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防火防爆技术基础知识
点击次数:1363 发布时间:2014-05-30

防火防爆技术基础知识 根据物质燃烧原理,在生产过程中防止火灾和爆炸事故的基本原则是针对物质燃烧的两个必要条件而提出的。一方面是使燃烧系统不能形成,防止和限制火灾爆炸危险物、助燃物和着火源三者之间的直接相互作用;另一方面是消除一切足以导致着火的火源以及防止火焰及爆炸的扩展。


        (一)控制和消除火源
        燃烧炉火、反应热、电源、维修用火、机械摩擦热、撞击火星,以及吸烟用火等着火源是引起易燃易爆物质着火爆炸的常见原因。控制这类火源的使用范围,严格执行各种规章制度,对于防火防爆是十分重要的。
        1、明火’明火是指生产过程中的加热用火、维修用火及其他火源。
        (1)加热用火
        加热可燃体时,应尽量避免采用明火而采用蒸气或其他载热长。如果必须采用明火,设备应严格密闭,燃烧室应与设备分开建筑或隔离。为防止易燃烧物质漏入燃烧室,设备应定期作水压试验及空气压试验。
        装置中明火加热设备的布置,应远离可能漏可燃液体和蒸气的工艺设备的贮藏区,并应布置在散发易燃物料设备的侧风向或上风向。
        (2)维修用火
        维修用火主要是指焊接、喷灯以及熬制用火等。在有火灾爆炸危险的车间内,应尽量避免焊割作业,zui好将需要检修的设备或管段卸至安全地点修理。
        进行焊接作业的地方要与易燃易爆的生产设备管道保持一定的安全距离。
        对运输、盛装易燃物料的设备、管道进行焊接时,应将系统进行彻底的清洗,用惰性气体进行吹扫置换,并经气体分析合格才可以动焊。
        可燃气体浓度应符合以下标准:
        爆炸下限大于4%(体积)的可燃气体或蒸气,浓度应小于0 .5%。
        爆炸下限小于4%的可燃气体或蒸气,浓度应小于0.2%。
        当需要修理的系统与其他设备连通时,应将相连管道拆下断开或加堵金属盲板隔绝,防止可燃的物料窜入检查系统,在动火时发生燃烧或爆炸。
        电焊线破残应及时更换或修理,不能利用与可燃易爆生产设备有的金属件作为电焊地线,防止在电路接触不良的地方,产生高温或电火花。
        对熬炼设备要经常检查,防止烟道窜火和熬锅破漏,盛装物料不要过满,防溢出,并要严格控制加热温度。在生产区熬炼时,应注意熬炼地点的选择。
        喷灯是一种轻便的加热器具。在有爆炸危险的车间使用喷灯,应按动火制度进行,在其他地点使用喷灯时,要将操作地点的可燃物清理干净。
        (3)禁火区动火作业管理制度和动火作业票管理制度
        凡是从事电焊、气焊、气割、砂轮打磨、电钻打眼、喷灯作业、冲击作业等能够产生火花的工作都属于动火作业。从事动火作业必须办理动火作业票。
        按动火作业的危险程度,结合我厂实际情况,动火作业分为二个级别:危险动火作业、一般动火作业。
        危险动火作业:包括在仓库(含易燃易爆仓库)内,油库内,油罐上,油管上,油变压器上,SF6断路器上,机组各轴承上,发电机风洞内,蓄电池室内,危险的电缆沟、暗井内的动火等。其动火作业票由公司安全负责人批准,维护队负责人、安全员在场监护。
        一般动火作业:除危险动火作业以外的动火作业。其动火作业票由维护队负责人批准,维护队安全员在场监护。
        1)动火作业票的使用:动火作业票有规定的使用范围和有效使用期,几个动火项目不能合办一张动火作业票。
        2)拆下动火:凡不是必须在现在动火的,应拆下动火部件,移到固定动火区内进行动火作业。
        3)动火前的准备工作:动火作业前,必须清除动火区周围的可燃物质,用足够的不燃材料?周围设备、管道、孔洞等隔离;在高处动火时,要采取防止火花下落的措施。
        4)动火手续:动火作业单位在动火作业前,填好动火作业票,经批准
        后才能进行动火作业。动火执行人员要见到批准的动火作业票和有安全措施后才开工。
        5)动火监护:动火作业时,必须有人监护,监护人及人数规定见上述。
        2、摩擦与撞击
        机器中轴承转动部件的摩擦,铁器的相互撞击或铁器工具打击混凝土地坪等都可能发生火花,当管道或铁制容器裂开物料喷出时也可能因摩擦而起火。
        对轴承要及时添油,保持良好的润滑,并经常清除附着的可燃污垢。
        为了防止金属零件随物料带入设备内发生撞击起火,可以在这些设备上安装磁力离析器。当没有离析器时,危险物质的破碎(碳化钙)应采用惰性气体保护。
        搬运盛有可燃气体或可燃液体的金属容器时,不要抛掷,防止互相撞击,以免产生火花或容器爆裂造成事故。不准穿带钉子的鞋进入易燃易爆车间,特别危险的防爆工房内,地面应采用不发生火花的软质材料铺设。
        3、其他用火
        高温表面要防止可燃物料与高温的设备、管道表面相接触。可燃物的排放应远离高温表面,高温表面要有隔热保温措施。不能在高温管道和设备上烘烤衣服及其他可燃物件。油抹布、油棉纱等易自燃引起火灾,应装人金属桶、箱内,放置在安全地点并及时处理。吸烟易引起火灾,烟头的温度可达800,C,而且往往可以隐藏很长时间。因此,要加强这方面的宣传教育和防火管理,禁止在有火灾爆炸危险的厂房和仓库内吸烟。
        4、电器火花
        电火花是引起可燃气体、可燃蒸气和可燃粉尘与空气爆炸混合物燃烧爆炸的重要着火源。在具有爆炸、易燃危险的场所,如果电气设备不符合防爆规程的要求,则电气设备所产生的火花、电弧和危险温度就可能导致火灾爆炸事故的发生。
        (二)控制危险物料
        1、按物料的物化特性采取措施
        在生产过程中,必须了解各种物质的物质化学性质,根据不同的性质,采取相应的防火防爆和防止火灾扩大蔓延的措施。
        对于物质本身具有自燃能力的油脂、遇空气能自燃的物质、遇水燃烧爆炸的物质等,应采取隔绝空气,防水防潮或采取通风、散热、降温等措施,以防止物质自燃和发生爆炸。
        易燃、可燃气体和液体蒸气要根据它们与空气的相对密度,采用相应的排污方法,根据物质的沸点、饱和蒸气压力,应考虑容器的耐压强度、贮存温度、保温降温措施等。
        液体具有流动性,因此要考虑到容器破裂后液体流散和火灾蔓延的问题,不溶于水的燃烧液体由于能浮于水面燃烧,要防止火灾随水流由高处向低处蔓延,为此应设置必要的防护堤。
        2,系统密闭及负压操作
        为了防止可燃气体、蒸气和可燃性粉尘与空气构成爆炸性混合物,应该使设备密闭,对于在负压下生产和设备,应防止空气吸人。为了保证设备的密闭性,对危险物系统应尽量少用法兰连接,但要保证安装维修的方便。输送危险气体、液体的管道应采用无缝管。
        负压操作可以防止系统中的有毒或爆炸气体向器外逸散。但在负压操作下,要防止设备密闭性差,特别是在打开阀门时,外界空气通过孔隙进入系统。
        3、通风置换
        采用通风措施时,应当注意生产厂房内的空气,如含有可燃可爆气体则不应循环使用。在有可燃气体的室内,排风设备和送风设备应有独立分开的通风机室,如通风机室设在厂房内,应有隔绝措施。排除或输送温度超过800C的空气与其他气体的通风设备,应用非燃烧材料制成。排除有燃烧爆炸危险粉尘的排风系统,应采用不产生火花的除尘器。当粉尘与水接触能生成爆炸气体时,不应采用湿式除尘系统。
        4、惰性介质保护
        化工生产中常用的惰性气体有氮、二氧化碳、水蒸气及烟道气。惰性气体作为保护性气体常用于以下几个方面:
        (1)易燃固体物质的粉碎、筛选处理及其粉末输送时,采用惰性气体进行覆盖保护。
        (2)处理可燃易爆的物料系统,在时料前用惰性气体进行置换,以排除系统中原有的空气,防止形成爆炸性混合物。
        (3)将惰性气体通过管道与有火灾爆炸危险的设备、贮槽等连接起来,作为万一在发生危险时备用。
        (4)可燃液体利用惰性气体进行充压输送。
        (5)在有爆炸性危险的生产场所,引起火花危险的电器、仪表等采用充氮正压保护。
        (6)在易燃易爆系统需要动火检修时,用惰性气体进行吹扫和置换。
        (7)发生跑料事故时,用惰性气体冲淡,在发生火灾时,用惰性气体进行灭火。
        (三)控制工艺参数
        在生产过程中,正确控制各种工艺参数,防止超温、超压和物料跑损是防止火灾和爆炸的根本措施。
        1、温度控制
        不同的化学反应都有其自己zui适宜的反应温度,正确控制反应温度不但对保证产品质量、降低消耗有重要的意义,而且也是防火防爆所必须的。
        2、投料控制
        (1)投料速度
        对于放热反应,加料速度不能超过设备的传热能力,否则将会引起温度猛升发生副反应而引起物料的分解。加料速度如果突然减少,温度降低,反应物不能完全作用而积聚,升温后反应加剧进行,温度及压力都可能突然升高或造成事故。
        (2)投料配比
        反应物料的配比要严格控制,为此反应物料的浓度、含量、流量都要准确的分析和计量。
        (3)投料顺序
        化工生产中,必须按照一定的顺序进行投料,否则有可能发生爆炸。为了防止误操作颠倒投料顺序,可将进料阀门进行互相联锁。
        (4)控制原料纯度
        有许多化学反应,往往由于反应物料中的杂质而造成副反应或过反应,以致造成火灾爆炸。因此生产原料、中间产品及成品应有严格的质量检验制度,保证原料纯度。
        3、防止跑、冒、滴、漏
        生产过程中,跑、冒、滴、漏往往导致易爆介质在生产场所的扩散,是化工企业发生火灾爆炸事故的重要的原因之一。发生跑、冒、滴、漏一般有以下几种情况:
        (1)操作不精心或误操作,例如收料过程中槽满跑料。分离器液体控制不稳,开错排污阀等。

        (2)设备管线和机泵的结合面不密封而泄漏。
        为了确保安全生产,杜绝跑、冒、滴、漏,必须加强操作人员和维修人员的责任感和技术培训,稳定工艺操作,提高设备完好率,降低泄漏率。为了防止误操作,对比较重要的各种管线涂以不同颜色以便区别,对重要的阀门采取挂牌、加锁等措施。不同管道上的阀门应相隔一定的间距。
        4、紧急停车处理
        当发生停电、停气、停水的紧急情况时,装置就要进行紧急停车处理,比时若处理不当,就可以造成事故。
        (1)停电
        为防止因突然停电而发生事故,比较重要的反应设备一般都应具备双电原、联锁自投装置。如果电路发生故障,联锁未合,则装置全部无电,此时要及时汇报和,查明停电原因。
        (2)停水
        停水时要注意水压和各部位的温度变化,可以采取减量的措施维持生产。
        如果水压降为零,应立即停止进料,注意所有采用水来降温的设备不要超温超压。
        (3)停汽
        停汽后加热装置温度下降,汽动设备停运,一些在常温下呈固态而在操作温度下呈液态的物料,应根据温度变化进行妥善处理,防止因冻结堵塞管道。此外,应及时关闭蒸气与物料系统相连通的阀门,以防物料倒流至蒸气管线系统。
        (4)停气
        当气流压力回零时,所有气动仪表和阀门都不能动作,这时流量、压力、液面等应根据一次仪表或实际情况来分析判断。
        (四)采用自动控制和安全保护装置
        1、工艺参数的自动调节
        (1)温度自动调节
        (2)压力自动调节
        (3)流量和液位自动调节
        2、程序控制
        程序控制就是采用自动化工具,按工艺要求,以一定的时间间隔对执行系统作周期性自动切换的控制系统。程序控制系统主要是由程序控制器按一定的时间间隔发出的信号,使执行机构动作。
        3、信号装置、保护装置、安全联锁
        (1)信号装置
        安装信号报警装置可以在出现危险状况时警告操作者便于及时采取措施消除隐患。发出的信号一般有声、光等。它们通常都和测量仪表相,当温度、压力、液位等超过控制指标时,报警系统就会发生信号。
        (2)保护装置
        保护装置在发生危险时,能自动进行动作,消除不正常状况。
        (3)安全联锁
        所谓联锁就是利用机械或电气控制依次接通各个仪器设备,并使之彼此发生,以达到安全生产的目的。


        (五)限制火灾和爆炸的扩散
        1、隔离、露天布置
        在生产过程中,对某些危险性较大的设备和装置应采用分区隔离、露天安装和远距离操纵的方法。
        (1)分区隔离
        在总体设计时,应合理安排工厂布局,装置与装置、装置与贮槽仓库以及生产区和生活区之间划出一定的安全距离。
        (2)露天布置
        为了便于有害气体的散发,减少因设备泄漏造成可燃气体在厂房中积聚的危险性,宜将化工设备和装置放置在露天和半露天。
        (3)远距离操纵
        对某些装在工作人员难以接近或要求迅速启闭否则将有发生事故可能的阀门,对于辐射热高的设备等可采用远距离操纵。
        2、安全阻火装置
        阻火设备包括安全液封、阻火器和止回阀等,其作用是防止外部火焰进人有燃烧爆炸危险的设备、管道、容器,或阻止火焰在设备和管道间的扩展。
        (六)采用防爆电气设备
        防爆型电气设备是按其结构和防爆性能的不同来分类的。应根据环境特点选用适当型式的电气设备。
        1、通用要求
        (1)类型和标志
        防爆电气设备的类型、级别、组别在外壳上应有明显的标志。旧类型的标志前加“K”表示煤矿用防爆电气设备。新类型的标志有“E”者为工厂用防爆电设备,有"I”者为煤矿用防爆电气设备。
        (2)zui高表面温度
        隔爆型电气设备zui高表面温度指外壳表面温度,其他各型设备指与爆炸性混合物接触表面的温度。
        I类设备表面可能堆积粉尘时,zui高表面温度为+1500C,采取措施能防止堆积粉尘时为+4500C。
        B类设备zui高表面温度不得超过有关规定。极限温升是对环境温度+400C而言的。有过负荷可能的设备指电动机和电力变压器。
        在有粉尘或纤维爆炸性混合物的场所内,电气设备外壳温度一般不应超过1250C。如不能保证这一要求,亦必须比混合物自燃点低750C或低于自燃点的2/3。
        (3)环境温度
        电气设备运行环境温度一般为一201C -+40'C。若环境温度范围不同,须在铭牌上标明,并以zui高环境温度为基础计算电气设备的zui高表面温度。
        (4)闭锁
        电气设备上凡能从外部拆卸的紧固件,如开关箱盖、观察窗、机座、测量孔盖、放油阀或排油螺丝等,均必须有闭锁结构。其目的是防止非专职人员拆开这些保持防爆性能所必须的螺栓等紧固件。闭锁结构必须是使用旋具、扳手、钳子等一般工具不能松开或难以松开的紧固装置。
        (5)外部连接
        进线装置必须有防松和防止拉脱的措施,并有弹性密封垫或其他密封措几施。且接线盒的电气间隙、漏电距离均应符合要求。接地端子应有接地标志,保持连续可靠,并有防松、防锈措施。
        2、各类设备防爆要求
        (1)增安型
        指在正常运行条件下会产生电弧、火花,或可能点燃爆炸性混合物的高温的设备结构上,采取措施提高安全程度,以避免在正常和认可的过载条件下出现上述现象的电气设备。其绝缘带电部分的外壳防护应符合 IP44,其裸露带电部件的外壳防护应符合IP54。引人电缆或导线的连接件应保证与电缆或导线连接牢固、接线方便,同时还须防止电缆或导线松动、自行脱落、扭转,并能保持良好的接点压力。
        (2)隔爆型
        指把可能引燃爆炸性混合物的部件封闭在坚固的外壳内,该外壳能承受内部发生爆炸的爆炸压力并能阻止通过其上孔缝向外部传爆的电气设备,隔爆型设备的外壳用钢板、铸钢、铝合金、灰铸铁等材料制成。
        隔爆型电气设备可经隔爆型接线盒(或插销座)接线亦可直接接线。连接处应有防止拉力损坏接线端子的设施。连接装置的结合面应有足够的长度。如果电缆封入主外壳内,则外壳外的长度不得小于3m.
        (3)充油型
        指全部或某些带电部件浸没在绝缘油里,使之不能引燃油面以上或外壳周围爆炸性混合物的电气设备。充油型电气设备外壳上应有排气孔,孔内不得有杂物;油量必须足够,zui低油面以下深度不得小于25mm,油面指示必须清晰;
        油质必须良好;油面温度TI-T4组不得超过1000C,T5组不得超过80'C,T6组不得超过70'C。充油型设备应水平安装,其倾斜度不得超过50;运行中不得移动,机械连接不得松动。
        (4)正压型
        指具有保护外壳、壳内充有保护气体,其压力保持高于外部爆炸性混合物气体的压力,以防止外部爆炸性混合物进入壳内的电气设备。按其充气结构分为通风、充气、气密等三种形式,保护气体可以是空气、氮气或其他非可燃性气体。外壳防护等级不得低于IP44。其外壳内不得有影响安全的通风死角。正常时,其出风口处风压或充分气压均不得低于0. 2kPa;当压力低于0.1KPa或压力zui小处的压力低于0 .05kPa时,必须发出报警信号或切断电源。
        这种设备应有联锁装置,保护运行前先通风,充气的总量zui少不得小于设备气体容积的5倍。运行前通风时间(s)可按下式计算:
        t二K(V+a)/Q
        式中K一容积倍数,K)5
        V一设备气体容积(m,)
        a一管道气体容积(m,)
        Q一气体流量(m3/s)。
        (5)本质安全型
        在规定试验条件下,正常工作或规定的故障状态下产生的电火花的热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路,称为本质安全电路,本质安全电路的电气设备称为本质安全型防爆电气设备。
        本质安全电路应有安全栅。安全栅是由限流元件(金属膜电阻、非线性阻件等)、限压元件(二极管、齐纳二极管等)和特殊保护元件(快速熔断器等)组成,
        电路中晶体管均需双重化。本质安全电路端子与非本质安全电路端之间的距离不得小于50mm。本质安全电路的电源变压器的次级电路,必须与初级电路之间保持良好的电气隔离。
        (6)充砂型
        指外壳内充填细粒材料,使得在规定条件下,外壳内产生的电弧、火焰、壳壁及颗粒材料危险温度不能点燃外部爆炸性混合物的电气设备。其外壳应有足够的机械强度,防护等级不低于IP440细粒填充材料应填满外壳内所有空隙;颗粒直径为0 .25一1 .6mm。填充时,细粒材料含水量不得超过0 .1%。
        (7)无火花型
        指正常运行条件下不产生电弧、火花,也不产生能引燃周围爆炸性混合物表面温度或灼热点的防爆型电气设备。

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