化工生产中,所使用的原料多属于易燃、易爆、有腐蚀性的物质。目前世界上已有化学物品600万种,经常生产使用的约6、7万种,我国约有3万种。这些化学物品中约有70%以上具有易燃、易爆、有毒和腐蚀性强。在生产、使用、贮运中操作或管理不当,就会发生火灾、爆炸、中毒和烧伤等安全生产事故。火灾、爆炸是石油化工生产中多发而且危害甚大的事故类型。一旦发生火灾爆炸事故, 将会造成厂毁人亡的严重后果, 在社会上产生极坏的影响。因此预防火灾爆炸事故是至关重要的。化工生产中火灾爆炸危险性主要从物质的火灾爆炸危险性和工艺过程的火灾爆炸危险性两个方面分析。汽车爆炸
工艺过程的火灾爆炸危险性与生产装置规模、工艺流程和工艺条件有很大关系。一般来说,对同一生产过程,生产装置的规模越大,火灾爆炸的危险性越大,工艺条件越苛刻(如高温高压),火灾爆炸的危险性越大。
为了更好地进行安全管理,可对生产中火灾爆炸危险性进行分类,以便采取有效的防火防爆措施。
火灾爆炸危险性分类原则(依据在生产中使用或产生的物质)类别特征:
最大实验安全间隙指空气中混合物在任何浓度下不使爆炸传至周围介质的外壳法兰之间的最大间隙,即把可燃性混合气体常用25.4mm(1英寸)的狭窄间隙分隔成两个部分,一方混合气体着火时,能使另一方混合气体着火的最大间隙,又称火焰逸走极限。由于通过这个间隙,火焰面变成舌状,火焰的热损增加,且由于通过间隙后产生涡流运动,在达到着火之前,混合物中的热量被吸收,火焰的传播被阻止。
可靠、经济合理的原则。
在这里我举例说明石化企业发生火灾爆炸事故的原因和燃气锅炉火灾爆炸危险性分析及其预防措施。
1.石化企业发生火灾爆炸事故——石油化工生产中操作温度高是引起工艺
气体着火爆炸的一个重要因素。因为高温设备和管道表面易引起与之接
触的可燃物质着火;高温下的可燃气体、混合物, 一旦空气抽入系统混合
并达到爆炸极限时, 极易在设备和管道内爆炸; 温度达到或超过自燃点
的油品或可燃气体, 一旦泄漏即能引起燃烧爆炸;高温使金属材料发生蠕变, 改变金相组织, 降低设备的机械强度, 导致泄漏, 甚至造成爆炸;高
温使可燃气体爆炸极限扩大, 如煤气在常温下爆炸下限为610% , 而在400℃时则降低为4% , 又如氨在常温下爆炸极限为1515%~27% , 而在
100℃时则变为1415%~2915%。由于爆炸范围加宽, 危险性增大。
主要是由于贮存危险性物质的容器内,温度和压力急剧增高或者泄漏到容器外遇火源造成的。总的来说,使危险性物质温度和压力增高或泄漏的原因主要有以下四个方面:物料反应失控;人为误操作和管理不善;环境因素的不良影响;安全设施的不安全性保障。
(1)物料反应失控
在石化企业生产操作的反应体系内进行的放热反应或体系内发生异常的副反应而产生大量的热,倘若不能将大量的热及时带走,温度升高促使反应速度加快,热量蓄积加速,如此循环,反应体系内温度越来
越高,使反应体系内液体汽化而导致压力增高,超过反应器的承受极限时,容器就会发生爆炸或破裂,造成灾害事故。
容易引起反应失控的反应类型主要有聚合反应,合成反应和分解反应。
造成反应失控的原因主要有测定系统误,动作或失灵操作错误,冷却搅拌系统故障,保护装置失灵,物料中含有杂质,事故报警及安全连锁系统失灵等。
(2)误操作和管理不善
通过对大量的火灾爆炸事故案例的分析可以看出,由于人的错误操作和管理上的原因占火灾事故原因的70%。
工艺操作错误包括误操作和管理方面的原因。
误操作是指在生产活动中,作业人员在使用设备和装置时,对情况的了解,判断和和行动中操作不当所发生的错误。误操作除受作业条件,环境因素影响之外,和作业人员的心理和生理条件也有关系,如因感冒,近视,耳聋等疾病,或饮酒,情绪不稳定等都会使安全性降低。错误操作主要表现有操作程序有误。控制方不当,违章操作等.
。
管理方面的原因具体表现为操作管理不善(如分工不明确,人员分配不当等)和工程管理不严格(如对工程设计审核不细,有疏漏等),监督执行法律法规不严,措施不够得力。
(3)环境因素的不良影响
如雷击制灾-雷电具有巨大的能量,它一旦作用于油罐上,就会成为点火源而引发火灾或爆炸。如1989年8月12日黄岛油库大火。
预防燃烧爆炸的基本原则是: 采取措施,预防燃烧爆炸事故的发生; 事故一旦发生, 则限制或缩小灾害范围, 减少事故损失, 及时撤至安全地方。
2. 燃气锅炉火灾爆炸危险性分析及其预防措施
随着社会经济的高速发展,锅炉作为生产热能和动力的工艺设备,在现代工业、电力及人民生活中普遍使用,而燃气锅炉以它优质、环保、清洁的特点满足了人们对环境、安全、自动化的要求,所以很多工程已经采用了燃气锅炉作为其加热设备。但由于各种原因,燃气锅炉爆炸事故的频频发生,它不仅在经济方面造成大量损失,严重的使人们在身心甚至生命都受到威胁。所以研究燃气锅炉爆炸危险性及其预防措施是十分必要的。
燃气锅炉作为一种产生热能和动力的工艺设备,广泛地应用于电力、机械、化工、纺织造纸等工业部门
及宾馆、居民区采暖供热等方面。我国北方城市由于需要采暖供热,在用锅炉数量更大。燃气锅炉已经逐步进入人们生活的周围。
燃气锅炉运行中出现的事故大致可分为三类:
(1)特大事故:锅炉中的主要受压部件——锅筒、管板等发生破裂爆炸的事故,这种事故常导致设备、厂房破坏和人身伤亡,造成重大损失。
(2)重大事故:燃气锅炉无法维持正常运行而被迫停炉的事故,如缺水事故、炉膛爆炸事故等。这类事故虽不象特大事故严重,但也常常造成设备、厂房损坏和人身伤亡,并使燃气锅炉被迫停运,导致用汽部门局部或全部停工停产,造成严重经济损失。
(3)一般事故:在运行中可以排除的事故或经过短暂停炉即可排除的事故,其影响和损失较小。
燃气锅炉事故属于工业热灾害三种主要事故类型中造成损失最大的爆炸事故。主要可分为两种爆炸原因,一是炉膛爆炸,另一种是炉体爆炸。燃气锅炉发生爆炸事故频率较高。
燃气锅炉的火灾危险性分析
燃气的危险特性——燃气锅炉的燃料是可燃气体,主要是天然气或煤气。天然气和煤气的主要成分都是
甲烷,还搀杂一些简单的烷烃,这些组分都是高度易燃易爆的气体,天然气的爆炸下限为4%,煤气的爆炸下限为6.2%,极易发生爆炸事故。
炉膛爆炸火灾危险性——炉膛爆炸是由于可燃气体漏入并与空气混合形成爆炸性混合物,这种混合物处在爆炸极限范围时一接触到适当的点火源就会发生爆炸事故。伴随着化学变化,炉内气体压力瞬时剧增,所产生的爆炸力超过结构强度而造成向外爆炸,由于在极短时间内大量能量在有限体积内积聚,造成锅炉炉膛处于非寻常的高压或高温状态,使周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏。炉膛爆炸主要由以下因素造成:
(1)点火不当——在点火时,如启动操作不当,出现熄火而又未及时切断气源、配气管进行可燃气体吹扫,或吹扫不彻底、打开阀门时喷嘴也点不着火或者被吹灭,或其他可能使炉膛中存积大量高浓度可燃气体并处于爆炸极限范围内的情况,则再次点火时引燃这些可燃气体,引起爆炸。
(2)2火焰不稳定而熄灭——如果煤气燃烧器出力过大,火焰就会脱开燃烧器,发生脱火现象;相反出力过小,火焰就会缩回燃烧器内,发生回火现象,使锅炉运行中火焰不稳定而熄灭,由于炉膛呈炽热状态,达到或超过可燃气体与空气混合物的着火温度,且继续进可燃气体时,就有可能立即发生爆炸。
(3)设备不完善——因为阀门漏气,设备不完善,没有点火灭火保护装置和火焰检测装置,可燃气体充满炉内点火发生爆炸。
(4)输气管道泄漏——由于燃气锅炉输气管道庞大,可燃气体消耗量大,有些管道已经存在老化、腐蚀的情况,如不注意管道的维护和检修,在输气过程中容易发生可燃气体泄露,而造成爆炸事故。
(5)操作失误——在锅炉运行时,有些事故是可以避免的,但事故依然发生了,主要原因是操作人员在锅炉运行时操作不合理,不按照规章制度操作,工作人员安全意识不足,工作不负责任,值班、检修不按规定进行,最终导致事故的发生。
燃气锅炉炉体爆炸是由于锅炉设备材料质量问题,受压元件强度不够或者严重缺水,持续加热等因素造成的爆炸事故。
(1)燃气锅炉设计制造方面
设计不合理造成燃气锅炉结构上的缺陷;材料不符合要求;焊接质量粗糙;受压元件强度不够等,这些因素也是引起燃气锅炉爆炸的重要因素。
(2)锅炉内水被烧空造成爆炸
在锅炉运行时,其中的水会被加热慢慢减少,当锅炉内的水过少甚至烧空时,可燃气体燃烧所释放的热能直接加热锅炉设备本身,造成炉体过热,发生爆炸事故。
由以上可看出燃气锅炉的爆炸火灾危险性大,因素多种多样。
从上表的燃气锅炉预先危险性分析可知预防燃气锅炉爆炸应从以下几方面加以注意:
一是点火前的预防。在锅炉点火前,要确保锅炉的各项性能符合标准,做好安全检查工作。
二是在锅炉运行中的合理操作和监督。这要求锅炉操作者有较强的责任心,能及时发现问题并合理解决。
三是锅炉设备的定期维护。锅炉设备老化也是燃气锅炉爆炸危险性因素之一,也占事故中的一定比例。
案例:
1990年4月22日6时15分,北京人民大会堂一台SZQ4—1.25型锅炉发生炉膛爆炸,炉体南、北侧和顶部发现有裂缝和部分凸起,炉膛保温层遭到破坏,锅炉房窗玻璃震坏,锅炉房外东院停车场一辆小汽车的后玻璃被击碎,另一辆汽车的尾灯玻璃也被击碎。
当天早晨6时10分,锅炉房值班人员按规定启动引风机和鼓
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