4++火灾爆炸事故的技术预防措施——1.ppt

化工安全工程,4 火灾爆炸事故的技术预防措施(一),化工安全第4章 课程课件,2,预防事故发生的 “三E原则”,工程（Engineering）技术措施 物的不安全状态安全教育（Education）措施 人的不安全行为安全管理（Enforcement）措施 管理上的缺陷本章只介绍安全技术措施。,化工安全第4章 课程课件,3,工程技术措施主要有：,(1) 加大保险系数法“安全裕度”。(2) 取代高危险机物法。(3) 危害因素隔离法。(4) 能量屏障法。(5) 机电联锁法。(6) 安全距离法。 (7) 薄弱环节法。(8) 惰性介质保护法。(9) 个体劳动防护法。(10) 高危作业采用机械手或机器人。(11) 自动监测、报警系统。,化工安全第4章 课程课件,4,4 火灾爆炸事故的技术预防措施,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除4.2 防范明火与高温表面4.3 摩擦与撞击4.4 防止电气火花4.5 静电的危害及防范措施4.6 预防雷击的安全技术,化工安全第4章 课程课件,5,燃烧三要素,是防范火灾和灭火的基础知识,注意：着火的发生和持续，不仅仅是需要都有，而是要保持在一定范围内，不符合比例要求也不能发生或持续。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,6,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,4.1.1 取代或控制用量4.1.2 防止泄漏4.1.3 通风排气4.1.4 惰性化处理4.1.5 工艺参数的安全控制4.1.6 气体检测与报警（安全检测课程中介绍）4.1.7 排水暗沟爆炸性蒸气,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,7,4.1.1 取代或控制用量,在化学品的生产、使用、加工过程中，经常使用有机溶剂，多数有机溶剂属于易燃易爆化学品，其中还有一部分对人体有毒。在萃取、吸收等单元操作中，采用的多为易燃有机溶剂。用燃烧性能较差的代替易燃溶剂。选择燃烧危险性较小代替危险性大的沸点和蒸气压数据是重要依据。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,8,醋酸戊酯、丁醇、戊醇、乙二醇、氯苯、二甲苯等都是沸点在110以上燃烧危险性较小的液体。氯的甲烷及乙烯衍生物，如二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯等为不燃液体，在许多情况下可以用来代替可燃液体。在生产过程中不用或少用可燃可爆物质，这是一个“釜底抽薪”的办法，是为生产创造安全条件值得考虑的方法，但是这只有在工艺上可行的条件下才能实现。控制使用量，降低危险源的等级。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,9,4.1.2 防止泄漏,基本措施密闭或密封，防止泄漏。防止外泄具有压力的设备，应防止气体、液体或粉尘逸出；防止漏入真空设备，防止空气漏入设备内部。防止直接挥发开口的容器、破损的铁桶、容积较大且没有保护措施的玻璃瓶是不允许贮存易燃液体的；防止容器破碎不耐压的容器是不能贮存压缩气体和加压液体的。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,10,尽量少用法兰连接，多用焊接；气体、液体的管道无缝钢管；盛装具有腐蚀性介质的容器，底部尽可能不装阀门，腐蚀性液体应从顶部抽吸排出。尽量使用磁浮式液位计，如用玻璃管液位计。采用负压操作可防止爆炸性气体逸入厂房。,具体措施,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,11,注意密封垫的耐腐蚀、老化,12,13,低位高显,14,接触氧化剂如高锰酸钾、氯酸钾、硝酸铵、漂白粉等生产的传动装置部分的密闭性能必须良好；转动轴密封不严会使粉尘与油类接触；要定期清洗传动装置，及时更换润滑剂，防止粉尘渗进变速箱与润滑油相混，由于蜗轮、蜗杆摩擦生热而引发爆炸。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,15,4.1.3、通风排气,气体、蒸气或粉尘泄漏、渗漏到室内；完全依靠设备密闭，消除可燃物在厂房内的存在是不可能的;往往借助于通风来降低车间内空气中可燃物的浓度。通风可分为机械通风和自然通风；按换气方式也可分为排风和送风；按作用范围可分为局部通风和全面通风。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,16,通风排气的效果要满足两个要求， 一是防火防爆， 二是避免人员中毒。当仅是易燃易爆物质存在时，其在车间内的容许浓度可在爆炸极限下限的25%;燃气检测报警探测装置的报警值一般也设定在此浓度；对于存在既易燃易爆又具有毒性的物质，应考虑到在有人操作的场所，其容许浓度应由毒物在车间内的最高容许浓度来定，因为在通常情况下毒物的最高容许浓度比爆炸下限要低得多。,检测通风联锁,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,17,例如： CO1、按照可燃气体：CO的爆炸下限是12.5%，按照可燃气体检测，其一级报警值应设定在12.5%25%=3.13%；2、按照有毒气体：CO的最高允许浓度为50ml.m-3，约为0.005%，按照有毒气体设置报警值应为低于0.005%。3、在有毒气体存在的场所，检测器报警值必须按照有毒气体的要求设置报警值。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,18,自然通风不能满足要求时，就必须采用机械通风，强制换气。不管是采用排风还是采用送风方式，都要避免气体循环使用，保证进入车间的为纯净的空气。排放口高出车间的高度 。插图表示排除有燃烧爆炸危险的粉尘和容易起火的碎屑的排风系统，要先选用恰当的方法对空气进行除尘净化，其除尘器装置也应采用不产生火花的材料。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,19,局部通风常用于某一个环境恶化工作岗位，比如小工件的喷漆作业、磨光工序，有毒气体或粉尘浓度特别高，局部的强制通风可以保证工作位置的空气质量。对局部通风，应注意气体或蒸气的密度，密度比空气大的气体要防止在低洼处积聚；密度比空气小的要防止在高处死角上积聚。一般情况下，排除密度比空气大的气体，排气口要设在低处；相反，排除密度比空气小的气体，排气口要设在高处或顶部。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,20,4.1.4、惰性化（处理）,惰性化的两种情况：向已经存在可燃气体的容器或设备中充入惰性气体，稀释或吹走可燃气体；准备投入可燃气体或易燃液体的设备，通入可燃气体，降低氧气浓度。目的：使可燃气降至可燃下限以下。使系统内氧气的浓度（O2）低于最小氧气浓度（MOC）。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,21,最小氧气浓度,最小氧气浓度是指在空气和燃料的体积之和中氧气所占的百分比（体积分数）,低于这个百分比，火焰就不能传播。即：能够维持火焰传播的最低氧气浓度。最小氧气浓度实质上是易燃物料的加工中氧的最高允许浓度。如：半水煤气中氧气浓度控制在0.5%以下，达到0.8%自动停车。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,22,不同可燃物质氧的最高允许含量/%,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,23,如果没有实验数据，则可通过燃烧反应的化学计算式及可燃下限（爆炸下限）来估算最小氧气浓度。最小氧气浓度的计算式为：,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,24, 例 求丙烷(C3 H8 )在空气中燃烧的最小氧气浓度。 解：写出化学反应式：C3H85O2 3CO24H2O平衡的化学反应式中丙烷的物质量为1mol，氧的物质量为5mol，查得丙烷在空气中的燃烧下限L下 =2.2%，计算得,计算说明，在反应系统内加入氮气至(O2)11%时，就可以阻止丙烷的燃烧。这种方法适用于许多碳氢化合物。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,25,大多数可燃气体的最小氧气浓度约为10%，大多数粉尘的最小氧气浓度约为8 % 。如果用惰性气体对容器内混合可燃气进行惰性化，使氧气浓度降至安全浓度，一般控制点比最小氧气浓度低4个百分点，即如果最小氧气浓度为（O2）=10%，则将（O2）控制在6左右。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,26,(1) 惰性化方法之一覆盖隔离,设备内，液相上方的气相空间保持惰性氛围，需要系统设置具有自动添加惰性气体的装置，以确保氧气浓度始终低于最小氧气浓度。自动控制-监测与通气装置联动。设有连续测定系统氧浓度的在线分析仪，设定系统氧气浓度的控制点，当氧气浓度接近最小氧气浓度控制点时，添加惰性气体的控制系统启动或调解通气量。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,27,置换是在开、停车或动火维修时常用的使容器惰性化的方法，常用的方法有： 真空抽净法 压力净化法 吹扫净化法 稀释惰化法,(2) 惰性化方法之二置换,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,28,真空抽净法,真空抽净法，即将容器抽真空，直至达到预定的真空状态，接着充入惰性气体（如N2）至大气压，再抽真空、充N2，直至容器内达到预定的氧气浓度。,循环重复,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,29,压力净化法,压力净化法，即向容器中加入加压的惰性气体直至扩散到整个容器后，气体再排入大气，直到容器压力降至大气压，一般要要进行几次循环才能使氧含量降至预定浓度。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,30,压力惰性化过程压力与气体组成的变化,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,31,三元组分图及最小氧气浓度,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,32,第m次充压后氧气的摩尔分数为：,充压次数计算公式,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,33,氧气控制浓度、充气压力与循环次数的关系,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,34,惰性气体用量的理论计算,参考： Daniel A.Crowl著，蒋军成，潘旭海译化工过程安全理论及应用M北京：化学工业出版社，2006：179,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,35,吹扫净化法,吹扫净化法，吹扫净化法最简单，将惰性气体从容器的一个口加入，而混合气从容器的另一个口排入大气，注意不能有死角。如果设备不宜用真空抽净及压力净化法时，即可使用这种方法。企业中将吹扫净化操作称为“扫线”,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,36,稀释惰化法,通入惰性气体的同时放出混合气体；相当于对氧气进行稀释；适用于大型储存容器，如气柜、储罐等。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,退役惰化后，还需要用空气置换出惰性气体才安全！？,37,置换所用的惰性气体要根据实际情况选用，氮气、二氧化碳、净化的烟道气为常用的置换气体，有时也用水蒸气以及卤代烃等燃烧阻滞剂。对设备和管道内没有排净的易燃有毒液体，一般采用蒸汽或惰性气体进行吹扫的方法来清除。设备和管道吹扫完毕并分析合格后，应及时加盲板与运行系统隔离。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,38,手动扇形盲板阀,电动推杆式盲板阀,蜗轮扇形盲板阀,在以下几种场合常需要惰性化处理： 易燃固体的粉碎、研磨、混合、筛分以及粉状物料的气流输送； 可燃气体混合物的生产和处理过程； 易燃液体的输送和装卸作业； 开工、检修前的处理作业等。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,40,4.1.5 工艺参数的安全控制,温度、压力、流量、投料比、物位等工艺参数，实现化工生产过程预定目的主要参数，是进行工艺和设备设计的基础参数。生产过程中，实际的参数有一定的波动范围，在此范围内不仅可以顺利完成生产，而且是安全的，如果超出安全范围则可能使设备实效、物料可能发生不希望的变化，也就是发生事故。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,41,（1）温度控制, 移出反应热 防止搅拌中断 正确选用传热介质 热不稳定物质的处理与储存,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,42, 移出反应热,移出反应热就是通常说的冷却。硝化、磺化、氧化、氯化、水合或聚合等反应过程多是放热反应，尤其是硝化反应属于强放热反应。为了保持反应在一定温度下稳定进行，通常需要移去一定比例的反应热。裂解、脱氢、脱水等反应为吸热反应，需要加热来维持适宜的反应温度。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,43,乙烯氧化制取环氧乙烷是典型的放热反应。环氧乙烷沸点低，只有10.7，而爆炸范围极宽，3%100%，没有氧气也能分解爆炸。此外，杂质存在易引发自聚放热，使温度升高；遇水发生水合反应，也释放出热量。如果反应热不及时移出，温度不断升高会使乙烯燃烧放出更多的热量，从而引发爆炸。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,44,合成硝基苯的反应为硝化反应，原料为苯、浓硝酸及硫酸，如果反应温度过高，不仅硝酸会分解放出二氧化氮气体而造成冲料、硝硫混酸遇到有机物将引起燃烧，而且温度过高会生成比硝基苯更容易燃烧爆炸的危险物质二硝基苯。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,45,移出反应热的方法主要是通过传热把反应器内的热量由流动介质带走，常用的方式有夹套、蛇管冷却等。工厂为了降低成本，有时要利用反应热加热（预热）低温的物料。目前，强放热反应的大型反应器，普遍配装有废热锅炉，靠废热蒸汽带走反应热，同时废热蒸汽作为加热源可以利用。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,46,47,48, 防止搅拌中断,搅拌能加速物料的扩散混合，使反应均匀进行，反应器内温度也均匀，有利于温度控制和反应的进行。如中途停止搅拌，物料不能充分混匀，反应和传热不良，未反应物料大量积聚，局部反应温度骤升，或当搅拌恢复时则大量反应物迅速反应，往往造成冲料，甚至酿成燃烧爆炸事故。一般情况下，搅拌停止则立即停止加料，在恢复搅拌后，应待反应温度趋于平稳时再继续加料。如果必要，可以在设计时应考虑双路供电。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,49,氨基磺酸的生产原料为尿素和发烟硫酸，合成过程中把尿素均匀加到热的发烟硫酸中，反应过程中伴随二氧化碳气体生成，同时放出大量的反应热，如果中途停止搅拌，且未停止添加尿素，则会造成冲料事故，喷出的发烟硫酸对人、对设备都是严重的威胁。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,50, 正确选用传热介质,传热介质就是热载体，常用热载体有水蒸气、热水、过热水、联苯醚、熔盐和熔融金属、烟道气等。选用热载体应注意三个方面的问题：热载体不能与反应物、溶剂、产物发生化学反应；热载体不能在传热面上发生聚合、缩合、凝聚、炭化（结焦）等结垢现象；高沸点热载体中不能混入低沸点液体，如联苯混合物(73.5联苯醚和26.5联苯)中的水。换热器内传热流体宜采用较高流速，这样既可以提高传热效率，又可以减少污垢在传热表面的沉积。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,51, 热不稳定物质的处理与储存,热不稳定物质指分解温度低和自燃点低的物质。在生产、储存、使用过程中要特别注意降温、隔热和避免阳光直晒，始终控制在安全温度范围内。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,52,H发泡剂烘房温度超过90时就可能起火；甲脒亚磺酸纯品烘干温度达到110时分解；烟花爆竹药粉在高温季节晾晒会爆炸。乙醚在储存过程中与空气的接触，在蒸馏乙醚时会生成极不稳定、易猛烈爆炸的亚乙基过氧化物，因此要控制其发生和积累，必要时分离脱除。电石中常含有磷化钙，磷化钙与水产生磷化氢，磷化氢遇空气能自燃，可导致乙炔-空气混合气体爆炸，因此在乙炔生产中要求磷含量不超过0.08%。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,53,（2）控制投料速度和料比,对于放热反应，投料速度过快，放热速率也快，放热速率超过设备移出热量的速率，热量急剧积累，可能出现“飞温”和冲料危险。 物料配比极为重要，这不仅决定着反应进程和产品质量，而且对安全也有着重要影响。例如,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,54,松香钙皂的生产，是把松香投入反应釜内，加热至240，缓慢加入氢氧化钙，生成目的产物和水，水在高温下变成蒸气。投入的氢氧化钙如果过量，水的生成量也相应增加，生成的水蒸气量过多而容易造成跑锅，与火源接触有可能引发燃烧。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,55,丙烯直接氧化制取丙烯酸，在氧化反应时，丙烯在丙烯-空气-水蒸气系统中其爆炸范围如图3-1-1所示。一旦加料或反应失控，则丙烯浓度就会发生变化，有可能进入爆炸范围，从而引起爆炸，因此必须严格控制料速和料比。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,56,图3-1-1丙烯-空气-水蒸气系统爆炸范围图,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,57,（3）压力控制,控制了反应温度和流速、料比一般就能够控制住压力。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,58,（4）自动控制系统和安全保险装置, 自动控制系统自动控制系统按其功能分为以下四类：自动检测系统；自动调节系统；自动操纵系统；自动讯号、联锁和保护系统。自动检测系统是对机械、设备或过程进行连续检测，把检测对象的参数如温度、压力、流量、液位、物料成分等讯号，由自动装置转换为数字，并显示或记录出来的系统。自动调节系统是通过自动装置的作用，使工艺参数保持在设定值的系统。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,59,小氮肥的煤气发生炉，造气过程由制气循环的六个工序组成。整个过程是由气动执行机构操纵旋塞做两次正转和两次逆转90实现的。电子控制器按工艺要求发出指令，程序控制的气动机构做二次正转和二次逆转，并且在二次回收、吹风、回收三处打开空气阀门，在其余各处关闭空气阀门，阻止空气进入气柜，防止氧含量增高而发生爆炸。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,60, 信号报警、保险装置和安全联锁,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。例如在硝化反应中，硝化器的冷却水为负压，为了防止器壁泄漏造成事故，在冷却水排出口装有带铃的导电性测量仪，若冷却水中混有酸，导电率提高，则会响铃示警。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,61,保险装置,保险装置则能在危险状态下自动消除危险状态。例如氨的氧化反应是在氨和空气混合物爆炸极限边缘进行的，在气体输送管路上应该安装保险装置，以便在紧急状态下切断气体的输入。在反应过程中，空气的压力过低或氨的温度过低，都有可能使混合气体中氨的浓度提高，达到爆炸下限。在这种情况下，保险装置就会切断氨的输送，只允许空气流过，因而可以防止爆炸事故的发生。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,62,安全联锁,安全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。例如硫酸与水的混合操作，必须先把水加入设备，再注入硫酸，否则将会发生喷溅和灼伤事故。把注水阀门和注酸阀门依次联锁起来，就可以达到此目的。某些需要经常打开孔盖的带压反应容器，在开盖之前必须卸压。频繁的操作容易疏忽出现差错，如果把卸掉罐内压力和打开孔盖联锁起来，就可以安全无误。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,63,4.1.6 可燃气体检测与报警,在生产、使用、储存可燃气体和易挥发可燃液体的场所，一旦发生泄漏则应该及时发现，监测（检测）报警装置的作用就是随时检测可燃气体以及蒸汽的浓度，达到报警浓度就发出报警信号，使工作人员及时采取措施，避免达到可燃可爆浓度，或者防止超过国家规定的最高允许浓度。有时设备泄漏孔或缝很小，泄漏量也比较少，追踪或定位泄漏源（点）也是检测装置应该完成的任务。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,64,（1）可燃气体检测器分类,按照使用位置分类固定式检测器（装置）的安装位置固定，就犹如一个监视岗哨，检测位置和范围是固定的，主要用于固定装置的监测；便携式检测器（仪）可以随着检测人员或移动的设备而变换检测位置，对于场所不固定的检测，或泄漏后扩散范围的检测灵活方便。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,65,按照采样方式分类,分为吸入式仪器和扩散式仪器，前者的响应时间应小于30s，后者的响应时间应小于60s。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,66,按照传感器的原理分类,按照检测器中传感器的原理不同可以将传感器分为： 半导体气体传感器、 固体电解质气体传感器、 接触燃烧式气体传感器、 高分子气体传感器 光离子化气体传感器。测爆仪（如热催化原理测爆仪、热导原理测爆仪、气敏原理测爆仪等）也是根据与此相同的工作原理设计的。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,67,68,69,半导体气体传感器工作原理,这种传感器主要使用半导体气敏材料。按照检测气敏特征量方式不同分为电阻式和非电阻式两种。电阻式半导体气体传感器是通过检测气敏元件电阻随气体含量的变化情况而工作的。主要使用金属氧化物陶瓷气敏材料。例如：WO3气体传感器可检测NH3的浓度范围为5ppm50ppm，ZnO-CuO气体传感器对200ppm的CO非常敏感。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,70,非电阻式半导体气体传感器是利用气敏元件的电流或电压随气体含量而变化的原理工作的。主要有MOS二极管式和结型二极管式，以及场效应管式气体传感器。检测气体大多为氢气、硅烷等可燃气体。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,71,固体电解质气体传感器,固体电解质气体传感器使用固体电解质气敏材料做气敏元件。其原理是气敏材料在通过气体时产生离子，从而形成电动势，测量电动势从而测量气体浓度。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，得到了广泛的应用，几乎打入了石化、环保、矿业等各个领域，仅次于金属氧化物半导体气体传感器。如测量H2S的YST-Au-WO3、测量NH3的NH+4CaCO3等。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,72,接触燃烧式气体传感器,可分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式两种。工作原理：气敏材料在通电状态下，可燃性气体氧化燃烧或在催化剂作用下氧化燃烧，产生的热量使电热丝升温，从而使其电阻值发生变化，测量电阻变化从而测量气体浓度。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,73,热学式气体测定器示意图,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,74,这种传感器只能测量可燃气体，对不燃性气体不敏感。例如，在Pt丝上涂敷活性催化剂Rh和Pd等制成的传感器，具有广谱特性，即可以检测各种可燃气体。接触燃烧式气体传感器在环境温度下非常稳定，并能对爆炸下限的绝大多数可燃性气体进行检测，普遍应用于石油化工厂、造船厂、矿井隧道、浴室、厨房等处的可燃性气体的监测和报警。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,75,高分子气体传感器,高分子气敏材料在遇到特定气体时，其电阻、介电常数、材料表面声波传播速度和频率、材料重量等物理性能发生变化。主要有酞菁聚合物、LB膜、苯菁基乙炔、聚乙烯醇-磷酸、聚异丁烯、氨基十一烷基硅烷等。高分子气敏材料由于具有易操作性、工艺简单、常温选择性好、价格低廉、易与微结构传感器和声表面波器件相结合，在毒性气体和食品鲜度等方面的检测中具有重要作用。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,76,根据所用材料的气敏特性，这类传感器可分为：通过测量气敏材料的电阻来测量气体浓度的高分子电阻式气体传感器；根据气敏材料吸收气体时形成浓差电池，测量电动势来确定气体浓度的浓差电池式气体传感器；根据高分子气敏材料吸收气体后声波在材料表面传播速度或频率发生变化的原理制成的声表面波气体传感器；根据高分子气敏材料吸收气体后重量变化而制成的石英振子式气体传感器等。高分子气体传感器具有对特定气体分子灵敏度高，选择性好，且结构简单，能在常温下使用，可以补充其它气体传感器的不足。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,77,光离子化气体传感器 （Photo Ionization Detector PID）,光离子化检测仪可以做成类似手持式对讲机大小的便携式气体检测仪（portable gas detector）用于较宽浓度范围多种挥发性有机化合物（volatile organic compound VOC）的现场测定。同时也可测定H2S、CS2、NH3、H3As、H3Se、Br2、I2等气体。即不仅可以用于测定可燃气体，也可以测定有机和无机有毒气体。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,78,光离子化检测器工作原理示意图,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,79,（4）固定式气体检测报警器的安装与检测系统布置,固定安装式检测器一经安装就位就只能被动接受扩散到检测器的浓度，不能主动寻找高浓度区域，其能否及时检测到泄漏气体，与气体扩散过程及安装位置有关，所以选定安装场所的问题十分重要。对于要监测一个三维空间且规模较大的工业生产装置，往往不是少数几个监测点就能确保其效果的。对于布点的疏密程度、上下高度以及与可能泄漏点的距离等，都是比较复杂的问题。既要考虑投资的合理性和可接受程度，更要考虑投资的切实效果，以确保安全生产。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,80,安装可燃气体检测报警器基本要求：,易燃、易爆场所应安装可燃气体检测报警器；可燃气体检测报警器的检测器的数量应满足被检测区域的要求，每个检测器的有效检测距离，在室内不宜大于7.5m，在室外不宜大于15 m；可燃气体报警控制器应安装在有人值守的操作室或值班室；安装和使用的可燃气体检测报警器应有经国家指定机构认可的计量器具制造认证、防爆性能认证和消防认证；在用的可燃气体检测报警器应按规定定期标定。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,81,可燃气体检测报警器选型基本原则：,按使用场所爆炸危险区域的划分及被测气体的类别、级别、组别选择检测器的防爆类型、防爆性能与防爆等级组别；按检测点的数量选择单路或多路检测报警器；按使用场所的环境温度选择检测器和控制器的温度适应范围。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,82,所选择的检测报警器的主要性能指标应满足以下要求：适用于检测空气中的可燃气体；检测范围在0100% LEL；可燃气体爆炸下限（LEL）报警值设定在25%LEL（一级）或50%LEL（二级）；响应时间应小于60s。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,83,固定式检测器安装高度,固定式检测器安装高度应根据可燃气体的密度而定。当气体密度大于0.97kg/m3（标准状态下）时，安装高度距地面0.30.6m；当气体密度小于或等于0.97kg/m3(标准状态下)时，安装高度距屋顶0.51.0m为宜。检测器的安装位置应综合空气流动的速度和方向、与潜在泄漏源的相对位置、通风条件而确定，并便于维护和标定。检测器和报警控制器应以受到最小振动的方式安装，如果附近易产生电磁干扰，宜使用铠装电缆或电缆加金属护管。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,84,检测器布点安装的10个要点,a首先要查清所要监测的装置或车间，有哪些可能的泄漏点。并推算它们的泄漏压力、单位时间的可能泄漏量及泄漏方向等，画出棋格形分布图，并根据推测的严重程度分成A、B, C三种等级。 b根据所在场所的主导风向、空气可能的环流现象及空气流动的上升趋势，以及车间的空气自然流动的习惯通道等，综合推测当发生大量泄漏时，可燃气在平面上的自然扩散趋势方向图。 c再根据泄漏气体的比重（大于空气或小于空气）并结合空气流动的上升趋势，最后综合成泄漏流的立体流动趋势图。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,85,d根据监测范围内可燃气泄漏的立体流动概念，可在其流动的下游位置作出初始设点方案。 e然后，再研究泄漏点的点泄漏状态可能是微漏还是喷射状的泄漏。如果是微泄漏，则设点的位置就要靠近泄漏点。如果是喷射状泄漏，则稍远离泄漏点。综合这些状况，拟定出最终设点方案。这样，需要购置的数量和品种可以从考虑的最终棋格图中估算出来。 f对于一个大中型有可燃气体泄漏可能的车间，建议每相距1020m设一个检测点。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,86,h对于无人值班而且不是连续运转的泵房，请注意发生可燃气体泄漏的可能性。特别在北方地区在冬季门窗关闭的情况，可燃气泄漏将很快达到爆炸下限浓度。一般应在主导方向的下游位置安装一台检测器。如厂房面积大于200m2，则宜增加一个监测点。g对于有氢气泄漏的场所，如大型发电机组、炼油厂的加氢装置、电化厂的电解车间、盐酸合成炉厂房、存放有氢气钢瓶的仓库、有气相色谱析仪的化验室等场所，将检测器安装在泄漏点的上方平面上。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,87,i对气体比重大于空气的诸如烷烃类（甲烷沼气、民用煤气除外）、烯烃类（乙烯除外）、液化石油、汽油、煤油等，将检测器安装在低于泄漏点的下方平面上，并注意周围的环境特点。例如，室内通风不流畅部位，地槽地沟容易积聚可燃气体的地方，现场通往控制室的地下电缆沟，有密封盖板的污水沟槽等，都是经常性的或在生产不正常情况容易积聚可燃气的场所。对于这些环境都是不可忽视的安全监测点。j对于喷漆涂敷作业场所、大型的印刷机附近，以及相关作业场所，都属于开放式可燃气体扩散逸出环境。如果缺乏良好的通风条件，也十分容易使某个部位的空气中可燃气的含量接近或达到爆炸下限的浓度值，这些都是不可忽视的安全监测点。,4.1 火灾爆炸事故物质条件的排除,88,图3-1-5 检测报警控制系统组网示意图,89,4.1.7 排水暗沟爆炸性蒸气,危险来源：发酵沼气浓度高；可燃液体蒸气高。,4.1.7 排水暗沟爆炸性蒸气,90,1、2车间厂房 3排水管连结井 4排水管 5雨水收集槽 6废水 7液面上气体,图4-8 易燃气体通过地沟扩散示意图,4.1.7 排水暗沟爆炸性蒸气,91,阻断暗沟废气通过管道扩散传播的方法之一是设置水封井,图4-9 水封井剖面图1暗沟防渗墙 2水封井盖 3、4排水管 5弯管 6空间蒸气,4.1.7 排水暗沟爆炸性蒸气,92,4.1.7 排水暗沟爆炸性蒸气,图4-10 油水分离处理池（隔油池）的剖面1进水管外管 2出水管外管 3混凝土墙 4盖 5固定管 6弯管 7液面 8蒸气,93,4.2 防范明火与高温表面,4.2.1 明火 （1）加热操作 （2）爆炸性气体存在场所动火 （3）飞火和移动火 （4）带压明火维修 （5）固定动火区 4.2.2 高温热表面,4.2 防范明火与高温表面,94,（1）加热操作,包括燃油、燃煤、燃气等直接明火加热电热、蒸汽、过热水或其他载热体（盐浴和油浴）等非明火加热。对易燃液体进行加热，应尽量避免采用明火，一般可采用过热水或蒸汽加热；当采用矿物油、联苯醚等载热体时，必须在安全使用温度范围内使用，还要保持良好的循环，并留有载热体膨胀的余地，防止传热管路产生局部高温出现结焦现象，要定期检查载热体的成分及时处理或更换变了质的载热体。结焦和超温热载体挥发是导热油炉两个主要事故，结焦会造成管路堵塞，超温热载体挥发增大管路的压力，甚至造成管道破裂，,4.2 防范明火与高温表面,95,如有一个印刷厂使用导热油炉加热烘干印刷品，工人图省事将废弃的塑料废料一次添入炉堂内，火焰长时间很旺，导致导热油温度过高，大量蒸发的蒸气被明火引燃，两个车间同时着火，造成多人被烧伤。当采用高温熔盐载热体时，应严格控制熔盐的配比，不得混入有机杂质，以防载热体在高温下爆炸。2003年河北有一企业，进行粗酚精馏分离加工时，由于操作失误造成塔顶破裂，部分混合酚从塔顶流到底部熔盐（亚硝酸钠与硝酸钾的混合物）锅内，形成爆炸性混合物，在烟道气的作用下引发爆炸，造成9人死亡。,4.2 防范明火与高温表面,96,如果必须采用明火，设备应严格密封，燃烧室应与设备分开建筑或隔离，并按防火规定留出防火间距。例如使用天然气生产氢气的工艺中，天然气与水蒸气反应的转化炉内，需要直接燃烧天然气加热才能达到所需要的温度和压力，从生产安全角度考虑，转化炉就必须严格密封，并与其他设备相隔一定距离。,4.2 防范明火与高温表面,97,（2）爆炸性气体存在场所动火,在积存有可燃气体、蒸气的管沟、深坑、下水道及其附近，没有消除危险之前，不能有明火作业。在进入可能存在燃爆气体的设备内工作之前，必须首先确认（检测）可燃气体在安全浓度以内，否则不能进入，进入设备内所用的照明灯具必须是防爆灯具。维修储存过可燃液体的储罐必须特别注意，首先检查是否还有残存的液体，是否有泥土、沙子等脏物存在