防火防爆关键技术.doc

第三节 防火防爆技术

一、火灾爆炸防止基本原则
1．防火基本原则
依照火灾发展过程特点，应采用如下基本技术办法：
(1)以不燃溶剂代替可燃溶剂。
(2)密闭和负压操作。
(3)通风除尘。
(4)惰性气体保护。
(5)采用耐火建筑材料。
(6)严格控制火源。
(7)制止火焰蔓延。
(8)抑制火灾也许发展规模。
(9)组织训练消防队伍和配备相应消防器材。
2．防爆基本原则
防爆基本原则是依照对爆炸过程特点分析采用相应办法，防止第一过程浮现，控制第二过程发展，削弱第三过程危害。重要应采用如下办法：
(1)防止爆炸性混合物形成。
(2)严格控制火源。
(3)及时泄出燃爆开始时压力。
(4)切断爆炸传播途径。
(5)削弱爆炸压力和冲击波对人员、设备和建筑损坏。
(6)检测报警。
二、点火源及其控制
工业生产过程中，存在着各种引起火灾和爆炸着火源，例如化工公司中常用着火源有明火、化学反映热、化工原料分解自燃、热辐射、高温表面、摩擦和撞击、绝热压缩、电气设备及线路过热和火花、静电放电、雷击和日光照射等。消除着火源是防火和防爆最基本办法，控制着火源对防止火灾和爆炸事故发生具备极其重要意义。
1．明火
明火是指敞开火焰、火星和火花等，如生产过程中加热用火、维修焊接用火及其她火源是导致火灾爆炸最常用因素。
(1)加热用火控制。加热易燃物料时，要尽量避免采用明火设备，而宜采用热水或其她介质间接加热，如蒸汽或密闭电气加热等加热设备，不得采用电炉、火炉、煤炉等直接加热。明火加热设备布置，应远离也许泄漏易燃气体或蒸气工艺设备和储罐区，并应布置在其上风向或侧风向。对于有飞溅火花加热装置，应布置在上述设备侧风向。
如果存在一种以上明火设备，应将其集中于装置边沿。如必要采用明火，设备应密闭且附近不得存储可燃物质。熬炼物料时，不得装盛过满，应留出一定空间。工作结束时，应及时清理不得留下火种。
(2)维修焊割用火控制。焊接切割时，飞散火花及金属熔融碎粒低温度高达1500—℃，高空作业时飞散距离可达20m远。此类用火除用于正常停工、检修外，还往往被用来解决生产过程中暂时堵漏，或在生产现场增长必要设施，因此此类作业多为暂时性，容易成为起火因素。因而，在焊割时必要注意如下几点：
1)在输送、盛装易燃物料设备、管道上，或在可燃可爆区域内动火时，应将系统和环境进行彻底清洗或清理。如该系统与其她设备连通时，应将相连管道拆下断开或加堵金属盲板隔绝，再进行清洗。然后用惰性气体进行吹扫置换，气体分析合格后方可动焊。同步可燃气体应符合爆炸下限不不大于4％(体积百分数)可燃气体或蒸气，浓度应不大于0．5％；爆炸下限不大于4％可燃气体或蒸气，浓度应不大于0．2％原则。
2)动火现场应配备必要消防器材，并将可燃物品清理干净。在也许积存可燃气体管沟、电缆沟、深坑、下水道内及其附近，应用惰性气体吹扫干净，再用非燃体，如石棉板进行遮盖。
3)气焊作业时，应将乙炔发生器放置在安全地点，以防回火爆炸伤人或将易燃物引燃。
4)电焊线破残应及时更换或修理，不得运用与易燃易爆生产设备有联系金属构件作为电焊地线，以防止在电路接触不良地方产生高温或电火花。
(3)其她明火。存在火灾和爆炸危险场合，如厂房、仓库、油库等地，不得使用蜡烛、火柴或普通灯具照明；汽车、拖拉机普通不容许进入，如确需进入，其排气管上应安装火花熄灭器。在有爆炸危险车间和仓库内，禁止吸烟和携带火柴、打火机等，为此，应在醒目地方张贴警示标记以引起注意。明火与有火灾爆炸危险厂房和仓库相邻时，应保证足够安全距离，例如化工厂内火炬与甲、乙、丙生产装置、油罐和隔油池应保持100m防火间距。
2．摩擦和撞击
摩擦和撞击往往是可燃气体、蒸气和粉尘、爆炸物品等着火爆炸根源之一。例如机器轴承摩擦发热、铁器和机件撞击、钢铁工具互相撞击、砂轮摩擦等都能引起火灾；甚至铁桶容器裂开时，亦能产生火花，引起逸出可燃气体或蒸气着火。
在易燃易爆场合应避免这种现象发生，如工人应禁止穿钉鞋，不得使用铁器制品。
搬运储存可燃物体和易燃液体金属容器时，应当用专门运送工具，禁止在地面上滚动、拖拉或抛掷，并防止容器互相撞击，以免产生火花，引起燃烧或容器爆裂导致事故。吊装可燃易爆物料用起重设备和工具，应经常检查，防止吊绳等断裂下坠发生危险。如果机器设备不能用不发生火花各种金属制造，应当使其在真空中或惰性气体中操作。
在有爆炸危险生产中，机件运转某些应当用两种材料制作，其中之一是不发生火花有色金属材料(如铜、铝)。机器轴承等转动某些，应当有良好润滑，并经常清除附着可燃物污垢。敲打工具应用铍铜合金或包铜钢制作。地面应铺沥青、菱苦土等较软材料。输送可燃气体或易燃液体管道应做耐压实验和气密性检查，以防止管道破裂、接口松脱而跑漏物料，引起着火。
3．电气设备
电气设备或线路浮现危险温度、电火花和电弧时，就成为引起可燃气体、蒸气和粉尘着火、爆炸一种重要着火源。电气设备发生危险温度是由于在运营过程中设备和线路短路、接触电阻过大、超负荷或通风散热不良等导致。发生上述状况，设备发热量增长，温度急剧上升，浮现大大超过容许温度范畴，不但能使绝缘材料、可燃物质和积落可燃灰尘燃烧，并且能使金属熔化，酿成电气火灾。
电火花可分为工作火花和事故火花两类，前者是电气设备(如直流电焊机)正常丁作时产生火花，后者是电气设备和线路发生故障或错误作业浮现火花。电火花普通具备较高温度，特别是电弧温度可达5000—6000℃，不但能引起可燃物质燃烧，还能使金属熔化飞溅，构成危险火源。电气设备或线路浮现危险温度、电火花和电弧时，便成为引起可燃气体、蒸气和粉尘着火、爆炸一种重要火源。
保证电气设备正常运营，防止浮现事故火花和危险温度，对防火防爆有着重要意义。要保证电气设备正常运营，则需保持电气设备电压、电流、温升等参数不超过容许值，保持电气设备和线路绝缘能力以及良好连接等。电气设备和电线绝缘，不得受到生产过程中产生蒸气及气体腐蚀，因而电线应采用铁管线，电线绝缘材料要具备防腐蚀性能。在运营中，应保持设备及线路各导电某些连接可靠，活动触头表面要光滑，并要保证足够触头压力，以保证接触良好。固定接头时，特别是铜、铝接头要接触紧密，保持良好导电性能。在具备爆炸危险场合，可拆卸连接应有防松办法。铝导线间连接应采用压接、熔焊或钎焊，不得简朴地采用缠绕接线。电气设备应保持清洁，由于灰尘堆积和其她脏污既减少电气设备绝缘，又妨碍通风和冷却，还也许由此引起着火。因而，应定期清扫电气设备，以保持清洁。具备爆炸危险厂房内，应依照危险限度不同，采用防爆型电气设备。按照防爆构造和防爆性能不同特点，防爆电气设备可分为隔爆型、充油型、充砂型、通风充气型、本质安全型、无火花型等。隔爆型是指在电气设备发生爆炸时，其外壳能承受爆炸性混合物在壳内爆炸时产生压力，并能制止爆炸火焰传播到外壳周边，不致引起外部爆炸性混合物爆炸电气设备，如隔爆型电动机。
充油型是指也许产生火花电气设备、电弧或危险温度带电某些浸在绝缘油里，从而不会引起油面上爆炸性混合物爆炸电气设备。
通风充气型是指向设备内通入新鲜空气或惰性气体，并使其保持正压强，能制止外部爆炸性混合物进入内部引起爆炸电气设备。
本质安全型是在正常工作或故障状况下产生电火花，其电流值均不大于所在场合爆炸性混合物最小引爆电流，而不会引起爆炸电气设备。
应依照爆炸危险区域特性选取防爆电气设备类型；依照危险区域内危险物品理化性能选取防爆电气设备级别。
有可燃气体或蒸气爆炸危险场合，防爆电气设备外壳表面最高温度(极限温度和极限温升)不得超过表4--9规定。在有粉尘或纤维爆炸性混合物场合内，电气设备外壳表面温度不应超过125℃。如必要采用超过该温度电气设备时，则其温度必要比粉尘或纤维混合物自燃点低，即低于75℃或低于自燃点2／3，所用防爆型设备外壳表面温度不得超过200℃。工厂用防爆电气设备环境温度为40℃，煤矿用为35℃。
表4--9爆炸危险场合电气设备极限温度和极限温升

爆炸性混合物组别
防爆电气设备外壳表面及也许与爆炸性混合物直接接触零部件

充油型油面
极限温度
极限温升
极限温度
极限温升
TI
T2
T3
T4
T5
360
240
160
110
80
320
200
120
70
40
100
100
100
100
80
60
60
60
60
40

4．静电放电
生产工艺过程中产生静电有时会带来严重危害，有些甚至导致巨大灾害。防止和消除静电危险十分重要。生产过程中产生静电电压可达到几万伏以上，静电除也许引起各种爆炸性混和物发生爆炸外还也许导致电击。
为防止静电放电火花引起燃烧爆炸，可依照生产过程中详细状况采用相应防静电办法。如如下几种办法：
(1)控制流速。流体在管道中流速必要加以控制，例如易燃液体在管道中流速不适当超过4—5m／s，可燃气体在管道中流速不适当超过6—8m／s。灌注液体时，应防止产生液体飞溅和激烈搅拌现象。向储罐输送液体导管，应放在液面之下或将液体沿容器内壁缓慢流下，以免产生静电。易燃液体灌装结束时，不能及时进行取样等操作，由于在液面上积聚静电荷不会不久消失，易燃液体蒸气也比较多，因而应通过——段时间，待静电荷松弛后，再进行操作，以防静电放电火花引起着火爆炸。
(2)保持良好接地。接地是消除静电危害最为惯用办法之一。下列生产设备应有可靠接地装置：输送可燃气体和易燃液体管道以及各种阀门、灌油设备和油槽车(涉及灌油桥台、铁轨、油桶、加油用鹤管和漏斗等)；通风管道上金属网过滤器；生产或加工易燃液体和可燃气体设备储罐；输送可燃粉尘管道和生产粉尘设备以及其她可以产生静电生产设备。为消除各部件电位差，可采用等电位办法。例如在管道法兰之间加装跨接导线，既可以消除两者之间电位差，又可以导致良好电气通路，以防止静电放电火花。
(3)采用静电消散技术。工艺过程中产生静电总是随着着产生和消散两个区域，静电电荷在这里依照电荷守恒定律进行着互换。在静电产生区域是把静电分离成相等正、负电荷，在静电消散区，带电物体上电荷通过泄漏而消散。显然，通过增强消散过程可以使静电危害得以减轻和消除。
流体在管道输送过程中，普通来说管道某些是产生静电区域，管道末端容器(对液体输送而言)或料斗、料仓(对粉体输送而言)等接受容器则是静电消散区域。咱们已经在管道上采用了某些静电接地办法，消散了某些静电电荷，为进一步提高安全系数，在有条件状况下，如果在管道末端再加装始终径较大“松弛容器”，还可大大地消除流体在管内流动时所积累静电。当液体输送管线上装有过滤器时，甲、乙类液体输送自过滤器至装料之间应有30s缓冲时间。如满足不了缓冲时间，可配备缓和器或采用其她防静电办法。
(5)人体静电防护。在静电场中，人体是一种活动静电导体，很容易由静电感应而导致火花放电，因而要特别注意防止其她人员过度接近正在操作有爆炸危险品工作人员，以避免不必要静电放电现象发生。生产和工作人员应尽量避免穿尼龙或确良等易产生静电工作服，并且为了导除人身上积累静电，最佳穿布底鞋或导电橡胶底胶鞋。工作地点宜采用水泥地面。
⑤其她技术。在具备爆炸危险厂房内，普通不容许采用平皮带传动，可以采用三角皮带传动。但最佳办法是安设单独防爆式电动机，即电动机和设备之间用轴直接传动或通过减速器传动。采用皮带传动时，为防止传动皮带在运转中产生静电发生危险时，可每隔3-5天在皮带上涂抹一次防静电涂料。此外，还应防止皮带下垂，皮带与金属接地物距离不得不大于20-30cm，以减小对接地金属物放电也许性。
增高厂房或设备内空气湿度，也是防止静电基本办法之一。当相对湿度在65％—70％以上时，能防止静电积累。对于不会因空气湿度而影响产品质量生产，可用喷水或喷水蒸气办法增长空气湿度。
5．化学能和太阳能
有些物质在常温下能与空气发生氧化反映放出热量而引起自燃，因而，，应保存在水中(液封)，避免与空气接触；有些物质与水作用可以分解放出可燃气体，如电石与水作用可分解放出乙炔气体，金属钠与水作用分解放出氢气，五硫化磷与水作用分解放出硫化氢等，此类物质应特别注意采用防潮办法；有物质受热升温能分解放出具备催化作用气体，如硝化棉、赛璐珞等受热能放出氧化氮和热量，氧化氮对其进一步分解有催化作用，以至发生燃烧和爆炸。对上述各类物质要特别注意防热、通风。直射太阳光通过凸透镜、圆形玻璃瓶、有气泡玻璃等会聚焦形成高温焦点，可以点燃易燃易爆物质。有爆炸危险厂房和库房必要采用遮阳办法，窗户采用磨砂玻璃，以避免形成点火源。

三、爆炸控制
爆炸导致后果大多非常严重。在化工生产作业中，爆炸压力和火灾蔓延不但会使生产设备遭受损失，并且使建筑物破坏，甚至致人死亡。因而，科学防爆是非常重要项工作。防止爆炸普通原则：一是控制混合气体中可燃物含量处在爆炸极限以外；二是使用惰性气体取代空气；三是使氧气浓度处在其极限值如下。为此应防止可燃气向空气中泄漏，或防止空气进入可燃气体中；控制、监视混合气体各组分浓度；装设报警装置和设施。

【例题】35．化工公司火灾爆炸事故不但能导致设备损毁、建筑物破坏，甚至会致人死亡，防止爆炸是非常重要工作，防止爆炸普通办法不涉及( )。212
A．控制混合气体中可燃物含量处在爆炸极限以外
B．使用惰性气体取代空气
C．使氧气浓度处在极限值如下
D．设计足够泄爆面积
【答案】D

在生产过程中，应依照可燃易燃物质燃烧爆炸特性，以及生产工艺和设备等条件，采用有效办法，防止在设备和系统里或在其周边形成爆炸性混合物。此类办法重要有设备密闭、厂房通风、惰性介质保护、以不燃溶剂代替可燃溶剂、危险物品隔离储存等。
1．惰性气体保护
由于爆炸形成需要有可燃物质、氧气以及一定点火能量，用惰性气体取代空气，避免空气中氧气进入系统，就消除了引起爆炸一大因素，从而使爆炸过程不能形成。
在化工生产中，采用惰性气体(或阻燃性气体)重要有氮气、二氧化碳、水蒸气、烟道气等。如下状况普通需考虑采用惰性介质保护：
(1)可燃固体物质粉碎、筛选解决及其粉末输送时，采用惰性气体进行覆盖保护。
(2)解决可燃易爆物料系统，在进料前用惰性气体进行置换，以排除系统中原有气体，防止形成爆炸性混合物。
(3)将惰性气体通过管线与火灾爆炸危险设备、储槽等连接起来，在万一发生危险时使用。
(4)易燃液体运用惰性气体充压输送。
(5)在有爆炸性危险生产场合，对有也许引起火灾危险电器、仪表等采用充氮正压保护。
(6)易燃易爆系统检修动火前，使用惰性气体进行吹扫置换。
(7)发现易爆易爆气体泄漏时，采用惰性气体(水蒸气)冲淡。发生火灾时，用惰性气体进行灭火。
向可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合物中加入惰性气体，可以达到两种效果，一是缩小甚至消除爆炸极限范畴，二是将混合物冲淡。例如，易燃固体物质压碎、研磨、筛分、混合以及粉状物料输送，可以在惰性气体覆盖下进行；当厂房内布满可燃性物质而具备危险时(如发生事故使车间、库房布满有爆炸危险气体或蒸气)，应向这一地区放送大量惰性气体加以冲淡；在生产条件容许状况下，可燃混合物在解决过程中亦应加入惰性气体作为保护气体；尚有用惰性介质充填非防爆电气、仪表；在停车检修或开工生产前，用惰性气体吹扫设备系统内可燃物质等。总之，合理运用惰性气体，对防火防爆具备很大实际作用。采用烟道气时应通过冷却，并除去氧及残存可燃组分：氮气等惰性气体在使用前应通过气体分析，其中含氧量不得超过2％。
惰性气体需用量取决于容许最高含氧量(氧限值)。可燃物质与空气混合物中加入氮或二氧化碳，成为无爆炸性混合物时氧浓度，见表4—10。

在向有爆炸危险气体或蒸气中加入惰性气体时，应避免惰性气体漏失以及空气渗入其中。