乙炔生产工艺.doc

摘要化工工艺是化工生产的前提，在化工生产中要特别注意防火防爆，防尘防毒，防静电，防噪声，防辐射，防化学灼伤，由此看来，对工艺系统进行安全分析是十分重要的。生产过程所涉及的物料大多是易燃、易爆、强腐蚀性等特点，许多反应在苛刻的条件下发生，对工艺参数的要求极为严格，一旦发生偏离，极易发生火灾、爆炸、中毒等事故。随着我国化工、石化行业的高速发展，重特大事故时有发生。为此，必须对化工工艺过程进行危险性研究，拿出避免或减少事故发生的有效措施，达到一个相对比较高的安全程度。论文首先介绍了系统安全分析方法的分析目的、分析意义，以及怎样对系统安全分析方法的应用进行选择；其次介绍了中压乙炔生产工艺的工艺流程及设备特点。在了解分析方法基础上，应用分析方法对其工艺流程进行系统安全分析。 论文还介绍了物料的危险性，对工艺单元进行火灾、爆炸危险性分析，得出工艺过程重点危险部位，并在安全管理和安全技术上提出一些相应措施，最终完成整个火灾、爆炸危险性分析。 关键词：安全分析 ； 危险性 ； 火灾 ； 爆炸摘要1第一章系统安全分析概述41.1 系统安全分析说明41.1.1 分析的目的41.1.2分析的意义41.1.3分析的范围41.1.4分析的内容51.2 项目概况分析51.2.1 基本工艺流程51.2.2主要生产设备61.2.3 主要原材料-电石71.3 工艺流程各阶段的简介71.3.1发生岗位71.3.2净化岗位81.3.3 压缩与干燥岗位91.3.4充装岗位91.3.5乙炔瓶检查及丙酮充装岗位9第二章乙炔生产工艺危险有害因素分析102.1固有危险102.1.1 乙炔102.1.2 电石102.1.3 丙酮102.1.4 硫酸102.1.5 氢氧化钠102.1.6 磷化氢102.1.7 硫化氢112.2生产过程危险源112.2.1物体打击112.2.2 车辆伤害112.2.3 机械伤害112.2.4 触电122.2.5灼烫122.2.6火灾122.2.7高处坠落132.2.8 其它爆炸132.2.9中毒和窒息132.3职业危险有害因素分析132.3.1高温与热辐射132.3.2噪音危害142.3.3粉尘危害14第三章 定性分析与定量分析153.1系统安全定性分析163.1.1定性方法的选择163.1.2 定性分析方法的应用173.2 系统安全定量分析213.2.1 定量分析方法的选择213.2.2 定量分析方法的应用213.3总结26第四章 安全对策措施274.1 安全技术对策措施274.1.1 防火与防爆对策措施274.1.2 机械伤害对策措施304.1.3 有毒、有害因素控制对策措施304.1.4 其他安全技术对策措施324.1.5 防机动车辆伤害对策措施324.1.6 防坍塌对策措施324.1.7 防高温对策措施324.1.8 防噪声对策措施324.1.9 防止粉尘危害对策措施324.1.10 储存过程安全对策措施324.1.11 消防对策措施334.2 安全管理对策措施334.2.1建立制度344.2.2完善机构和人员配置344.2.3安全教育、培训、考核344.2.4 实施监督与日常检查354.2.5 事故应急救援预案35第五章 结论37致 谢38参考文献39第一章系统安全分析概述 1.1 系统安全分析说明系统安全分析就是把生产过程或作业环节作为一个完整的系统，对构成系统的各个要素进行全面的分析，判明各种状况的危险特点及导致灾害性事故的因果关系，从而对系统的安全性做出预测和评价，为采取各种有效的手段、方法和行动消除危险因素创造条件。1.1.1 分析的目的系统安全分析方法的选择应该满足被分析的要求。系统安全分析的最终目的是辨识危险源，而在实际工作中要达到一些具体目的，例如：对系统中所有危险源，查明并列出清单；掌握危险源可能导致的事故，列出潜在事故隐患清单；将所有危险源按危险大小排序；1.1.2分析的意义 在进行系统安全分析时，某些方法只能用于查明危险因素，而大多数方法都可以列出潜在的事故隐患或确定降低危险性措施，但能提供定量数据的方法并不多。系统安全分析的作用可概括为：（1) 能将导致灾害事故的各种因素，通过逻辑图做出全面、科学和直观的描述；（2) 可以发现和查明系统内固有的或潜在的危险因素，为安全设计、制定安全技术措施及防止发生危害事故提供依据；（3) 使操作人员全面了解和掌握各项防火控制要点；（4) 可对已发生的事故进行原因分析；（5) 便于进行概率运算和定量评价。1.1.3分析的范围 本文主要通过对电石法生产乙炔工艺进行简单的介绍，从而进行初步的危险源辨识，并对主要的危险源进一步分析，在这里本文选择对乙炔发生器进行故障类型及影响分析的定性分析、乙炔发生器火灾爆炸这一顶上事件进行事故数的定量分析。最后针对分析的结果提出安全技术和安全管理措施，达到分析的目的。1.1.4分析的内容 系统安全分析是从安全角度对系统中的危险因素进行分析，主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其相互关系，通常包括如下内容:(1) 对可能出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行调查和分析。(2) 对与系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行调查和分析。 (3) 对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最好方法进行调查和分析。(4) 对不能根除的危险因素失去或减少控制可能出现的后果进行调查和分析。(5) 对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损害的安全防护措施进行调查和分析。1.2 项目概况分析1.2.1 基本工艺流程 乙炔生产工艺流程见图1-1。图1-1 电石法制乙炔工艺流程图 1.2.2主要生产设备 (1) 乙炔发生器 档板作用：延长电石在发生器水相中的停留时间，确保大颗粒的电石得到充分的水解。 耙齿作：输送电石和移去电石表面上水解生成的Ca（OH）2以促使电石表面裸露，能够直接与水接触反应。 （2）喷淋预冷器：设置于发生器顶部 减少乙炔气夹带的电石渣浆；降温预冷、分担冷却塔负荷。 冷却塔：一般采用喷淋塔或填料塔。直接喷入冷却水吸收并降低粗乙炔气温度，气体中大部分水蒸汽冷凝；乙炔经冷却降温利于清净塔次氯酸钠溶液对磷、硫杂质的吸收。(3) 乙炔水环泵 水环泵工作原理：叶轮转动时，各叶片小室体积逐渐改变而吸气排气。 1）输送特点 （1）叶轮与泵壳间隙大，不易碰撞产生火花。 （2)工作液为水，抑制乙炔的爆炸性质。 (3)抽气能力(最高真空度达85)，输送压力(0.1MPa表压)，排气量(120630Lmin)， (4)能量转换效率不高。 2）注意： (1)乙炔在高温时易爆炸，故泵内水温要求不超过4050，在水环泵旁附有冷却装置的水分离器，使水能冷却后闭路循环使用。 (2)乙炔气中夹带有少量电石渣浆，叶轮结垢，影响送气能力， 故有些厂家给水环泵加少量废次钠，可以防止叶轮结垢。1.2.3 主要原材料-电石 工业电石的组成见表1-1表1-1 工业电石的组成成分含量 CaC27583CaO 714%C 0.43%SiO2、Fe-Si、SiC 0.63%Fe2O3 0.23%CaS 0.22%MgO、Ca3N2、Ca3P2、Ca3As2 少量1.3 工艺流程各阶段的简介 下面简单介绍不同的阶段的反应及可能出现的危险因素，以方便第二章的辨识危险源。发生器净化器压缩机干燥器汇流排气 瓶乙炔瓶水电石净化剂丙酮电石渣池洗涤干燥干燥剂1.3.1发生岗位 （1）反应释放大量的热 电石和水在乙炔发生器内进行水解反应，产生乙炔气和氢氧化钙，并释放热量，见化学反应方程式。 CaC2 + 2H2OC2H2 + Ca(0H)2 + 1.273106Jmol 由于工业电石中含有大量氧化钙，在与水作用时，氧化钙同时发生反应，见化学反应方程式。 CaO + H2OC2H2 + Ca(OH)2 + 6.364104Jmol 由于反应放出大量的热量，导致发生器内溶液温度升高，通常控制在70左右。过高的温度将导致(1)电石渣浆的含固量增加；(2)溶液局部过热；(3)乙炔气体温度过高。(通常控制在70-75，不得超过90)。 （2）缺水时的危害 当水量不足，电石与水反应时，生成乙炔和氧化钙，见反应方程式。 Ca0 + H2OC2H2 + Ca0 + 6.209104Jmol 反应中生成的氧化钙构成导热性能差的外壳，这种外壳分布不均匀，会造成局部反应过热，温度过高，引起乙炔的聚合和分解，生成碳、氢、二氧化碳及乙炔的聚合物，可能发生爆炸。因此，在发生过程中应保证水过量，根据不同的发生器控制水位高度。 （3）电石粉状过多 如果电石粉状过多时，电石与水反应速度较快，温度上升速度加快。温度升高会进一步促进电石与水反应。因此加入发生器中的电石粒度应予以控制，以30-200mm为好。 （4）压力过高的危险性 中压发生器若加料过多，加水量太大或管道堵塞，发生器的压力将迅速升高，产生爆炸危险。通常压力控制在009MPa以下。现场操作时，由于反应初期的空气-乙炔混合气排放在室内，容易形成乙炔空气爆炸性混合物，危险性较大。操作时应保持通风，工人的防护用品应齐备。1.3.2净化岗位 （1）磷化氢、硫化氢的危害。 由于工业电石中含有磷化钙、硫化钙等杂质，在电石与水发生反应时，这 些杂质与水发生副反应，生成磷化氢、硫化氢，见反应方程式、。 Ca3P2 + 3H203Ca(OH)2 + 2PH3 CaS + 2H203Ca(OH)2 + H2S根据电石的质量，磷化氢、硫化氢在乙炔气中的含量为0.030.10左右。磷硫杂质将产生的主要危害： 1）可使乙炔气的自燃点显著降低，在100时就能发生自燃。 2）影响乙炔气瓶填料质量。磷、硫等杂质会与乙炔瓶内填料发生化学反应，生成的沉积物阻塞填料孔隙时，使乙炔无法溶解在填料孔隙中的丙酮中。 3）影响焊接质量。磷、硫杂质在焊接时可能转移到熔融处的金属焊缝中，使焊 缝质量变坏，同时焊接时磷化氢蒸发的气体对人体有害。因此，对乙炔气体中的磷硫杂质必经去除。 （2）净化过程的控制。 该装置工艺采用硫酸净化法进行，见反应方程式、： 2H2S04 + PH3H3P04 + 2H20 + S02 + S H2S04 + H2SS02 + 2H20 + S 少量酸雾通过碱罐加以中和，见反应方程式： H2S04 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H20 由于硫酸中和气体中的磷硫及少量水分，会放出热量，温度升高，在罐外套中采用冷却水降温。同时，硫酸、氢氧化钠对设备及人体均有腐蚀作用，因此应定期检查设备，在操作时应戴防酸、碱手套，防护服和自吸过滤防毒面具。1.3.3 压缩与干燥岗位 净化后的乙炔气，通过乙炔压缩机加压至24mpa的压力，然后通过高压干燥器去除水分，满足充灌的需要。 压缩机的压力过高会导致乙炔充装压力过高，影响储运及使用安全，压力过低(0005mpa)时，从压缩机吸气口可能混入空气发生危险，因此压缩机的进气、排气压力应严格控制，设置下限上限监控装置，并安装安全阀。为防止乙炔温度过高，在压缩机的进气管、排气管上均安装温度表和冷却水降温，排气温度不得大于90。 高压干燥器采用无水氯化钙干燥。该设备结构简单，干燥剂价格便宜，但使用过程中容易出现： （1）干燥效果不理想，使用一段时间后，干燥效率下降； （2）干燥过程中无水氯化钙会逐步被消耗，干燥器上部将形成空间，导致乙炔聚集，安全隐患增加； （3）更换干燥剂时应用氮气吹扫，并入系统时应先用氮气置换设备中的空气，再用乙炔置换氮气，才能运行。因此，该装置定期补加或更换干燥剂尤为重要。1.3.4充装岗位 经压缩干燥后的高压乙炔气，由管道输送到汇流排，排架上预先将乙炔气瓶定位好，将瓶阀与充气卡具对正顶牢，进行充装。充装岗位的主要危险： （1）乙炔气温度过高，使溶解速度下降，并可能导致气瓶爆炸，通常要求气瓶瓶壁温度不得超过40。因此在充装过程中，应根据情况，开启冷却水喷淋降温。 （2）充气压力过高会导致乙炔溶解量增加，静止压力上升，使运输和使用过程的危险性大大增加。 （3）充装管路泄漏或乙炔气瓶卡位不正导致泄漏，会形成乙炔一空气爆炸性混合物，当乙炔浓度达到一定量时，002mJ点火能就可引起燃烧爆炸。1.3.5乙炔瓶检查及丙酮充装岗位 乙炔气瓶的检查是保证安全充装，运输和使用的前提条件。若气瓶未经严格检查，可产生以下危险： （1）乙炔气瓶检定标志不清、瓶帽、防震圈等附件不全，可能使应报废或维修的钢瓶投入使用，导致在充装运输和使用过程中产生泄漏、爆炸等危险。 （2）丙酮补加量不足，将使乙炔气瓶上部出现气态空间，气瓶压力升高，在运输和使用环境温度较高的情况下可能导致爆炸危险。第二章乙炔生产工艺危险有害因素分析 下面从固有危险有害因素、生产过程危险有害因素、职业健康危险有害因素这三个方面分析该工艺的危险源。2.1固有危险2.1.1 乙炔 具有弱麻醉作用。高浓度吸入可引起单纯窒息。急性中毒：暴露于20浓度时，出现明显缺氧症状；吸入高浓度，初期兴奋、多语、哭笑不安，后出现眩晕、头痛、恶心、呕吐、共济失调、嗜睡；严重者昏迷、紫绀、瞳孔对光反应消失、脉弱而不齐。当混有磷化氢、硫化氢时，毒性增大，应予以注意。2.1.2 电石 损害皮肤，引起皮肤瘙痒、炎症、“鸟眼”样溃疡、黑皮病。皮肤灼伤表现为创面长期不愈及慢性溃疡型。接触工人出现汗少、牙釉质损害、龋齿发病率增高。2.1.3 丙酮 急性中毒主要表现为对中枢神经系统的麻醉作用，出现头晕、易激动。重者发生呕吐、气急、痉挛，甚至昏迷。对眼、鼻、喉有刺激性。口服后，先有口唇、咽喉有烧灼感，后出现口干、呕吐、昏迷、酸中毒和酮症。慢性影响：长期接触该品出现眩晕、灼烧感、咽炎、支气管炎、乏力、易激动等。皮肤长期反复接触可致皮炎。 2.1.4 硫酸 对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。蒸气或雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜混浊，以致失明；引起呼吸道刺激，重者发生呼吸困难和肺水肿；高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。口服后引起消化道烧伤以致溃疡形成；严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、肾损害、休克等。皮肤灼伤轻者出现红斑、重者形成溃疡，愈后癍痕收缩影响功能。溅入眼内可造成灼伤，甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影响：牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬化。2.1.5 氢氧化钠 有强烈刺激和腐蚀性。粉尘刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔；皮肤和眼直接接触可引起灼伤；误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克。2.1.6 磷化氢 轻度中毒，病人有头痛、乏力、恶心、失眠、口渴、鼻咽发干、胸闷、咳嗽和低热等；中度中毒，病人出现轻度意识障碍、呼吸困难、心肌损伤；重度中毒则出现昏迷、抽搐、肺水肿及明显的心肌、肝脏及肾脏损害。2.1.7 硫化氢 是强烈的神经毒物，对粘膜有强烈刺激作用。急性中毒：短期内吸入高浓度硫化氢后出现流泪、眼痛、眼内异物感、畏光、视物模糊、流涕、咽喉部灼热感、咳嗽、胸闷、头痛、头晕、乏力、意识模糊等。部分患者可有心肌损害。重者可出现脑水肿、肺水肿。极高浓度(1000mg/m3 以上)时可在数秒钟内突然昏迷，呼吸和心跳骤停，发生闪电型死亡。高浓度接触眼结膜发生水肿和角膜溃疡。2.2生产过程危险源 表2-1 企业职工伤亡事故分类标准 40编号名称编号名称01物体打击011冒顶片帮02车辆伤害012透水03机械伤害013放炮04起重伤害014火药爆炸05触电015瓦斯爆炸06淹溺016锅炉爆炸07灼烫017容器爆炸08火灾018其它爆炸09高处坠落019中毒和窒息010坍塌020其它伤害2.2.1物体打击 物体在外力或重力作用下，打击人体会造成人身伤害事故。该项目可能造成物体打击事故的因素有：高处的物体固定不牢掉落；房顶钢铁构件因腐蚀造成断裂掉落，检修时使用工具飞出击打到人体上；高处作业或在高处平台上作业工具、材料使用和放置不当，造成高空落物等；桶装、袋装物料搬运、装卸过程发生跌落等。2.2.2 车辆伤害 部分液体危险化学品（次氯酸钠、液碱、丙酮）运输可能发生交通碰撞、翻车、储罐、阀门破裂，危险货物重大泄漏，造成人员伤亡、环境危害事故。2.2.3 机械伤害 机械设备部件或工具直接与人体接触可能引起夹击、卷入、割刺等危险。该项目中使用的传动设备，机泵转动设备，如果防护不当或在检修时误启动可能造成机械伤害事故。 机械伤害事故的原因： 1）检修、检查或操作过程中忽视安全措施，如违章带电检修等。 2）设备缺乏安全防护装置。 3）包括操作不当或设备故障造成的绞伤、划伤、碰伤和摔伤等；2.2.4 触电 触电事故的种类有：人直接与带电体接触、与绝缘损坏的电气设备接触、与带电体的距离小于安全距离、跨步电压触电。 从安全角度考虑，电气事故主要包括由电流、电磁场和某些电路故障等直接或间接造成的人员伤亡、设备损坏以及引起火灾事故等。 该项目在工作过程中，如果作业人员不能按照电气工作安全操作规程进行操作或缺乏安全用电常识，以及设备本身故障等原因，均可能造成危险事故的发生。该项目中存在的主要电气危险因素如下： 1）设备故障：可造成人员伤害及财产损失。 2）输电线路故障：如线路断路、短路等可造成触电事故或设备损坏。 3）带电体裸露：设备或线路绝缘性能不良造成人员伤害。 4）电气设备或输电线路短路或故障造成的监控失灵或电气火灾。 5）工作人员对电气设备的误操作引发的事故。 非电气人员进行电气作业，电气设备标识不明等，可能发生触电事故或带负荷拉闸引起电弧烧伤，并可能引起二次事故。2.2.5灼烫 由于生产过程需采用次氯酸钠、液碱洗涤乙炔气体，当接触人体会发生化学灼、烫伤，当接触电石时，人体汗液与电石发生放热，容易造成意外灼、烫伤事故。本项目使用的原材料次氯酸钠、氢氧化钠、均为强腐蚀性物质，人体接触可导致化学灼伤。导致人员化学灼伤的主要途径如下。 进入设备内检修或拆装管道时，残液造成人员中毒或化学灼伤。 次氯酸钠、氢氧化钠、以及丙酮专用输送泵、阀门等密封填料或连接件法兰泄漏，逸出腐蚀性物料，接触到人体发生化学灼伤。 输送泵检修拆开时残液喷出，造成人员化学灼伤。 泵运行过程中机械件损坏造成泵体损坏，发生泄漏，引起人员化学灼伤。 次氯酸钠、氢氧化钠等物料卸车时泄漏物接触造成人员化学灼伤。 采用移动软管加次氯酸钠、碱液体物料到设备或操作失误，或软管破裂、软管与物料槽灌出口连接脱落造成次氯酸钠、碱液体物料喷出或外溢，导致操作人员化学灼伤。2.2.6火灾 该项目乙炔、丙酮属火建规火险分级甲类，遇火源或与禁忌物接触可发生剧烈反应引发火灾或爆炸，与可燃物接触遇点火源可燃烧导致火灾事故。因此，在生产区和包装场所、储库区应严禁放置禁忌物和可燃物质，禁止烟火和违规用火、动火。电石遇水可发生燃烧爆炸。该项目存在的点火源主要包括明火、雷电、静电、电气火花、撞击摩擦火花等。 明火：主要是检修动火、吸烟等，项目检修主要有电气焊动火等；另外，机动车辆尾气排放管带火也是点火源之一。 雷电和静电：该项目存在雷击危险。雷击放电、雷击产生高温、产生的感应电是一个主要的点火源，尤其是球状雷，目前尚无有效的防范措施。该装置原料、产品等在流动时均可能产生静电， 人体本身也带有静电，而且静电潜伏性强，不易被人们察觉。 电气火花：该装置区使用的电气设备未达到DC2（B4d）防爆等级，由于电机不防爆或安装不合理，电接点接触不良、线路短路等产生电火花。电气引起的火灾明显增多。在易燃易爆物存在的场合，点火源越多，火灾危险性越大。 撞击摩擦热：主要是操作、检修过程使用的工具产生撞击火花。2.2.7高处坠落 该项目设置有厂房平台、罐设备等，配套设置了楼梯、操作平台，这些梯、台设施为作业人员巡检和检修等作业需要提供了方便，成为检查、测量及其他作业时经常通行或滞留的地方。但是同时因位于高处，也就同时具备了一定势能，因而也就存在着一定的危险高处作业的危险。这些距工作面3m左右的高处作业的平台、扶梯、走道护梯等处，若损坏、松动、打滑或不符合规范要求等，当作业人员在操作或巡检时不慎、失去平衡、踏空等，均有可能造成高处坠落的危险。 此外，为了设备检修作业时的需要，常常须要进行高处作业，有时还须临时搭梯或脚手架，往往因高处作业人员没有遵守相位的安全规定等，而发生高处坠落事故。2.2.8 其它爆炸 该项目涉及压力容器和低压工业管道，若没有设置应有的安全装置，如安全泄压装置，安全阀、防爆板等，设备或管道就有可能发生超压而无法及时泄压，或主要工业装置、管道腐蚀，耐压强度降低，均可导致物理爆炸事故发生。2.2.9中毒和窒息该项目可能引起中毒的物质是乙炔、丙酮、特别是溶解乙炔产物中残留杂质硫化氢、磷化氢等剧毒物质尤为更要防范。中毒途径一般为吸入、皮肤接触大量吸收或误服。此外，次氯酸钠受高热分解生产有毒腐蚀性烟气吸入，可导致呼吸道化学灼伤和中毒。2.3职业危险有害因素分析2.3.1高温与热辐射 夏季工人长时间处于高温环境下工作，会心情烦躁、大量排汗、注意力不易集中、肌肉易疲劳、动作的准确性和协调性降低、反应迟钝，工作能力下降、发生急性中暑。还可能造成心肌肥大、高血压、消化道疾病、肾功能受损等。高温危害程度与气温、湿度、气流、辐射热和人体热耐受性有关。2.3.2噪音危害 生产装置中有乙炔压缩机、泵等转动设备，如出现故障或润滑不好，以及长时间在附近操作，会产生噪音伤害；另外气体灌充及检测、维修时泄放气、装卸钢瓶发生碰撞也产生噪声源。在噪声较大的岗位，操作工人须带耳套以降低噪声危险。2.3.3粉尘危害在乙炔发生器加料过程中吸入大量的CaC2粉尘，可造成肺水肿等职业危害。为防止发生粉尘危害，操作工人在作业过程中应穿长袖衬衫，戴防尘口罩，戴护目镜，重点保护眼睛、皮肤和呼吸道。 由前所述，该工艺可能存在的所有危险有害因素见表2-2：表2-2 危险有害因素小结固有危险生产过程危险源职业危险有害因素1乙炔物体打击高温与热辐射2电石车辆伤害噪音危害3丙酮机械伤害粉尘危害4硫酸触电5氢氧化钠灼伤6磷化氢火灾7硫化氢高处坠落8其他爆炸9中毒和窒息 通过对电石法生产乙炔工艺进行简单的介绍和初步的危险源辨识，分析出该工艺存在乙炔、电石、丙酮等固有危险，火灾、爆炸、高处坠落、机械伤害等生产过程危险因素以及高温热辐射、粉尘伤害等职业危险有害因素；其中发生器所包含的危险有害因素较多，需进一步分析，下一章选择对乙炔发生器进行故障类型及影响分析的定性分析、乙炔发生器火灾爆炸这一顶上事件进行事故树的定量分析，最后针对分析的结果提出安全技术和安全管理措施，达到分析的目的。第三章 定性分析与定量分析 在系统寿命不同阶段的危险因素辨识中，应该选择相应的系统安全分析方法。例如，在系统的开发、设计初期，可以应用预先危险性分析方法；在系统运行阶段，可以应用危险性和可操作性研究、故障类型和影响分析等方法进行详细分析，或者应用事件树分析、事故树分析或因果分析等方法对特定的事故或系统故障进行详细分析。 各种安全分析方法的总结比较见表3-1。表3-1 各种安全分析方法的总结与比较方法特点优点缺点适用场合安全检查表以提问或现场观查方式确定各检查项目的状况简单，易掌握只能获得定性的评价结果只能对于现役系统和设备预先危险分析确定系统的危险性、找出FMEA及故障树分析内的重叠诸因素必要的第一步无系统或设备研制的初期，对于现役的系统或设备也可采用该方法进行安全性评价故障类型法考虑每一部件的所有各种失效模式，以硬件为对象易于理解，使广泛采用的标准化方法，无争议，不用数学只能用于考虑非危险失效，花费时间，一般不能考虑各种失效综合效应与人的因素可以用于系统或设备的设计、运行阶段危险可操作性研究法系FMEA方法的引申，集中考虑了工厂主要变量变化时的原因与后果分析适用于大型化工厂此方法尚未标准化适用于设计阶段，又适用于现有的生产装置事件树分析法由初因事件出发考察由此引起的不同事件链可用于找出由于一种失效所引起的总后果或不同的各种后果只能用成功或失败来描述事件的发展状态不用于详细分析故障树分析法由初因事件开始找出引起此事件的各种失效的组合是被广泛采用的方法，最适用于找出各种失效事件之间的关系大型故障树很难绘制，且与系统流程图毫无相似之处，同时在数学上往往非单一解，包含复杂的逻辑关系适用于系统安全分析与事故分析，系统在设计、维修、运行各个重要阶段的重要度分析和灵敏度分析因果分析法由一致命事件出发向前用后果树分析，向后用故障树分析非常灵活，可以包罗一切可能性，易于文件化，可以清楚的表明因果关系因果图比较复杂，此方法具有与故障树方法相同的缺点定量分析危险指数评价法以系统中的危险物质和工艺为评价对象，将影响事故频率和事故后果的各因素指标化，在利用一定的数学模型综合处理这些指标，从而评价系统的危险程度操作简单，应用广泛各种指标的层次关系及确定方法缺乏足够的理论依据，而且采用主观意识和经验成分较重的评价方法来确定指标的具体取值适用于化工厂人的可靠性分析方法通过观察、调查、谈话、失误、记录、模拟分析确定在某一人机系统中人的行为特性，从而确定人为失误概率 是系统风险评价的一部分过高的评价人为失误的概率设备的可靠性较高的复杂系统中，当人的十五对系统的影响较大时，需要进行该项评价概率风险评价技术既可以分析细茸事故原因，又可以定量评价系统风险的大小有充足的理论依据，能描述系统的不确定性，分析结果可靠比较复杂，计算费时、费力系统和设备的定量风险评价基于可信性的风险分析方法按两类危险可能发生的概率大小和发生后生成的后果来度量风险一种半定量的评价方法，方法简单评价者的主观因素和经验将影响到评价结果新建项目基于可拓方法的风险评价采用模糊参数区间量化法，从而能很好的综合一些影响系统或装置风险大小的模糊因素能很好的综合一些影响系统或装置风险大小的模糊因素实际应用案例尚不多，待开发风险不同表述指标的综合3.1系统安全定性分析3.1.1定性方法的选择 故障类型及影响分析是一种归纳分析法，主要是对系统的各个组成部分，即子系统、组件、元件等进行分析，找出它们所能产生的故障及其类型，查明每种故障对系统的安全所带来的影响，判明故障的影响及重要度，以便采取措施予以防止和消除。 1）FMEA分析程序 （1）调查所分析系统的情况，收集整理资料。 （2）危险源初步辨识。 （3）故障类型、影响及组成因素分析。 （4）故障危险程度和发生概率分析。 （5）检测方法与预防措施。 （6）按故障危险程度与概率大小，分先后次序，轻重缓急地逐项采取预防措施。2）FMEA特点：以硬件为对象，考虑每一部件的所有各种失效模式。 因为乙炔发生器是乙炔生产的关键机械设备，且存在很多危险有害隐患，需要对其进行一个详尽的分析，所以采用故障类型及影响分析。3.1.2 定性分析方法的应用乙炔发生器是利用电石和水相互作用制取乙炔的设备，是乙炔生产的关键设备。由于乙炔发生器是主要的机械设备，本文采用故障类型及影响分析法对乙炔发生器存在的故障类型及其对子系统、系统的影响进行分析，并提出相应的安全对策措施，为企业消除事故及安全生产提供可靠保障。 表3-2发生器的故障类型及影响分析表子系统故障类型故障影响危险度采取措施对子系统影响对系统影响发生器 安全水封无液面跑气发生器排空管发热III加高安全水封液面安全水封液面太低安全水封跑水乙炔压力达不到标准III 提高安全水封液面电动葫芦电线冒火花加料时燃烧或爆炸爆炸事故I 检修电气部件电石含杂质量大发生器乙炔纯度下降产品不合格 III好次搭配使用电石块度大电磁振动器输送量变小反应速度减慢，生成量小IV调整电石块度电石块度过大排出电石出来管路堵塞 II通知原料岗位调节块度电石块太大电磁振动器不能振动下料反应中断II通知破碎岗位调节块度电石质量差，加料多排出电石出来管路堵塞 II提高发生温度，减慢加料速度电石质量差，未反应完，进入 渣浆箱堵塞排渣口排渣不出反应缓慢，乙炔纯度下降III加水冲稀渣浆按时排渣电振器下料槽角度太小电磁振动器不能振动下料反应中断II调节角度吊斗与加料斗碰撞或电石摩擦产生火花加料时燃烧或爆炸爆炸事故I 开放空阀，用氮气或CO2灭火，并发出警报二级管硅整流器击穿或电控制系统故障。电磁振动器不能振动下料反应中断II找电工修理发生器大量排渣且逆水封液面高发生器压力低或负压反应缓慢，乙炔产量低 III减少排渣，多加水，维持正压，放低逆水封液面发生器的安全水封低跑气发生器压力低或负压反应缓慢，乙炔产量低 III加高安全水封液面发生器内液面低溢流管跑气III加高发生器液面发生器上的氮气阀漏气或加料后氮气阀未关严发生器乙炔纯度下降产品不合格 III关严氮气阀发生器下部加水阀开得太大溢流管冲水阀未关发生器温度偏低III关闭溢流管冲水阀关下部回收水阀发生器压力高溢流管跑气III调节给料量发生器液面过高下贮斗温度高疏通溢流管，多排渣降低液面发生器液位过低，发生器内气体进入贮斗电石贮斗乙炔压力高，使胶圈炸开 III维持正常液位1/2放空阀门漏气或未关严发生器排空管发 热III关严或停车后更换隔板下料间隙太小被渣浆堵塞排渣不出反应缓慢，乙炔纯度下降III调整间隙硅铁等卡住电磁振动器不能振动下料反应中断II调整破碎机间隙硅铁轧住加料时漏乙炔气造成人员中毒伤亡I 停车处理硅整流器击穿电磁振动器输送量变小反应速度减慢，生成量小IV电工修理合成流量大，乙炔总管积水发生器压力低或负压反应缓慢，乙炔产量低 III及时加料加料不及时，或电石发气量低发生器压力低或负压反应缓慢，乙炔产量低 III放干总管积水加料阀变形损坏加料时漏乙炔气造成人员中毒伤亡I 停车检修加料阀橡皮圈损坏加料时漏乙炔气造成人员中毒伤亡I 停车调换加料阀泄漏加料时燃烧或爆炸爆炸事故I 发生器停车，检修加料阀加料量大发生器内压力高，安全水封跑气压力达到一定限度，易发生爆炸IV调小加料量加料前贮斗内乙炔未排净加料时燃烧或爆炸爆炸事故I 加强排气加料时排氮阀门开得太大,氮气串入发生器发生器乙炔纯度下降产品不合格 III控制好阀门开度加料通氮气压力过大，氮气进入发生器，使正水封液面过高发生器内压力高，安全水封跑气压力达到一定限度，易发生爆炸II关小氮气阀，放低正水封液面加水量太大发生器温度偏低反应速度慢III关小水量加水量小发生器温度升高反应加快II加大水量减速机缺油或齿轮卡坏发生器搅拌有异常响声机械磨损，可能发生物理爆炸II检修减速机搅拌耙齿拉杆断发生器搅拌有异常响声机械磨损，可能发生物理爆炸II停车修理冷却塔液面高发生器内压力高，安全水封跑气压力达到一定限度，易发生爆炸II降低冷却塔液面料斗无料发生器温度偏低反应速度慢III通知加料工加料逆水封液面过高发生器压力低或负压反应缓慢，乙炔产量低 III放低逆水封液面排氮不彻底加料时料斗燃烧爆炸爆炸事故I 通大量氮气或用灭火器灭火排渣次数太多，排量太多排出电石出来管路堵塞 II延长排渣时间，减少排渣量排渣考克或发生器锥口被矽铁或杂物堵死排渣不出反应缓慢，乙炔纯度下降III停车处理排渣量过大发生器液面过高或过低II加高发生器液面排渣箱内水阀未开或太小排出电石出来管路堵塞 II打开水阀准确控制加水量的大小旁路阀未关，自控未起作用发生器温度偏低反应速度慢III关旁路阀平衡管堵塞或放空管堵塞溢流管不畅通管路堵塞，生产中断II停车清理气柜的乙炔总管积水发生器内压力高，安全水封跑气压力达到一定限度，易发生爆炸II排干总管积水输送槽内有电石粘结块堵塞电磁振动器输送量变小反应速度减慢，生成量小IV停车清理水洗塔内液面太高安全水封跑水乙炔压力达不到标准III 降低液面四个吊杆太紧电磁振动器不能振动下料反应中断II松动吊杆送气量大，合成突然降量发生器内压力高，安全水封跑气压力达到一定限度，易发生爆炸II停止加料温度计或自控失灵发生器温度升高反应加快II请仪表工检查修理物料筒被堵塞不下料电磁振动器输送量变小反应速度减慢，生成量小IV疏通物料筒物料筒内电石架桥不下料与水蒸汽反应电石贮斗乙炔压力高，使胶圈炸开 III敲物料筒使之下料打开贮斗上的排空阀减少压力矽铁多且较大发生器搅拌有异常响声机械磨损，可能发生物理爆炸II停车处理下贮斗的蝶阀漏气，电石温度太高加料时料斗燃烧爆炸爆炸事故I 修理下贮斗蝶阀，停止使用高温电石下贮斗内电石被卡住电磁振动器不能振动下料反应中断II用木锤敲击，或发生器停车处理乙炔气柜总管积水安全水封跑水乙炔压力达不到标准III 放掉积水溢流不通使发生器液面上升到加料槽电石贮斗乙炔压力高，使胶圈炸开 III疏通溢流管，维持正常液位1/2溢流管不畅通发生器液面过高或过低反应加快II用水冲洗溢流管夹套溢流管不畅通发生器温度升高II进行排渣和清洗溢流管不通，发生器液面高发生器内压力高，安全水封跑气压力达到一定限度，易发生爆炸II冲洗溢流管，降低发生器液面溢流管的气相平衡管堵死，溢流抽空发生器液面发生器压力低或负压反应缓慢，乙炔产量低 III加大水量，保持液面，疏通破坏虹吸的排空管和发生器压力平衡的管道溢流管夹套中有杂物堵塞溢流管不畅通管路堵塞，生产中断II停车拆下清理疏通溢流管平衡阀未打开发生器液面过高或过低II开溢流管平衡阀溢流管太低溢流管跑气III加高溢流管位置溢流管渣浆过浓，管口堵塞或结垢严重溢流管不畅通管路堵塞，生产中断II用水冲洗，停车处理，消除结垢振动电流开得太小电磁振动器输送量变小反应速度减慢，生成量小IV加大振动电流正水封液面过高安全水封跑水乙炔压力达不到标准III 降低液面贮斗碟阀不严，加料排氮时,氮气漏进发生器发生器乙炔纯度下降产品不合格 III调节或更换碟阀胶圈贮斗活门漏气下贮斗温度高修理贮斗活门3.2 系统安全定量分析3.2.1 定量分析方法的选择 事故树分析是对既定的生产系统或作业中可能出现的事故条件及可能导致的灾害后果，按工艺流程、先后次序和因果关系绘成程序方框图，表示导致灾害、伤害事故（不希望事件）的各种因素之间的逻辑关系，它由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全问题或系统的运行功能问题，并为判断灾害、伤害的发生途径及与灾害、伤害之间的关系，提供一种最形象、最简洁的表达形式。 事故树分析步骤见图3-1： 图3-1 事故树分析步骤3.2.2 定量分析方法的应用 （1）确定顶上事件-乙炔发生器火灾爆炸乙炔发生器是一种有火灾爆炸危险的设备。采用事故树分析法对电石入水式低压乙炔发生器火灾、爆炸事件进行分析，进而提出了相应的对策措施，为企业消除事故及安全生产提供可靠保障。 （2）绘制事故图 通过之前对电石法生产工艺的简单介绍，危险源的初步辨识，参考以往事故的分析结论以及相关的法律法规、技术标准等，绘制事故数如图： 乙炔发生器发生爆炸事故树见图3-2：图3-2 乙炔发生器发生爆炸事故树 （3）最小割集 采用布尔代数对事故树进行简化，得到如下50个最小割集： （4）结构重要度分析 得到结构重要度顺序为：这个顺序说明明火、静电火花、电火花、撞击火花、雷击火花等因素的结构重要度最大，其次为空气通过各种途径进入乙炔反应器或乙炔通过各种途径泄漏等因素的结构重要度较大，需要我们采取针对措施，防止事故发生。 （5）概率重要度分析 由于本事故树比较复杂，采用近似法求顶上事件的发生概率及结构函数。 1）顶上事件结构函数：顶上事件2 2)顶上事件发生概率 其中：则 3) 概率重要度系数 所以概率重要度排序为这个顺序说明超温、高压等因素引起的分解爆炸的概率重要度最大，其次为空气通过各种途径进入乙炔反应器或乙炔通过各种途径泄漏而形成爆炸性混合物以及各种激发能量的存在而造成的混合气体爆炸的概率重要度较大，需要我们采取针对措施，防止事故发生。4） 临界重要度分析临界重要度系数为： 所以临界重要度排序为 这个顺序说明超温、高压等因素引起的分解爆炸的临界重要度最大，其次为空气通过各种途径进入乙炔反应器或乙炔通过各种途径泄漏而形成爆炸性混合物以及各种激发能量的存在而造成的混合气体爆炸的临界重要度较大，需要我们采取针对措施，防止事故发生。 5）小结1 由概率重要度、临界重要度知，炔金属爆炸的重要度最低，因为其发生的概率最低，敏感度也最低。2 由明火、静电火花、电火花、撞击火花、雷击火花等因素概率重要度系数相等可知，概率重要度并不取决于自身的概率值大小，而取决于它所在的最小割集中其他基本事件的概率积的大小以及它在各个最小割集中重复出现的次数。3 临界重要度与概率重要度相比，空气通过各种途径进入乙炔反应器或乙炔通过各种途径泄漏等因素的重要程度下降了，这是因为它的发生概率较小。4 由临界重要度可知，高温、超压引起的分解爆炸最重要，因此，我们应在检查监督及采取措施方面将其放在重要位置。具体措施将在第四章系统的分析。3.3总结 通过对发生器可能存在的故障类型和其可能对系统造成的影响的定性分析，以及对发生器火灾爆炸的事故树定量分析，得出高温高压引起的分解爆炸，明火、静电火花、电火花、撞击火花、雷击火花等因素引起的混合气体爆炸的严重度较高，应引起企业的重视，做好防范措施，加强检查监督的安全管理，完善事故应急预案，降低事故的危害。第四章 安全对策措施4.1 安全技术对策措施 4.1.1 防火与防爆对策措施防火防爆是企业安全生产的重点，应从多方面采取措施，消除可能引起燃烧爆炸的危险因素。防止火灾、爆炸事故发生。 1）总图布置及防火间距安全对策措施 （1）生产车间与仓库内不得设置宿舍，职工宿舍应与以上场所保持安全距离。使用有毒物质的作业场所应与生活场所分开，作业场所不得住人。 （2）生产车间和甲类仓库与架空电力线的最近水平距离不应小于电杆（塔）高度的1.5倍。 2）建筑物结构对策措施各类建筑物的耐火等