沃川防爆谈防爆的基本措施
熟悉身边(周围环境)的物质火险特点
在生活当中尤其是在生产经营活动中,使用、生产、储存、加工的物质种类繁多,为保证防火安全,人们必须了解身边物质与火灾、爆炸事故发生有关的一些物理化学性质,从而采取相应的防火防爆和防止火势扩大蔓延的措施,以及发生火灾事故后应采取的救急方法。
火灾、爆炸事故有的是由化学原因引起的,有的是由物理原因引起的,有的是由这两种原因引起的,但多数是由化学原因引起的。因此,预防物质燃烧或爆炸的基本道理,是防止燃烧要素的同时存在和结合。这可以说是防止火灾、爆炸事故种种措施之根本。
为衡量和评定身边物质的火险特性,从下述两个方面去考虑问题。
1、掌握物质发生火灾、爆炸的主要特性
(1)物质的自燃点是衡量物质火灾危险性的重要特性指标。自燃点越低,着火危险性越大。对于低温下遇空气能自燃的物质或者生产中物质受热温度超过其自燃点的工况时,应考虑隔绝空气、控制温度不超过物质的自燃点,如果由于工艺要求加热温度超过自燃点,则要注意防止物料泄漏发生自燃,并要防止物料含水发生沸溢着火事故。
(2)两种物质接触,混合引起着火的特性。对于遇空气能自燃的物质,遇水能自燃的物质,遇酸、遇碱能分解燃烧、爆炸的物质,应分别采取隔绝空气、通风散热、防水防潮、互不接触的措施。
(3)物质受外界作用能引起着火的特性。外界作用主要是指受热分解,撞击、摩擦的机械作用,或者是两种物质混合,遇酸、碱作用引起分解生热等。此类物质要防止外界作用。
(4)物质的闪点是衡量可燃液体和熔融性固体物质火灾危险性的重要特性指标。闪点低的物质,火灾危险性要大,一般来说,闪点低于45℃的易燃液体,要防止其蒸气与空气形成爆炸性混合气体。
(5)点火能量是衡量可燃气体和蒸气的火险特性指标。可燃气体和蒸气着火所需的能量越低,其火灾、爆炸危险性越大。例如乙炔、氢的zui小点火能量仅为0.02mJ,大部分可燃蒸气的zui小点火能量不超过2.0mJ,只有个别的可燃气体和蒸气超过2.0mJ,例如氨、乙胺等。这说明可燃气体和蒸气需要的点火能量是很低的,凡是充满或散发可燃气体或蒸气的场所、容器、设备、管道,并能形成爆炸性混合物的情况下,都必须防止出现任何引火源,哪怕是很微小的火星。
2、掌握物质火灾危险性扩大的主要特性
(1)物质的热值
单位体积或单位重量的可燃物质燃烧发出的热量越大,火灾危险性就越大。容易造成扩大蔓延而带来巨大的损失。
(2)物质的燃烧速度
燃烧速度快的物质容易扩大蔓延。一般地说,可燃气体在常温下就已具备燃烧条件,不管是预混燃烧还是扩散燃烧,燃烧速度都比可燃液体和固体快,因为后面两种状态物质燃烧时需要蒸发、熔化、分解等准备过程。为防止扩大蔓延,就要采取相应的隔断措施。
除少数的可燃气体相对密度小于空气外,大部分气体和蒸气的相对密度大于空气。气体在空气中可以无限制地扩散。要根据它们的相对密度大小,考虑排除方法和防火防爆措施。
(3)液体的沸点和蒸气压力
有机化合物中,分子量越小,沸点越低,闪点也越低,饱和蒸气压力越大,蒸发速度越快,超过沸点时的蒸汽压力能导致容器爆裂,造成泄漏和扩散。对此应考虑容器的耐压强度,防止泄漏或破裂而扩大灾害的影响。
(4)物质的可缩性和热膨胀性
气体可被压缩,甚至可以被压缩成液态。在容积不变时,压力与温度成正比关系,就是说盛装压缩气体或液化气体的容器受热,气体压力便会升高。如压力超过容器的耐压强度就会引起容器胀裂或爆裂,以致扩大灾害的范围。因此,贮存和使用压缩气体和液化气体时,要注意防火、防热和防震等。
(5)物质的水溶性
有少数物质能溶于水,大多数物质不溶于水。能溶于水的物质着火,扑救时应考虑选用适当的灭火剂。而不溶于水又比水轻的物质着火,则不宜用水扑救。
(6)物质的着火(爆炸)极限
固体块状物变成粉末状态则增加火灾、爆炸危险性。可燃气体和蒸气与空气混合可构成爆炸性混合物。爆炸下限越低和上下限之间的幅度越大,气体或粉尘爆炸的危险性越大。对于能产生可燃粉尘和散发可燃气体或蒸气的设备和场所,要采取密封、隔离引火源等防爆措施。
(7)物质的流动扩散性
易燃与可燃液体具有流动扩散性,能扩大燃烧表面积,加速蒸发和增加对周围建、构筑物的威胁和危害。因此,在储存和使用中,要注意密闭容器,采取阻止流散等措施。
(8)物质的带电性
气体、液体和固体粉尘在运动中能由于摩擦而产生静电,放电产生的火花可引起爆炸事故。在抽灌、运输、喷溅和输送流动等过程中,要采取防静电积累的措施。
减少和消除可燃物质
1、用不燃或难燃的物质代替可燃物质
在可燃构件上覆盖或涂刷防火保护层以提高其耐火性能。如在木板、纤维板、胶合板及其制品上涂上膨胀型丙烯酸水性防火涂料可大大提高其耐火性能。如果涂上无机防火涂料。上述材料的表面可膨胀形成隔热层,其耐火温度可达l200℃,使可燃材料变成难燃材料,增加耐火极限0.5h。
用不燃清洗剂代替汽油或易燃溶剂清洗沾油机件和零件。
生产中用不燃或难燃物料取代可燃物料。某些化下、制药生产常常使用大量易燃溶剂,可考虑通过工艺的改造以不燃的或危险性较小的溶剂代替危险性大的溶剂。
2、防止形成爆炸性混气
(1)防止物料泄漏和空气渗入
生产过程中处理的液态物料具有流动性,气态物料和粉尘具有扩散性,这些物质如果在生产、输送、贮存和使用的设备、容器和管道密封不好或操作不当,就会发生跑、冒、滴、漏现象,以致会在空气中形成爆炸性混气。当在负压条件下操作时,设备、管道如果密封不好,空气渗入设备内也会形成爆炸性混气。一般来说,渗漏多发生在设备主体连接处以及设备的封头盖、入孔盖、观察孔、液位计、取样口,管道和管件的连接处以及设备转轴与壳体的密封处等。
防止渗漏的措施:
1)正确选择连接方法。设备与管道的连接、管道之间的连接应尽量采取焊接方法。如果使用法兰连接,衬垫应严密,螺栓要拧紧。
2)正确选择密封垫圈。选用密封垫圈要考虑工艺温度、压力和介质的要求。普遍采用石棉橡胶垫圈。在高温、高压与强腐蚀介质中,可采用聚四氟乙烯塑料或金属垫圈。
3)设置检测仪器。在可能渗漏的部位应装设泄漏检测器,物料注入和排出较频繁的设备或容器,可装液面检测仪表,以防物料因充装超量而外溢。
4)严格安全操作要求。设备不得在室内放空,应使用放空管将气体排出室外。若不能直接向室外排空时,必须采取强制通风措施。
5)平时注意维修、保养。在岗位巡回检查中,如发现配件、填料破损要及时维修和更换,经常紧固松弛的法兰螺栓。在易泄漏液态物料的部位,应设置接受泄漏物的托盘或接槽等。
6)检漏试漏,保证密封性。设备系统投产前,大修后开车前,应结合水压试验用压缩空气或氮气做气密试验。
(2)防止可燃气体、蒸气和粉尘的滞留
在能够散发可燃气体、蒸气和粉尘的场所,为防止形成爆炸性混合物,应采取有效的通风措施。
1)采用自然通风。大量处理可燃气体和液体的设备和装置,应尽量采取露天布置或安装在半敞开的建筑物内。如果采取室内布置时,应尽可能将窗、门敞开,保证良好的通风换气条件。
2)采取强制通风。在处理可燃气体或液体的通风不良的场所,如门窗少的建筑物或较密闭的设备内以及排液沟等处,在喷漆、洗涤等工序,在开敞状态下处理可燃粉尘的场所,在研磨、粉碎、磨光等能产生可燃粉尘的场所,为了及时清除设备上的粉尘,应设置送风和排风的强制通风机械装置。散发可燃气体、蒸气的场所内的空气不可再循环使用时,其排风送风装置应独立设置;散发有可燃粉尘或纤维的生产厂房内的空气,需要循环使用时应经过滤尘净化处理。
3)防止可燃粉尘悬浮、飞散和堆积。厂房和设备的结构应考虑不易堆积粉尘,并易于清扫和清除沉积的粉尘;配管弯曲部分和连接部分以及防护罩等处的结构应是易于清除沉积粉尘的结构;为防止粉尘大范围飞散,在开敞条件下处理粉尘的设备时,应在必要的地点设置隔离墙。
(3)严格清洗或置换设备和管道
对于加工、输送、贮存可燃气体的设备、容器、机泵和管道等,在进气前必须用惰性气体置换其内部的空气,防止可燃气体进人时与空气形成爆炸性混合物。在停车前,同样需要用惰性气体置换掉设备内的可燃气体。特别是检修时需要动火或出现其他引火源时,设备内的可燃气体或蒸气,必须经置换、分析合格后,才能进行检修。
对于盛放过易燃、可燃液体的桶、罐、容器以及其他设备,动火焊补修理前,必须用水或水蒸气将其中残余的液体及沉淀物*清洗干净。置换、清洗操作和动火分析均应符合操作规程的要求。
(4)采用惰性介质保护
用惰性介质保护是防止形成爆炸性混合物的重要措施。生产中常用的惰性气体有氮气、二氧化碳、水蒸气和烟道气等。在防火技术上,惰性气体常在以下几种场合使用:
1)易燃固体物质的粉碎、研磨、筛分、混合及粉末输送装置和设备,可采用惰性气体保护。
2)处理有火灾爆炸危险物料的系统,当其开车、停车、动火时,可用惰性气体置换。
3)具有着火爆炸危险的工艺装置、贮罐、管路等处应配有惰性气体管线,以备在发生危险时使用。
4)易燃液体可用惰性气体压送。
5)在有爆炸危险的场所,非防爆电气设备、仪表等可充氮进行正压保护。
6)几种物料混合、反应易形成爆炸混合物的时候,其混合器和反应器可充入惰性气体进行稀释保护。
7)当易燃易爆物料泄漏或跑料时,可用惰性气体冲淡、稀释,着火时用于灭火。
在使用惰性介质时,应根据不同的物料系统采取不同的供气系统和惰性介质,值得注意的是,必须谨防危险物料窜入惰性气体系统。
向有爆炸危险的气体或蒸气中充填保护气体时,应防止保护气体的漏失或空气的渗入。
3、控制溢料和泄漏
生产过程中防止溢料和泄漏,是防火防爆的重要措施。造成溢料的原因很多,大都与反应物料的构成、反应温度、加料速度、物料发泡性质等因素有关;造成物料泄漏的原因,可能有设备损坏,管道破裂,人为操作失误,反应失控等。为控制溢料和泄漏,避免和减少发生火灾爆炸的危险,要在工艺指标控制、设备结构形式等方面采取措施:
1)采取两级控制。为防止一些容量大的设备、容器或重要的设备发生物料泄漏事故,对重要的阀门应采取两级控制。
2)设置远距离遥控断路阀。对于危险性大的装置,为在装置发生异常时能立即与其他装置隔离,应设置远距离遥控断路阀。为防止误操作对重要控制阀的管线应涂色,以示区别,或采取挂标志、加锁等措施。仪表配管也要涂上颜色加以区别。各管道上的阀门要保持一定的距离。
3)防止管线振动。振动往往导致管线焊缝破裂。振动是由于机械性能原因和流体脉动造成的,也可能是由于气液相变化造成。如输送气体时,有时因流量和温度等的变化引起冷凝液急速流动,会造成液击现象,从而出现意想不到的事故。因此,管线安装要牢固,尽量减少机械振动和液击现象。
4)排放要注意安全。在生产过程中,为使装置正常运转,要进行排水、采样、抽液、排气等操作。操作时,要把气、液排放到装置外的安全地点。有些有机物,如硝基苯、硝基甲苯、苯胺、苯酐等蒸馏残液,有火灾爆炸危险,因此对此类有机物的排放应采用氮气或水蒸气保护。
5)设备保温材料要有防渗漏的措施。保温材料不密闭,有可能渗入易燃物,在高温下达到一定的温度或遇明火就会发生燃烧。生产中保温材料采用泡沫水泥砖、膨胀蛭石、玻璃纤维、聚氨酯泡沫等材料,外涂水泥或包玻璃纤维布。这种结构易损坏,保温效果不良。一些有机物泄漏后易渗到保温夹层中,久而久之逐渐积累是很危险的。在苯酐生产中,物料由于渗入保温层中,曾引起爆炸事故。因此,对可能接触易燃物的保温材料要采取金属薄板包敷,或用塑料涂层等措施。
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