冰箱發泡設備環戊烷安全技改的對策和防范措施探究

郝俊延　張國棟

摘 要： 現階段，無氟綠色環保冰箱已經成為了市場上的主流，主要是將新型硬質發泡材料和制冷工藝對原有材料進行替代，避免對整個環境產生污染。本文根據以往工作經驗，對常用的預混設備以及發泡設備進行總結，并從導熱系數和溫度條件的控制、燃燒控制、構建新的安全工作制度、新材料的使用四方面，論述了冰箱發泡設備環戊烷安全技改的主要方法。

關鍵詞： 發泡設備;環戊烷;安全技改

前言：

環戊烷屬于一種可靠物質，整個發泡設備的安全性要求并不高，如果改用環戊烷進行生產操作，必須通過技改，使系統適應環戊烷發泡狀態中的安全生產。在冰箱生產過程中，由于各個廠家所使用的發泡設備不同，整個安全技改內容也存在很大區別。相關工作人員需要根據具體的安全規范內容以及進口環戊烷發泡設備情況，制定出針對性較強的生產設備安全技改程序和措施。

1.預混設備和發泡設備

1.1預混設備的使用

在環戊烷和多元醇預制混合過程中，主要涉及到的設備有單料儲罐、計量泵以及混合料儲罐等等，其中，但環戊烷儲存和計量過程中，需要使用安全可靠的技術措施。首先在環戊烷計量上，需使用防爆式的薄膜泵或者是活塞泵，另外，混合料輸送泵需要使用防爆式的齒輪泵，并在其中配置合適的安全閥以及壓力表，以此來監測相關信息。其次，在環戊烷貯藏和計量泵的保存上，應使用安全防護罩進行隔離。整個貯藏過程中的密封點設計，可以使用相應發泡材料進行替代，在常溫下保持一種無色透明狀態，但整個飽和狀態下的碳氫化合物閃燃點很低，在與空氣混合時極容易出現爆炸。因此，在防護罩的設計上，一定要保證密封性，如果環戊烷出現泄漏，可以用氮氣進行稀釋。由于環戊烷氣體密度高于空氣，在外界很容易出現下沉。因此，氣體監測裝置以及噴氣裝置可以安裝在安全范圍的中下部，方便后續工作的開展。

1.2發泡設備

在發泡設備使用過程中，整個安全防范工作的開展重點應該集中在現場混合料貯罐和固化保溫房等方面。首先，在現場混合料貯罐需要配備合理的安全裝置，還要確保其使用環境和混合料貯罐相同。另外，為了確保環境安全，抽風排風裝置應保持低速、常開狀態，一旦發生報警問題，可以開啟高速抽風排氣。其次，為了避免環戊烷出現與空氣接觸現象，在箱體注料之前，可以往空箱之中注入氮氣，從而確保空氣的全部排出。相關研究表明，在箱體注料之后10秒內，箱體之中溢出的環戊烷氣體量最高，此時工作人員需要在其中加入安全防護罩，并將氣體監測裝置和抽風排氣裝置等加入其中，避免相關問題出現。整個環戊烷的發泡環境溫度應保持在45到60℃之間，當箱體注料工作結束之后，可能會存在少量環戊烷氣體溢出。為了避免多個箱體之中出現這種情況，工作人員還需要在保溫房之中配置氣體監測裝置以及報警裝置，當總控制系統受到報警信號之后，相應裝置應在第一時間內開啟[1]。

2.冰箱發泡設備環戊烷安全技改的主要方法

2.1導熱系數和溫度條件的控制

環戊烷氣體自身具備很強的導熱性，這也導致其導熱系數較高，為了確保其導熱系數與R11系數保持同步，需要將泡孔結構的優化方法應用其中，從而實現整個泡沫固定相熱傳導和熱輻射能力的降低，讓系統之中的泡孔顯得更加均勻和密實。為此，很多公司使用ICI等環戊烷發泡體系，讓其隔熱性能和R11系統相接近，為后續技改工作的開展創造良好條件。其次，如果系統溫度條件相同，環戊烷自身所表現出來的蒸氣壓要小于R11，換句話說，整個泡孔內壓小于R11。為了避免低溫狀態下泡沫出現收縮問題，相關研究人員需要提升各個固相的強度和密度。在此項操作之后，環戊烷體系中的泡沫密度會比R11高出大約20%，滿足具體的冰箱發泡設備環戊烷安全技改要求。

2.2燃燒控制

環戊烷本身極容易燃燒，而且在空氣之中達到一定濃度之后，便會遇火爆炸，爆炸極限范圍為1.4%到8.0%。因此，在企業日常生產過程中，需要針對此項情況制定安全措施。首先，在研究時一定要避免環戊烷出現泄漏現象，利用合理的通風換氣降低工作期間內環戊烷濃度，避免出現爆炸問題。例如，新飛企業為了避免上述情況出現，將德國亨內基公司的發泡設備引入國內，在該種發泡裝置作用下，整個企業的無氟發泡能力達到了60萬臺。為了避免環戊烷出現泄漏，整個設備還加入了很多防腐蝕材料，以及雙層壁系統，提升整個設備的抗壓能力。在環戊烷的儲罐上，安裝有特殊傳感器，當環戊烷外界濃度超過一定標準之后，便會發出報警提升，該標注主要集中在1.4%左右，超出之后，系統將會自動切斷電源，讓整個環戊烷站處于關閉狀態，避免風險事故的發生。

2.3構建新的安全工作制度

除了具體的設備系統使用之外，很難保證環戊烷使用的絕對安全。為了將該種問題解決，很多企業采用了不同的管理策略。例如，新飛公司為此專門制定了嚴格的安全制度策略，并選擇一些業余時間開展工作人員安全技術培訓工作，讓他們了解和掌握環戊烷性能和技術要求。從1996年開始，新飛公司便開始使用該項措施，事故發生率極低。除此之外，很多企業在發泡裝置之中安裝了傳感器，并與中央報警系統連接到一起。站在安全角度來說，中央報警器掌控一系列安全事故，報警下限設計在20%左右，一旦達到限制，報警燈便會亮起，抽風系統也會提升工作力度，當達到爆炸下限之后，整個發泡系統同樣也會自動切斷，抽風量繼續加大，避免更加嚴重的問題出現[2]。

2.4新材料的使用

為了進一步提升冰箱生產量，各個生產企業相繼開展技改工作，從之前的R11發泡，向環戊烷發泡轉變，并將原有的R12制冷機生產線改裝為環戊烷發泡劑生產。依然以新飛企業為例，從1997年2月開始，開始對生產線進行改造，改造方式與上述形式類似，到了1997年5月，有兩條生產線已經完成改造，并開始正式生產，其他生產線也在持續改造之中。通過對這兩條生產線的工作狀態來看，主要是以環戊烷的特性為主，將安全改造的全部內容展示出來。從實際工作之中可以看出，整個環戊烷發泡生產線的改造，離不開新材料的配合和使用，為了與環戊烷性質相適應，以往的原材料以及工藝手段需要進行優化和改進在，在此過程中，很多優勢方式得以保留，通過該項改造，為環戊烷發泡質量提供了充分保障。例如，在模具和夾具使用上，不能沿用傳統的電熱式，而應該采用蒸汽式或者是熱風式，防護罩以及保溫房中的所有電器元件，應具備防爆特點。

總結：

綜上所述，在冰箱發泡設備環戊烷安全技改過程中，需要針對于環戊烷發泡安全方面制定一系列對策和防范措施，由于生產廠家不同，設備狀況也不同，相應的使用方法也會存在差異性。但只要各個企業可以根據具體的安全法規開展技術改造，改造之后的發泡設備便能滿足具體的生產需求，避免更多安全事故出現。

參考文獻

[1]董玉德，李久成，王和升.基于冰箱發泡模具的一種系列化設計方法[J].組合機床與自動化加工技術，2017（12）：125-128.

[2]文學紅，原紅玲，秦建保.冰箱箱體發泡模具數值模擬與優化[J].特種鑄造及有色合金，2016，36（03）：249-251.

作者簡介：郝俊延（1990年3月-），男，漢族，遼寧省大連市人，本科，助理工程師，研究方向：制冷設備開發及其生產設備維護。