2014年安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》考點:機械行業(yè)安全概要(24)

　　第三節(jié) 防火防爆技術(shù)

　　一、火災(zāi)爆炸預(yù)防基本原則

　　1.防火基本原則

　　根據(jù)火災(zāi)發(fā)展過程的特點，應(yīng)采取如下基本技術(shù)措施：

　　(1)以不燃溶劑代替可燃溶劑。

　　(2)密閉和負(fù)壓操作。

　　(3)通風(fēng)除塵。

　　(4)惰性氣體保護。

　　(5)采用耐火建筑材料。

　　(6)嚴(yán)格控制火源。

　　(7)阻止火焰的蔓延。

　　(8)抑制火災(zāi)可能發(fā)展的規(guī)模。

　　(9)組織訓(xùn)練消防隊伍和配備相應(yīng)消防器材。

　　2.防爆基本原則

　　防爆的基本原則是根據(jù)對爆炸過程特點的分析采取相應(yīng)的措施，防止第一過程的出現(xiàn)，控制第二過程的發(fā)展，削弱第三過程的危害。主要應(yīng)采取以下措施：

　　(1)防止爆炸性混合物的形成。

　　(2)嚴(yán)格控制火源。

　　(3)及時泄出燃爆開始時的壓力。

　　(4)切斷爆炸傳播途徑。

　　(5)減弱爆炸壓力和沖擊波對人員、設(shè)備和建筑的損壞。

　　(6)檢測報警。

　　二、點火源及其控制

　　工業(yè)生產(chǎn)過程中，存在著多種引起火災(zāi)和爆炸的著火源，例如化工企業(yè)中常見的著火源有明火、化學(xué)反應(yīng)熱、化工原料的分解自燃、熱輻射、高溫表面、摩擦和撞擊、絕熱壓縮、電氣設(shè)備及線路的過熱和火花、靜電放電、雷擊和日光照射等。消除著火源是防火和防爆的最基本措施，控制著火源對防止火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生具有極其重要的意義。

　　1.明火

　　明火是指敞開的火焰、火星和火花等，如生產(chǎn)過程中的加熱用火、維修焊接用火及其他火源是導(dǎo)致火災(zāi)爆炸最常見的原因。

　　(1)加熱用火的控制。加熱易燃物料時，要盡量避免采用明火設(shè)備，而宜采用熱水或其他介質(zhì)間接加熱，如蒸汽或密閉電氣加熱等加熱設(shè)備，不得采用電爐、火爐、煤爐等直接加熱。明火加熱設(shè)備的布置，應(yīng)遠(yuǎn)離可能泄漏易燃?xì)怏w或蒸氣的工藝設(shè)備和儲罐區(qū)，并應(yīng)布置在其上風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向。對于有飛濺火花的加熱裝置，應(yīng)布置在上述設(shè)備的側(cè)風(fēng)向。

　　如果存在一個以上的明火設(shè)備，應(yīng)將其集中于裝置的邊緣。如必須采用明火，設(shè)備應(yīng)密閉且附近不得存放可燃物質(zhì)。熬煉物料時，不得裝盛過滿，應(yīng)留出一定的空間。工作結(jié)束時，應(yīng)及時清理不得留下火種。

　　(2)維修焊割用火的控制。焊接切割時，飛散的火花及金屬熔融碎粒低的溫度高達(dá)1500―2000℃，高空作業(yè)時飛散距離可達(dá)20m遠(yuǎn)。此類用火除用于正常停工、檢修外，還往往被用來處理生產(chǎn)過程中臨時堵漏，或在生產(chǎn)現(xiàn)場增加必要的設(shè)施，所以這類作業(yè)多為臨時性的，容易成為起火原因。因此，在焊割時必須注意以下幾點：

　　1)在輸送、盛裝易燃物料的設(shè)備、管道上，或在可燃可爆區(qū)域內(nèi)動火時，應(yīng)將系統(tǒng)和環(huán)境進行徹底的清洗或清理。如該系統(tǒng)與其他設(shè)備連通時，應(yīng)將相連的管道拆下斷開或加堵金屬盲板隔絕，再進行清洗。然后用惰性氣體進行吹掃置換，氣體分析合格后方可動焊。同時可燃?xì)怏w應(yīng)符合爆炸下限大于4%(體積百分?jǐn)?shù))的可燃?xì)怏w或蒸氣，濃度應(yīng)小于0.5%;爆炸下限小于4%的可燃?xì)怏w或蒸氣，濃度應(yīng)小于0.2%的標(biāo)準(zhǔn)。

　　2)動火現(xiàn)場應(yīng)配備必要的消防器材，并將可燃物品清理干凈。在可能積存可燃?xì)怏w的管溝、電纜溝、深坑、下水道內(nèi)及其附近，應(yīng)用惰性氣體吹掃干凈，再用非燃體，如石棉板進行遮蓋。

　　3)氣焊作業(yè)時，應(yīng)將乙炔發(fā)生器放置在安全地點，以防回火爆炸傷人或?qū)⒁兹嘉镆肌?/P>

　　4)電焊線破殘應(yīng)及時更換或修理，不得利用與易燃易爆生產(chǎn)設(shè)備有聯(lián)系的金屬構(gòu)件作為電焊地線，以防止在電路接觸不良的地方產(chǎn)生高溫或電火花。

　　(3)其他明火。存在火災(zāi)和爆炸危險的場所，如廠房、倉庫、油庫等地，不得使用蠟燭、火柴或普通燈具照明;汽車、拖拉機一般不允許進入，如確需進入，其排氣管上應(yīng)安裝火花熄滅器。在有爆炸危險的車間和倉庫內(nèi)，禁止吸煙和攜帶火柴、打火機等，為此，應(yīng)在醒目的地方張貼警示標(biāo)記以引起注意。明火與有火災(zāi)爆炸危險的廠房和倉庫相鄰時，應(yīng)保證足夠的安全距離，例如化工廠內(nèi)的火炬與甲、乙、丙生產(chǎn)裝置、油罐和隔油池應(yīng)保持100m的防火間距。

　　2.摩擦和撞擊

　　摩擦和撞擊往往是可燃?xì)怏w、蒸氣和粉塵、爆炸物品等著火爆炸的根源之一。例如機器軸承的摩擦發(fā)熱、鐵器和機件的撞擊、鋼鐵工具的相互撞擊、砂輪的摩擦等都能引起火災(zāi);甚至鐵桶容器裂開時，亦能產(chǎn)生火花，引起逸出的可燃?xì)怏w或蒸氣著火。

　　在易燃易爆場合應(yīng)避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，如工人應(yīng)禁止穿釘鞋，不得使用鐵器制品。

　　搬運儲存可燃物體和易燃液體的金屬容器時，應(yīng)當(dāng)用專門的運輸工具，禁止在地面上滾動、拖拉或拋擲，并防止容器的互相撞擊，以免產(chǎn)生火花，引起燃燒或容器爆裂造成事故。吊裝可燃易爆物料用的起重設(shè)備和工具，應(yīng)經(jīng)常檢查，防止吊繩等斷裂下墜發(fā)生危險。如果機器設(shè)備不能用不發(fā)生火花的各種金屬制造，應(yīng)當(dāng)使其在真空中或惰性氣體中操作。

　　在有爆炸危險的生產(chǎn)中，機件的運轉(zhuǎn)部分應(yīng)該用兩種材料制作，其中之一是不發(fā)生火花的有色金屬材料(如銅、鋁)。機器的軸承等轉(zhuǎn)動部分，應(yīng)該有良好的潤滑，并經(jīng)常清除附著的可燃物污垢。敲打工具應(yīng)用鈹銅合金或包銅的鋼制作。地面應(yīng)鋪瀝青、菱苦土等較軟的材料。輸送可燃?xì)怏w或易燃液體的管道應(yīng)做耐壓試驗和氣密性檢查，以防止管道破裂、接口松脫而跑漏物料，引起著火。

　　3.電氣設(shè)備

　　電氣設(shè)備或線路出現(xiàn)危險溫度、電火花和電弧時，就成為引起可燃?xì)怏w、蒸氣和粉塵著火、爆炸的一個主要著火源。電氣設(shè)備發(fā)生危險溫度是由于在運行過程中設(shè)備和線路的短路、接觸電阻過大、超負(fù)荷或通風(fēng)散熱不良等造成的。發(fā)生上述情況，設(shè)備的發(fā)熱量增加，溫度急劇上升，出現(xiàn)大大超過允許溫度范圍，不僅能使絕緣材料、可燃物質(zhì)和積落的可燃灰塵燃燒，而且能使金屬熔化，釀成電氣火災(zāi)。

　　電火花可分為工作火花和事故火花兩類，前者是電氣設(shè)備(如直流電焊機)正常丁作時產(chǎn)生的火花，后者是電氣設(shè)備和線路發(fā)生故障或錯誤作業(yè)出現(xiàn)的火花。電火花一般具有較高的溫度，特別是電弧的溫度可達(dá)5000―6000℃，不僅能引起可燃物質(zhì)燃燒，還能使金屬熔化飛濺，構(gòu)成危險的火源。電氣設(shè)備或線路出現(xiàn)危險溫度、電火花和電弧時，便成為引起可燃?xì)怏w、蒸氣和粉塵著火、爆炸的一個主要火源。

　　保證電氣設(shè)備的正常運行，防止出現(xiàn)事故火花和危險溫度，對防火防爆有著重要意義。要保證電氣設(shè)備的正常運行，則需保持電氣設(shè)備的電壓、電流、溫升等參數(shù)不超過允許值，保持電氣設(shè)備和線路絕緣能力以及良好的連接等。電氣設(shè)備和電線的絕緣，不得受到生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸氣及氣體的腐蝕，因此電線應(yīng)采用鐵管線，電線的絕緣材料要具有防腐蝕的性能。在運行中，應(yīng)保持設(shè)備及線路各導(dǎo)電部分連接的可靠，活動觸頭的表面要光滑，并要保證足夠的觸頭壓力，以保證接觸良好。固定接頭時，特別是銅、鋁接頭要接觸緊密，保持良好的導(dǎo)電性能。在具有爆炸危險的場所，可拆卸的連接應(yīng)有防松措施。鋁導(dǎo)線間的連接應(yīng)采用壓接、熔焊或釬焊，不得簡單地采用纏繞接線。電氣設(shè)備應(yīng)保持清潔，因為灰塵堆積和其他臟污既降低電氣設(shè)備的絕緣，又妨礙通風(fēng)和冷卻，還可能由此引起著火。因此，應(yīng)定期清掃電氣設(shè)備，以保持清潔。具有爆炸危險的廠房內(nèi)，應(yīng)根據(jù)危險程度的不同，采用防爆型電氣設(shè)備。按照防爆結(jié)構(gòu)和防爆性能的不同特點，防爆電氣設(shè)備可分為隔爆型、充油型、充砂型、通風(fēng)充氣型、本質(zhì)安全型、無火花型等。隔爆型是指在電氣設(shè)備發(fā)生爆炸時，其外殼能承受爆炸性混合物在殼內(nèi)爆炸時產(chǎn)生的壓力，并能阻止爆炸火焰?zhèn)鞑サ酵鈿さ闹車恢乱鹜獠勘ㄐ曰旌衔锉ǖ碾姎庠O(shè)備，如隔爆型電動機。

　　充油型是指可能產(chǎn)生火花的電氣設(shè)備、電弧或危險溫度的帶電部分浸在絕緣油里，從而不會引起油面上爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備。

　　通風(fēng)充氣型是指向設(shè)備內(nèi)通入新鮮空氣或惰性氣體，并使其保持正壓強，能阻止外部爆炸性混合物進入內(nèi)部引起爆炸的電氣設(shè)備。

　　本質(zhì)安全型是在正常工作或故障情況下產(chǎn)生電火花，其電流值均小于所在場所爆炸性混合物的最小引爆電流，而不會引起爆炸的電氣設(shè)備。

　　應(yīng)根據(jù)爆炸危險區(qū)域的特征選擇防爆電氣設(shè)備的類型;根據(jù)危險區(qū)域內(nèi)危險物品的理化性能選擇防爆電氣設(shè)備的級別。

　　4.靜電放電

　　生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的靜電有時會帶來嚴(yán)重的危害，有些甚至造成巨大的災(zāi)害。防止和消除靜電危險十分重要。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電電壓可達(dá)到幾萬伏以上，靜電除可能引起多種爆炸性混和物發(fā)生爆炸外還可能造成電擊。

　　為防止靜電放電火花引起的燃燒爆炸，可根據(jù)生產(chǎn)過程中的具體情況采取相應(yīng)的防靜電措施。如以下幾種措施：

　　(1)控制流速。流體在管道中的流速必須加以控制，例如易燃液體在管道中的流速不宜超過4―5m/s，可燃?xì)怏w在管道中的流速不宜超過6―8m/s。灌注液體時，應(yīng)防止產(chǎn)生液體飛濺和劇烈的攪拌現(xiàn)象。向儲罐輸送液體的導(dǎo)管，應(yīng)放在液面之下或?qū)⒁后w沿容器的內(nèi)壁緩慢流下，以免產(chǎn)生靜電。易燃液體灌裝結(jié)束時，不能立即進行取樣等操作，因為在液面上積聚的靜電荷不會很快消失，易燃液體蒸氣也比較多，因此應(yīng)經(jīng)過――段時間，待靜電荷松弛后，再進行操作，以防靜電放電火花引起著火爆炸。

　　(2)保持良好接地。接地是消除靜電危害最為常用的方法之一。下列生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)有可靠的接地裝置：輸送可燃?xì)怏w和易燃液體的管道以及各種閥門、灌油設(shè)備和油槽車(包括灌油橋臺、鐵軌、油桶、加油用鶴管和漏斗等);通風(fēng)管道上的金屬網(wǎng)過濾器;生產(chǎn)或加工易燃液體和可燃?xì)怏w的設(shè)備儲罐;輸送可燃粉塵的管道和生產(chǎn)粉塵的設(shè)備以及其他能夠產(chǎn)生靜電的生產(chǎn)設(shè)備。為消除各部件的電位差，可采用等電位措施。例如在管道法蘭之間加裝跨接導(dǎo)線，既可以消除兩者之間的電位差，又可以造成良好的電氣通路，以防止靜電放電火花。

　　(3)采用靜電消散技術(shù)。工藝過程中產(chǎn)生的靜電總是伴隨著產(chǎn)生和消散兩個區(qū)域，靜電電荷在這里依照電荷守恒定律進行著交換。在靜電產(chǎn)生區(qū)域是把靜電分離成相等的正、負(fù)電荷，在靜電消散區(qū)，帶電物體上的電荷經(jīng)過泄漏而消散。顯然，通過增強消散過程可以使靜電危害得以減輕和消除。

　　流體在管道輸送過程中，一般來說管道部分是產(chǎn)生靜電的區(qū)域，管道末端的容器(對液體輸送而言)或料斗、料倉(對粉體輸送而言)等接受容器則是靜電消散區(qū)域。我們已經(jīng)在管道上采取了一些靜電接地措施，消散了部分靜電電荷，為進一步提高安全系數(shù)，在有條件的情況下，如果在管道的末端再加裝一直徑較大的“松弛容器”，還可大大地消除流體在管內(nèi)流動時所積累的靜電。當(dāng)液體輸送管線上裝有過濾器時，甲、乙類液體輸送自過濾器至裝料之間應(yīng)有30s的緩沖時間。如滿足不了緩沖時間，可配置緩和器或采取其他防靜電措施。

　　(5)人體靜電防護。在靜電場中，人體是一個活動的靜電導(dǎo)體，很容易由靜電感應(yīng)而導(dǎo)致火花放電，因此要特別注意防止其他人員過分接近正在操作有爆炸危險品的工作人員，以避免不必要的靜電放電現(xiàn)象的發(fā)生。生產(chǎn)和工作人員應(yīng)盡量避免穿尼龍或的確良等易產(chǎn)生靜電的工作服，而且為了導(dǎo)除人身上積累的靜電，最好穿布底鞋或?qū)щ娤鹉z底膠鞋。工作地點宜采用水泥地面。

　?、萜渌夹g(shù)。在具有爆炸危險的廠房內(nèi)，一般不允許采用平皮帶傳動，可以采用三角皮帶傳動。但最好的方法是安設(shè)單獨的防爆式電動機，即電動機和設(shè)備之間用軸直接傳動或經(jīng)過減速器傳動。采用皮帶傳動時，為防止傳動皮帶在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生靜電發(fā)生危險時，可每隔 3-5天在皮帶上涂抹一次防靜電的涂料。此外，還應(yīng)防止皮帶下垂，皮帶與金屬接地物的距離不得小于20-30cm，以減小對接地金屬物放電的可能性。

　　增高廠房或設(shè)備內(nèi)空氣的濕度，也是防止靜電的基本措施之一。當(dāng)相對濕度在65%―70%以上時，能防止靜電的積累。對于不會因空氣濕度而影響產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)，可用噴水或噴水蒸氣的方法增加空氣濕度。

　　5.化學(xué)能和太陽能

　　有些物質(zhì)在常溫下能與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)放出熱量而引起自燃，因此，，應(yīng)保存在水中(液封)，避免與空氣接觸;有些物質(zhì)與水作用能夠分解放出可燃?xì)怏w，如電石與水作用可分解放出乙炔氣體，金屬鈉與水作用分解放出氫氣，五硫化磷與水作用分解放出硫化氫等，這類物質(zhì)應(yīng)特別注意采用防潮措施;有的物質(zhì)受熱升溫能分解放出具有催化作用的氣體，如硝化棉、賽璐珞等受熱能放出氧化氮和熱量，氧化氮對其進一步分解有催化作用，以至發(fā)生燃燒和爆炸。對上述各類物質(zhì)要特別注意防熱、通風(fēng)。直射的太陽光通過凸透鏡、圓形玻璃瓶、有氣泡的玻璃等會聚焦形成高溫焦點，能夠點燃易燃易爆物質(zhì)。有爆炸危險的廠房和庫房必須采取遮陽措施，窗戶采用磨砂玻璃，以避免形成點火源。

　　三、爆炸控制

　　爆炸造成的后果大多非常嚴(yán)重。在化工生產(chǎn)作業(yè)中，爆炸的壓力和火災(zāi)的蔓延不僅會使生產(chǎn)設(shè)備遭受損失，而且使建筑物破壞，甚至致人死亡。因此，科學(xué)防爆是非常重要的項工作。防止爆炸的一般原則：一是控制混合氣體中的可燃物含量處在爆炸極限以外;二是使用惰性氣體取代空氣;三是使氧氣濃度處于其極限值以下。為此應(yīng)防止可燃?xì)庀蚩諝庵行孤蚍乐箍諝膺M入可燃?xì)怏w中;控制、監(jiān)視混合氣體各組分濃度;裝設(shè)報警裝置和設(shè)施。

　　【例題】35.化工企業(yè)火災(zāi)爆炸事故不僅能造成設(shè)備損毀、建筑物破壞，甚至?xí)氯怂劳觯A(yù)防爆炸是非常重要的工作，防止爆炸的一般方法不包括()。

　　A.控制混合氣體中的可燃物含量處在爆炸極限以外

　　B.使用惰性氣體取代空氣

　　C.使氧氣濃度處于極限值以下

　　D.設(shè)計足夠的泄爆面積

　　【答案】D

　　在生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)可燃易燃物質(zhì)的燃燒爆炸特性，以及生產(chǎn)工藝和設(shè)備等的條件，采取有效的措施，預(yù)防在設(shè)備和系統(tǒng)里或在其周圍形成爆炸性混合物。這類措施主要有設(shè)備密閉、廠房通風(fēng)、惰性介質(zhì)保護、以不燃溶劑代替可燃溶劑、危險物品隔離儲存等。

　　1.惰性氣體保護

　　由于爆炸的形成需要有可燃物質(zhì)、氧氣以及一定的點火能量，用惰性氣體取代空氣，避免空氣中的氧氣進入系統(tǒng)，就消除了引發(fā)爆炸的一大因素，從而使爆炸過程不能形成。

　　在化工生產(chǎn)中，采取的惰性氣體(或阻燃性氣體)主要有氮氣、二氧化碳、水蒸氣、煙道氣等。如下情況通常需考慮采用惰性介質(zhì)保護：

　　(1)可燃固體物質(zhì)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(tǒng)，在進料前用惰性氣體進行置換，以排除系統(tǒng)中原有的氣體，防止形成爆炸性混合物。

　　(3)將惰性氣體通過管線與火災(zāi)爆炸危險的設(shè)備、儲槽等連接起來，在萬一發(fā)生危險時使用。

　　(4)易燃液體利用惰性氣體充壓輸送。

　　(5)在有爆炸性危險的生產(chǎn)場所，對有可能引起火災(zāi)危險的電器、儀表等采用充氮正壓保護。

　　(6)易燃易爆系統(tǒng)檢修動火前，使用惰性氣體進行吹掃置換。

　　(7)發(fā)現(xiàn)易爆易爆氣體泄漏時，采用惰性氣體(水蒸氣)沖淡。發(fā)生火災(zāi)時，用惰性氣體進行滅火。

　　向可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵與空氣的混合物中加入惰性氣體，可以達(dá)到兩種效果，一是縮小甚至消除爆炸極限范圍，二是將混合物沖淡。例如，易燃固體物質(zhì)的壓碎、研磨、篩分、混合以及粉狀物料的輸送，可以在惰性氣體的覆蓋下進行;當(dāng)廠房內(nèi)充滿可燃性物質(zhì)而具有危險時(如發(fā)生事故使車間、庫房充滿有爆炸危險的氣體或蒸氣)，應(yīng)向這一地區(qū)放送大量惰性氣體加以沖淡;在生產(chǎn)條件允許的情況下，可燃混合物在處理過程中亦應(yīng)加入惰性氣體作為保護氣體;還有用惰性介質(zhì)充填非防爆電氣、儀表;在停車檢修或開工生產(chǎn)前，用惰性氣體吹掃設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)的可燃物質(zhì)等?？傊?，合理利用惰性氣體，對防火防爆具有很大的實際作用。采用煙道氣時應(yīng)經(jīng)過冷卻，并除去氧及殘余的可燃組分：氮氣等惰性氣體在使用前應(yīng)經(jīng)過氣體分析，其中含氧量不得超過2%。