防火防爆的原理和技術要求

　　根據物質燃燒原理，在生產過程中防止火災和爆炸事故的基本原則是針對物質燃燒的兩個必要條件而提出的。一方面是使燃燒系統不能形成，防止和限制火災爆炸危險物、助燃物和著火源三者之間的直接相互作用；另一方面是消除一切足以導致著火的火源以及防止火焰及爆炸的擴展。
 

　　(一)控制和消除火源
 

　　燃燒爐火、反應熱、電源、維修用火、機械摩擦熱、撞擊火星，以及吸煙用火等著火源是引起易燃易爆物質著火爆炸的常見原因?？刂七@類火源的使用范圍，嚴格執行各種規章制度，對于防火防爆是十分重要的。
 

　　1、明火
 

　　明火是指生產過程中的加熱用火、維修用火及其他火源。
 

　　(1)加熱用火
 

　　加熱易燃體時，應盡量避免采用明火而采用蒸氣或其他載熱長。如果必須采用明火，設備應嚴格密閉，燃燒室應與設備分開建筑或隔離。為防止易燃燒物質漏入燃燒室，設備應定期作水壓試驗及空氣壓試驗。
 

　　裝置中明火加熱設備的布置，應遠離可能漏易燃液體和蒸氣的工藝設備的貯藏區，并應布置在散發易燃物料設備的側風向或上風向。
 

　　(2)維修用火
 

　　維修用火主要是指焊接、噴燈以及熬制用火等。在有火災爆炸危險的車間內，應盡量避免焊割作業，將需要檢修的設備或管段卸至安全地點修理。
 

　　進行焊接作業的地方要與易燃易爆的生產設備管道保持一定的安全距離。
 

　　對運輸、盛裝易燃物料的設備、管道進行焊接時，應將系統進行*的清洗，用惰性氣體進行吹掃置換，并經氣體分析合格才可以動焊。
 

　　可燃氣體濃度應符合以下標準：
 

　　爆炸下限大于4%(體積)的可燃氣體或蒸氣，濃度應小于0 .5%。
 

　　爆炸下限小于4%的可燃氣體或蒸氣，濃度應小于0.2%。
 

　　當需要修理的系統與其他設備連通時，應將相連管道拆下斷開或加堵金屬盲板隔絕，防止易燃的物料竄入檢查系統，在動火時發生燃燒或爆炸。
 

　　電焊線破殘應及時更換或修理，不能利用與易燃易爆生產設備有的金屬件作為電焊地線，防止在電路接觸不良的地方，產生高溫或電火花。
 

　　對熬煉設備要經常檢查，防止煙道竄火和熬鍋破漏，盛裝物料不要過滿，防溢出，并要嚴格控制加熱溫度。在生產區熬煉時，應注意熬煉地點的選擇。
 

　　噴燈是一種輕便的加熱器具。在有爆炸危險的車間使用噴燈，應按動火制度進行，在其他地點使用噴燈時，要將操作地點的可燃物清理干凈。
 

　　(3)禁火區動火作業管理制度和動火作業票管理制度
 

　　凡是從事電焊、氣焊、氣割、砂輪打磨、電鉆打眼、噴燈作業、沖擊作業等能夠產生火花的工作都屬于動火作業。從事動火作業必須辦理動火作業票。
 

　　按動火作業的危險程度，結合我廠實際情況，動火作業分為二個級別：危險動火作業、一般動火作業。
 

　　危險動火作業：包括在倉庫(含易燃易爆倉庫)內，油庫內，油罐上，油管上，油變壓器上，SF6斷路器上，機組各軸承上，發電機風洞內，蓄電池室內，危險的電纜溝、暗井內的動火等。其動火作業票由公司安全負責人批準，維護隊負責人、安全員在場監護。
 

　　一般動火作業：除危險動火作業以外的動火作業。其動火作業票由維護隊負責人批準，維護隊安全員在場監護。
 

　　1)動火作業票的使用：動火作業票有規定的使用范圍和有效使用期，幾個動火項目不能合辦一張動火作業票。
 

　　2)拆下動火：凡不是必須在現在動火的，應拆下動火部件，移到固定動火區內進行動火作業。
 

　　3)動火前的準備工作：動火作業前，必須清除動火區周圍的可燃物質，用足夠的不燃材料與周圍設備、管道、孔洞等隔離；在高處動火時，要采取防止火花下落的措施。
 

　　4)動火手續：動火作業單位在動火作業前，填好動火作業票，經批準后才能進行動火作業。動火執行人員要見到批準的動火作業票和有安全措施后才開工。
 

　　5)動火監護：動火作業時，必須有人監護，監護人及人數規定見上述。
 

　　2、摩擦與撞擊
 

　　機器中軸承轉動部件的摩擦，鐵器的相互撞擊或鐵器工具打擊混凝土地坪等都可能發生火花，當管道或鐵制容器裂開物料噴出時也可能因摩擦而起火。
 

　　對軸承要及時添油，保持良好的潤滑，并經常清除附著的可燃污垢。
 

　　為了防止金屬零件隨物料帶入設備內發生撞擊起火，可以在這些設備上安裝磁力離析器。當沒有離析器時，危險物質的破碎(碳化鈣)應采用惰性氣體保護。
 

　　搬運盛有可燃氣體或易燃液體的金屬容器時，不要拋擲，防止互相撞擊，以免產生火花或容器爆裂造成事故。不準穿帶釘子的鞋進入易燃易爆車間，特別危險的防爆工房內，地面應采用不發生火花的軟質材料鋪設。
 

　　3、其他用火
 

　　高溫表面要防止易燃物料與高溫的設備、管道表面相接觸?？扇嘉锏呐欧趴趹h離高溫表面，高溫表面要有隔熱保溫措施。不能在高溫管道和設備上烘烤衣服及其他可燃物件。油抹布、油棉紗等易自燃引起火災，應裝人金屬桶、箱內，放置在安全地點并及時處理。吸煙易引起火災，煙頭的溫度可達800,C，而且往往可以隱藏很長時間。因此，要加強這方面的宣傳教育和防火管理，禁止在有火災爆炸危險的廠房和倉庫內吸煙。
 

　　4、電器火花
 

　　電火花是引起可燃氣體、可燃蒸氣和可燃粉塵與空氣爆炸混合物燃燒爆炸的重要著火源。在具有爆炸、易燃危險的場所，如果電氣設備不符合防爆規程的要求，則電氣設備所產生的火花、電弧和危險溫度就可能導致火災爆炸事故的發生。
 

　　(二)控制危險物料
 

　　1、按物料的物化特性采取措施
 

　　在生產過程中，必須了解各種物質的物質化學性質，根據不同的性質，采取相應的防火防爆和防止火災擴大蔓延的措施。
 

　　對于物質本身具有自燃能力的油脂、遇空氣能自燃的物質、遇水燃燒爆炸的物質等，應采取隔絕空氣，防水防潮或采取通風、散熱、降溫等措施，以防止物質自燃和發生爆炸。
 

　　易燃、可燃氣體和液體蒸氣要根據它們與空氣的相對密度，采用相應的排污方法，根據物質的沸點、飽和蒸氣壓力，應考慮容器的耐壓強度、貯存溫度、保溫降溫措施等。
 

　　液體具有流動性，因此要考慮到容器破裂后液體流散和火災蔓延的問題，不溶于水的燃燒液體由于能浮于水面燃燒，要防止火災隨水流由高處向低處蔓延，為此應設置必要的防護堤。
 

　　2,系統密閉及負壓操作
 

　　為了防止、蒸氣和可燃性粉塵與空氣構成爆炸性混合物，應該使設備密閉，對于在負壓下生產和設備，應防止空氣吸人。為了保證設備的密閉性，對危險物系統應盡量少用法蘭連接，但要保證安裝維修的方便。輸送危險氣體、液體的管道應采用無縫管。
 

　　負壓操作可以防止系統中的有毒或爆炸氣體向器外逸散。但在負壓操作下，要防止設備密閉性差，特別是在打開閥門時，外界空氣通過孔隙進入系統。
 

　　3、通風置換
 

　　采用通風措施時，應當注意生產廠房內的空氣，如含有易燃易爆氣體則不應循環使用。在有可燃氣體的室內，排風設備和送風設備應有獨立分開的通風機室，如通風機室設在廠房內，應有隔絕措施。排除或輸送溫度超過800C的空氣與其他氣體的通風設備，應用非燃燒材料制成。排除有燃燒爆炸危險粉塵的排風系統，應采用不產生火花的除塵器。當粉塵與水接觸能生成爆炸氣體時，不應采用濕式除塵系統。
 

　　4、惰性介質保護
 

　　化工生產中常用的惰性氣體有氮、二氧化碳、水蒸氣及煙道氣。惰性氣體作為保護性氣體常用于以下幾個方面：
 

　　(1)易燃固體物質的粉碎、篩選處理及其粉末輸送時，采用惰性氣體進行覆蓋保護。
 

　　(2)處理可燃易爆的物料系統，在時料前用惰性氣體進行置換，以排除系統中原有的空氣，防止形成爆炸性混合物。
 

　　(3)將惰性氣體通過管道與有火災爆炸危險的設備、貯槽等連接起來，作為萬一在發生危險時備用。
 

　　(4)易燃液體利用惰性氣體進行充壓輸送。
 

　　(5)在有爆炸性危險的生產場所，引起火花危險的電器、儀表等采用充氮正壓保護。
 

　　(6)在易燃易爆系統需要動火檢修時，用惰性氣體進行吹掃和置換。
 

　　(7)發生跑料事故時，用惰性氣體沖淡，在發生火災時，用惰性氣體進行
 

　　滅火。
 

　　(三)控制工藝參數
 

　　在生產過程中，正確控制各種工藝參數，防止超溫、超壓和物料跑損是防止火災和爆炸的根本措施。
 

　　1、溫度控制
 

　　不同的化學反應都有其自己zui適宜的反應溫度，正確控制反應溫度不但對保證產品質量、降低消耗有重要的意義，而且也是防火防爆所必須的。
 

　　2、投料控制
 

　　(1)投料速度
 

　　對于放熱反應，加料速度不能超過設備的傳熱能力，否則將會引起溫度猛升發生副反應而引起物料的分解。加料速度如果突然減少，溫度降低，反應物 不能*作用而積聚，升溫后反應加劇進行，溫度及壓力都可能突然升高或造 成事故。
 

　　(2)投料配比
 

　　反應物料的配比要嚴格控制，為此反應物料的濃度、含量、流量都要準確的分析和計量。
 

　　(3)投料順序
 

　　化工生產中，必須按照一定的順序進行投料，否則有可能發生爆炸。為了防止誤操作顛倒投料順序，可將進料閥門進行互相聯鎖。
 

　　(4)控制原料純度
 

　　有許多化學反應，往往由于反應物料中的雜質而造成副反應或過反應，以致造成火災爆炸。因此生產原料、中間產品及成品應有嚴格的質量檢驗制度，保證原料純度。
 

　　3、防止跑、冒、滴、漏
 

　　生產過程中，跑、冒、滴、漏往往導致易爆介質在生產場所的擴散，是化工企業發生火災爆炸事故的重要的原因之一。發生跑、冒、滴、漏一般有以下幾種情況：
 

　　(1)操作不精心或誤操作，例如收料過程中槽滿跑料。分離器液體控制不穩，開錯排污閥等。
 

　　(2)設備管線和機泵的結合面不密封而泄漏。
 

　　為了確保安全生產，杜絕跑、冒、滴、漏，必須加強操作人員和維修人員的責任感和技術培訓，穩定工藝操作，提高設備完好率，降低泄漏率。為了防止誤操作，對比較重要的各種管線涂以不同顏色以便區別，對重要的閥門采取掛牌、加鎖等措施。不同管道上的閥門應相隔一定的間距。
 

　　4、緊急停車處理
 

　　當發生停電、停氣、停水的緊急情況時，裝置就要進行緊急停車處理，比時若處理不當，就可以造成事故。
 

　　(1)停電
 

　　為防止因突然停電而發生事故，比較重要的反應設備一般都應具備雙電原、聯鎖自投裝置。如果電路發生故障，聯鎖未合，則裝置全部無電，此時要及時匯報和，查明停電原因。
 

　　(2)停水
 

　　停水時要注意水壓和各部位的溫度變化，可以采取減量的措施維持生產。如果水壓降為零，應立即停止進料，注意所有采用水來降溫的設備不要超溫超壓。
 

　　(3)停汽
 

　　停汽后加熱裝置溫度下降，汽動設備停運，一些在常溫下呈固態而在操作溫度下呈液態的物料，應根據溫度變化進行妥善處理，防止因凍結堵塞管道。此外，應及時關閉蒸氣與物料系統相連通的閥門，以防物料倒流至蒸氣管線系統。
 

　　(4)停氣
 

　　當氣流壓力回零時，所有氣動儀表和閥門都不能動作，這時流量、壓力、液面等應根據一次儀表或實際情況來分析判斷。
 

　　(四)采用自動控制和安全保護裝置
 

　　1、工藝參數的自動調節
 

　　(1)溫度自動調節
 

　　(2)壓力自動調節
 

　　(3)流量和液位自動調節
 

　　2、程序控制
 

　　程序控制就是采用自動化工具，按工藝要求，以一定的時間間隔對執行系統作周期性自動切換的控制系統。程序控制系統主要是由程序控制器按一定的時間間隔發出的信號，使執行機構動作。
 

　　3、信號裝置、保護裝置、安全聯鎖
 

　　(1)信號裝置
 

　　安裝信號報警裝置可以在出現危險狀況時警告操作者便于及時采取措施消除隱患。發出的信號一般有聲、光等。它們通常都和測量儀表相，當溫度、壓力、液位等超過控制指標時，報警系統就會發生信號。
 

　　(2)保護裝置
 

　　保護裝置在發生危險時，能自動進行動作，消除不正常狀況。
 

　　(3)安全聯鎖
 

　　所謂聯鎖就是利用機械或電氣控制依次接通各個儀器設備，并使之彼此發生，以達到安全生產的目的。
 

　　(五)限制火災和爆炸的擴散
 

　　1、隔離、露天布置
 

　　在生產過程中，對某些危險性較大的設備和裝置應采用分區隔離、露天安裝和遠距離操縱的方法。
 

　　(1)分區隔離
 

　　在總體設計時，應合理安排工廠布局，裝置與裝置、裝置與貯槽倉庫以及生產區和生活區之間劃出一定的安全距離。
 

　　(2)露天布置
 

　　為了便于有害氣體的散發，減少因設備泄漏造成在廠房中積聚的 危險性，宜將化工設備和裝置放置在露天和半露天。
 

　　(3)遠距離操縱
 

　　對某些裝在工作人員難以接近或要求迅速啟閉否則將有發生事故可能的 閥門，對于輻射熱高的設備等可采用遠距離操縱。
 

　　2、安全阻火裝置
 

　　阻火設備包括安全液封、阻火器和止回閥等，其作用是防止外部火焰進人有燃燒爆炸危險的設備、管道、容器，或阻止火焰在設備和管道間的擴展。
 

　　(六)采用防爆電氣設備
 

　　防爆型電氣設備是按其結構和防爆性能的不同來分類的。應根據環境特點選用適當型式的電氣設備。
 

　　1、通用要求
 

　　(1)類型和標志
 

　　防爆電氣設備的類型、級別、組別在外殼上應有明顯的標志。舊類型的標志前“K”表示煤礦用防爆電氣設備。新類型的標志有“E”者為工廠用防爆電設備，有"I”者為煤礦用防爆電氣設備。
 

　　(2)zui高表面溫度
 

　　隔爆型電氣設備zui高表面溫度指外殼表面溫度，其他各型設備指與爆炸性混合物接觸表面的溫度。
 

　　I類設備表面可能堆積粉塵時，zui高表面溫度為+1500C，采取措施能防止堆積粉塵時為+4500C。
 

　　B類設備zui高表面溫度不得超過有關規定。極限溫升是對環境溫度+400C而言的。有過負荷可能的設備指電動機和電力變壓器。
 

　　在有粉塵或纖維爆炸性混合物的場所內，電氣設備外殼溫度一般不應超過1250C。如不能保證這一要求，亦必須比混合物自燃點低750C或低于自燃點的2/3。
 

　　(3)環境溫度
 

　　電氣設備運行環境溫度一般為一201C -+40'C。若環境溫度范圍不同，須在銘牌上標明，并以zui高環境溫度為基礎計算電氣設備的zui高表面溫度。
 

　　(4)閉鎖
 

　　電氣設備上凡能從外部拆卸的緊固件，如開關箱蓋、觀察窗、機座、測量孔蓋、放油閥或排油螺絲等，均必須有閉鎖結構。其目的是防止非專職人員拆開這些保持防爆性能所必須的螺栓等緊固件。閉鎖結構必須是使用旋具、扳手、鉗子等一般工具不能松開或難以松開的緊固裝置。
 

　　(5)外部連接
 

　　進線裝置必須有防松和防止拉脫的措施，并有彈性密封墊或其他密封措施。且接線盒的電氣間隙、漏電距離均應符合要求。接地端子應有接地標志，保持連續可靠，并有防松、防銹措施。
 

　　2、各類設備防爆要求
 

　　(1)增安型
 

　　指在正常運行條件下會產生電弧、火花，或可能點燃爆炸性混合物的高溫的設備結構上，采取措施提高安全程度，以避免在正常和認可的過載條件下出現上述現象的電氣設備。其絕緣帶電部分的外殼防護應符合 IP44，其裸露帶電部件的外殼防護應符合IP54。引人電纜或導線的連接件應保證與電纜或導線連接牢固、接線方便，同時還須防止電纜或導線松動、自行脫落、扭轉，并能保持良好的接點壓力。
 

　　(2)隔爆型
 

　　指把可能引燃爆炸性混合物的部件封閉在堅固的外殼內，該外殼能承受內部發生爆炸的爆炸壓力并能阻止通過其上孔縫向外部傳爆的電氣設備，隔爆型設備的外殼用鋼板、鑄鋼、鋁合金、灰鑄鐵等材料制成。
 

　　隔爆型電氣設備可經隔爆型接線盒(或插銷座)接線亦可直接接線。連接處應有防止拉力損壞接線端子的設施。連接裝置的結合面應有足夠的長度。如果電纜封入主外殼內，則外殼外的長度不得小于3m.
 

　　(3)充油型
 

　　指全部或某些帶電部件浸沒在絕緣油里，使之不能引燃油面以上或外殼周圍爆炸性混合物的電氣設備。充油型電氣設備外殼上應有排氣孔，孔內不得有雜物；油量必須足夠，zui低油面以下深度不得小于25mm，油面指示必須清晰；油質必須良好；油面溫度TI-T4組不得超過1000C，T5組不得超過80'C，T6組不得超過70'C。充油型設備應水平安裝，其傾斜度不得超過50；運行中不得移動，機械連接不得松動。
 

　　(4)正壓型
 

　　指具有保護外殼、殼內充有保護氣體，其壓力保持高于外部爆炸性混合物氣體的壓力，以防止外部爆炸性混合物進入殼內的電氣設備。按其充氣結構分為通風、充氣、氣密等三種形式，保護氣體可以是空氣、氮氣或其他非可燃性氣體。外殼防護等級不得低于IP44。其外殼內不得有影響安全的通風死角。正常時，其出風口處風壓或充分氣壓均不得低于0. 2kPa；當壓力低于0.1KPa或壓 力zui小處的壓力低于0 .05kPa時，必須發出報警信號或切斷電源。
 

　　這種設備應有聯鎖裝置，保護運行前先通風，充氣的總量zui少不得小于設備氣體容積的5倍。運行前通風時間(s)可按下式計算：
 

　　t二K(V+a)/Q
 

　　式中K一容積倍數，K)5
 

　　V一設備氣體容積(m，)
 

　　a一管道氣體容積(m，)
 

　　Q一氣體流量(m3/s)。
 

　　(5)本質安全型
 

　　在規定試驗條件下，正常工作或規定的故障狀態下產生的電火花的熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物的電路，稱為本質安全電路，本質安全電路的電氣設備稱為本質安全型防爆電氣設備。
 

　　本質安全電路應有安全柵。安全柵是由限流元件(金屬膜電阻、非線性阻件等)、限壓元件(二極管、齊納二極管等)和特殊保護元件(快速熔斷器等)組成，電路中晶體管均需雙重化。本質安全電路端子與非本質安全電路端之間的距離不得小于50mm。本質安全電路的電源變壓器的次級電路，必須與初級電路之間保持良好的電氣隔離。
 

　　(6)充砂型
 

　　指外殼內充填細粒材料，使得在規定條件下，外殼內產生的電弧、火焰、殼壁及顆粒材料危險溫度不能點燃外部爆炸性混合物的電氣設備。其外殼應有足夠的機械強度，防護等級不低于IP440細粒填充材料應填滿外殼內所有空隙；顆粒直徑為0 .25一1 .6mm。填充時，細粒材料含水量不得超過0 .1%。
 

　　(7)無火花型
 

　　指正常運行條件下不產生電弧、火花，也不產生能引燃周圍爆炸性混合物表面溫度或灼熱點的防爆型電氣設備。