2014年安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》考點(diǎn):機(jī)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(diǎn)，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(hù)。

　　(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(duì)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(diǎn)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(bào)警。

　　二、點(diǎn)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(diǎn)：

　　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(jìn)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(jìn)行清洗。然后用惰性氣體進(jìn)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(jìn)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(diǎn)，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(xiǎn)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(jī)一般不允許進(jìn)入，如確需進(jìn)入，其排氣管上應(yīng)安裝火花熄滅器。在有爆炸危險(xiǎn)的車間和倉庫內(nèi)，禁止吸煙和攜帶火柴、打火機(jī)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(xiǎn)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(jī)器軸承的摩擦發(fā)熱、鐵器和機(jī)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(yùn)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(yùn)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(xiǎn)。如果機(jī)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(xiǎn)的生產(chǎn)中，機(jī)件的運(yùn)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(jī)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(yàn)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(xiǎn)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(xiǎn)溫度是由于在運(yùn)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(jī))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(xiǎn)的火源。電氣設(shè)備或線路出現(xiàn)危險(xiǎn)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(yùn)行，防止出現(xiàn)事故火花和危險(xiǎn)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(yùn)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(yùn)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(xiǎn)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?yàn)榛覊m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(xiǎn)的廠房內(nèi)，應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)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(diǎn)，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?，不致引起外部爆炸性混合物爆炸的電氣設(shè)備，如隔爆型電動機(jī)。

　　充油型是指可能產(chǎn)生火花的電氣設(shè)備、電弧或危險(xiǎn)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(qiáng)，能阻止外部爆炸性混合物進(jìn)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(xiǎn)區(qū)域的特征選擇防爆電氣設(shè)備的類型;根據(jù)危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)危險(xiǎn)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(xiǎn)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(jìn)行取樣等操作，因?yàn)樵谝好嫔戏e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(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(jìn)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(hù)。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(xiǎn)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(diǎn)宜采用水泥地面。

　?、萜渌夹g(shù)。在具有爆炸危險(xiǎn)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(dú)的防爆式電動機(jī)，即電動機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生靜電發(fā)生危險(xiǎn)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(jìn)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(diǎn)，能夠點(diǎn)燃易燃易爆物質(zhì)。有爆炸危險(xiǎn)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(diǎn)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(xiàng)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?，或防止空氣進(jìn)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(bào)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?，預(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(jì)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(hù)、以不燃溶劑代替可燃溶劑、危險(xiǎn)物品隔離儲存等。

　　1.惰性氣體保護(hù)

　　由于爆炸的形成需要有可燃物質(zhì)、氧氣以及一定的點(diǎn)火能量，用惰性氣體取代空氣，避免空氣中的氧氣進(jìn)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?dú)?、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(hù)：

　　(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(jìn)行覆蓋保護(hù)。

　　(2)處理可燃易爆的物料系統(tǒng)，在進(jìn)料前用惰性氣體進(jìn)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(xiǎn)的設(shè)備、儲槽等連接起來，在萬一發(fā)生危險(xiǎn)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(xiǎn)的生產(chǎn)場所，對有可能引起火災(zāi)危險(xiǎn)的電器、儀表等采用充氮正壓保護(hù)。

　　(6)易燃易爆系統(tǒng)檢修動火前，使用惰性氣體進(jìn)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(jìn)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(jìn)行;當(dāng)廠房內(nèi)充滿可燃性物質(zhì)而具有危險(xiǎn)時(如發(fā)生事故使車間、庫房充滿有爆炸危險(xiǎn)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(hù)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(shí)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?dú)獾榷栊詺怏w在使用前應(yīng)經(jīng)過氣體分析，其中含氧量不得超過2%。