5a 防火防爆技术(96).ppt

第三章防火防爆技术 第一节燃烧与爆炸的基础知识第二节火灾爆炸危险性分析第三节点火源的控制第四节火灾爆炸危险物质的处理第五节工艺参数的安全控制第六节火灾及爆炸蔓延的控制第七节消防安全 2 第一节燃烧与爆炸的基础知识 一 燃烧的基础知识1 什么是燃烧 燃烧是一种复杂的物理化学过程 同时伴有发光 发热激烈的氧化反应 其特征是发光 发热 生成新物质 3 2 燃烧的条件 1 可燃物质凡能与空气 氧气或其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质 都可称为可燃物质 可燃物质种类繁多 按物理状态可分为气态 液态和固态三类 4 2 助燃物质凡是具有较强的氧化能力 能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质均称为助燃物 5 3 点火源凡能引起可燃物质燃烧的能源均可称之为点火源 常见的点火源有明火 电火花 炽热物体等 6 注意 可燃物 助燃物和点火源是导致燃烧必要非充分条件 上述 三要素 同时存在 燃烧能否实现 还要看是否满足量上的要求 在燃烧过程中 当 三要素 的量发生改变时 也会使燃烧速度改变甚至停止燃烧 7 3 燃烧过程 8 a 混合燃烧可燃性气体预先同空气 或氧气 混合 而后进行的燃烧即为混合燃烧b 扩散燃烧若可燃性气体与周围空气一边混合一边燃烧 则称为扩散燃烧 1 可燃性气体的燃烧 9 a 蒸发燃烧液体蒸发产生的蒸气进行燃烧叫蒸发燃烧 b 分解燃烧难挥发可燃液体的燃烧是受热后分解产生的可燃性气体进行燃烧 称为分解燃烧 2 可燃液体的燃烧 10 a 火焰型燃烧固体燃烧一般有火焰产生 故又称火焰型燃烧 b 表面燃烧当可燃固体燃烧到最后 分解不出可燃气体时 就剩下炭 此时没有可见火焰 燃烧转为表面燃烧或叫均热型燃烧 3 可燃固体燃烧 11 b 表面燃烧当可燃固体燃烧到最后 分解不出可燃气体时 就剩下炭 此时没有可见火焰 燃烧转为表面燃烧或叫均热型燃烧 12 4 燃烧的特征参数1 燃烧温度可燃物质燃烧时所放出的热量 部分被火焰辐射散失 而大部分则消耗在加热燃烧上 由于可燃物质所产生的热量是在火焰燃烧区域内析出的 因而火焰温度也就是燃烧温度 13 2 燃烧速度a 气体的燃烧速度气体的燃烧性能常以火焰传播速率来表征 火焰传播速率有时也称为燃烧速率 燃烧速率是指燃烧表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃烧部分传播的速率 14 管道中气体的燃烧速率与管径有关 当管径小于某个小的量值时 火焰在管中不传播 若管径大于这个小的量值 火焰传播速率随管径的增加而增加 但当管径增加到某个量值时 火焰传播速率便不再增加 此时即为最大燃烧速率 表某些气体在空气中的火焰传播速度 15 b 液体的燃烧速度液体燃烧速率取决于液体的蒸发 16 表不同液体的燃烧速率 17 c 固体的燃烧速率固体燃烧速率 一般要小于可燃液体和可燃气体 不同固体物质的燃烧速率有很大差异 18 3 热值指单位质量的可燃物质在完全烧尽时所放出的热量 可燃物质燃烧爆炸时所达到的最高温度 最高压力及爆炸力等均与物质的热值有关 19 表某些可燃气体的热值 20 二 爆炸的基础知识爆炸指物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象 21 1 爆炸的分类1 按爆炸能量来源分a 物理爆炸指由物理因素 如温度 体积 压力 变化而引起的爆炸现象 22 b 化学性爆炸指使物质在短时间内完成化学反应 同时产生大量气体和能量而引起的爆炸现象 物质的化学成分和化学性质在化学爆炸后均发生了质的变化 23 2 按爆炸的瞬时燃烧速度分 轻爆物质爆炸时的燃烧速度为每秒数米 爆炸时无多大破坏力 声响也不大 爆炸物质爆炸时的燃烧速度为每秒数十几米至数百米 爆炸时能在爆炸点引起压力激增 有较大的破坏力 有震耳的声响 24 爆轰物质爆炸的燃烧速度为每秒1000 7000m 爆轰时的特点是突然引起极高压力 并产生超音速的 冲击波 25 2 化学性爆炸物质依照爆炸时所进行的化学变化 化学性爆炸物质可分为以下几种 1 简单分解的爆炸物这类物质在爆炸时分解为元素 并在分解为元素的反应过程中产生热量 26 2 复杂分解的爆炸物这类物质包括各种含氧炸药 其危险性较简单分解的爆炸物稍小 含氧炸药在发生爆炸时伴有燃烧反应 燃烧所需的氧由物质本身分解供给 如苦味酸 TNT 烟花爆竹等都属于此类 27 3 可燃性混合物是指由可燃物质与助燃物质组成的爆炸物质 所有可燃气体 蒸气和可燃粉尘与空气 或氧 组成的混合物均属此类 28 3 常见爆炸类型1 气体爆炸 纯组元气体分解爆炸具有分解爆炸特性的气体分解时可以产生相当数量的热量 29 混合气体爆炸可燃气体或蒸汽与空气按一定比例均匀混合 而后点燃 在这样的条件下 气体的燃烧就有可能达到爆炸的程度 这时的气体或蒸汽与空气的混合物 称为爆炸性混合物 30 2 粉尘爆炸粉尘爆炸是粉尘粒子表面和氧作用的结果 3 熔盐池爆炸大多是由于管理和操作人员对熔盐池的潜在危险疏于认识引起的 机械故障 人员失误 或者两者的复合作用 都有可能导致熔盐池爆炸 31 第二节火灾爆炸危险性分析 一 生产和贮存的火灾爆炸危险性分析化工生产中的火灾爆炸危险性分为五类 甲 乙 丙 丁 戊 生产或贮存物品的火灾危险性分类 是确定建构筑物的耐火等级 布置工艺装置 选择电气设备类型以及采取防火防爆措施的重要依据 32 表火灾爆炸危险性分类 33 二 爆炸和火灾危险场所的区域划分 表爆炸和火灾危险场所的区域划分 34 第三节点火源的控制 点火源指能够使可燃物与助燃物 包括某些爆炸性物质 发生燃烧或爆炸的能量来源 根据产生能量的方式的不同 点火源可分成八类 明火 高温物体 电火花及电弧 静电火花 撞击与摩擦 绝热压缩 光线照射与聚焦 化学反应放热 35 一 明火的点燃及其控制对策1 加热用火的控制加热易燃液体时 应尽量避免采用明火 如果必须采用明火 则设备应严格密闭 并定期检查 防止泄漏 工艺装置中明火设备的布置 应远离可能泄漏的可燃气体或蒸汽 气 的工艺设备及贮罐区 在积存有可燃气体 蒸气的地沟 深坑 下水道内及其附近 没有消除危险之前 不能进行明火作业 36 2 维修用火的控制在有火灾爆炸危险的厂房内 应尽量避免焊割作业 必须进行切割或焊割作业时 应严格执行动火安全规定 37 二 高温物体及其控制对策所谓高温物体一般是指在一定环境中向可燃物传递热量 能够导致可燃物着火的具有较高温度的物体 38 对高温物体的常见控制对策1 铁皮烟囱应避免烟囱靠近可燃物 烟囱通过可燃材料时应用耐火材料隔离 39 2 发动机排气管在汽车进入棉 麻 纸张 粉尘等易燃物品储存场所时 应保证路面清洁 防止排气管高温表面点燃易燃物品 40 3 烟头在储运或加工易燃物品的场所 应采取有效的管理措施 设置 禁止吸烟 安全标志 严防有人吸烟 乱扔烟头 41 4 焊割作业金属熔渣在动火焊接检修设备时 应办理动火证 动火前应撤除或遮盖焊接点下方和周围的可燃物品和设备 以防焊接飞散出的熔渣点燃可燃物 42 5 照明灯在有易燃物品的场所 照明灯下方不应堆放易燃物品 在散发可燃气体和可燃蒸气的场所 应选用防爆照明灯具 43 三 电火花及其控制对策常见的电火花有 电气开关开启或关闭时发出的火花 短路火花 漏电火花 接触不良火花 继电器接点开闭时发出的火花 电动机整流子或滑环等器件上接点开闭时发出的火花 过负荷或短路时保险丝熔断产生的火花 电焊时的电弧 雷击电弧 静电放电火花等 44 1 防雷电主要对策1 对直击雷采用避雷针 避雷线 避雷带 避雷网等 引导雷电进入大地 使建筑物 设备 物资及人员免遭雷击 预防火灾爆炸事故的发生 45 2 对雷电感应 应采取将建筑物内的金属设备与管道以及结构钢筋等予以接地的措施 以防放电火花引起火灾爆炸事故 46 3 对雷电侵入波应采用阀型避雷器 管型避雷器 保护间隙避雷器 进户线接地等保护装置 预防电气设备因雷电侵入波影响造成过电压 避免击毁设备 防止火灾爆炸事故 保证电气设备的正常运行 47 2 防静电火花的主要对策1 采用导电体接地消除静电 2 在爆炸危险场所 可向地面洒水或喷水蒸气等 通过增湿法防止电介质物料带静电 3 绝缘体 如塑料 橡胶 中加入抗静电剂 使其增加吸湿性或离子性而变成导电体 再通过接地消除静电 48 3 防爆电气设备类型及标志 49 四 静电及其控制对策1 静电引发火灾和爆炸的条件 1 空间有爆炸混合物存在 2 有产生静电的工艺条件或操作过程 3 静电得以积累并达到相当程度 以使介质间的局部电场被击穿 4 静电放电火花能量达到爆炸混合物的最小点燃能量 50 2 静电控制间接措施消除周围环境的爆炸危险性是通常采用的防爆措施 用不可燃介质取代易燃介质 并改善加强通风条件 以降低爆炸性混合物的浓度 或者充填不活泼气体 以降低含氧量等措施 51 直接措施适当选择材料 改革制造工艺设备和降低生产工具磨擦速度或相对运动的速度 消除杂质以消除附加静电等 接地 增湿 应用抗静电剂 采用各种静电消除器等 52 第四节火灾爆炸危险物质的处理 为了防火防爆安全 对火灾爆炸危险性比较大的物料 应该采取安全措施 应首先考虑通过工艺改进 用危险性小的物料代替火灾爆炸危险性比较大的物料 如果不具备上述条件 则应该根据物料的燃烧爆炸性能采取相应的措施 如密闭或通风 惰性介质保护 降低物料蒸气浓度 减压操作以及其他能提高安全性的措施 53 一 用难燃或不燃溶剂代替可燃溶剂在萃取 吸收等单元操作中 用燃烧性能较差的溶剂代替易燃溶剂 会显著改善操作的安全性 54 二 根据燃烧性物质的特性分别处理遇空气或遇水燃烧的物质 应该隔绝空气或采取防水 防潮措施 以免燃烧或爆炸事故发生 燃烧性物质不能与性质相抵触的物质混存 混用 遇酸 碱有分解爆炸危险的物质应该防止与酸碱接触 燃烧性液体或气体 根据它们的闪点 爆炸范围 扩散性等采取相应的防火防爆措施 55 三 密闭和通风措施1 密闭措施2 通风措施 56 四 惰性介质的惰化和稀释作用1 惰性气体保护作用2 惰性气体用量 57 五 减压操作爆炸下限下的易燃蒸气的分压即为减压操作的安全压力 减压操作应用的实质上是爆炸下限下的质量浓度 58 第五节工艺参数的安全控制 一 反应温度控制1 控制反应温度a 夹套冷却 内蛇管冷却等 b 稀释剂回流冷却c 惰性气体循环冷却e 采用一些特殊结构的反应器或在工艺上采取一些措施 f 加入其他介质 如通入水蒸气带走部分反应热 59 2 防止搅拌中断加料前必须开动搅拌 防止物料积存 生产过程中 若由于停电 搅拌机械发生故障等造成搅拌中断时 加料应立即停止 并且应当采取有效的降温措施 对因搅拌中断可能引起事故的反应装置 应当采取防止搅拌中断的措施 60 3 正确选择传热介质1 避免使用性质与反应物料相抵触的介质2 防止传热面结垢3 传热介质使用安全 61 二 投料控制1 投料速度控制2 投料配比3 投料顺序4 原料纯度5 投料量6 过反应的控制 62 三 溢料和泄漏的控制1 溢料控制稳定加料量 平稳操作 在工艺上可采取真空消泡的措施 通过调节合理的真空度来消除泡沫 在工艺允许的情况下加入消泡剂消减泡沫 在配料操作中可通过调节配料温度和配料糟的搅拌强度 63 2 泄漏的控制为杜绝跑 冒 滴 漏 须加强操作人员和维修人员的责任心和技术培训 稳定工艺操作 提高检修质量 保证设备完好率 降低泄漏率 防止误操作 64 四 自动控制与安全保护装置1 自动控制自动控制系统按其功能分为以下四类 a 自动检测系统b 自动调节系统c 自动操纵系统d 自动讯号 联锁和保护系统 65 2 安全保护装置 1 信号报警装置在化学工业生产中 可配置信号报警装置 情况失常时发出警告 以便及时采取措施消除隐患 报警装置与测量仪表连接 用声 光或颜色示警 2 保险装置保险装置在危险状态下自动消除危险或不正常状态 66 3 安全联锁装置联锁就是利用机械或电气控制依次接通各个仪器和设备 使之彼此发生联系 达到安全运行的目的 安全联锁装置是对操作顺序有特定安全要求 防止误操作的一种安全装置 有机械联锁和电气联锁 67 3 6火灾及爆炸蔓延的控制 一 隔离 露天布置 远距离操纵 一 分区隔离在总体设计时 应慎重考虑危险车间的布置位置 危险车间与其他车间或装置应保持一定的间距 充分估计相邻车间建筑物可能引起的相互影响 对个别危险性大的设备 可采用隔离操作和防护屏的方法使操作人员与生产设备隔离 68 二 露天布置为了便于有害气体的散发 减少因设备泄漏而造成易燃气体在厂房内积聚的危险性 宜将此类设备和装置布置在露天或半露天场所 对于露天安装的设备 应考虑气象条件对设备 工艺参数 操作人员健康的影响 并应有合理的夜间照明 69 三 远距离操纵在化工生产中 大多数的连续生产过程 都应进行远距离操纵 对热辐射高的设备及危险性大的反应装置 也应采取远距离操纵 远距离操纵主要由机械传动 气压传动 液压传动和电动操纵 70 二 防火与防爆安全装置1 阻火装置阻火设备包括阻火器 安全液封和单向阀等 其作用是防止外部火焰窜入有燃烧爆炸危险的设备 容器和管道 或阻止火焰在设备和管道间蔓延和扩散 71 1 阻火器阻火器的作用是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备 管道内或阻止火焰在设备 管道间蔓延 阻火器是应用火焰通过热导体的狭小孔隙时 由于热量损失而熄灭的原理设计制造 72 2 安全液封安全液封的阻火原理是液体封在进出口之间 一旦液封的一侧着火 火焰都将在液封处被熄灭 从而阻止火焰蔓延 一般安装在气体管道与生产设备或气柜之间 一般用水作为阻火介质 常用的安全液封有敞开式和封闭式两种 73 3 水封井水封井是安全液封的一种 使用在散发可燃气体和易燃液体蒸气等油污的污水管网上 可防止燃烧 爆炸沿污水管网蔓延扩展 水封井的水封液柱高度 不宜小于250mm 74 4 单向阀亦称止逆阀 止回阀 生产中常用于只允许流体在一定的方向流动 阻止在流体压力下降时返回生产流程 75 5 火星熄灭器也叫防火帽 一般安装在产生火花 星 设备的排空系统上 以防飞出的火星引燃周围的易燃物料 76 1 安全阀泄压报警 2 防爆泄压装置 77 2 爆破片 78 3 防爆门 79 4 放空管在某些极其危险的化工生产设备上 为防止可能出现的超温 超压 爆炸等事故的发生 宜设置自动或就地手控紧急放空管 另放空口应在防雷保护范围内 为防静电 放空管应有良好的接地设施 80 第七节消防安全 灭火的基本方法 降低燃烧物的温度 冷却灭火法 减少空气中的含氧量 窒息灭火法 隔离与火源相近的可燃物 隔离灭火法 消除燃烧中的游离基 抑制灭火法 81 1 冷却灭火法冷却灭火法 就是将灭火剂直接喷洒在燃烧着的物体上 将可燃物的温度降低到燃点以下 从而使燃烧终止 82 2 隔离灭火法隔离灭火法 就是将燃烧物体与附近的可燃物质隔离或疏散开 使燃烧停止 这种方法适用扑救各种固体 液体和气体火灾 83 3 窒息灭火法阻止空气流入燃烧区 或用不燃物质冲淡空气 使燃烧物质断绝氧气的助燃而熄灭 这种灭火方法适用扑救一些封闭式的空间和生产设备装置的火灾 84 4 抑制灭火法抑制灭火法 是将化学灭火剂喷入燃烧区使之参与燃烧的化学反应 从而使燃烧反应停止 85 三 消防设施1 消防站2 消防给水设施 1 消防给水管道 2 消火栓 3 化工生产装置区消防给水设施 86 二 灭火剂及其应用 1 水 1 灭火作用对燃烧物质冷却降温 从而减弱燃烧的强度 稀释燃烧区的氧 使火势减弱 对于水溶性可燃 易燃液体的火灾 如果允许用水扑救 水与可燃 易燃液体混和 可降低燃烧液体浓度以及燃烧区内可燃蒸气浓度 从而减弱燃烧强度 87 2 泡沫灭火剂泡沫灭火剂由发泡剂