第一節排除發生火災爆炸事故的物質條件1、取代或控制用量?在化學品的生產、使用、加工過程中,經常使用有機溶劑,多數有機溶劑屬于易燃易爆化學品,其中還有一部分對人體有毒。在萃取、吸收等單元操作中,采用的多為易燃有機溶劑。用燃燒性能較差的代替易燃溶劑。選擇燃燒危險性較小代替危險性大的沸點和蒸氣壓數據是重要依據。醋酸戊酯、丁醇、戊醇、乙二醇、氯苯、二甲苯等都是沸點在110℃以上燃燒危險性較小的液體。氯的甲烷及乙烯衍生物,如二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯等為不燃液體,在許多情況下可以用來代替可燃液體。在生產過程中不用或少用可燃可爆物質,這是一個“釜底抽薪”的辦法,是為生產創造安全條件值得考慮的方法,但是這只有在工藝上可行的條件下才能實現。2、防止泄漏?基本措施——密閉或密封,防止泄漏。防止外泄——具有壓力的設備,應防止氣體、液體或粉塵逸出;防止漏入——真空設備,防止空氣漏入設備內部。防止直接揮發——開口的容器、破損的鐵桶、容積較大且沒有保護措施的玻璃瓶是不允許貯存易燃液體的;防止容器破碎——不耐壓的容器是不能貯存壓縮氣體和加壓液體的。盡量少用法蘭連接,多用焊接;輸送危險氣體、液體的管道應采用無縫鋼管;盛裝具有腐蝕性介質的容器,底部盡可能不裝閥門,腐蝕性液體應從頂部抽吸排出。盡量使用磁浮式液位計,如用玻璃管液位計,要裝設結實的保護,以免打碎玻璃,漏出易燃液體,應慎重使用脆性材料。對密封性不能保證的系統,采用負壓操作可防止爆炸性氣體逸入廠房,但在負壓下操作,要特別注意設備清理打開排空閥時,不要讓大量空氣吸入。接觸氧化劑如高錳酸鉀、氯酸鉀、硝酸銨、漂白粉等生產的傳動裝置部分的密閉性能必須良好;轉動軸密封不嚴會使粉塵與油類接觸;要定期清洗傳動裝置,及時更換潤滑劑,防止粉塵滲進變速箱與潤滑油相混,由于蝸輪、蝸桿摩擦生熱而引發爆炸。3、通風排氣?氣體、蒸氣或粉塵泄漏、滲漏到室內;完全依靠設備密閉,消除可燃物在廠房內的存在是不可能的往往借助于通風來降低車間內空氣中可燃物的濃度。通風可分為機械通風和自然通風;按換氣方式也可分為排風和送風;按作用范圍可分為局部通風和全面通風。通風排氣的效果要滿足兩個要求,一是防火防爆,??二是避免人員中毒。當僅是易燃易爆物質存在時,其在車間內的容許濃度可在爆炸極限下限的25%;燃氣檢測報警探測裝置的報警值一般也設定在此濃度;對于存在既易燃易爆又具有毒性的物質,應考慮到在有人操作的場所,其容許濃度應由毒物在車間內的最高容許濃度來定,因為在通常情況下毒物的最高容許濃度比爆炸下限要低得多。例如:CO1、按照可燃氣體:CO的爆炸下限是12.5%,按照可燃氣體檢測,其一級報警值應設定在12.5%×25%=3.13%;2、按照有毒氣體:CO的最高允許濃度為50ml.m-3,約為0.005%,按照有毒氣體設置報警值應為低于0.005%。3、在有毒氣體存在的場所,檢測器報警值必須按照有毒氣體的要求設置報警值。自然通風不能滿足要求時,就必須采用機械通風,強制換氣。不管是采用排風還是采用送風方式,都要避免氣體循環使用,保證進入車間的為純凈的空氣。排放口高出車間的高度。排除有燃燒爆炸危險的粉塵和容易起火的碎屑的排風系統,要先選用恰當的方法對空氣進行除塵凈化,其除塵器裝置也應采用不產生火花的材料。局部通風常用于某一個環境惡化工作崗位,比如小工件的噴漆作業、磨光工序,有毒氣體或粉塵濃度特別高,局部的強制通風可以保證工作位置的空氣質量。對局部通風,應注意氣體或蒸氣的密度,密度比空氣大的氣體要防止在低洼處積聚;密度比空氣小的要防止在高處死角上積聚。一般情況下,排除密度比空氣大的氣體,排氣口要設在低處;相反,排除密度比空氣小的氣體,排氣口要設在高處或頂部。4、惰性化(處理)?惰性化的兩種情況:①向已經存在可燃氣體的容器或設備中充入惰性氣體,稀釋或吹走可燃氣體;②準備投入可燃氣體或易燃液體的設備,通入可燃氣體,降低氧氣濃度。目的:①使可燃氣降至可燃下限以下。②使系統內氧氣的濃度j(O2)低于最小氧氣濃度(MOC)。最小氧氣濃度最小氧氣濃度是指在空氣和燃料的體積之和中氧氣所占的百分比(體積分數j);低于這個百分比,火焰就不能傳播。最小氧氣濃度實質上是易燃物料的加工中氧的最高允許濃度。如:半水煤氣中氧氣濃度控制在0.5%以下,達到0.8%自動停車。如果沒有實驗數據,則可通過燃燒反應的化學計算式及可燃下限(爆炸下限)來估算最小氧氣濃度。最小氧氣濃度的計算式為:[例]求丙烷(C3H8)在空氣中燃燒的最小氧氣濃度。

解:寫出化學反應式:C3H8+5O2—→3CO2+4H2O

平衡的化學反應式中丙烷的物質量為1mol,氧的物質量為5mol,查得丙烷在空氣中的燃燒下限L下=2.2%,計算得

計算說明,在反應系統內加入氮氣至j(O2)<11%時,就可以阻止丙烷的燃燒。這種方法適用于許多碳氫化合物。?大多數可燃氣體的最小氧氣濃度約為10%,大多數粉塵的最小氧氣濃度約為8%。如果用惰性氣體對容器內混合可燃氣進行惰性化,使氧氣濃度降至安全濃度,一般控制點比最小氧氣濃度低4個百分點,即如果最小氧氣濃度為j(O2)=10%,則將j(O2)控制在6%左右。(1)惰性化方法之一——覆蓋隔離設備內,液相上方的氣相空間保持惰性氛圍,需要系統設置具有自動添加惰性氣體的裝置,以確保氧氣濃度始終低于最小氧氣濃度。自動控制-監測與通氣裝置聯動。設有連續測定系統氧濃度的在線分析儀,設定系統氧氣濃度的控制點,當氧氣濃度接近最小氧氣濃度控制點時,添加惰性氣體的控制系統啟動或調解通氣量。(2)惰性化方法之二——置換置換是在開、停車或動火維修時常用的使容器惰性化的方法,常用的方法有:真空抽凈法,即將容器抽真空,直至達到預定的真空狀態,接著充入惰性氣體(如N2)至大氣壓,再抽真空、充N2,直至容器內達到預定的氧氣濃度。壓力凈化法壓力凈化法,即向容器中加入加壓的惰性氣體直至擴散到整個容器后,氣體再排入大氣,直到容器壓力降至大氣壓,一般要要進行幾次循環才能使氧含量降至預定濃度。壓力惰性化過程壓力與氣體組成的變化?三元組分圖及最小氧氣濃度第m次充壓后氧氣的摩爾分數為:?氧氣控制濃度、充氣壓力與循環次數的關系?惰性氣體用量的理論計算?吹掃凈化法吹掃凈化法,吹掃凈化法最簡單,將惰性氣體從容器的一個口加入,而混合氣從容器的另一個口排入大氣,注意不能有死角。如果設備不宜用真空抽凈及壓力凈化法時,即可使用這種方法。企業中將吹掃凈化操作稱為“掃線”稀釋惰化法通入惰性氣體的同時放出混合氣體;相當于對氧氣進行稀釋;適用于大型儲存容器,如氣柜、儲罐等。置換所用的惰性氣體要根據實際情況選用,氮氣、二氧化碳、凈化的煙道氣為常用的置換氣體,有時也用水蒸氣以及鹵代烴等燃燒阻滯劑。對設備和管道內沒有排凈的易燃有毒液體,一般采用蒸汽或惰性氣體進行吹掃的方法來清除。設備和管道吹掃完畢并分析合格后,應及時加盲板與運行系統隔離。5、工藝參數的安全控制溫度、壓力、流量、投料比、物位等工藝參數,實現化工生產過程預定目的主要參數,是進行工藝和設備設計的基礎參數。生產過程中,實際的參數有一定的波動范圍,在此范圍內不僅可以順利完成生產,而且是安全的,如果超出安全范圍則可能使設備實效、物料可能發生不希望的變化,也就是發生事故。(1)溫度控制①移出反應熱②防止攪拌中斷③正確選用傳熱介質④熱不穩定物質的處理與儲存①移出反應熱移出反應熱就是通常說的冷卻。硝化、磺化、氧化、氯化、水合或聚合等反應過程多是放熱反應,尤其是硝化反應屬于強放熱反應。為了保持反應在一定溫度下穩定進行,通常需要移去一定比例的反應熱。裂解、脫氫、脫水等反應為吸熱反應,需要加熱來維持適宜的反應溫度。乙烯氧化制取環氧乙烷是典型的放熱反應。環氧乙烷沸點低,只有10.7℃,而爆炸范圍極寬,3%—100%,沒有氧氣也能分解爆炸。此外,雜質存在易引發自聚放熱,使溫度升高;遇水發生水合反應,也釋放出熱量。如果反應熱不及時移出,溫度不斷升高會使乙烯燃燒放出更多的熱量,從而引發爆炸。合成硝基苯的反應為硝化反應,原料為苯、濃硝酸及硫酸,如果反應溫度過高,不僅硝酸會分解放出二氧化氮氣體而造成沖料、硝硫混酸遇到有機物將引起燃燒,而且溫度過高會生成比硝基苯更容易燃燒爆炸的危險物質——二硝基苯。?移出反應熱的方法主要是通過傳熱把反應器內的熱量由流動介質帶走,常用的方式有夾套、蛇管冷卻等。工廠為了降低成本,有時要利用反應熱加熱(預熱)低溫的物料。目前,強放熱反應的大型反應器,普遍配裝有廢熱鍋爐,靠廢熱蒸汽帶走反應熱,同時廢熱蒸汽作為加熱源可以利用。②防止攪拌中斷攪拌能加速物料的擴散混合,使反應均勻進行,反應器內溫度也均勻,有利于溫度控制和反應的進行。如中途停止攪拌,物料不能充分混勻,反應和傳熱不良,未反應物料大量積聚,局部反應溫度驟升,或當攪拌恢復時則大量反應物迅速反應,往往造成沖料,甚至釀成燃燒爆炸事故。一般情況下,攪拌停止則立即停止加料,在恢復攪拌后,應待反應溫度趨于平穩時再繼續加料。如果必要,可以在設計時應考慮雙路供電。氨基磺酸的生產原料為尿素和發煙硫酸,合成過程中把尿素均勻加到熱的發煙硫酸中,反應過程中伴隨二氧化碳氣體生成,同時放出大量的反應熱,如果中途停止攪拌,且未停止添加尿素,則會造成沖料事故,噴出的發煙硫酸對人、對設備都是嚴重的威脅。③正確選用傳熱介質傳熱介質就是熱載體,常用熱載體有水蒸氣、熱水、過熱水、聯苯醚、熔鹽和熔融金屬、煙道氣等。選用熱載體應注意三個方面的問題:熱載體不能與反應物、溶劑、產物發生化學反應;熱載體不能在傳熱面上發生聚合、縮合、凝聚、炭化(結焦)等結垢現象;高沸點熱載體中不能混入低沸點液體,如聯苯混合物(73.5%聯苯醚和26.5%聯苯)中的水。換熱器內傳熱流體宜采用較高流速,這樣既可以提高傳熱效率,又可以減少污垢在傳熱表面的沉積。④熱不穩定物質的處理與儲存熱不穩定物質指分解溫度低和自燃點低的物質。在生產、儲存、使用過程中要特別注意降溫、隔熱和避免陽光直曬,始終控制在安全溫度范圍內。H發泡劑烘房溫度超過90℃時就可能起火;甲脒亞磺酸純品烘干溫度達到110℃時分解;煙花爆竹藥粉在高溫季節晾曬會爆炸。乙醚在儲存過程中與空氣的接觸,在蒸餾乙醚時會生成極不穩定、易猛烈爆炸的亞乙基過氧化物,因此要控制其發生和積累,必要時分離脫除。電石中常含有磷化鈣,磷化鈣與水產生磷化氫,磷化氫遇空氣能自燃,可導致乙炔-空氣混合氣體爆炸,因此在乙炔生產中要求磷含量不超過0.08%。(2)控制投料速度和料比對于放熱反應,投料速度過快,放熱速率也快,放熱速率超過設備移出熱量的速率,熱量急劇積累,可能出現“飛溫”和沖料危險。物料配比極為重要,這不僅決定著反應進程和產品質量,而且對安全也有著重要影響。例如松香鈣皂的生產,是把松香投入反應釜內,加熱至240℃,緩慢加入氫氧化鈣,生成目的產物和水,水在高溫下變成蒸氣。投入的氫氧化鈣如果過量,水的生成量也相應增加,生成的水蒸氣量過多而容易造成跑鍋,與火源接觸有可能引發燃燒。丙烯直接氧化制取丙烯酸,在氧化反應時,丙烯在丙烯-空氣-水蒸氣系統中其爆炸范圍如圖3-1-1所示。一旦加料或反應失控,則丙烯濃度就會發生變化,有可能進入爆炸范圍,從而引起爆炸,因此必須嚴格控制料速和料比。(3)壓力控制控制了反應溫度和流速、料比一般就能夠控制住壓力。(4)自動控制系統和安全保險裝置①自動控制系統自動控制系統按其功能分為以下四類:自動檢測系統;自動調節系統;自動操縱系統;自動訊號、聯鎖和保護系統。自動檢測系統是對機械、設備或過程進行連續檢測,把檢測對象的參數如溫度、壓力、流量、液位、物料成分等訊號,由自動裝置轉換為數字,并顯示或記錄出來的系統。自動調節系統是通過自動裝置的作用,使工藝參數保持在設定值的系統。小氮肥的煤氣發生爐,造氣過程由制氣循環的六個工序組成。整個過程是由氣動執行機構操縱旋塞做兩次正轉和兩次逆轉90°實現的。電子控制器按工藝要求發出指令,程序控制的氣動機構做二次正轉和二次逆轉,并且在二次回收、吹風、回收三處打開空氣閥門,在其余各處關閉空氣閥門,阻止空氣進入氣柜,防止氧含量增高而發生爆炸。②信號報警、保險裝置和安全聯鎖在化學工業生產中,可配置信號報警裝置,情況失常時發出警告,以便及時采取措施消除隱患。報警裝置與測量儀表連接,用聲、光或顏色示警。例如在硝化反應中,硝化器的冷卻水為負壓,為了防止器壁泄漏造成事故,在冷卻水排出口裝有帶鈴的導電性測量儀,若冷卻水中混有酸,導電率提高,則會響鈴示警。保險裝置保險裝置則能在危險狀態下自動消除危險狀態。例如氨的氧化反應是在氨和空氣混合物爆炸極限邊緣進行的,在氣體輸送管路上應該安裝保險裝置,以便在緊急狀態下切斷氣體的輸入。在反應過程中,空氣的壓力過低或氨的溫度過低,都有可能使混合氣體中氨的濃度提高,達到爆炸下限。在這種情況下,保險裝置就會切斷氨的輸送,只允許空氣流過,因而可以防止爆炸事故的發生。安全聯鎖安全聯鎖就是利用機械或電氣控制依次接通各個儀器和設備,使之彼此發生聯系,達到安全運行的目的。例如硫酸與水的混合操作,必須先把水加入設備,再注入硫酸,否則將會發生噴濺和灼傷事故。把注水閥門和注酸閥門依次聯鎖起來,就可以達到此目的。某些需要經常打開孔蓋的帶壓反應容器,在開蓋之前必須卸壓。頻繁的操作容易疏忽出現差錯,如果把卸掉罐內壓力和打開孔蓋聯鎖起來,就可以安全無誤。6、可燃氣體檢測與報警在生產、使用、儲存可燃氣體和易揮發可燃液體的場所,一旦發生泄漏則應該及時發現,監測(檢測)報警裝置的作用就是隨時檢測可燃氣體以及蒸汽的濃度,達到報警濃度就發出報警信號,使工作人員及時采取措施,避免達到可燃可爆濃度,或者防止超過國家規定的最高允許濃度。有時設備泄漏孔或縫很小,泄漏量也比較少,追蹤或定位泄漏源(點)也是檢測裝置應該完成的任務。(1)可燃氣體檢測器分類按照使用位置分類固定式檢測器(裝置)的安裝位置固定,就猶如一個監視崗哨,檢測位置和范圍是固定的,主要用于固定裝置的監測;便攜式檢測器(儀)可以隨著檢測人員或移動的設備而變換檢測位置,對于場所不固定的檢測,或泄漏后擴散范圍的檢測靈活方便。按照采樣方式分類分為吸入式儀器和擴散式儀器,前者的響應時間應小于30s,后者的響應時間應小于60s。按照傳感器的原理分類按照檢測器中傳感器的原理不同可以將傳感器分為:半導體氣體傳感器、固體電解質氣體傳感器、接觸燃燒式氣體傳感器、高分子氣體傳感器光離子化氣體傳感器。測爆儀(如熱催化原理測爆儀、熱導原理測爆儀、氣敏原理測爆儀等)也是根據與此相同的工作原理設計的。①半導體氣體傳感器工作原理這種傳感器主要使用半導體氣敏材料。按照檢測氣敏特征量方式不同分為電阻式和非電阻式兩種。電阻式半導體氣體傳感器是通過檢測氣敏元件電阻隨氣體含量的變化情況而工作的。主要使用金屬氧化物陶瓷氣敏材料。例如:WO3氣體傳感器可檢測NH3的濃度范圍為5ppm~50ppm,ZnO-CuO氣體傳感器對200ppm的CO非常敏感。非電阻式半導體氣體傳感器是利用氣敏元件的電流或電壓隨氣體含量而變化的原理工作的。主要有MOS二極管式和結型二極管式,以及場效應管式氣體傳感器。檢測氣體大多為氫氣、硅烷等可燃氣體。②固體電解質氣體傳感器固體電解質氣體傳感器使用固體電解質氣敏材料做氣敏元件。其原理是氣敏材料在通過氣體時產生離子,從而形成電動勢,測量電動勢從而測量氣體濃度。由于這種傳感器電導率高,靈敏度和選擇性好,得到了廣泛的應用,幾乎打入了石化、環保、礦業等各個領域,僅次于金屬氧化物半導體氣體傳感器。如測量H2S的YST-Au-WO3、測量NH3的NH+4CaCO3等。③接觸燃燒式氣體傳感器可分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式兩種。工作原理:氣敏材料在通電狀態下,可燃性氣體氧化燃燒或在催化劑作用下氧化燃燒,產生的熱量使電熱絲升溫,從而使其電阻值發生變化,測量電阻變化從而測量氣體濃度。這種傳感器只能測量可燃氣體,對不燃性氣體不敏感。例如,在Pt絲上涂敷活性催化劑Rh和Pd等制成的傳感器,具有廣譜特性,即可以檢測各種可燃氣體。接觸燃燒式氣體傳感器在環境溫度下非常穩定,并能對爆炸下限的絕大多數可燃性氣體進行檢測,普遍應用于石油化工廠、造船廠、礦井隧道、浴室、廚房等處的可燃性氣體的監測和報警。?④高分子氣體傳感器高分子氣敏材料在遇到特定氣體時,其電阻、介電常數、材料表面聲波傳播速度和頻率、材料重量等物理性能發生變化。主要有酞菁聚合物、LB膜、苯菁基乙炔、聚乙烯醇-磷酸、聚異丁烯、氨基十一烷基硅烷等。高分子氣敏材料由于具有易操作性、工藝簡單、常溫選擇性好、價格低廉、易與微結構傳感器和聲表面波器件相結合,在毒性氣體和食品鮮度等方面的檢測中具有重要作用。根據所用材料的氣敏特性,這類傳感器可分為:通過測量氣敏材料的電阻來測量氣體濃度的高分子電阻式氣體傳感器;根據氣敏材料吸收氣體時形成濃差電池,測量電動勢來確定氣體濃度的濃差電池式氣體傳感器;根據高分子氣敏材料吸收氣體后聲波在材料表面傳播速度或頻率發生變化的原理制成的聲表面波氣體傳感器;根據高分子氣敏材料吸收氣體后重量變化而制成的石英振子式氣體傳感器等。高分子氣體傳感器具有對特定氣體分子靈敏度高,選擇性好,且結構簡單,能在常溫下使用,可以補充其它氣體傳感器的不足。⑤光離子化氣體傳感器

?(PhotoIonizationDetectorPID)光離子化檢測儀可以做成類似手持式對講機大小的便攜式氣體檢測儀(portablegasdetector)用于較寬濃度范圍多種揮發性有機化合物(volatileorganiccompound?VOC)的現場測定。同時也可測定H2S、CS2、NH3、H3As、H3Se、Br2、I2等氣體。即不僅可以用于測定可燃氣體,也可以測定有機和無機有毒氣體。光離子化檢測器工作原理示意圖?(4)固定式氣體檢測報警器的安裝與檢測系統布置固定安裝式檢測器一經安裝就位就只能被動接受擴散到檢測器的濃度,不能主動尋找高濃度區域,其能否及時檢測到泄漏氣體,與氣體擴散過程及安裝位置有關,所以選定安裝場所的問題十分重要。對于要監測一個三維空間且規模較大的工業生產裝置,往往不是少數幾個監測點就能確保其效果的。對于布點的疏密程度、上下高度以及與可能泄漏點的距離等,都是比較復雜的問題。既要考慮投資的合理性和可接受程度,更要考慮投資的切實效果,以確保安全生產。安裝可燃氣體檢測報警器基本要求:①易燃、易爆場所應安裝可燃氣體檢測報警器;②可燃氣體檢測報警器的檢測器的數量應滿足被檢測區域的要求,每個檢測器的有效檢測距離,在室內不宜大于7.5m,在室外不宜大于15m;③可燃氣體報警控制器應安裝在有人值守的操作室或值班室;④安裝和使用的可燃氣體檢測報警器應有經國家指定機構認可的計量器具制造認證、防爆性能認證和消防認證;⑤在用的可燃氣體檢測報警器應按規定定期標定?？扇細怏w檢測報警器選型基本原則:①按使用場所爆炸危險區域的劃分及被測氣體的類別、級別、組別選擇檢測器的防爆類型、防爆性能與防爆等級組別;②按檢測點的數量選擇單路或多路檢測報警器;③按使用場所的環境溫度選擇檢測器和控制器的溫度適應范圍。所選擇的檢測報警器的主要性能指標應滿足以下要求:①適用于檢測空氣中的可燃氣體;②檢測范圍在0~100%LEL;③可燃氣體爆炸下限(LEL)報警值設定在≤25%LEL(一級)或≤50%LEL(二級);④響應時間應小于60s。固定式檢測器安裝高度固定式檢測器安裝高度應根據可燃氣體的密度而定。當氣體密度大于0.97kg/m3(標準狀態下)時,安裝高度距地面0.3~0.6m;當氣體密度小于或等于0.97kg/m3(標準狀態下)時,安裝高度距屋頂0.5~1.0m為宜。檢測器的安裝位置應綜合空氣流動的速度和方向、與潛在泄漏源的相對位置、通風條件而確定,并便于維護和標定。檢測器和報警控制器應以受到最小振動的方式安裝,如果附近易產生電磁干擾,宜使用鎧裝電纜或電纜加金屬護管。檢測器布點安裝的10個要點a.首先要查清所要監測的裝置或車間,有哪些可能的泄漏點。并推算它們的泄漏壓力、單位時間的可能泄漏量及泄漏方向等,畫出棋格形分布圖,并根據推測的嚴重程度分成A、B,C三種等級。b.根據所在場所的主導風向、空氣可能的環流現象及空氣流動的上升趨勢,以及車間的空氣自然流動的習慣通道等,綜合推測當發生大量泄漏時,可燃氣在平面上的自然擴散趨勢方向圖。c.再根據泄漏氣體的比重(大于空氣或小于空氣)并結合空氣流動的上升趨勢,最后綜合成泄漏流的立體流動趨勢圖。d.根據監測范圍內可燃氣泄漏的立體流動概念,可在其流動的下游位置作出初始設點方案。e.然后,再研究泄漏點的點泄漏狀態可能是微漏還是噴射狀的泄漏。如果是微泄漏,則設點的位置就要靠近泄漏點。如果是噴射狀泄漏,則稍遠離泄漏點。綜合這些狀況,擬定出最終設點方案。這樣,需要購置的數量和品種可以從考慮的最終棋格圖中估算出來。f.對于一個大中型有可燃氣體泄漏可能的車間,建議每相距10~20m設一個檢測點。h.對于無人值班而且不是連續運轉的泵房,請注意發生可燃氣體泄漏的可能性。特別在北方地區在冬季門窗關閉的情況,可燃氣泄漏將很快達到爆炸下限濃度。一般應在主導方向的下游位置安裝一臺檢測器。如廠房面積大于200m2,則宜增加一個監測點。g.對于有氫氣泄漏的場所,如大型發電機組、煉油廠的加氫裝置、電化廠的電解車間、鹽酸合成爐廠房、存放有氫氣鋼瓶的倉庫、有氣相色譜析儀的化驗室等場所,將檢測器安裝在泄漏點的上方平面上。i.對氣體比重大于空氣的諸如烷烴類(甲烷沼氣、民用煤氣除外)、烯烴類(乙烯除外)、液化石油、汽油、煤油等,將檢測器安裝在低于泄漏點的下方平面上,并注意周圍的環境特點。例如,室內通風不流暢部位,地槽地溝容易積聚可燃氣體的地方,現場通往控制室的地下電纜溝,有密封蓋板的污水溝槽等,都是經常性的或在生產不正常情況容易積聚可燃氣的場所。對于這些環境都是不可忽視的安全監測點。j.對于噴漆涂敷作業場所、大型的印刷機附近,以及相關作業場所,都屬于開放式可燃氣體擴散逸出環境。如果缺乏良好的通風條件,也十分容易使某個部位的空氣中可燃氣的含量接近或達到爆炸下限的濃度值,這些都是不可忽視的安全監測點。第二節防范明火與高溫表面1、明火(1)加熱操作(2)爆炸性氣體存在場所動火(3)飛火和移動火(4)帶壓明火維修(5)固定動火區2、高溫熱表面(1)加熱操作包括燃油、燃煤、燃氣等直接明火加熱電熱、蒸汽、過熱水或其他載熱體(鹽浴和油浴)等非明火加熱。對易燃液體進行加熱,應盡量避免采用明火,一般可采用過熱水或蒸汽加熱;當采用礦物油、聯苯醚等載熱體時,必須在安全使用溫度范圍內使用,還要保持良好的循環,并留有載熱體膨脹的余地,防止傳熱管路產生局部高溫出現結焦現象,要定期檢查載熱體的成分及時處理或更換變了質的載熱體。結焦和超溫熱載體揮發是導熱油爐兩個主要事故,結焦會造成管路堵塞,超溫熱載體揮發增大管路的壓力,甚至造成管道破裂,如有一個印刷廠使用導熱油爐加熱烘干印刷品,工人圖省事將廢棄的塑料廢料一次添入爐堂內,火焰長時間很旺,導致導熱油溫度過高,大量蒸發的蒸氣被明火引燃,兩個車間同時著火,造成多人被燒傷。當采用高溫熔鹽載熱體時,應嚴格控制熔鹽的配比,不得混入有機雜質,以防載熱體在高溫下爆炸。2003年河北有一企業,進行粗酚精餾分離加工時,由于操作失誤造成塔頂破裂,部分混合酚從塔頂流到底部熔鹽(亞硝酸鈉與硝酸鉀的混合物)鍋內,形成爆炸性混合物,在煙道氣的作用下引發爆炸,造成9人死亡。如果必須采用明火,設備應嚴格密封,燃燒室應與設備分開建筑或隔離,并按防火規定留出防火間距。例如使用天然氣生產氫氣的工藝中,天然氣與水蒸氣反應的轉化爐內,需要直接燃燒天然氣加熱才能達到所需要的溫度和壓力,從生產安全角度考慮,轉化爐就必須嚴格密封,并與其他設備相隔一定距離。(2)爆炸性氣體存在場所動火在積存有可燃氣體、蒸氣的管溝、深坑、下水道及其附近,沒有消除危險之前,不能有明火作業。在進入可能存在燃爆氣體的設備內工作之前,必須首先確認(檢測)可燃氣體在安全濃度以內,否則不能進入,進入設備內所用的照明燈具必須是防爆燈具。維修儲存過可燃液體的儲罐必須特別注意,首先檢查是否還有殘存的液體,是否有泥土、沙子等臟物存在,確認不存在并通入一定時間空氣后,才能開始工作。在動火前必須進行動火分析,一般不要早于動火前半小時。如動火中斷半小時以上,應重新做分析。雖然可燃物濃度只要小于爆炸下限即不致發生燃燒爆炸事故,但實際取樣不一定能具有足夠的代表性,測定也可能有誤差,因此必須留有一定余度(裕度)?；て髽I的動火標準是:可燃物爆炸下限小于4%的,動火地點可燃物濃度應小于0.2%為合格;爆炸下限大于4%的,則現場可燃物含量應小于0.5%為合格。國外動火分析合格標準有的取爆炸下限的1/l0。人在氧氣濃度低于18%的空間是很危險的,在有人入罐、入塔前還應進行含氧量分析,氧含量應>19%方可進入罐、塔內作業。當有人進入器內作業時為保證必需的氧濃度,可用空氣通風,嚴禁充入純氧,以防造成富氧作業環境。(3)飛火和移動火煙囪飛火,汽車、拖拉機、柴油機等的排氣管噴火等都可能引起可燃氣體或蒸氣的爆炸事故,故此類運輸工具在未采取防火措施時不得進入危險場所。煙囪應有足夠的高度,必要時裝火星熄滅器,在一定范圍內不得堆放易燃易爆物品。(4)帶壓明火維修化工設備發生小孔(縫)泄漏,最好是停止使用后再維修,如果不能停止使用,有時也采用帶壓明火維修。所謂帶壓明火維修是指在設備內的可燃氣體保持一定的壓力的情況下進行電焊或氣焊操作。此項操作危險性很大,技術性很強,維修前必須制定好切實可行的方案。(5)固定動火區設立固定動火區應符合下述條件:固定動火區距易燃易爆設備、貯罐、倉庫、堆場等的距離,應符合有關防火規范的防火間距要求;區內可能出現的可燃氣體的含量應在允許含量以下;在生產裝置正常放空時可燃氣應不致擴散到動火區;室內動火區,應與防爆生產現場隔開,不準有門窗串通,允許開的門窗應向外開啟,道路應暢通;周圍10m以內不得存放易燃易爆物;區內備有足夠的滅火器具。加熱裝置、高溫物料輸送管道的表面溫度都比較高,應防止可燃物落于其上而著火;高溫物料的輸送管線不應與可燃物、可燃建筑構件等接觸;可燃物的排放口應遠離高溫表面,如果接近,則應有隔熱措施。加熱溫度高于物料自燃點的工藝過程,應嚴防物料外泄或空氣進入系統。在機、泵等設備的運轉部位,如果潤滑不良或失效,則摩擦導致高溫,如果有易燃物質靠近,或有易燃氣體存在,就可能引發火災。第三節摩擦與撞擊潤滑不良違規托拽不使用防爆工具鐵銹等在管道內高速流動——高溫顆粒錘子、扳手等工具應用鈹青銅或鍍銅的鋼制作的防爆工具,因為鉛、銅和鋁等有色金屬碰撞不產生火花。?不發火地面不發火混凝土地面或不發火水泥砂漿地面構造如圖3-3-2所示。不發火混凝土及砂漿的制作與普通混凝土及砂漿相同,只是注意選取不發火碎石及砂子作骨料即可。碎石粒度不超過l0mm,砂子粒度為0.5~5mm。碎石用量在lm3混凝土中不少于0.8m3;砂子用量占碎石孔隙體積的1.1~1.3倍。不發火混凝土地面的構造1—200號不發火混凝土面層(粒徑為3~12mm的大理石、500號硅酸鹽水泥)20~30mm;?2—混凝土墊層80~100mm;?3—碎石夯實基層50mm第四節防止電氣火花1、電火花與電弧電極之間、或帶電體與導體之間被電壓擊穿,空氣被電離形成短暫的電流通路,即為放電并產生電火花;電弧是由大量密集的電火花匯集而成。電火花的溫度都很高,特別是電弧,其溫度可高達30006000℃,可熔化金屬。在有爆炸危險的場所內,電火花的產生將會引起可燃物燃燒或爆炸,易燃易爆物質存在的場所,一個電火花即可造成事故。?電火花可分為工作電火花和事故電火花兩類。工作電火花是指電氣設備正常運行時產生的火花。如直流電機電刷與整流子滑動接觸處、交流電機電刷與滑環接觸部位電刷后面的微小火花;開關或接觸器開合時的火花;插頭拔出或插入插座時的火花等。事故電火花是指線路或設備故障時出現的火花,如短路、絕緣損壞和導電連接松脫時的火花;過電壓放電火花;保險絲熔斷時的火花;靜電火花;感應電火花等。?一般的電氣設備很難完全避免電火花的產生,因此在有火災爆炸危險的場所必須根據物質的危險特性正確選用不同的防爆電氣設備。2、爆炸危險場所危險區域劃定在有爆炸危險的環境區域內,由于爆炸性物質出現的頻度、持續時間和危險程度的不同,為便于選擇合適的防爆電氣設備和進行爆炸性環境的電力設計,對氣體、粉塵和火災危險環境按《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》(GB50058-92)的規定進行危險區域劃分。危險區域劃分在正常情況下,爆炸性氣體混合物連續地、短時間頻繁地出現或長時間存在的環境——為0區。除了封閉的空間,如密閉的氣體容器、儲油罐等內部氣體空間外,0區很少存在;高于爆炸上限的混合物環境或有空氣進入時可能使其達到爆炸極限的環境,應劃為0區。?1級區域(簡稱1區):在正常運行時,爆炸性氣體混合物,有可能出現的環境——1區。例如:油桶、油罐、油槽灌注易燃液體時的開口部位附近區域;泄壓閥、排氣閥、呼吸閥、阻火器等爆炸性氣體排放口附近空間;浮頂儲罐的浮頂上空間;無良好通風的室內有可能釋放、積聚形成爆炸性混合物的區域;洼坑、溝槽等阻礙通風,爆炸性氣體混合物易于積聚的場所。2級區域(簡稱2區):在正常運行時,不可能出現爆炸性氣體混合物的環境,或即使出現爆炸性氣體混合物,也僅是短時存在的環境。例如:有可能由于腐蝕、陳舊等原因致使設備、容器破損而泄漏出危險物料的區域;因誤操作或因異常反應形成高溫、高壓,有可能泄漏出危險物料的區域;由于通風設備發生故障,爆炸性氣體有可能積聚形成爆炸性混合物的區域。“正常情況”包括正常開車、停車和運轉(如敞開卸料、裝料等),也包括設備和管線允許的正常泄漏在內;“不正常情況”包括裝置損壞、誤操作、維修不當及裝置的拆卸、檢修等。10級區域(簡稱10區):在正常運行時,爆炸性粉塵或可燃纖維與空氣的混合物,可能連續或長期出現的環境;11級區域(簡稱11區):有時會將積留下來的粉塵揚起而偶然出現爆炸性粉塵混合物的環境。(3)火災危險環境區域劃分火災危險環境是根據火災事故發生的可能性和后果,以及危險程度和物質狀態的不同,按規定進行分區。①21區:具有閃點高于環境溫度的可燃液體,在數量和配置上能引起火災危險的環境;②22區:具有懸浮狀、堆積狀的可燃粉塵或可燃纖維,雖不可能形成爆炸性混合物,但在數量和配置上有引起火災危險的環境;③23區:具有固體狀可燃物質,在數量和配置上能引起火災危險的環境。判斷一個場所的危險程度應綜合考慮危險物料的性質、釋放源的特征及場所通風情況。首先要考慮物質的種類,再考慮危險物料的性質。性質包括:閃點、爆炸極限、密度、引燃溫度等。危險程度還與設備工作溫度、壓力以及數量和分布有關。閃點低、爆炸極限下限低都導致爆炸危險范圍擴大,密度大易于沉積在地面,水平危險范圍擴大。釋放源的特征包括:釋放源的布置與工作狀態、泄漏或放出危險物品的速率、泄漏量、在空氣中的濃度、擴散條件、形成爆炸性混合物的范圍等有關。釋放源一般分為三級:連續釋放或預計長期釋放或短時間連續釋放的為連續釋放源;正常運行時周期性或偶然釋放的為一級釋放源;正常運行時不釋放或只是偶然釋放的為二級釋放源。要綜合判斷危險場所,第一應考慮的是釋放源及其布置,第二要考慮釋放源的性質,初步劃分等級,最后要考慮通風條件。自然通風、機械通風場所的連續釋放源有可能導致0區,一級釋放源可能導致1區,二區釋放源可能導致2區。通風良好的場所危險等級降低,危險范圍也縮小,甚至降為非危險區。局部釋放源采用機械通風對降低危險等級非常有效。在凹坑、死角、有障礙物處,擴散速度慢,易積聚氣體而提高了危險等級。3、防爆電氣設備分類、特性及選型(1)防爆電氣設備的分類與特性(2)爆炸性危險物質分類、分級和分組(3)防爆電氣設備的防爆標志及選型?(1)防爆電氣設備的分類與特性防爆電氣中的電氣可以是:電機、開關、斷路器、儀器儀表、通訊設備、控制設備等。根據結構和防爆原理的不同,防爆電氣設備可分為8種類型。一種防爆電氣設備可以采用一種防爆形式,也可以幾種形式聯合采用,各種防爆形式的防爆性能(安全程度)有差別,可以根據實際情況按照規定選擇防爆電氣。我國將防爆電氣分為三大類:I?類防爆電氣適用于煤礦井下;II?類防爆電氣適用于爆炸性氣體環境;III?類防爆電氣適用于爆炸性粉塵環境。石油化工企業所用的防爆電氣設備多為II類防爆電氣設備。防爆電氣設備在爆炸危險場所運行時,具備不引燃爆炸物質的性能,其表面的最高溫度不得超過作業場所危險物質的引燃溫度。①隔爆型(d)這種電氣設備具有隔爆外殼,即使內部有爆炸性混合物進入并引起爆炸,也不致引起外部爆炸性混合物爆炸。它是根據最大不傳爆間隙的原理而設計的,具有牢固的外殼,能承受1.5倍的實際爆炸壓力而不變形;設備連續運轉時其溫度也不能引燃爆炸性混合物。這類設備的安全性能較高,可用于0區之外的各級危險場所。②增安型(e)也叫防爆安全型,在正常運行條件下,不會產生點燃爆炸性混合物的火花或達到危險的溫度,適用于1級和2級危險區域。③本質安全型(i)在正常運行或在標準試驗條件下所產生的火花或熱效應均不能點燃爆炸性混合物。本質安全型設備按照其安全程度又分為ia級和ib級:ia級——在正常工作和一個故障及兩個故障時不能點燃爆炸性氣體的混合物,主要用于0區;ib級——在正常工作和一個故障時不能點燃爆炸性氣體的混合物,主要用于1區。④正壓型(p)這種電氣設備具有保護外殼,殼內充有保護氣體(惰氣),其壓力高于周圍爆炸性混合氣體的壓力,以避免外部爆炸性混合氣體進人殼內發生爆炸。⑤充油型(o)將可能產生火花、電弧或危險溫度的部件浸在油中,起到熄弧、絕緣、散熱、防腐的作用,從而不能點燃油面以上和外殼周圍的爆炸性混合物。⑥充砂型(q)外殼內充填細砂顆粒材料,以便在規定使用條件下,外殼內產生的電弧、火焰傳播,殼壁或顆粒材料表面的過熱溫度均不能點燃周圍的爆炸性混合物。適用于1級和2級危險區域。⑦無火花型(n)在正常運行條件下不產生電弧或火花,也不產生能夠點燃周圍爆炸性混合物的高溫表面或灼熱點,且一般不會發生有點燃作用的故障。主要用于2級危險區域場所,適用范圍較廣。⑧防爆特殊型(s)其防爆措施在國標規定以外,特別為0區或1區設計的防爆電氣設備,但必須經有關主管部門認定,并經指定的鑒定單位檢驗通過的這一類防爆電氣設備。(2)爆炸性危險物質分類、分級和分組為了與防爆電氣分為三大類相對應,便于防爆電氣選用,根據爆炸性危險物質的物理化學性質,也將其分為三大類。最大安全試驗間隙(MESG)指在標準的規定條件下,將試驗容器殼內所有濃度的被試驗氣體或蒸汽與空氣的混合物點燃后,通過25mm長的法蘭接合面,均不能點燃殼外爆炸性氣體混合物的外殼空腔兩部分之間的最大間隙。最大試驗間隙越小,要求隔爆性能越強。最大安全試驗間隙是確定電氣防爆設備和阻火設備隔爆外殼級別的重要依據。最小點燃電流比(MICR)在規定的條件下,能點燃爆炸性混合物的最小電流與甲烷的最小點燃電流的比值。對II類爆炸性氣體的分級是根據傳爆能力的大小,采用最大安全試驗間隙法(MESG)或者最小點燃電流比法(MICR)進行劃分的,分為A、B、C三級,即IIA、IIB、IIC,爆炸性危險物質分類、分級和分組?注:T為引燃溫度爆炸性粉塵是按照導電性和爆炸性分級、分組的?(3)防爆電氣設備的防爆標志及選型圖4-4-1?防爆電氣設備選型程序防爆電氣設備的防爆標志為“E*”,標在銘牌的右上方,有些設備外殼上有永久的標志字跡(澆鑄或沖壓)。根據我國的規定,各種防爆電氣設備都應標明防爆合格證號和防爆類型、類別、級別、溫度組別等的銘牌作為標志。其分類、分級、分組與爆炸性物質的分類、分級、分組方法相同,等級參數及符號也相同。例如,I類隔爆型,標志為dI;Ⅱ類隔爆型B級T3組其標志為dⅡBT3;Ⅱ類本質安全型ia級B級T5組,其標志為iaⅡBT5。如果采用一種以上的復合型防爆電氣設備,須先標出主體防爆型式后再標出其他防爆型式,如主體為增安型,其他部件為隔爆型B級T4組,則標志為edⅡBT4。氣體和粉塵爆炸危險場所電氣設備防爆類型選型表假如某車間最危險物質為溶劑丙酮,從以上敘述可知,丙酮為II類A級T1組危險物質,該車間所使用的防爆電氣應為IIAT1,如果是選擇1區使用的隔爆電機,則其標志應為dIIAT1。表3-4-4最后一行中的IP54、IP65是指電氣設備外殼的防護等級的代號,根據《外殼防護等級的分類》(GB4208-84)的規定,表示防護等級的代號通常由特征字母IP和二個特征數字組成。第一位數字代表防塵的防護等級,含義見表3-4-5,第二位數字代表防水的防護等級,含義見表3-4-6。根據兩個表,符號IP44的含義是指外殼能防止大于1mm的固體進入內部,并且防濺。第一位特征數字所代表的防護等級?第二位特征數字所代表的防護等級?如僅需用一個特征數字表示防護等級時,被省略的數字必須用字母*代替。例如Ipx5或IP2*。如需要時,可加一補充字母以表示某種附加含義。例如:旋轉電機所用的字母S、M(標于特征數字后)和W(標于IP與特征數字之間)含義如下:S——防止水進入內部達到有害程度的試驗是在設備不運轉(如電機靜止)的情況下進行。M——防止水進入內部達到有害程度的試驗是在設備運轉(如電機運行)的情況下進行。W——在規定的氣候條件下使用并具有附加的防護措施或方法。符號IP23S的含義是指外殼能防止大于12mm的固體進入內部,并且防淋。防淋試驗是在設備不運轉的情況下進行的。

篇2:燃氣鍋爐爆炸危險性鍋爐火災預防措施

慧聰暖通空調制冷網由于各種原因,燃氣鍋爐爆炸事故的頻頻發生,它不僅在經濟方面造成大量損失,嚴重的使人們在身心甚至生命都受到威脅。所以研究燃氣鍋爐爆炸危險性及其預防措施是十分必要的。一、燃氣鍋爐及其應用1.1燃氣鍋爐結構簡介燃氣鍋爐包括燃氣燃燒設備和鍋爐本體兩個系統。燃氣燃燒設備主要指爐膛和燃燒器,也包括其他與燃燒過程有關的設備,它的主要作用是將一定數量的可燃氣體和空氣通入燃燒設備中,通過可燃氣體的燃燒將化學能轉變為熱能,給鍋爐本體提供持續的熱能。鍋爐本體就是借助燃燒設備提供的熱能將水轉化為水蒸汽,使其成為一定數量和質量(壓力和濕度)的蒸汽。整個鍋爐生產過程就是將一定數量的可燃氣體和相應數量的空氣送入爐內燃燒,燃燒所發出的熱量傳遞給水,使水在定壓下汽化而形成一定壓力和溫度的水蒸汽。1.2燃氣鍋爐的應用

燃氣鍋爐作為一種產生熱能和動力的工藝設備,廣泛地應用于電力、機械、化工、紡織造紙等工業部門及賓館、居民區采暖供熱等方面。我國北方城市由于需要采暖供熱,在用鍋爐數量更大。燃氣鍋爐已經逐步進入人們生活的周圍。

2.燃氣鍋爐爆炸事故類型及其危害燃氣鍋爐運行中出現的事故大致可分為三類:(1)特大事故:鍋爐中的主要受壓部件——鍋筒、管板等發生破裂爆炸的事故,這種事故常導致設備、廠房破壞和人身傷亡,造成重大損失。(2)重大事故:燃氣鍋爐無法維持正常運行而被迫停爐的事故,如缺水事故、爐膛爆炸事故等。這類事故雖不象特大事故嚴重,但也常常造成設備、廠房損壞和人身傷亡,并使燃氣鍋爐被迫停運,導致用汽部門局部或全部停工停產,造成嚴重經濟損失。

(3)一般事故:在運行中可以排除的事故或經過短暫停爐即可排除的事故,其影響和損失較小。燃氣鍋爐事故屬于工業熱災害三種主要事故類型中造成損失最大的爆炸事故。主要可分為兩種爆炸原因,一是爐膛爆炸,另一種是爐體爆炸。燃氣鍋爐發生爆炸事故頻率較高。

3.燃氣鍋爐的火災危險性分析3.1燃氣的危險特性燃氣鍋爐的燃料是可燃氣體,主要是天然氣或煤氣。天然氣和煤氣的主要成分都是甲烷,還攙雜一些簡單的烷烴,這些組分都是高度易燃易爆的氣體,天然氣的爆炸下限為4%,煤氣的爆炸下限為6.2%,極易發生爆炸事故。3.2爐膛爆炸火災危險性爐膛爆炸是由于可燃氣體漏入并與空氣混合形成爆炸性混合物,這種混合物處在爆炸極限范圍時一接觸到適當的點火源就會發生爆炸事故。伴隨著化學變化,爐內氣體壓力瞬時劇增,所產生的爆炸力超過結構強度而造成向外爆炸,由于在極短時間內大量能量在有限體積內積聚,造成鍋爐爐膛處于非尋常的高壓或高溫狀態,使周圍介質發生震動或鄰近的物質遭到破壞。爐膛爆炸主要由以下因素造成。3.2.1點火不當在點火時,如啟動操作不當,出現熄火而又未及時切斷氣源、配氣管進行可燃氣體吹掃,或吹掃不徹底、打開閥門時噴嘴也點不著火或者被吹滅,或其他可能使爐膛中存積大量高濃度可燃氣體并處于爆炸極限范圍內的情況,則再次點火時引燃這些可燃氣體,引起爆炸。3.2.2火焰不穩定而熄滅如果煤氣燃燒器出力過大,火焰就會脫開燃燒器,發生脫火現象;相反出力過小,火焰就會縮回燃燒器內,發生回火現象,使鍋爐運行中火焰不穩定而熄滅,由于爐膛呈熾熱狀態,達到或超過可燃氣體與空氣混合物的著火溫度,且繼續進可燃氣體時,就有可能立即發生爆炸。3.2.3設備不完善因為閥門漏氣,設備不完善,沒有點火滅火保護裝置和火焰檢測裝置,可燃氣體充滿爐內點火發生爆炸。3.2.4輸氣管道泄漏由于燃氣鍋爐輸氣管道龐大,可燃氣體消耗量大,有些管道已經存在老化、腐蝕的情況,如不注意管道的維護和檢修,在輸氣過程中容易發生可燃氣體泄露,而造成爆炸事故。3.2.5操作失誤在鍋爐運行時,有些事故是可以避免的,但事故依然發生了,主要原因是操作人員在鍋爐運行時操作不合理,不按照規章制度操作,工作人員安全意識不足,工作不負責任,值班、檢修不按規定進行,最終導致事故的發生。3.3爐體爆炸的火災危險性燃氣鍋爐爐體爆炸是由于鍋爐設備材料質量問題,受壓元件強度不夠或者嚴重缺水,持續加熱等因素造成的爆炸事故。3.3.1燃氣鍋爐設計制造方面設計不合理造成燃氣鍋爐結構上的缺陷;材料不符合要求;焊接質量粗糙;受壓元件強度不夠等,這些因素也是引起燃氣鍋爐爆炸的重要因素。3.3.2鍋爐內水被燒空造成爆炸在鍋爐運行時,其中的水會被加熱慢慢減少,當鍋爐內的水過少甚至燒空時,可燃氣體燃燒所釋放的熱能直接加熱鍋爐設備本身,造成爐體過熱,發生爆炸事故。由以上可看出燃氣鍋爐的爆炸火災危險性大,因素多種多樣。燃氣鍋爐火災危險性預防措施6.1鍋爐質量要求鍋爐的設計、制造、安裝、運行、檢修、改造、檢驗等必須符合《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》及《熱水鍋爐安全技術監察規程》的規定。6.2點火時的防火措施(1)在點火前,由于燃氣鍋爐內已經充滿了殘留的可燃氣體,所以在點火前,要做到先啟動送、引風機強制通風5-10分鐘,充分進行爐膛內的氣體置換,清除爐膛內的可燃氣體才能正常點火升壓,一次點火未成功需要重新點火時,一定要在點火前再次給爐膛通風,充分清除可燃氣體。當采用手動點火時,人工操作和調試很難保證準確無誤,根據監察規程規定,燃氣鍋爐要安裝自動保護裝置,包括自動點火、熄火保護、燃燒自動調節及必要的自動報警保護裝置。(2)當爐內溫度低或比較潮濕時,因點火困難,需采取適當方法給爐內預熱。(3)在可燃氣體噴嘴前的進氣管上,應裝置壓力表。(4)如火焰熄滅,立即停止供入可燃氣體,只供空氣,換氣后,再進行點火操作。

(5)為了防止煤氣鍋爐在點火時發生爆炸,必須在點火前檢查進氣管中的燃氣壓力,當壓力符合要求時,再使用鼓風機吹掃爐膛,清除爐膛內的爆炸性混合物。在點火時應嚴格遵守先點火,后開氣的原則。

6.3燃氣鍋爐工作時的防火措施(1)防止脫火:可燃氣體燃燒器出力過大,火焰會脫開燃燒器,過多的可燃氣體發生不完全燃燒,在爐膛內存積大量的爆炸混合氣體,隨時存在爆炸危險。所以,應注意脫火現象,具體方法有:a、實行火焰穩定化;b、把空燃比調整到理論混合比附近;c、人為加大燃燒速度;d、使可燃氣體壓力保持穩定;e、減小燃料的噴出速度。(2)防止回火:可燃氣體出力過小,火焰會回縮到燃燒器內,使鍋爐運行中火焰不穩定而熄火。此時繼續通入可燃氣體,則達到可燃氣體爆炸極限后,爆炸一觸即發。防止回火現象的措施有:a、加大最小噴出速度;b、必須使燃料從噴嘴噴出的速度大于其燃燒速度,即爐膛保持正壓(3)點火后直到進入穩定狀態的過程中,要很好的監視燃燒工況,注意調節燃燒氣流量,穩定燃燒器壓力,使火焰能夠穩定的燃燒。(4)為減少煙囪冒煙,出火星和污染環境,對煙囪冒火應進行綜合治理,如安裝消煙除塵和火星熄滅裝置等。(5)平時操作中,注意不能驟冷驟熱,以防發生爆裂。6.4防止燃氣鍋爐中嚴重缺水鍋爐中嚴重缺水或燒干事故是化工、石油生產用鍋爐普遍發生的一種事故。司爐要在鍋爐運行時定期對水位嚴密監視,定期上水,經常檢查水位指示器是否工作正常,進行排污排垢清洗處理。6.5燃氣鍋爐的定期維護和檢修(1)應經常檢查鍋爐水位表,壓力表,安全閥等安全附件,確保它們的可靠性。(2)定期對鍋爐內部進行檢查,查看爐膛是否破裂,輸氣管路是否完好,保證管路不發生可燃氣體泄露。6.6燃氣鍋爐周圍環境要求(1)禁止在鍋爐房堆放各種可燃物,也不準在鍋爐本體和蒸汽管道上烘烤任何物品。擦拭設備的油棉紗、油抹布要妥善保管。(2)禁止在鍋爐內焚燒廢紙、廢木材、廢油氈等,以防造成煙囪飛火,引燃周圍可燃物。

(3)鍋爐周圍不能存在火源,鍋爐輸氣管不能靠近其他加熱設備。

為了避免或減少燃氣鍋爐爆炸造成的傷亡事故及其造成的社會、經濟損失,我們也可以采用更有效的鍋爐防爆報警系統。例如能夠檢測出可燃氣體泄露濃度的傳感器和報警器等。現在已經研制出利用物質的物理和化學性質受氣體作用后發生變化的原理制作的氣體傳感器,可利用鍋爐爐膛內可燃氣體檢漏、濃度測量來報警。而報警器采用靈敏度高、響應時間快的半導體材料制成,氣敏元件感受到可燃氣體泄露立即發出警報。水噴淋系統也可作為鍋爐火災爆炸初期預防措施。隨著科技的發展,人工智能等更多的高新技術將應用到燃氣鍋爐爆炸預防中來。

篇3:燃氣鍋爐火災爆炸危險性分析及預防措施

隨著社會經濟的高速發展,鍋爐作為生產熱能和動力的工藝設備,在現代工業、電力及人民生活中普遍使用,而燃氣鍋爐以它優質、環保、清潔的特點滿足了人們對環境、安全、自動化的要求,所以很多工程已經采用了燃氣鍋爐作為其加熱設備。但由于各種原因,燃氣鍋爐爆炸事故的頻頻發生,它不僅在經濟方面造成大量損失,嚴重的使人們在身心甚至生命都受到威脅。所以研究燃氣鍋爐爆炸危險性及其預防措施是十分必要的。

一、燃氣鍋爐及其應用

1.1燃氣鍋爐結構簡介

燃氣鍋爐包括燃氣燃燒設備和鍋爐本體兩個系統。燃氣燃燒設備主要指爐膛和燃燒器,也包括其他與燃燒過程有關的設備,它的主要作用是將一定數量的可燃氣體和空氣通入燃燒設備中,通過可燃氣體的燃燒將化學能轉變為熱能,給鍋爐本體提供持續的熱能。鍋爐本體就是借助燃燒設備提供的熱能將水轉化為水蒸汽,使其成為一定數量和質量(壓力和濕度)的蒸汽。整個鍋爐生產過程就是將一定數量的可燃氣體和相應數量的空氣送入爐內燃燒,燃燒所發出的熱量傳遞給水,使水在定壓下汽化而形成一定壓力和溫度的水蒸汽。

1.2燃氣鍋爐的應用

燃氣鍋爐作為一種產生熱能和動力的工藝設備,廣泛地應用于電力、機械、化工、紡織造紙等工業部門及賓館、居民區采暖供熱等方面。我國北方城市由于需要采暖供熱,在用鍋爐數量更大。燃氣鍋爐已經逐步進入人們生活的周圍。

2.燃氣鍋爐爆炸事故類型及其危害

燃氣鍋爐運行中出現的事故大致可分為三類:

(1)特大事故:鍋爐中的主要受壓部件——鍋筒、管板等發生破裂爆炸的事故,這種事故常導致設備、廠房破壞和人身傷亡,造成重大損失。

(2)重大事故:燃氣鍋爐無法維持正常運行而被迫停爐的事故,如缺水事故、爐膛爆炸事故等。這類事故雖不象特大事故嚴重,但也常常造成設備、廠房損壞和人身傷亡,并使燃氣鍋爐被迫停運,導致用汽部門局部或全部停工停產,造成嚴重經濟損失。

(3)一般事故:在運行中可以排除的事故或經過短暫停爐即可排除的事故,其影響和損失較小。

燃氣鍋爐事故屬于工業熱災害三種主要事故類型中造成損失最大的爆炸事故。主要可分為兩種爆炸原因,一是爐膛爆炸,另一種是爐體爆炸。燃氣鍋爐發生爆炸事故頻率較高。

3.燃氣鍋爐的火災危險性分析

3.1燃氣的危險特性

燃氣鍋爐的燃料是可燃氣體,主要是天然氣或煤氣。天然氣和煤氣的主要成分都是甲烷,還攙雜一些簡單的烷烴,這些組分都是高度易燃易爆的氣體,天然氣的爆炸下限為4%,煤氣的爆炸下限為6.2%,極易發生爆炸事故。

3.2爐膛爆炸火災危險性

爐膛爆炸是由于可燃氣體漏入并與空氣混合形成爆炸性混合物,這種混合物處在爆炸極限范圍時一接觸到適當的點火源就會發生爆炸事故。伴隨著化學變化,爐內氣體壓力瞬時劇增,所產生的爆炸力超過結構強度而造成向外爆炸,由于在極短時間內大量能量在有限體積內積聚,造成鍋爐爐膛處于非尋常的高壓或高溫狀態,使周圍介質發生震動或鄰近的物質遭到破壞。爐膛爆炸主要由以下因素造成。

3.2.1點火不當

在點火時,如啟動操作不當,出現熄火而又未及時切斷氣源、配氣管進行可燃氣體吹掃,或吹掃不徹底、打開閥門時噴嘴也點不著火或者被吹滅,或其他可能使爐膛中存積大量高濃度可燃氣體并處于爆炸極限范圍內的情況,則再次點火時引燃這些可燃氣體,引起爆炸。

3.2.2火焰不穩定而熄滅

如果煤氣燃燒器出力過大,火焰就會脫開燃燒器,發生脫火現象;相反出力過小,火焰就會縮回燃燒器內,發生回火現象,使鍋爐運行中火焰不穩定而熄滅,由于爐膛呈熾熱狀態,達到或超過可燃氣體與空氣混合物的著火溫度,且繼續進可燃氣體時,就有可能立即發生爆炸。

3.2.3設備不完善

因為閥門漏氣,設備不完善,沒有點火滅火保護裝置和火焰檢測裝置,可燃氣體充滿爐內點火發生爆炸。

3.2.4輸氣管道泄漏

由于燃氣鍋爐輸氣管道龐大,可燃氣體消耗量大,有些管道已經存在老化、腐蝕的情況,如不注意管道的維護和檢修,在輸氣過程中容易發生可燃氣體泄露,而造成爆炸事故。

3.2.5操作失誤

在鍋爐運行時,有些事故是可以避免的,但事故依然發生了,主要原因是操作人員在鍋爐運行時操作不合理,不按照規章制度操作,工作人員安全意識不足,工作不負責任,值班、檢修不按規定進行,最終導致事故的發生。

3.3爐體爆炸的火災危險性

燃氣鍋爐爐體爆炸是由于鍋爐設備材料質量問題,受壓元件強度不夠或者嚴重缺水,持續加熱等因素造成的爆炸事故。

3.3.1燃氣鍋爐設計制造方面

設計不合理造成燃氣鍋爐結構上的缺陷;材料不符合要求;焊接質量粗糙;受壓元件強度不夠等,這些因素也是引起燃氣鍋爐爆炸的重要因素。

3.3.2鍋爐內水被燒空造成爆炸

在鍋爐運行時,其中的水會被加熱慢慢減少,當鍋爐內的水過少甚至燒空時,可燃氣體燃燒所釋放的熱能直接加熱鍋爐設備本身,造成爐體過熱,發生爆炸事故。

由以上可看出燃氣鍋爐的爆炸火災危險性大,因素多種多樣。

4.利用預先分析法評價燃氣鍋爐火災危險性

為了更清晰說明燃氣鍋爐的火災危險性,下面用預先分析法進行分析討論:

燃氣鍋爐預先危險性分析

類型

故?障

原?因

危險等級

措?施

爐膛?

爆炸

煙囪

冒黑煙

1、燃料氣通入量過大

2、空氣量不足

3、燃料氣溫度過低

4、爐管燒壞

2

1、關小燃料氣閥門

2、開大進風閥門

3、提高燃料氣溫度

4、更換爐管

出口溫度突然升高

燃料氣閥門突然開的過大

2

減小火焰

燃燒

不穩定

1、燃料氣壓力不穩定

2、燃料氣溫度忽高忽低

2

調節燃料氣流量,穩定燃料氣壓力

出口溫度突然下降

出口管線或干線突然斷裂

3

停爐,搶修管線和干線

燃料氣

中斷

1、爐溫下降

2、熄火

2

1、聯系供氣站保證供氣

2、及時向爐膛通入蒸汽吹掃

爐管燒壞

1、高溫氣體對爐管腐蝕

2、操作壓力過高

3

緊急停產,針對不同情況進行處理

爆炸著火

1、爐膛內有一定量燃燒氣而點火

2、操作不當,導致燃燒不完全而產生過多可燃氣體

3、過負荷運轉,燃料氣過多

3

1、點火前通蒸汽吹掃不少于30min,爆炸氣分析成分

2、保證正常操作

3、降低鍋爐負荷

爆炸

鍋爐

爆炸著火

鍋爐材料元件受壓強度不夠

3

鍋爐使用前嚴格檢查

鍋爐嚴重缺水

4

在鍋爐運行中經常監視,注意加水

結果分析:從上表的燃氣鍋爐預先危險性分析可知預防燃氣鍋爐爆炸應從以下幾方面加以注意:

一是點火前的預防。在鍋爐點火前,要確保鍋爐的各項性能符合標準,做好安全檢查工作。

二是在鍋爐運行中的合理操作和監督。這要求鍋爐操作者有較強的責任心,能及時發現問題并合理解決。

三是鍋爐設備的定期維護。鍋爐設備老化也是燃氣鍋爐爆炸危險性因素之一,也占事故中的一定比例

5.事例分析燃氣鍋爐爆炸

案例1:

1990年4月22日6時15分,北京人民大會堂一臺SZQ4—1.25型鍋爐發生爐膛爆炸,爐體南、北側和頂部發現有裂縫和部分凸起,爐膛保溫層遭到破壞,鍋爐房窗玻璃震壞,鍋爐房外東院停車場一輛小汽車的后玻璃被擊碎,另一輛汽車的尾燈玻璃也被擊碎。

?當天早晨6時10分,鍋爐房值班人員按規定啟動引風機和鼓風機,排除爐內氣體。約3—5分鐘后關閉鼓風機,接通電打火器的電源,打開上、下點火燃燒器的閥門。此時,因司爐工未認真操作,在上點火燃燒器未點著火的情況下,先打開上主燃燒器的閥門,接著再打開下燃燒器的閥門。這時爐內的氣體已達到了爆炸的臨界點,當下主燃燒器一被點著,爐膛“轟”的一聲就立即發生了爆炸。由于主燃燒器的煤氣閥門只開了三團,進氣量不大,加上爐體安全裝置起了作用,氣浪主要從兩個防爆門向東沖出,爐體破壞不大,但因鍋爐位于重要的場所,其影響和后果甚大。

案例2:

2003年1月3日19時10分,山東省勝利油田管理局河口社區西區鍋爐房,一臺熱煤氣發生爐壓力容器在調試運行階段,因故障處理不當,使煤氣發生爐夾套內壁頂板處的使用溫度超溫、材料開裂,發生爆炸,死亡6人,受傷3人,直接經濟損失43.5萬元。

案例3:

2008年6月12日18時46分,泉州晉江市福建鳳竹紡織科技有限公司導熱油鍋爐車間發生導熱油噴濺起火,意外的爆炸使15名消防官兵不同程度燒傷。

工作人員正在導熱油鍋爐車間啟動3#鍋爐對導熱油進行加熱,當導熱油溫度升至240度,準備3#鍋爐加熱的導熱油接入廠區導熱油輸送主管道時,工人在開啟管道閥門的過程中,由于閥門發生故障破裂,導熱油噴濺而出,并立即氣化燃燒起火。

對上面案例分析可知,產生事故原因大致如下:

1.司爐對業務不熟悉,工作不認真,雖然點火程序正確,但卻因判斷錯誤而誤操作。

2.鍋爐啟動時通氣時間過斷,不能使可燃氣體濃度降到爆炸極限以下,造成爆炸事故。

3.鍋爐本身設備老化,不能正常工作,缺乏安全性。

4.設備檢修不足,對存在的問題沒能及時的發現解決,隱患存在時間長,危險性大。

6.燃氣鍋爐火災危險性預防措施

6.1鍋爐質量要求

鍋爐的設計、制造、安裝、運行、檢修、改造、檢驗等必須符合《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》及《熱水鍋爐安全技術監察規程》的規定。

6.2點火時的防火措施

(1)在點火前,由于燃氣鍋爐內已經充滿了殘留的可燃氣體,所以在點火前,要做到先啟動送、引風機強制通風5-10分鐘,充分進行爐膛內的氣體置換,清除爐膛內的可燃氣體才能正常點火升壓,一次點火未成功需要重新點火時,一定要在點火前再次給爐膛通風,充分清除可燃氣體。當采用手動點火時,人工操作和調試很難保證準確無誤,根據監察規程規定,燃氣鍋爐要安裝自動保護裝置,包括自動點火、熄火保護、燃燒自動調節及必要的自動報警保護裝置。

(2)當爐內溫度低或比較潮濕時,因點火困難,需采取適當方法給爐內預熱。

(3)在可燃氣體噴嘴前的進氣管上,應裝置壓力表。

(4)如火焰熄滅,立即停止供入可燃氣體,只供空氣,換氣后,再進行點火操作。

(5)為了防止煤氣鍋爐在點火時發生爆炸,必須在點火前檢查進氣管中的燃氣壓力,當壓力符合要求時,再使用鼓風機吹掃爐膛,清除爐膛內的爆炸性混合物。在點火時應嚴格遵守先點火,后開氣的原則。

6.3燃氣鍋爐工作時的防火措施

(1)防止脫火:可燃氣體燃燒器出力過大,火焰會脫開燃燒器,過多的可燃氣體發生不完全燃燒,在爐膛內存積大量的爆炸混合氣體,隨時存在爆炸危險。所以,應注意脫火現象,具體方法有:a、實行火焰穩定化;b、把空燃比調整到理論混合比附近;c、人為加大燃燒速度;d、使可燃氣體壓力保持穩定;e、減小燃料的噴出速度。

(2)防止回火:可燃氣體出力過小,火焰會回縮到燃燒器內,使鍋爐運行中火焰不穩定而熄火。此時繼續通入可燃氣體,則達到可燃氣體爆炸極限后,爆炸一觸即發。防止回火現象的措施有:a、加大最小噴出速度;b、必須使燃料從噴嘴噴出的速度大于其燃燒速度,即爐膛保持正壓

(3)點火后直到進入穩定狀態的過程中,要很好的監視燃燒工況,注意調節燃燒氣流量,穩定燃燒器壓力,使火焰能夠穩定的燃燒。

(4)為減少煙囪冒煙,出火星和污染環境,對煙囪冒火應進行綜合治理,如安裝消煙除塵和火星熄滅裝置等。?

(5)平時操作中,注意不能驟冷驟熱,以防發生爆裂。

6.4防止燃氣鍋爐中嚴重缺水

鍋爐中嚴重缺水或燒干事故是化工、石油生產用鍋爐普遍發生的一種事故。司爐要在鍋爐運行時定期對水位嚴密監視,定期上水,經常檢查水位指示器是否工作正常,進行排污排垢清洗處理。

6.5燃氣鍋爐的定期維護和檢修

(1)應經常檢查鍋爐水位表,壓力表,安全閥等安全附件,確保它們的可靠性。

(2)定期對鍋爐內部進行檢查,查看爐膛是否破裂,輸氣管路是否完好,保證管路不發生可燃氣體泄露。

6.6燃氣鍋爐周圍環境要求

(1)禁止在鍋爐房堆放各種可燃物,也不準在鍋爐本體和蒸汽管道上烘烤任何物品。擦拭設備的油棉紗、油抹布要妥善保管。

(2)禁止在鍋爐內焚燒廢紙、廢木材、廢油氈等,以防造成煙囪飛火,引燃周圍可燃物。

(3)鍋爐周圍不能存在火源,鍋爐輸氣管不能靠近其他加熱設備。

6.7加強消防安全管理

燃氣鍋爐爆炸危險性大,影響因素復雜多樣,這就要求司爐熟悉燃氣鍋爐的工作原理和操作規范。不僅要保證不出現誤操作,更重要的是要具有在鍋爐出現問題時處理問題的能力。鍋爐的爆炸危險要求司爐有較強的責任心,熟悉業務。鍋爐操作人員必須經過專門培訓,經考試合格,持證上崗,否則,禁止進鍋爐房操作。值班操作人員應盡職盡責,遵守有關鍋爐安全運行的各項制度。鍋爐房應根據人員崗位情況制訂《崗位安全責任制》,每個操作人員應達到"三懂三會"(即懂本崗位的火災危險性,懂預防火災的措施,懂撲救火災方法;會使用滅火器材,會處理險情,會報警)。

6.8設置防火安全裝置

為了避免或減少燃氣鍋爐爆炸造成的傷亡事故及其造成的社會、經濟損失,我們也可以采用更有效的鍋爐防爆報警系統。例如能夠檢測出可燃氣體泄露濃度的傳感器和報警器等。現在已經研制出利用物質的物理和化學性質受氣體作用后發生變化的原理制作的氣體傳感器,可利用鍋爐爐膛內可燃氣體檢漏、濃度測量來報警。而報警器采用靈敏度高、響應時間快的半導體材料制成,氣敏元件感受到可燃氣體泄露立即發出警報。水噴淋系統也可作為鍋爐火災爆炸初期預防措施。隨著科技的發展,人工智能等更多的高新技術將應用到燃氣鍋爐爆炸預防中來。、

結論:

燃氣鍋爐火災爆炸的發生通常要具備三個條件,即可燃氣體處于其爆炸極限范圍內,有火源存在,在一定的容器內。防止燃氣鍋爐的火災爆炸就是使上面的三個條件不能滿足。所以,預防燃氣鍋爐的防火防爆可控制其發生的三要素。通過對這三個要素的分析,增強對鍋爐爆炸事故的預防,這樣才能消除燃氣鍋爐爐膛爆炸事故的可能。防止鍋爐爆炸主要應加強鍋爐設備質量安全管理,在操作中杜絕缺水問題。在預防方面采取多種因素共同控制的方法,降低事故發生幾率。對燃氣鍋爐操作人員嚴格要求,保證操作正確,確保鍋爐的正常工況,進一步降低燃氣鍋爐的火災爆炸危險性。