。排放的终端必须可防止所排放的制冷剂直接喷射至附近的个人，并应防止任何异物或碎片进入排气管道。

 

2.2自释压阀排放的氨制冷剂，除了排向大气外，也可排至可容纳每kg氨8.3L水的水箱，并能在1小时内从和排气管道连接的最大释压装置排完。水箱必须是能防冻的，从释压装置来的排气管必须能将氨分散进入水箱底部，离最高液面的距离不大于10m.水箱必须能容纳水和氨的容积而不溢出。

 

2.3 当地方主管部门要求时，氨制冷系统必须配置人工警急排放或扩散氨制冷剂的装置。

 

3.释压保护

 

3.1 制冷系统必须用释压装置或其他得到批准的方法能在发生火警或其他不正常情况下进行保护。

 

3.2 释压装置必须是直接压力作用型的或先导型的。先导型压力释放阀必须是自作用型的。主阀必须能在设定压力下自动开启，并且，如果先导阀的某些关键零件失效时也必须能在额定满负荷下排放。

 

3.3 释压装置和被保护的系统部件之间不得安装关断阀，但三通阀和双释压阀除外。

 

3.4 释压装置必须直接和压力容器或系统中其他受保护部件连接。这些装置必须连接在液体制冷剂的液面的上部，并且安装成易于检查和维修，不会很容易遭到损坏。

 

3.5 压力容器的内容积小于等于0.285m3   时必须采用一个或多个释压装置。超过0.285m3的压力容器，当排向大气时必须采用双释压阀。双释压阀必须和三通阀安装在一起以便测试和维修。当采用双释压阀时，每个阀必须满足3.6 的要求。如果满足下列条件，大于等于0.285m3内容积的压力容器允许采用单一的释压阀：

 

（1）释压阀置于系统的低压侧。

 

（2）该容器配有允许抽空制冷剂用的关断阀。

 

（3）系统其他压力容器都配有符合3.5条规定的保护方法。

 

3.6 每个压力容器的释压装置的最小要求的排气量必须按下列公式计算：

 

C=fDL

 

式中

 

C=释压装置最小要求的排气量，以kg/s空气表示。

 

D=容器外直径（m）

 

L= 容器长度 (m)

 

f=0.041(对于氨)

 

当多个容器使用一个释压装置来保护时，所需容量必须是各个压力容器的总和。

 

3.7由于液体升温会使潴留在两个关闭阀门之间的液体制冷剂由于压力膨胀而使压力升高，必须按以下进行处理：

 

（1）如果潴留的液体压力膨胀会在正常运行或待机、运输或断电时自动发生，必须采取能阻止压力超过设计压力的工程控制，合格的工程控制包括但不限于以下：

 

1）用释压装置将压力释放至系统其他部分。

 

2) 调整释压阀将静液压释放至一经过批准的处理系统。.

 

  (2) 如果液体的潴留仅会在保养时发生后续液压膨胀，即工作人员正在进行维护保养时，必须采取工程或管理控制予以释放或防止超压的发生。

 

3.8 采用释压阀自高压容器排放至低压容器时，必须符合以下规定：

 

（1）保护高压容器的释压阀的选择必须使其能达到按照3.6 规定的排放容量而不会因补偿由于背压升高而改变排放容量以致使高压容器超过最大允许工作压力。

 

（2）接受高压容器释压阀排放的那一部分系统的释压阀的容量必须至少为3.6规定的容量加上高压容器释压阀排放来的质量容量。

 

（3）用于较高压力的容器释压阀阀体的设计压力必须在阀体的两侧承压部分都按照高压容器的设计压力进行设计。

 

参考文献

 

[1]. ANSI/ASHRAE Standard 15-2010, Safety Standard for Refrigeration Systems [S]