化工企业点火源的风险控制及预防措施

化工企业点火源的风险控制及预防措施点火源是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。这种能量来源常见的是热能，还有电能、机械能、化学能、光能等。根据产生能量的方式的不同，点火源可分成八类：明火(有焰燃烧的热能)；高温物体(无焰燃烧或载热体的热能)；电火花及电弧(电能转变为热能)；静电火花；撞击与摩擦(机械能变为热能)；绝热压缩(机械能变为热能)；光线照射与聚焦(光能变为热能或光引发连锁反应)；化学反应放热(化学能变为热能)。某种点火源作用于可燃物而使其发生燃烧的现象称为点燃，亦称点火或引燃。点火源强度高低和可燃物火灾危险性大小决定了点燃过程的难易。点火源的强度高低一般用点火源能量和温度高低来衡量。可燃物的火灾危险性大小一般用闪点、燃点、自燃点、爆炸温度极限、最小点火能量等参数来衡量。当点火源的能量超过可燃物的最小点火能量时，或点火源温度超过可燃物的闪点、燃点、自燃点、爆炸温度极限时，则可燃物便有可能经过一定的延迟时间而被点火源点燃。例如，温度为95℃的暖气片能点燃二硫化碳蒸气，因为二硫化碳的自燃点约为95℃。若用电火花对二硫化碳和甲烷做点燃试验，则可发现二硫化碳在电火花的能量大于或等于0.015mJ时即可被点燃，而甲烷需要电火花能量大于或等于0.47mJ时才能被点燃。由此可以认为，95℃的暖气片或能量为0.015mJ的电火花是二硫化碳的点火源，但不是甲烷的点火源。上述七类点火源点燃可燃物的过程各有特点，每一类点火源又包含许多种具体的点火源或点燃方式。因此针对各种点火源的控制对策也千差万别。1.明火的点燃及其控制对策常见的明火焰有加热用火、维修用火和其他火源。经实验证明：绝大多数明火焰的温度超过700℃，而绝大多数可燃物的自燃点低于700℃。所以，在一般条件下，只要明火焰与可燃物接触(有助燃物存在)，可燃物经过一定延迟时间便会被点燃。当明火焰与爆炸性混合气体接触时，气体分子会因火焰中的自由基和离子的碰撞及火焰的高温而引发链锁反应，瞬间导致燃烧或爆炸。当明火焰与可燃物之间有一定距离时，火焰散发的热量通过导热、对流、辐射三种方式向可燃物传递热量，促使可燃物升温，当温度超过可燃物自燃点时，可燃物将被点燃。在明火焰与可燃物之间的传热介质为空气时，通常只考虑它们之间的辐射换热；在传热介质为固体不燃材料时，通常只考虑它们之间的导热传热。在实际中曾有过液化石油气灶具火焰经2小时左右点燃13厘米远木板墙壁而造成火灾的事例。在火场上也有油罐火灾时的冲天火焰点燃周围50米以内地面上杂草的事例。(1)加热用火的控制加热易燃液体时，应尽量避免采用明火，而采用蒸汽、过热水、中间载热体或电热等；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。在确定的禁火区内，要加强管理，杜绝明火的存在。(2)维修用火的控制维修用火主要是指焊割、喷灯、熬炼用火等。在有火灾爆炸危险的厂房内，应尽量避免焊割作业，必须进行切割或焊接作业时，应严格执行动火安全规定；在有火灾爆炸危险场所使用喷灯进行维修作业时，应按动火制度进行并将可燃物清理干净；对熬炼设备要经常检查、防止烟道串火和熬锅破漏，同时要防止物料过满而溢出。在生产区熬炼时，应注意熬炼地点的选择。烟囱飞火，机动车的排气管喷火，都可以引起可燃气体、蒸气的燃烧爆炸。要加强对上述火源的监控与管理。2.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。高温物体按其本身是否燃烧可分为无焰燃烧放热(如木炭火星)和载热体放热(如电焊金属熔渣)两类；按其体积大小可分为较大体积的和微小体积的两类。常见较大体积的高温物体有：铁皮烟囱表面、火炕及火墙表面、电炉子、电熨斗、电烙铁、白炽灯泡及碘钨灯泡表面、铁水、加热的金属零件、蒸汽锅炉表面、热蒸汽管及暖气片、高温反应器及容器表面、高温干燥装置表面、汽车排气管等。常见微小体积的高温物体有：烟头、烟囱火星、蒸汽机车和船舶的烟囱火星、发动机排气管排出的火星、焊割作业的金属熔渣等。另外还有撞击或摩擦产生的微小体积的高温物体，如砂轮磨铁器产生的火星、铁制工具撞击坚硬物体产生的火星、带铁钉鞋摩擦坚硬地面产生的火星等。对高温物体的常见控制对策是：（1）铁皮烟囱：一般烧煤的炉灶烟囱表面温度在靠近炉灶处可超过500℃，在烟囱垂直伸到平房屋顶天棚处，烟囱表面温度往往也能达到200℃左右。因此，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。（2）发动机排气管：汽车、拖拉机、柴油发电机等运输或动力工具的发动机是一个温度很高的热源。发动机燃烧室内的温度一般可达2000℃，排气管的温度随管的延长逐渐降低，在排气口处，温度一般还可能高达150～200℃。因此，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。（3）无焰燃烧的火星：煤炉烟囱、蒸气机车烟囱、船舶烟囱及汽车和拖拉机排气管飞出的火星是各种燃料在燃烧过程中产生的微小碳粒及其它复杂的碳化物等。这些火星一般处于无焰燃烧状态，温度可达350℃以上，若与易燃的棉、麻、纸张及可燃气体、蒸气、粉尘等接触便有点燃危险。因此，规定汽车进入火灾爆炸危险场所时，排气管上应安装火星熄灭器(俗称防火帽)；蒸汽机车进入火灾爆炸危险场所时烟囱上应安设双层钢丝网、蒸汽喷管等火星熄灭装置。在码头及车站货场上装卸易燃物品时，应注意严防来往船舶和机车烟囱飞出的火星点燃易燃物品。蒸汽机车进入货场时应停止清灰、防止炉渣飞散到易燃物品附近而造成火灾。（4）烟头：无焰燃烧的烟头是一种常见的引火源。烟头中心部温度在700℃左右，表面温度约200～300℃。烟头一般能点燃沉积状态的可燃粉尘、纸张、可燃纤维、二硫化碳蒸气及乙醚蒸气等。因此，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。（5）焊割作业金属熔渣：气焊气割作业时产生的熔渣，温度可达1500℃；电焊作业时产生的熔渣，温度要超过2000。熔渣粒径大小一般在0.2～3毫米。在地面作业时熔渣水平飞散距离可达0.5～1米，在高处作业时熔渣飞散距离较远。熔渣在飞散或静止状态下，温度随时间的延长而逐渐下降。一般来说，熔渣粒径越大，飞散距离越近，环境温度越高，则熔渣越不容易冷却，也就越容易点燃周围的可燃物。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.（6）照明灯：白炽灯泡表面温度与功率有关，60W灯泡可达137～180℃，100W灯泡可达170～216℃，200W灯泡可达154～296℃。1000W的碘钨灯的石英玻璃管表面温度可高达500～800℃。400W的高压汞灯玻璃壳表面温度可达180～250℃。易燃物品与照明灯接触便有被点燃的危险，因此，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。（7）其它高温物体：电炉的电阻丝在通电时呈赤热状态，能点燃任何可燃物。火炉、火炕及火墙等表面，在长时间加热温度较高时，能点燃与之接触的织物、纸张等可燃物。工业锅炉、干燥装置、高温容器的表面若堆放或散落有易燃物，如浸油脂废布、衣物、包装袋、废纸等，在长时间蓄热条件下都有被点燃的危险。化学危险物品仓库内存放的二硫化碳、黄磷等自燃点较低的物品，若一旦泄漏接触到暖气片(温度100℃左右)也会被立即点燃。因此，在储运或生产加工过程中，应针对高温物体采取相应的控制对策，如使高温物体与可燃物保持一定安全距离、用隔热材料遮挡等。3.电火花、电弧及其控制对策电火花是一种电能转变成热能的常见引火源。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。通常的电火花，因其放电能量均大于可燃气体、可燃蒸气、可燃粉尘与空气混合物的最小点火能量，所以，都有可能点燃这些爆炸性混合物。雷击电弧、电焊电弧因能量很高，能点燃任何一种可燃物。对电火花的主要控制对策包括以下几个方面：(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。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。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。(2)防静电火花的主要对策①采用导电体接地消除静电。接地电阻不应大于1000Ω。防静电接地可与防雷、防漏电接地相连并用。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。该场所相对湿度一般应大于65%。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。④利用静电中和器产生与带电体静电荷极性相反的离子，中和消除带电体上的静电。⑤爆炸危险场所中的设备和工具，应尽量选用导电材料制成。如将传动机械上的橡胶带用金属齿轮和链条代替等。⑥控制气体、液体、粉尘物料在管道中的流速，防止高速摩擦产生静电。管道应尽量减少摩擦阻力。⑦爆炸危险场所中，作业人员应穿导电纤维制成的防静电工作服及导电橡胶制成的导电工作鞋，不准穿易产生静电的化纤衣服及不易导除静电的普通鞋。4.静电及其控制对策静电是宏观范围内相对静止的，暂时失去平衡的正电荷或负电荷。在炼油、化工等生产部门，静电是火灾和爆炸的主要原因之一。静电火灾和爆炸的直接原因是静电放电火花。对于生产工艺过程中产生的静电，如果没有较高的电压，是不会造成危险火花的。一般情况下，电压越高，火花放电的危险性越大。静电引发火灾和爆炸的条件有四：(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。这四个条件中的任何一个条件不具备时，都不会引起火灾和爆炸。控制第一个条件，即是消除周围环境的爆炸危险性，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。这是防止静电引燃的间接措施。控制后三个条件的出现，乃是抑制静电的产生。为此可以适当选择材料，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，以上这些都属于防止静电引燃的直接措施。控制第三和第四条件主要是通过泄露或中和的方法限制静电的积累。例如，接地、增湿、应用抗静电剂、采用各种静电消除器等。实践证明，各种直接措施对于防止静电电击和因静电妨碍生产都是有效的。为了防止静电成灾，做到万无一失，除采取上述相应的技术措施外，还必须同步采用静电测量和监控技术，真正对生产环境和生活场所静电致灾的危险性做到心中有数，达到防患于未然。5.撞击和摩擦的点燃及其控制对策撞击和摩擦属于物体间的机械作用。一般来说，在撞击和摩擦过程中机械能转变成热能。当两个表面粗糙的坚硬物体互相猛烈撞击或摩擦时，往往会产生火花或火星，这种火花实质上是撞击和摩擦物体产生的高温发光的固体微粒。撞击和摩擦发出的火花通常能点燃沉积的可燃粉尘、棉花等松散的易燃物质，以及易燃的气体、蒸气、粉尘与空气的爆炸性混合物。实际中的火镰引火、打火机(火石型)点火都是撞击和摩擦火花具体应用的实例。实际中也有许多撞击和摩擦火花引起火灾的案例，如铁器互相撞击点燃棉花、乙炔气体等。因此在易燃易爆场所，不能使用铁制工具，而应使用铜制或木制工具；不准穿带钉鞋，地面应为不发火花地面等。硬度较低的两个物体，或一个较硬与另一个较软的物体之间互相撞击和摩擦时，由于硬度较低的物体，通常熔点、软化点较低，则使物体表面变软