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燃燒和爆炸與防火防爆安全技術

發表時間:2016-04-08 14:10

一、火災爆炸局限化概述
  
  在化工生產中,火災爆炸事故一旦發生,就必須采取局限化措施,限制事故的蔓延和擴散,把損失降低到最低限度。多數火災爆炸事故,傷害和損失的很大一部分不是在事故的初始階段,而是在事故的蔓延和擴散中造成的。目前許多大的化工企業把防災的重點,普遍放在火災爆炸發生并轉而使事故擴大的危險性上?;馂谋ㄊ鹿?,多數是由于人們忽視在正常操作中并無危險,但在緊急情況下卻無應急措施的物料、設備或工藝過程。災害的擴大,則往往是由于人們對于物料或工藝裝置置于火災爆炸現場的危險性認識不足。
  火災爆炸的局限化措施,在建廠初期設計階段就應該考慮到。對于工藝裝置的布局、建筑結構以及防火區域的劃分,不僅要有利于工藝要求和運行管理,而且要有利于預防火災和爆炸,把事故局限在有限的范圍內。從投資方面考慮,布局越緊湊越好,但這樣對于防止火災蔓延限制火災區域是不利的。所以要統籌兼顧,留有必要的防火間距。對槽罐間距、防油堤、防火墻、耐火結構及阻火滅火設施,大量物料泄漏的處理及滅火措施,以及緊急情況下的指揮系統等都要統籌考慮。
  
  二、安全裝置和局限化設施
  
  1.安全裝置
  一般安全裝置有成分控制裝置、溫度控制裝置和火源切斷裝置。異常抑制裝置則包括防止火焰傳播的裝置,如冷卻器、安全罩、填充環、阻火器、隔離設施等;控制聚合或分解的裝置,主要用于添加反應抑制劑,提供冷卻作用等;預防著火的裝置,如蒸汽幕、惰性氣體幕、水幕等。
  2.局限化設施
  局限化設施包括泄壓、截流和應急設施等。高壓泄壓設施有安全閥、回流閥、泄料閥、放空閥等;低壓泄壓設施有密封裝置、排氣裝置、吸收裝置、安全板等。截流設施則有緊急截斷閥、防止過流閥、逆止閥等。應急設施有緊急切斷電源、緊急停車、緊急斷流、緊急分流、緊急排放、緊急冷卻、緊急通人惰性氣體、緊急加入反應抑制劑的裝置和設施等。
  有警示作用的測量儀表有液面計、壓力計、溫度計、流量計、濃度計、密度計、pH值測量儀、氣體檢測器等。警示裝置則有蜂鳴器、警鈴、指示燈等。
  局限化的防護設施有防油堤、燃燒池、隔斷墻、防火墻、防爆墻等。避難設施則有電話、警笛、擴音器等信號裝置,指示撤離方向的標志以及安全通道、安全梯等。
  3.阻火防爆設施
  阻火設備包括安全液封、阻火器和單向閥等,其作用是防止外部火焰竄入有燃燒爆炸危險的設備、容器和管道,或阻止火焰在設備和管道間蔓延和擴散。各種氣體發生器或氣柜多用液封阻火。高熱設備、燃燒室和高溫反應器與輸送易燃蒸氣或氣體的管道之間,以及易燃液體或氣體的容器和設備的排氣管中,多用阻火器阻火。對于只允許流體單向流動,防止高壓竄入低壓以及防止回火的情形,應采用單向閥。為了防止火焰沿通風管道或生產管道蔓延,宜采用阻火閘門。
  防爆泄壓設施,包括安全閥、爆破片、防爆門和放空管等。安全閥主要用于防止物理性爆炸;爆破片主要用于防止化學爆炸;防爆門、防爆球閥主要用在加熱爐上;放空閥用來緊急排泄有超溫、超壓、爆聚和分解爆炸的物料。有些化學反應設備,除有緊急放空管外,還設置安全閥、爆破片、事故槽等幾種中的一種或多種設施。
  
  三、火災爆炸局限化布局和措施
  
  1.局限化工廠布局
  在化學工業中,對于危險性較大的化工裝置,應采取隔離安裝和遠距離操縱等措施。在廠區總體設計時,應慎重考慮危險車間的位置,與其他車間或裝置保持一定的間距。應充分估計到相鄰車間、構筑物的相互影響,采用相應的建筑材料和結構形式等。例如合成氨生產中,合成車間壓縮崗位的設置,焦化、煉焦、副產品回收車間的定位和間隔,都應該統籌考慮。再如染料廠的原料庫、生產車間、高壓加氫裝置的間隔,工藝裝置區、管理區和生活區的劃分,都必須合理布局。
  對于同一車間的各個工段,應視其生產性質和危險程度適當隔離;各種原料、半成品、成品的存放,應按其性質、貯量不同分隔處理;對個別有危險的過程,應采取隔離操作和設置防護屏的方法;操作人員和生產設備也應適當隔離。
  為了便于易燃有害氣體的擴散,減少因設備泄漏造成的易燃氣體積聚的危險性,這類裝置或設備應盡可能露天或半露天設置。如石化企業的大多數設備都是露天安裝的。對于露天安裝的設備,應考慮氣象條件對設備、工藝參數、操作人員健康的影響,并應有合理的夜間照明。
  對于大多數連續生產的過程,主要是根據反應進程調節各種閥門。對于有些操作人員難以接近、啟閉比較吃力或需要迅速啟閉的閥門,應該設置遠距離操縱。對于多數過程和設備,都提倡操作室隔離操作。人員與危險工作環境隔離,可以消除人為誤差,并提高工作效率。
  2.防爆泄壓措施
  可燃蒸氣、氣體或粉塵與空氣形成的爆炸性混合物,其爆炸最高壓力可達0.4~1.1MPa,而0.3m厚的磚墻只能耐受0.002MPa的壓力。建造能夠耐受這樣高壓力的廠房和庫房是不現實的。通常在具有爆炸危險的廠房設置輕質板的屋頂、外墻或泄壓窗,發生爆炸時這些薄弱部位首先遭受爆破,卸掉爆炸壓力,從而使承重結構免遭倒塌破壞。
  3.阻止火災爆炸擴大化的措施
  對于貯存可燃或易燃液體的罐、槽,為防止火災發生后危險液體流出,使災害擴大,應在其周圍筑起防油堤,縮小燃燒面積。
  為了避免爆炸災害的擴大,在有爆炸危險和無爆炸危險的裝置間,以及具有較大爆炸危險的設備周圍,要設置防爆墻、壁障等,阻止爆炸飛散物、火焰和沖擊波的襲擊。
  防爆墻一般為鋼筋混凝土墻,鋼筋交錯的地方應捆扎牢固。墻厚通常為0.3~0.4m,加厚的墻腳埋入地下的深度應大于1m。防爆墻應能承受一定的沖擊壓力。
  
  四、可燃物泄漏的預防措施
  
  工藝過程中排污或取樣時的誤操作;泵壓蓋或密封發生故障;設備腐蝕或結合處損壞;裝置準備維修或維修后試運轉時出現故障;機械損壞或材料缺陷等,都可能造成可燃物的大量泄漏。大量可燃物的泄漏對化工安全威脅極大,許多重大事故都是從泄漏開始的。
  泄漏可以分為從設備向大氣泄漏、設備內部泄漏以及由設備外部吸入三種類型。按照壓力劃分則有高壓噴出、常壓流出和真空吸入。防止泄漏應根據泄漏的類型、泄漏壓力和泄漏時間選擇適當的方法。在裝置設計和安裝時,應該同時著手防止泄漏方案的設計;在裝置運行和維護時,應該實行操作檢查的預防措施;在緊急情況下,要有制止突然泄漏的應急措施。
  為了防止可燃物大量泄漏引起燃燒爆炸事故,必須設置完善的檢測報警系統,并盡可能與生產調節系統和處理裝置聯鎖,盡量減少損失。裝置區應設置可燃氣體檢測儀,一旦物料泄漏,立即報警。在緊急情況下,中央控制。室可以自動實行停車處理,開動滅火噴水器,把蒸氣冷凝,液態烴用事故處理槽回收,并施加惰性介質保護。大量噴水系統可以在起火裝置周圍和內部布成水幕,冷卻有機介質,同時防止泄漏到其他裝置中。自動灑水系統可以由火焰或溫度引發動作;也可以采用蒸汽幕進行滅火。

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