การระบายอากาศและตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนของตู้แช่แข็งไนโตรเจนเหลว: ไนโตรเจนระบายไปที่ใด ค่าตั้งเตือนภัยกำหนดอย่างไร

เมื่อเลือกตู้แช่แข็งไนโตรเจนเหลว การพูดคุยมักเน้นไปที่ความเร็วในการลดอุณหภูมิ ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ และปริมาณกิโลกรัมต่อชั่วโมง มีคำถามหนึ่งที่มีคนถามน้อยมาก: ไนโตรเจนเหลวที่ใช้ไปในแต่ละวัน เมื่อกลายเป็นก๊าซแล้วไปที่ใด

ไนโตรเจนเหลวกลายเป็นก๊าซภายในตู้ มอบความเย็นให้อาหาร เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นต้องระบายออก ช่องระบายอากาศของรุ่นตู้ตั้งอยู่ด้านหลังเครื่อง ต้องต่อท่อระบายอากาศออกสู่ภายนอก ขั้นตอนนี้ในแบบแปลนมักมีเพียงเส้นประเส้นเดียว หน้างานมักต่อท่ออ่อนไปที่หน้าต่างแล้วถือว่าเสร็จ

ปัญหา

ตารางพารามิเตอร์ดูอุณหภูมิ แต่ไม่มีใครดูแลไนโตรเจน

จุดเดือดที่ความดันบรรยากาศของไนโตรเจนเหลวคือ -196℃ ช่วงอุณหภูมิทำงานภายในตู้ระบุไว้ที่ -150℃ ถึงอุณหภูมิห้อง ช่วงนี้บอกว่าเครื่องลดได้ต่ำแค่ไหน ไม่ได้บอกว่าไนโตรเจนไปทางใด

ความหนาแน่นของไนโตรเจนหลังกลายเป็นก๊าซสูงกว่าอากาศเล็กน้อย ในสภาวะไม่มีลมจะจมและสะสมที่พื้น ร่องระบาย และที่ลุ่ม ทำให้ออกซิเจนถูกไล่ออก ในอากาศปกติออกซิเจนมีประมาณ 20.9% เมื่อลดต่ำกว่า 19.5% ความสามารถในการตัดสินใจของคนเริ่มได้รับผลกระทบ หากลดลงต่อจะหมดสติในเวลาอันสั้น การขาดออกซิเจนไม่มีกลิ่น ไม่ระคายเคือง คนไม่สามารถรับรู้ได้ ต้องพึ่งเครื่องมือวัด

สิ่งที่พบบ่อยหน้างานมีสองเรื่อง

เรื่องแรกคือติดตั้งเครื่องมือวัดแล้วแต่ไม่ได้ใช้งาน เครื่องตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนติดผนัง วงจรสัญญาณเตือนไม่ได้ต่อ หรือหัววัดเกินกำหนดไม่ได้สอบเทียบ เรื่องที่สองคือพัดลมระบายอากาศหยุดแต่ไม่มีใครรู้ ในโรงงานอุณหภูมิต่ำ ใบพัดและมอเตอร์พัดลมระบายอากาศเกิดน้ำแข็งเกาะได้ง่าย ปริมาณลมลดลง แต่เสียงมอเตอร์ยังดังอยู่ ผู้ปฏิบัติงานคิดว่ากำลังระบายอากาศ แต่จริงๆ ห้องแช่แข็งกำลังสะสมไนโตรเจน

สองเรื่องนี้เกิดร่วมกันจึงเป็นสาเหตุอุบัติเหตุที่พบบ่อย สำนักงานบริหารจัดการเหตุฉุกเฉินมณฑลหูเป่ย์เผยแพร่ «แนวทางบริหารจัดการเทคโนโลยีความปลอดภัยสำหรับองค์กรที่เกี่ยวข้องกับสายการผลิตอุโมงค์แช่แข็งไนโตรเจนเหลว (ฉบับทดลอง)» เมื่อเดือนพฤศจิกายน 2023 สาเหตุมาจากเหตุการณ์窒息จากการมีความเข้มข้นไนโตรเจนสูงเกินไปในห้องแช่แข็งของบริษัทอาหารแห่งหนึ่งในพื้นที่เมื่อเดือนพฤษภาคมปีเดียวกัน โดยการระบายอากาศไม่ราบรื่น อากาศบริสุทธิ์ถูกปิดอย่างผิดระเบียบ และอุปกรณ์เตือนความเข้มข้นออกซิเจนไม่ได้เปิดใช้งานพร้อมกัน (แหล่งที่มา: เว็บไซต์รัฐบาลประชาชนมณฑลหูเป่ย์)

«แนวทาง» ฉบับนี้ใช้กับสายการผลิตอุโมงค์แช่แข็งไนโตรเจนเหลว โดยมีหลายข้อที่ใช้ได้เช่นกันกับอุปกรณ์แบบตู้: พื้นที่ผลิตติดตั้งเครื่องตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนแบบติดตั้งถาวรพร้อมสัญญาณเสียงและแสง และแสดงค่าที่อ่านได้หน้างาน ค่าเตือนกำหนดตาม «กฎความปลอดภัยในการทำงานในสภาวะขาดออกซิเจน» (GB 8958-2006) พื้นที่แช่แข็งรักษาความดันลบเล็กน้อย เพื่อป้องกันไม่ให้ไนโตรเจนความเข้มข้นสูงแพร่กระจายไม่ออก ระบบระบายอากาศเชื่อมต่อกับการเปิด-ปิดอุปกรณ์ เปิดพัดลมระบายก่อนเริ่มเครื่อง ปิดพัดลมระบายแบบหน่วงเวลาหลังหยุดเครื่อง ท่อไนโตรเจนเหลวที่เข้าห้องติดตั้งวาล์วตัดฉุกเฉิน พัดลมระบายอากาศติดตั้งการตรวจวัดกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องพร้อมสัญญาณเตือน รูปแบบการทำงานของรุ่นตู้แตกต่างจากสายการผลิตอุโมงค์ (เปิดประตูเป็นช่วงๆ ทำงานเดี่ยว) แต่เส้นทางไนโตรเจนรั่วไหลและความเข้มข้นออกซิเจนลดลงนั้นเหมือนกัน

แหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต:

• เว็บไซต์รัฐบาลประชาชนมณฑลหูเป่ย์ ประกาศสำนักงานบริหารจัดการเหตุฉุกเฉินมณฑล «เรื่องการเผยแพร่แนวทางบริหารจัดการเทคโนโลยีความปลอดภัยสำหรับองค์กรที่เกี่ยวข้องกับสายการผลิตอุโมงค์แช่แข็งไนโตรเจนเหลว (ฉบับทดลอง)» http://www.hubei.gov.cn/yj/202311/t20231128_4973143.shtml
• เว็บไซต์สำนักงานบริหารจัดการเหตุฉุกเฉินมณฑลหูเป่ย์เผยแพร่รายงาน «หูเป่ย์ริบาว» http://yjt.hubei.gov.cn/fbjd/dtyw/mtbd/sjmt/202405/t20240523_5214441.shtml

หลักการและพารามิเตอร์สำคัญ

ความเย็นของไนโตรเจนเหลวมาจากสองส่วน คือการดูดความร้อนเมื่อไนโตรเจนเหลวกลายเป็นก๊าซ และความร้อนสัมผัสของไนโตรเจนอุณหภูมิต่ำ ตามความหนาแน่นไนโตรเจนเหลวประมาณ 808 kg/m³ และความหนาแน่นไนโตรเจนที่อุณหภูมิห้องความดันบรรยากาศประมาณ 1.25 kg/m³ ไนโตรเจนเหลว 1 ลิตรเมื่อกลายเป็นก๊าซทั้งหมดจะกลายเป็นไนโตรเจนประมาณ 0.65 ลูกบาศก์เมตร ทุกครั้งที่ไนโตรเจนเหลว 1 ลิตรเข้าตู้ จะมีก๊าซประมาณ 0.65 ลูกบาศก์เมตรที่ต้องระบายออกจากห้องแช่แข็ง ปริมาตรนี้ตัวเครื่องเองไม่สามารถย่อยได้ ต้องระบายออกเท่านั้น

โครงสร้างและพารามิเตอร์ด้านการระบายอากาศและความปลอดภัยของอุปกรณ์ ดึงจากข้อกำหนดทางเทคนิคของ Kunning Cryo ตู้แช่แข็งไนโตรเจนเหลว แต่ละรุ่น:

รายการ	LFC-300	LFC-600	LFC-1200	LFC-1500
รูปแบบโครงสร้าง	ตู้เปิดประตูด้วยมือ	ตู้เปิดประตูด้วยมือ	ตู้เปิดประตูด้านข้าง สี่โซน	ตู้ สองโซน
ความดันไนโตรเจนเหลว	5-8 bar	5-8 bar	6-8 bar	6-8 bar
การควบคุมอัตราการไหลไนโตรเจนเหลว	โซลินอยด์วาล์วไนโตรเจนเหลวอุณหภูมิต่ำนำเข้า	วาล์วสัดส่วนไนโตรเจนเหลวอุณหภูมิต่ำนำเข้า	วาล์วสัดส่วน	วาล์วไนโตรเจนเหลวอุณหภูมิต่ำแบบนิวเมติกนำเข้า
ตำแหน่งช่องระบายอากาศ	ด้านหลังเครื่อง	ด้านหลังเครื่อง	ด้านหลังเครื่อง	ด้านหลังเครื่อง
เครื่องตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจน	ตารางพารามิเตอร์ทางเทคนิคไม่ได้ระบุ	ตารางพารามิเตอร์ทางเทคนิคไม่ได้ระบุ	ค่าตั้ง 19.5%-21.5%	ค่าตั้ง 19.5%-21.5%
สวิตช์หยุดฉุกเฉิน	ตารางพารามิเตอร์ทางเทคนิคไม่ได้ระบุ	ตารางพารามิเตอร์ทางเทคนิคไม่ได้ระบุ	มี	มี
มอเตอร์หมุนเวียน	มอเตอร์ทนอุณหภูมิต่ำแบบปิดผนึกภายนอก 3 ตัว	มอเตอร์ทนอุณหภูมิต่ำแบบปิดผนึกภายนอก 3 ตัว	มอเตอร์ทนอุณหภูมิต่ำแบบปิดผนึกภายนอก	มอเตอร์ทนอุณหภูมิต่ำกันความชื้นกันระเบิด
กำลังไฟทั้งเครื่อง	2.5 kW	5 kW	12 kW	5 kW

คำอธิบายเพิ่มเติม:

1. ช่องระบายอากาศอยู่ด้านหลังเครื่อง จุดประสงค์เพื่อให้ทิศทางการระบายหลบหน้าสัมผัสการทำงาน น้ำ condensate ไม่หยดลงถาดอาหาร ซึ่งกำหนดให้ท่อระบายอากาศต่อออกจากด้านหลังตู้ หน้างานต้อง预留ท่อและพื้นที่ซ่อมบำรุงส่วนนี้
2. ค่าตั้งเครื่องตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนเริ่มที่ 19.5% สอดคล้องกับเกณฑ์ตัดสินการทำงานในสภาวะขาดออกซิเจนใน GB 8958-2006 (มาตรฐานนี้ถูกอ้างอิงโดย «แนวทาง» ข้างต้น) เครื่องตรวจวัดที่ติดมากับอุปกรณ์ดูแลเฉพาะบริเวณใกล้ตู้ จุดเตือนระดับโรงงานต้องจัดวางแยกต่างหาก
3. อุปกรณ์ควบคุมอัตราการไหลไนโตรเจนเหลวต่างกัน อัตราการเกิดไนโตรเจนก็ต่างกัน โซลินอยด์วาล์วเป็นการควบคุมแบบเปิด-ปิด วาล์วสัดส่วนปรับต่อเนื่องตามการเปิด รุ่นความจุสูงหลายโซนใช้วาล์วสัดส่วนทำให้ควบคุมอัตราการไหลให้อยู่ในระดับที่กระบวนการต้องการได้ง่ายกว่า
4. มอเตอร์หมุนเวียนวางภายนอก ใช้เพลาสแตนเลสยาวส่งกำลังเข้าไปในตู้ จุดประสงค์เพื่อไม่ให้มอเตอร์อยู่ในอุณหภูมิต่ำเป็นเวลานาน การเลือกมอเตอร์ภายนอกต้องระบุตามข้อกำหนดกันความชื้น ทนอุณหภูมิต่ำ และกันระเบิดเมื่อจำเป็น

จุดสำคัญในการเลือกและกำหนดค่า

คำนวณปริมาณลมระบายก่อน แล้วจึงเลือกพัดลมระบาย ประมาณปริมาณไนโตรเจนที่เกิดจากปริมาณการใช้ไนโตรเจนเหลวต่อรอบ รวมกับปริมาตรห้องแช่แข็งเพื่อกำหนดจำนวนครั้งการเปลี่ยนอากาศและปริมาณลมของพัดลม ต่อท่อระบายออกสู่ภายนอก อุปกรณ์แบบตู้มักใช้เป็นช่วงๆ คำนวณตามจำนวนเครื่องที่ทำงานพร้อมกัน อย่าใช้ «ปกติไม่เปิดทั้งหมด» เป็นเงื่อนไขตั้งต้น

ฝั่งท่อ预留การตัดฉุกเฉิน ติดตั้งวาล์วตัดฉุกเฉินบนท่อไนโตรเจนเหลวที่เข้าห้องแช่แข็ง ฝั่งอุปกรณ์ติดปุ่มหยุดฉุกเฉิน LFC-1200, LFC-1500 มีสวิตช์หยุดฉุกเฉินบนตัวตู้ วาล์วท่อเป็นอุปกรณ์ประกอบฝั่งผู้ใช้ เมื่อทำแผนหน้างานต้องระบุรายการนี้ให้ชัดเจน

หัววัดความเข้มข้นออกซิเจนจัดวางที่ตำแหน่งต่ำ ทำสัญญาณเตือนสองระดับ ไนโตรเจนสะสมที่ต่ำ การจัดวางหัววัดที่ความสูงระดับหายใจสะท้อนความเสี่ยงจริงได้ดีกว่าติดบนเพดาน ค่าเกณฑ์เตือนตามเกณฑ์ GB 8958-2006 ใช้ 19.5% แล้วตั้งค่าอพยพที่ต่ำกว่าอีกค่า สอบเทียบหัววัดเป็นประจำ บันทึกการสอบเทียบและการตรวจสอบเข้า台账อุปกรณ์

พัดลมระบายต้องตรวจวัดได้ ระบบระบายอากาศเพิ่มการตรวจวัดกระแสไฟฟ้าต่อเนื่องและสัญญาณเตือน เมื่อปริมาณลมลดให้เตือนก่อน ไม่ใช่รอให้คนรู้สึกวิงเวียน จุดนี้จำเป็นเป็นพิเศษในโรงงานอุณหภูมิต่ำ เพราะใบพัดเกิดน้ำแข็งเกาะเป็นปรากฏการณ์ที่พบบ่อย

การตรวจวัดในตู้และในห้องแยกกัน เครื่องตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนที่ติดมากับอุปกรณ์เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ ครอบคลุมบริเวณใกล้ประตูตู้ ความเข้มข้นออกซิเจนในอากาศโรงงานต้องมีเครื่องเตือนแบบติดตั้งถาวรอีกชุด ทั้งสองใช้แทนกันไม่ได้

ยืนยันเงื่อนไขหน้างานล่วงหน้า ถังเก็บไนโตรเจนเหลวผู้ใช้จัดเตรียมเอง ท่อไนโตรเจนเหลว ท่อระบายอากาศ ฐานถังเก็บทำให้เสร็จก่อนอุปกรณ์เข้าพื้นที่ สายไฟหลักถึงตู้ควบคุมไฟฟ้าผู้ใช้เดินสาย รุ่นตู้ออกแบบที่ 380V ช่องระบายอากาศอยู่หลังตู้ ทิศทางท่อระบายอากาศต้องหลบทางเดินคน

ความถี่ในการเปิดประตูเขียนในข้อกำหนดการปฏิบัติงาน รุ่นเปิดประตูด้วยมือทุกครั้งที่เปลี่ยนวัสดุมีเวลาที่ประตูเปิด ไนโตรเจนรั่วออกตาม สายการผลิตที่มีหลาย品种 เปลี่ยนรอบบ่อย ต้องควบคุมเวลาเปิดประตู และเขียน «ก่อนเปิดประตูยืนยันว่าพัดลมระบายทำงานอยู่» ลงในข้อกำหนดการปฏิบัติงาน

สถานการณ์การใช้งาน

อุตสาหกรรม	วัสดุตัวอย่าง	จุดเน้นการระบายอากาศและความปลอดภัย
แปรรูปสัตว์น้ำ	กุ้งเครย์ฟิช หัวปลา เนื้อปลา	ปริมาณไนโตรเจนต่อรอบกระจุกตัว ห้องแช่แข็งแยกต่างหาก พัดลมกลตามปริมาณการใช้สูงสุด
แปรรูปเนื้อสัตว์และสัตว์ปีก	เนื้อตัดแต่ง ชิ้นส่วนสัตว์ปีก	品种ค่อนข้างคงที่ การเชื่อมต่อการระบายอากาศกับอุปกรณ์ตั้งตามจังหวะกะ
อาหารพร้อมปรุง	ซองปรุง ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปบรรจุแบบติดผิว	เปลี่ยนรอบบ่อย รั่วออกมากตอนเปิดประตู ข้อกำหนดการเปิดประตูและการจัดวางหัววัดตำแหน่งต่ำเป็นจุดสำคัญ
ผักผลไม้	หน่อไม้ วัตถุดิบผักผลไม้	ปริมาณการใช้ของเหลวค่อนข้างสม่ำเสมอ กำหนดการระบายอากาศตามปริมาณเฉลี่ยและเผื่อเหลือ
ครัวกลาง	อาหารสำเร็จรูป อาหารจัดชุด	เมื่อพื้นที่แช่แข็งอยู่ติดกับพื้นที่ลดอุณหภูมิอาหารปรุงสุก การระบายอากาศและตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนของสองพื้นที่แยกกัน

หากผลิตภัณฑ์เป็นอาหารปรุงสุกอุณหภูมิสูงหลังออกจากหม้อ ต้องการลดจาก 80 ถึง 90℃ ลงถึงช่วง 0 ถึง 4℃ นั่นอยู่ในขอบเขตการใช้งานของตู้เย็นเร็วแบบบังคับลมเย็นหมุนเวียน กระบวนการทำงานไม่เกิดไนโตรเจน การระบายอากาศพิจารณาตามการระบายอากาศครัวและภาระความร้อนความชื้น สามารถดูคำอธิบายขอบเขตการใช้งานของตู้เย็นเร็วอาหาร

---

ความเย็นของไนโตรเจนเหลวมาจากไนโตรเจน หากระบายไนโตรเจนไม่ออกจะกลายเป็นความเสี่ยง สองบรรทัดในตารางพารามิเตอร์คือความดันไนโตรเจนเหลวและเครื่องตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจน สมควรได้รับการยืนยันทีละรายการตอนเซ็นข้อกำหนดทางเทคนิคเช่นเดียวกับความเร็วในการลดอุณหภูมิ ปริมาณลมระบาย วิธีการเชื่อมต่อ จุดเตือนเป็นงานวิศวกรรมหน้างาน ยิ่งเขียนลงในแผนเร็วเท่าไร การแก้ไขภายหลังยิ่งน้อยลง

ต้องการตรวจสอบการกำหนดค่าการระบายอากาศและตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนตามเงื่อนไขห้องแช่แข็งของคุณ สามารถแจ้งพื้นที่และความสูงชั้นของห้องแช่แข็ง จำนวนเครื่องที่ทำงานพร้อมกัน ปริมาณไนโตรเจนเหลวต่อรอบ และผังหน้างาน เราออกแผนการกำหนดค่าตามเงื่อนไขจริง: ติดต่อเรา

ความต้องการภาพประกอบ: แผนผังทิศทางท่อระบายอากาศห้องแช่แข็ง ภาพตำแหน่งติดตั้งเครื่องเตือนความเข้มข้นออกซิเจน แผนผังตำแหน่งวาล์วตัดฉุกเฉินท่อไนโตรเจนเหลว

คำถามที่พบบ่อย

ไนโตรเจนของตู้แช่แข็งไนโตรเจนเหลวระบายไปที่ใด? ค่าเตือนความเข้มข้นออกซิเจนกำหนดอย่างไร?

ไนโตรเจนเกิดจากไนโตรเจนเหลวกลายเป็นก๊าซในตู้ ระบายออกจากช่องระบายอากาศด้านหลังเครื่อง ท่อระบายอากาศต้องต่อออกสู่ภายนอก เครื่องตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนที่ติดมากับอุปกรณ์ตั้งค่า 19.5% ถึง 21.5% ค่าเตือนระดับโรงงานตามเกณฑ์ «กฎความปลอดภัยในการทำงานในสภาวะขาดออกซิเจน» (GB 8958-2006) ใช้ 19.5% และตั้งค่าอพยพที่ต่ำกว่าอีกค่า

ไนโตรเจนเหลว 1 ลิตรเกิดไนโตรเจนเท่าไร ประมาณปริมาณลมระบายอย่างไร?

ตามความหนาแน่นไนโตรเจนเหลวประมาณ 808 kg/m³ และความหนาแน่นไนโตรเจนที่อุณหภูมิห้องความดันบรรยากาศประมาณ 1.25 kg/m³ ไนโตรเจนเหลว 1 ลิตรเมื่อกลายเป็นก๊าซทั้งหมดจะได้ไนโตรเจนประมาณ 0.65 ลูกบาศก์เมตร ปริมาตรนี้ตัวเครื่องเองย่อยไม่ได้ ต้องประมาณปริมาณไนโตรเจนที่เกิดจากปริมาณการใช้ไนโตรเจนเหลวต่อรอบ แล้วรวมกับปริมาตรห้องแช่แข็งเพื่อกำหนดปริมาณลมของพัดลมและจำนวนครั้งการเปลี่ยนอากาศ

LFC-300 กับ LFC-1200 ต่างกันอย่างไรด้านการระบายอากาศและความปลอดภัย?

ทั้งสองเป็นรุ่นตู้ ช่องระบายอากาศอยู่ด้านหลังเครื่องเหมือนกัน เครื่องตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนและสวิตช์หยุดฉุกเฉินของ LFC-300, LFC-600 ไม่ได้ระบุในตารางพารามิเตอร์ทางเทคนิค เครื่องตรวจวัดความเข้มข้นออกซิเจนของ LFC-1200, LFC-1500 ตั้งค่า 19.5% ถึง 21.5% และมีสวิตช์หยุดฉุกเฉิน ด้านความดันไนโตรเจนเหลว LFC-300, LFC-600 อยู่ที่ 5-8 bar, LFC-