Pengudaraan dan pemantauan kepekatan oksigen untuk kabinet pembekuan pantas nitrogen cecair: ke mana nitrogen disalurkan, bagaimana nilai penggera ditetapkan
Apabila memilih kabinet pembekuan pantas nitrogen cecair, perbincangan kebanyakannya tertumpu pada kelajuan penyejukan, ketepatan kawalan suhu dan berapa kilogram yang boleh dihasilkan sejam. Satu persoalan jarang ditanya: nitrogen cecair yang digunakan setiap hari, selepas gasifikasi, pergi ke mana.
Nitrogen cecair gasifikasi di dalam kabinet, memindahkan tenaga sejuk kepada makanan, dan selepas suhu naik ia mesti disalurkan keluar. Lubang ekzos untuk model kabinet terletak di bahagian belakang peralatan, dan saluran pengudaraan perlu disambung ke luar bangunan. Langkah ini selalunya hanya ditunjukkan sebagai satu garis putus-putus pada pelan, dan di tapak sering kali hanya disambung dengan hos fleksibel ke tepi tingkap.
Masalah
Jadual parameter menunjukkan suhu, nitrogen tiada yang mengurus
Takat didih nitrogen cecair pada tekanan atmosfera ialah -196℃, dan julat suhu operasi di dalam kabinet ditulis pada -150℃ hingga suhu bilik. Julat ini menunjukkan berapa rendah peralatan boleh turun, bukan ke mana nitrogen pergi.
Ketumpatan nitrogen selepas gasifikasi nitrogen cecair adalah sedikit lebih tinggi daripada udara, dan dalam keadaan tanpa angin ia akan mendap dan terkumpul di lantai, parit dan tempat rendah, menolak oksigen keluar. Dalam udara normal, oksigen menyumbang kira-kira 20.9%, dan apabila turun di bawah 19.5% daya pertimbangan manusia mula terjejas, dan penurunan berterusan boleh menyebabkan kehilangan kesedaran dalam masa yang singkat. Kekurangan oksigen tidak berbau dan tidak merangsang, manusia tidak dapat mengesannya, hanya boleh bergantung pada instrumen.
Dua perkara yang biasa berlaku di tapak
Satu ialah instrumen dipasang tetapi tidak digunakan. Pengesan kepekatan oksigen dipasang di dinding, litar penggera tidak disambung, atau probe telah melepasi tempoh tanpa penentukuran. Satu lagi ialah kipas ekzos berhenti tanpa diketahui. Dalam bengkel suhu rendah, bilah kipas ekzos dan motor mudah membeku, kadar aliran udara menurun, bunyi motor masih ada, pengendali menyangka pengudaraan sedang berjalan, sedangkan bilik pembekuan pantas sebenarnya sudah terkumpul nitrogen.
Apabila kedua-dua perkara ini berlaku serentak, ia menjadi punca biasa kemalangan. Jabatan Pengurusan Kecemasan Wilayah Hubei pada November 2023 mengeluarkan “Garis Panduan Pengurusan Teknikal Keselamatan Perusahaan Talian Terowong Pembekuan Pantas Berkaitan Nitrogen Cecair (Percubaan)”, berpunca daripada kemalangan sesak nafas akibat kepekatan nitrogen terlalu tinggi di bengkel pembekuan pantas sebuah perusahaan makanan tempatan pada Mei tahun tersebut, di mana pengudaraan tidak lancar, udara segar ditutup secara melanggar peraturan, dan peranti penggera kepekatan oksigen tidak digunakan secara serentak (sumber: Portal Kerajaan Rakyat Wilayah Hubei).
Sasaran penggunaan “Garis Panduan” tersebut ialah talian terowong pembekuan pantas nitrogen cecair, dan beberapa pendekatannya juga terpakai untuk peralatan jenis kabinet: kawasan pengeluaran dilengkapi pengesan penggera audio-visual kepekatan oksigen jenis tetap dengan bacaan dipaparkan di tapak, nilai penggera ditetapkan mengikut “Peraturan Keselamatan Kerja Berisiko Kekurangan Oksigen” (GB 8958-2006); kawasan pembekuan pantas dikekalkan pada tekanan sedikit negatif untuk mengelakkan nitrogen berkepekatan berlebihan tidak dapat meresap keluar; sistem pengudaraan diselaraskan dengan mula/henti peralatan, pengudaraan dihidupkan sebelum permulaan dan dilewatkan penutupannya selepas pemberhentian; saluran paip nitrogen cecair yang masuk ke bengkel dilengkapi injap tutup kecemasan; kipas ekzos dilengkapi pemantauan arus berterusan dan penggera. Bentuk operasi model kabinet berbeza daripada talian terowong (buka pintu secara berselang, operasi bebas satu unit), tetapi laluan pelepasan nitrogen dan penurunan kepekatan oksigen adalah sama.
Sumber dalam talian:
- Portal Kerajaan Rakyat Wilayah Hubei, Jabatan Pengurusan Kecemasan Wilayah “Notis mengenai Pengeluaran Garis Panduan Pengurusan Teknikal Keselamatan Perusahaan Talian Terowong Pembekuan Pantas Berkaitan Nitrogen Cecair (Percubaan)” http://www.hubei.gov.cn/yj/202311/t20231128_4973143.shtml
- Laman web Jabatan Pengurusan Kecemasan Wilayah Hubei memetik laporan “Hubei Daily” http://yjt.hubei.gov.cn/fbjd/dtyw/mtbd/sjmt/202405/t20240523_5214441.shtml
Prinsip dan parameter utama
Tenaga sejuk pembekuan pantas nitrogen cecair datang daripada dua bahagian: penyerapan haba semasa gasifikasi nitrogen cecair dan haba sensibel nitrogen bersuhu rendah. Berdasarkan ketumpatan nitrogen cecair kira-kira 808 kg/m³ dan ketumpatan nitrogen pada suhu bilik dan tekanan atmosfera kira-kira 1.25 kg/m³, 1 liter nitrogen cecair selepas gasifikasi lengkap menjadi kira-kira 0.65 meter padu nitrogen. Setiap 1 liter nitrogen cecair yang masuk ke dalam kabinet, kira-kira 0.65 meter padu gas perlu disalurkan keluar dari bilik pembekuan pantas. Isipadu ini tidak dapat dihadam oleh peralatan itu sendiri, hanya boleh disalurkan keluar.
Struktur dan parameter berkaitan pengudaraan dan keselamatan di sisi peralatan adalah seperti berikut, diambil daripada perjanjian teknikal pelbagai model Kunning Cryo kabinet pembekuan pantas nitrogen cecair:
| Item | LFC-300 | LFC-600 | LFC-1200 | LFC-1500 |
|---|---|---|---|---|
| Bentuk struktur | Kabinet buka pintu manual | Kabinet buka pintu manual | Kabinet buka pintu sisi, empat zon | Kabinet, dua zon |
| Tekanan nitrogen cecair | 5-8 bar | 5-8 bar | 6-8 bar | 6-8 bar |
| Kawalan aliran nitrogen cecair | Injap solenoid nitrogen cecair suhu rendah import | Injap berkadar nitrogen cecair suhu rendah import | Injap berkadar | Injap nitrogen cecair suhu rendah pneumatik import |
| Kedudukan lubang ekzos | Belakang peralatan | Belakang peralatan | Belakang peralatan | Belakang peralatan |
| Pengesan kepekatan oksigen | Tidak disenaraikan dalam jadual parameter teknikal | Tidak disenaraikan dalam jadual parameter teknikal | Nilai tetapan 19.5%-21.5% | Nilai tetapan 19.5%-21.5% |
| Suis henti kecemasan | Tidak disenaraikan dalam jadual parameter teknikal | Tidak disenaraikan dalam jadual parameter teknikal | Ada | Ada |
| Motor edaran | 3 unit motor tahan suhu rendah kedap luaran | 3 unit motor tahan suhu rendah kedap luaran | Motor tahan suhu rendah kedap luaran | Motor tahan suhu rendah kalis lembapan dan kalis letupan |
| Kuasa keseluruhan | 2.5 kW | 5 kW | 12 kW | 5 kW |
Beberapa penjelasan:
- Lubang ekzos terletak di belakang peralatan, tujuannya supaya arah ekzos menjauhi permukaan operasi, air kondensasi tidak menitis ke atas dulang bahan. Ini juga menentukan saluran pengudaraan disambung keluar dari belakang kabinet, dan ruang untuk saluran serta penyelenggaraan perlu disediakan di tapak.
- Nilai tetapan pengesan kepekatan oksigen bermula dari 19.5%, selaras dengan kriteria penentuan kerja berisiko kekurangan oksigen dalam GB 8958-2006 (standard tersebut dirujuk oleh “Garis Panduan” di atas). Pengesan yang disertakan dengan peralatan mengawasi satu titik berhampiran badan kabinet, titik penggera di peringkat bengkel perlu disusun secara berasingan.
- Komponen kawalan aliran nitrogen cecair berbeza, kadar penghasilan nitrogen juga berbeza. Injap solenoid adalah kawalan jenis suis, injap berkadar melaraskan secara berterusan mengikut bukaan, model berkapasiti besar berbilang zon lebih mudah mengekalkan aliran pada tahap yang diperlukan oleh proses dengan menggunakan injap berkadar.
- Motor edaran diletakkan di luar, menggunakan aci keluli tahan karat yang dipanjangkan untuk menghantar kuasa ke dalam kotak, tujuannya supaya motor tidak berada dalam suhu rendah untuk tempoh yang lama; pemilihan motor luaran perlu dikemukakan mengikut keperluan kalis lembapan, tahan suhu rendah, dan kalis letupan jika perlu.
Perkara utama pemilihan dan konfigurasi
Kira kadar aliran pengudaraan dahulu, kemudian pilih kipas ekzos. Anggarkan jumlah nitrogen yang dihasilkan berdasarkan penggunaan nitrogen cecair setiap kelompok, gabungkan dengan isipadu bilik pembekuan pantas untuk menentukan bilangan pertukaran udara dan kadar aliran kipas, dan saluran keluar pengudaraan disambung ke luar bangunan. Peralatan jenis kabinet kebanyakannya digunakan secara berselang, kira berdasarkan bilangan unit yang beroperasi serentak, jangan jadikan “biasanya tidak akan semua terbuka” sebagai andaian.
Sediakan injap tutup kecemasan di sisi saluran paip. Pasang injap tutup kecemasan pada saluran paip nitrogen cecair yang masuk ke bilik pembekuan pantas, dan peralatan dilengkapi butang henti kecemasan. Badan kabinet LFC-1200 dan LFC-1500 dilengkapi suis henti kecemasan, injap saluran paip adalah pelengkap di sisi pengguna, perkara ini perlu dinyatakan dengan jelas semasa menyediakan pelan tapak.
Probe kepekatan oksigen diletakkan di titik rendah, sediakan penggera dua peringkat. Nitrogen berkumpul di tempat rendah, probe yang diletakkan pada ketinggian zon pernafasan lebih mencerminkan risiko sebenar berbanding dipasang di siling. Ambang penggera diambil pada 19.5% mengikut kriteria GB 8958-2006, dan satu lagi nilai pemindahan yang lebih rendah ditetapkan. Probe ditentukur secara berkala, rekod pengesahan dan penentukuran dimasukkan ke dalam daftar peralatan.
Kipas ekzos perlu boleh dipantau. Sistem pengudaraan dilengkapi pemantauan arus berterusan dan penggera, apabila kadar aliran menurun, penggera berbunyi dahulu, bukan menunggu sehingga orang berasa pening. Perkara ini amat diperlukan dalam bengkel suhu rendah, pembekuan bilah kipas adalah fenomena biasa.
Pengesanan dalam kabinet dan pengesanan bilik ditetapkan secara berasingan. Pengesan kepekatan oksigen yang disertakan dengan peralatan diselaraskan dengan peralatan, meliputi kawasan berhampiran pintu kabinet; kepekatan oksigen udara bengkel perlu mempunyai penggera jenis tetap yang berasingan. Kedua-duanya tidak boleh saling menggantikan.
Keadaan tapak disahkan lebih awal. Tangki simpanan nitrogen cecair disediakan oleh pembeli, saluran paip nitrogen cecair, saluran pengudaraan dan asas tangki disiapkan sebelum peralatan masuk tapak; talian antara kabel utama bekalan kuasa dan kabinet kawalan elektrik dipasang oleh pembeli, model kabinet direka pada 380V. Lubang ekzos terletak di belakang kabinet, arah saluran pengudaraan perlu mengelakkan laluan orang.
Kekerapan buka pintu ditulis dalam prosedur operasi. Model buka pintu manual mempunyai masa pintu terbuka setiap kali menukar kelompok bahan, nitrogen terlepas keluar bersamanya. Untuk barisan pengeluaran dengan banyak jenis produk dan pertukaran kelompok yang kerap, masa buka pintu perlu dikawal, dan “sahkan pengudaraan sedang berjalan sebelum membuka pintu” ditulis dalam prosedur kerja.
Senario aplikasi
| Industri | Bahan tipikal | Penekanan konfigurasi pengudaraan dan keselamatan |
|---|---|---|
| Pemprosesan makanan laut | Udang krai, kepala ikan, hirisan ikan | Penggunaan nitrogen setiap kelompok tertumpu, bilik pembekuan pantas disediakan secara berasingan, pengudaraan mekanikal dikonfigurasi mengikut penggunaan puncak |
| Pemprosesan daging dan ayam | Daging potong, produk potong ayam | Jenis produk agak tetap, pengudaraan dan penyelarasan peralatan ditetapkan mengikut rentak syif |
| Hidangan siap | Pek makanan siap, produk separuh siap pembungkusan kulit | Pertukaran kelompok kerap, banyak pelepasan semasa buka pintu, prosedur buka pintu dan susun atur probe kedudukan rendah adalah keutamaan |
| Buah-buahan dan sayur-sayuran | Rebung buluh, bahan mentah buah dan sayur | Penggunaan cecair agak stabil, pengudaraan dikonfigurasi mengikut penggunaan purata dengan simpanan tambahan |
| Dapur pusat | Hidangan siap, makanan berkelompok | Apabila zon pembekuan pantas bersebelahan dengan zon penyejukan makanan masak, pengudaraan dan pemantauan kepekatan oksigen kedua-dua zon adalah berasingan |
Jika produk adalah makanan masak bersuhu tinggi selepas keluar dari kuali, yang perlu diturunkan daripada 80 hingga 90℃ ke julat suhu seperti 0 hingga 4℃, itu termasuk dalam skop penggunaan kabinet penyejukan pantas dengan peredaran udara sejuk paksa, proses operasi tidak menghasilkan nitrogen, pengudaraan dipertimbangkan mengikut pengudaraan dapur dan beban haba lembapan, boleh merujuk penjelasan skop penggunaan kabinet penyejukan pantas makanan.
Tenaga sejuk pembekuan pantas nitrogen cecair datang daripada nitrogen, jika nitrogen tidak dapat disalurkan keluar ia menjadi risiko. Dua baris dalam jadual parameter iaitu tekanan nitrogen cecair dan pengesan kepekatan oksigen, sama seperti kelajuan penyejukan, wajar disahkan satu per satu semasa menandatangani perjanjian teknikal; kadar aliran pengudaraan, kaedah penyelarasan dan titik penggera adalah kejuruteraan tapak, semakin awal ditulis dalam pelan, semakin kurang pengubahsuaian kemudian.
Untuk menyemak konfigurasi pengudaraan dan pemantauan kepekatan oksigen mengikut keadaan bilik pembekuan pantas anda, boleh nyatakan luas dan ketinggian lapisan bilik pembekuan pantas, bilangan unit peralatan yang beroperasi serentak, penggunaan nitrogen cecair setiap kelompok dan susun atur pelan tapak, kami akan menyediakan pelan konfigurasi mengikut keadaan sebenar: Hubungi kami
Keperluan ilustrasi: gambar rajah arah saluran pengudaraan bilik pembekuan pantas, gambar lokasi pemasangan penggera kepekatan oksigen, gambar lokasi injap tutup kecemasan saluran paip nitrogen cecair.
Soalan lazim
Ke mana nitrogen dari kabinet pembekuan pantas nitrogen cecair disalurkan? Bagaimana nilai penggera kepekatan oksigen ditetapkan?
Nitrogen dihasilkan daripada gasifikasi nitrogen cecair di dalam kabinet, disalurkan keluar dari lubang ekzos di belakang peralatan, dan saluran pengudaraan perlu disambung ke luar bangunan. Nilai tetapan pengesan kepekatan oksigen yang disertakan dengan peralatan diambil pada 19.5% hingga 21.5%; nilai penggera di peringkat bengkel diambil pada 19.5% mengikut kriteria “Peraturan Keselamatan Kerja Berisiko Kekurangan Oksigen” (GB 8958-2006), dan satu lagi nilai pemindahan yang lebih rendah ditetapkan.
Berapa banyak nitrogen dihasilkan oleh 1 liter nitrogen cecair, bagaimana kadar aliran pengudaraan dianggarkan?
Berdasarkan ketumpatan nitrogen cecair kira-kira 808 kg/m³ dan ketumpatan nitrogen pada suhu bilik dan tekanan atmosfera kira-kira 1.25 kg/m³, 1 liter nitrogen cecair selepas gasifikasi lengkap menghasilkan kira-kira 0.65 meter padu nitrogen. Isipadu ini tidak dapat dihadam oleh peralatan itu sendiri, jumlah nitrogen yang dihasilkan perlu dianggarkan berdasarkan penggunaan nitrogen cecair setiap kelompok, kemudian digabungkan dengan isipadu bilik pembekuan pantas untuk menentukan kadar aliran kipas dan bilangan pertukaran udara.
Apakah perbezaan antara LFC-300 dan LFC-1200 dari segi konfigurasi pengudaraan dan keselamatan?
Kedua-duanya adalah model kabinet, lubang ekzos kedua-duanya terletak di belakang peralatan. Pengesan kepekatan oksigen dan suis henti kecemasan LFC-300 dan LFC-600 tidak disenaraikan dalam jadual parameter teknikal; nilai tetapan pengesan kepekatan oksigen LFC-1200 dan LFC-1500 ialah 19.5% hingga 21.5% dan dilengkapi suis henti kecemasan. Dari segi tekanan nitrogen cecair, LFC-300 dan LFC-600 ialah 5-8 bar, LFC-1200 dan LFC-1500 ialah 6-8 bar.