一、防火、防爆
(一)燃燒
1、燃燒的定義:燃燒是一種發(fā)熱發(fā)光的化學(xué)反應。
2燃燒的條件
可燃物、助燃物和著(zhù)火源,稱(chēng)為‘燃燒的三要素“。這三個(gè)條件必須同時(shí)具備,并且互相結合,相互作用,燃燒方可發(fā)生。
3燃燒的過(guò)程
大多數可燃物質(zhì)的燃燒是在蒸汽或氣態(tài)下進(jìn)行的,由于可燃物質(zhì)的狀態(tài)不同,其燃燒的特點(diǎn)也不同。
氣體最容易燃燒,只要達到其本身氧化分解所需的熱量便能迅速燃燒。液體在火源作用下,首先使其蒸發(fā),然后蒸汽氧化分解進(jìn)行燃燒。固體燃燒,如果是簡(jiǎn)單物質(zhì),如硫、磷等,受熱時(shí)首先熔化,然后蒸發(fā)、燃燒,沒(méi)有分解過(guò)程。如果是復雜物質(zhì),受熱時(shí),首先分解成氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物,然后氣態(tài)產(chǎn)物和液態(tài)產(chǎn)生的蒸汽著(zhù)火燃燒。
(二)爆炸定義
是指物質(zhì)從一種狀態(tài)迅速轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài),并在瞬間放出大量能量的現象,分為物理性爆炸、化學(xué)性爆炸、核爆炸三種。
1、爆炸和燃燒的區別
從化學(xué)反應角度上講,燃燒與爆炸沒(méi)有明顯的區別。但在傳播過(guò)程與機理上有所不同。
燃燒是化學(xué)反應,爆炸不一定是化學(xué)反應。
燃燒時(shí)化學(xué)反應區域的能量是通過(guò)傳導、熱輻射以及燃燒產(chǎn)物的擴散作用傳入反應物中,而爆炸的傳播是借助沖擊波對爆炸物質(zhì)的強烈沖擊壓縮作用而進(jìn)行的。
(3)燃燒波與沖擊波傳播的速度不同,燃燒波的傳播速度通常為每秒數毫米到數米,爆炸時(shí)沖擊波速度超過(guò)聲波,甚至可達每秒數千米。
3粉塵爆炸
粉塵爆炸是一種不容忽視的問(wèn)題,如1987年,哈爾濱亞麻廠(chǎng)發(fā)生一起特大粉塵爆炸事故,死亡50多人,直接損失達數千萬(wàn)元。
并不是所有的的粉塵都能發(fā)生爆炸,能夠引起爆炸的粉塵必須具備以下條件:
A粉塵必須是可燃的,這里所說(shuō)的可燃指容易和氧反應,容易產(chǎn)生可燃性氣體。有的固體,在燃燒時(shí)不產(chǎn)生可燃性氣體,也不出現有火焰的燃燒而只是表面燃燒,如活性炭,但不產(chǎn)生粉塵爆炸,假如活性炭吸附大量的溶劑蒸氣,則會(huì )產(chǎn)生激烈的爆炸。
B粉塵必須呈懸浮狀態(tài),這是因為懸浮狀態(tài)粉塵可很好與氧氣接觸,故堆積狀態(tài)粉塵是不可能引起爆炸的,但如用氣流擾動(dòng)或某種外來(lái)因素使堆積的粉塵飛揚起來(lái),它就有可能發(fā)生爆炸,因此粉塵不發(fā)生爆炸則已,一旦發(fā)生往往接連爆炸,造成巨大爆炸。
C粉塵濃度必須在爆炸范圍以?xún)?,粉塵爆炸和氣體爆炸性混合物一樣,有一個(gè)爆炸極限的問(wèn)題,濃度過(guò)高或過(guò)低,都不可能發(fā)生爆炸,當然爆炸極限與顆粒大小、濕度、環(huán)境溫度、點(diǎn)火能量因素有關(guān)。
D有一定的點(diǎn)火源,粉塵爆炸的點(diǎn)火能量遠高于氣體爆炸性混合物。
(三)火災危險性分類(lèi)
1閃燃與閃點(diǎn)
易燃、可燃液體表面揮發(fā)的蒸汽與空氣形成的混合物,當火源接近時(shí),能發(fā)生閃燃現象。引起閃燃的溫度叫閃點(diǎn)。如丙酮閃點(diǎn)-20;甲醇閃點(diǎn)7;乙醇14;甘油160。
閃點(diǎn)作為評定液體火災危險性的主要依據。不同的易燃可燃液體有不同的閃點(diǎn),閃點(diǎn)越低,火災危險性越大。
2爆炸極限
可燃氣體、可燃液體蒸汽、粉塵與空氣組成的混合物需要一定的濃度才能爆炸。這種可燃氣體、可燃液體蒸汽、粉塵與空氣組成的混合物,遇火源發(fā)生爆炸的濃度范圍稱(chēng)為爆炸極限。其中最低的濃度要求稱(chēng)為爆炸下限,最高的濃度稱(chēng)為爆炸上限。
爆炸極限也是判斷火災爆炸危險程度的一個(gè)重要指標。
3、1974年,《建筑設計防火規范》將生產(chǎn)的火災危險性分類(lèi)如下:
生產(chǎn)類(lèi)別 |
火災危險性的特征 |
甲 |
使用或產(chǎn)生下列物質(zhì):1.閃點(diǎn)<28℃的易燃液體 2.爆炸下限<10%的可燃氣體 3.常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導致迅速自燃或爆炸的物質(zhì) 4.常溫下受到水或空氣中水蒸汽的作用,能產(chǎn)生可燃氣體并引起燃燒或爆炸的物質(zhì) 5.遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無(wú)機物,極易引起燃燒或爆炸的強氧化劑6.受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時(shí)能引起燃燒或爆炸的物質(zhì)7.在壓力容器內物質(zhì)本身溫度超過(guò)自燃點(diǎn)的生產(chǎn) |
乙 |
使用或產(chǎn)生下列物質(zhì):1.閃點(diǎn)≥28℃至<60℃的易燃、可燃液體 2.爆炸下限≥10%的可燃氣體 3.助燃氣體和不屬于甲類(lèi)的氧化劑4.不屬于甲類(lèi)的化學(xué)易燃危險固體 5.生產(chǎn)中排出浮游狀態(tài)的可燃纖維或粉塵,并能與空氣形成爆炸性混合物者 |
丙 |
使用或產(chǎn)生下列物質(zhì):1.閃點(diǎn)≥60℃的可燃液體2.可燃固體 |
丁 |
具有下列情況的生產(chǎn):1.對非燃燒物質(zhì)進(jìn)行加工,并在高熱或熔化狀態(tài)下經(jīng)常產(chǎn)生輻射熱、火花或火焰的生產(chǎn);2.利用氣體、液體、固體作為燃料或將氣體、液體進(jìn)行燃燒作其它用的各種生產(chǎn);3.常溫下使用或加工難燃燒物質(zhì)的生產(chǎn) |
戊 |
常溫下使用或加工非燃燒物質(zhì)的生產(chǎn) |
注:①在生產(chǎn)過(guò)程中,如使用或產(chǎn)生易燃、可燃物質(zhì)的量較少,不足以構成爆炸或火災危險時(shí),可以按實(shí)際情況確定其火災危險性的類(lèi)別。
按照化工企業(yè)安全生產(chǎn)管理制度,為了做好防火防爆工作,公司分為防火區、防爆區、固定動(dòng)火區。防爆區又分為甲、乙級防爆區。
4、爆炸危險場(chǎng)所等級劃分
根據1995勞動(dòng)部《爆炸危險場(chǎng)所安全規定》,
爆炸危險場(chǎng)所劃分為特別危險場(chǎng)所、高度危險場(chǎng)所和一般危險場(chǎng)所三個(gè)等級(劃分原則見(jiàn)附件一)。
特別危險場(chǎng)所是指物質(zhì)的性質(zhì)特別危險,儲存的數量特別大,工藝條件特殊,一旦發(fā)生爆炸事故將會(huì )造成巨大的經(jīng)濟損失、嚴重的人員傷亡,危害極大的危險場(chǎng)所。
高度危險場(chǎng)所是指物質(zhì)的危險性較大,儲存的數量較大,工藝條件較為特殊,一旦發(fā)生爆炸事故將會(huì )造成較大的經(jīng)濟損失、較為嚴重的人員傷亡,具有一定危害的危險場(chǎng)所。
一般危險場(chǎng)所是指物質(zhì)的危險性較小,儲存的數量較少,工藝條件一般,即使發(fā)生爆炸事故,所造成的危害較小的場(chǎng)所。
在劃分危險場(chǎng)所等級時(shí),對周?chē)h(huán)境條件較差或發(fā)生過(guò)重大事故的危險場(chǎng)所應提高一個(gè)危險等級。
5、爆炸危險場(chǎng)所等級劃分原則
1.危險等級劃分依據物質(zhì)性質(zhì)、數量和工藝條件三個(gè)主要因素,每個(gè)因素分為A、B、C三級。
見(jiàn)下表-危險等級劃分(點(diǎn)擊展開(kāi))
2.物質(zhì)性質(zhì)最為危險或數量特別大或工藝條件最為特殊為A級,B級次之,C級最小。
3.工藝條件分為溫度、壓力和化學(xué)反應三個(gè)子因素,每個(gè)子因素同樣分為a、b、c三級,根據三個(gè)子因素的級,按照二個(gè)c級相當于一個(gè)B級,二個(gè)b級相當于一個(gè)A級的原則,定出一個(gè)工藝條件級。
4.危險等級劃分的三個(gè)主要因素一個(gè)為A級、一個(gè)為B級、一個(gè)為C級及以上者為特別危險場(chǎng)所;三個(gè)主要因素中一個(gè)為B級、二個(gè)為C級及以上者為高度危險場(chǎng)所;在高度危險場(chǎng)所規定的級以下者為一般危險場(chǎng)所。
5.危險等級劃分時(shí),危險場(chǎng)所的周?chē)h(huán)境條件和發(fā)生過(guò)重大事故是作為附加因素考慮的,當周?chē)h(huán)境條件較差或發(fā)生過(guò)重大事故的場(chǎng)所,應提高一個(gè)危險等級。
二、防火防爆技術(shù)
安全工作的方針是“安全第一,預防為主“,消防方針是“以防為主,防消結合”,是防止火災爆炸的基本原則。
根據燃燒的三要素,燃燒爆炸的發(fā)生三個(gè)條件必須同時(shí)具備、相互作用,缺一不可。所以最理想的原則是把這三個(gè)要素同時(shí)消滅控制,但不經(jīng)濟,有時(shí)也不可能?;鹪春茈y控制,特別是一些靜電火花。
(一)控制易燃易爆物質(zhì)及助燃劑
控制易燃易爆物質(zhì)的用量,在生產(chǎn)過(guò)程中嚴格控制易燃易爆物質(zhì)的用量,盡量不用或少用易燃易爆物品,通過(guò)不斷的工藝、技術(shù)革新,使用不燃的溶劑或火災爆炸危險性小的難燃溶劑代替易燃易爆物質(zhì),從而降低火災爆炸的危險性。
加強密閉,使生產(chǎn)設備和容器盡可能密閉,減少“跑、冒、滴、漏”現象,防止易燃易爆物質(zhì)在空氣中與空氣形成爆炸性混合物。
注意通風(fēng)排氣,盡管容器、設備采取了一定的密閉性措施,但危險物品的泄露總是不可避免的,因此在工作場(chǎng)所要加強通風(fēng)排氣工作,以降低火險的危險性。
嚴格工藝參數控制,在生產(chǎn)中要加強員工的工作責任心教育,嚴格控制溫度、壓力、流量、料比等工藝參數,使之保持在規定的范圍內,減少跑料的可能性。
(二)著(zhù)火源的控制與消除
1著(zhù)火源的種類(lèi)
種類(lèi) |
舉例 |
開(kāi)放性火焰(明火) |
焊接與切割、酒精燈等 |
火花、電弧 |
焊接、切割火花、汽車(chē)排氣噴火,電火花、撞擊火花、電弧 |
熾熱物體 |
電爐、烙鐵、熔融金屬、白熾燈 |
化學(xué)能 |
氧化、硝化、分解和聚合等化學(xué)反應 |
2明火的控制
類(lèi)型 |
安全措施 |
明火作業(yè) |
1劃定廠(chǎng)區的禁火區域,設置安全標志; 2制定動(dòng)火制度,嚴格執行動(dòng)火施工安全措施和審批手續的; 3禁止在Q-1、G-1、H-1級爆炸危險場(chǎng)所動(dòng)火 |
明火爐灶 |
1禁止在我Q-1、G-1、H-1級爆炸危險場(chǎng)所設置明火爐灶; 2明火灶與生產(chǎn)工藝裝置、貯運裝置等的防火間距,應符合安全規定間距; 3禁火區域設置臨時(shí)明火爐灶,應取得批準 |
3火花電弧的控制與消除
類(lèi)型 |
安全措施 |
磨擦撞擊火花 |
1散發(fā)較空氣重的可燃氣體、蒸氣的甲類(lèi)生產(chǎn)車(chē)間以及有粉塵、纖維爆炸危險 乙類(lèi)生產(chǎn)車(chē)間應采用不發(fā)生火花的地面; 2在Q-1、G-1、H-1級爆炸危險場(chǎng)所,禁止砂輪打磨等產(chǎn)生火花的工作; 3在盛有可燃易爆介質(zhì)的容器、設備管線(xiàn)上插盲板,禁用鐵器工具。 |
焊接切割火花 |
1嚴禁在Q-1、G-1、H-1級爆炸危險場(chǎng)所進(jìn)行切割與焊接作業(yè); 2嚴格執行動(dòng)火制度及其施工安全措施和審批手續 |
電氣設備火花 |
1爆炸危險場(chǎng)所應按安全規定選用電器設備; 2在Q-2、G-2、H-2級爆炸危險場(chǎng)所臨時(shí)使用非防爆電氣設備,應同樣辦理動(dòng)火批準手續; |
靜電放電火花 |
1可燃氣體、易燃液體的設備、管道等應進(jìn)行防靜電接地; 2可燃氣體、易燃液體的流速應符合安全規定; 3氧氣的流速應安全規定執行。 |
4、熾熱物體的控制與消除
序號 |
安全措施 |
1 |
在Q-1、G-1、H-1級爆炸危險場(chǎng)不得攜帶或從事有烙鐵、熔融瀝青、金屬等熾熱物體的施工、檢修工作 |
2 |
在在Q-1、G-1、H-1級爆炸危險場(chǎng)所動(dòng)火,要辦理動(dòng)火手續,采取可靠的安全措施,方可進(jìn)行; |
3 |
不允許在化工生產(chǎn)崗位的暖氣片上烘烤油污的手套、衣服等可燃物品 |
4 |
易燃易爆場(chǎng)所嚴禁使用和安裝電熱器具、高熱照明器具。 |
二、防靜電
靜電是一種自然現象,目前在工業(yè)上應用日趨廣泛。這里主要討論靜電的危害性,如靜電火花放電,往往成為點(diǎn)火源釀成火災爆炸事故。
1、靜電的產(chǎn)生
靜電的產(chǎn)生是一個(gè)比較復雜的過(guò)程,這個(gè)過(guò)程這里就不討論了。磨擦起電是大家熟悉的,但是磨擦并不是產(chǎn)生靜電的唯一途徑,事實(shí)上,只要是兩種物質(zhì)緊密接觸后(間距小于2.5+10(-8)厘米)分離都能產(chǎn)生靜電。由于不同物質(zhì)對其電子的約束不同,在接觸面上會(huì )有電子的轉移,使一方帶正電,一方帶負電,直到達到平衡狀態(tài),突然分離就會(huì )產(chǎn)生靜電,磨擦只不過(guò)是使兩種物質(zhì)接觸更緊密罷,加劇了電子的轉移。
以管道輸送液體為例,在液體進(jìn)入管道后,在與管道接觸的界面上就會(huì )有電子的轉移,使一側帶正電,一側帶負電液體不斷流動(dòng),管道和液體分別帶上靜電,液體流速加快,靜電壓會(huì )加大,所以一定要嚴格控制流速。一般溶媒小于3米每秒。
這里有個(gè)案例。國內某廠(chǎng)200噸油罐,用頂部注入(應用液下注入)液體,由于沖擊和晃動(dòng),不到10分鐘就產(chǎn)生了一次爆炸事故,事后模擬試驗,測得靜電位在7000伏以上。這里有幾個(gè)數據:尼龍衣從毛衣上脫下可帶數千伏電壓;穿塑料靯在不導電地板上行走,可達千伏以上。有一報道,某醫院在給病人吸麻醉劑乙醚時(shí),由于急速打開(kāi)聚氯乙烯蓋時(shí),產(chǎn)生高達500伏的電壓,發(fā)生了一次爆炸事故。
2靜電危害
靜電積累導致火花放電,在危險場(chǎng)所引起火災爆炸事故;
靜電具有一定能量,對人體造成傷害,以及因閃光或刺激肌肉引縮造成二次事故;
妨礙生產(chǎn),影響產(chǎn)品質(zhì)量。制劑車(chē)間生產(chǎn)中,反映的更為突出。
3靜電的消除
從兩方面入手,一是防止靜電的產(chǎn)生;二是使產(chǎn)生靜電盡快案例消除。
只要做好其中的一項工作,就可以避免靜電事故的發(fā)生。具體方法有以下幾種:
(1)從工藝上控制靜電的產(chǎn)生。如合理設計與選材,盡可能使想到磨擦的兩種物質(zhì)在靜電序列表中的位置接近,降低靜電的產(chǎn)生;在火災爆炸場(chǎng)所,設計設備管道盡可能光滑平整無(wú)棱角,管徑無(wú)驟變,嚴格控制物流雜質(zhì);控制液體流速、壓力、溫度等參數。
(2)采用泄漏導走靜電的措施。如用空氣增濕,加抗靜電劑的方法導走靜電。
(3)靜電接地。通近過(guò)接地導線(xiàn)將帶電體的電荷引入大地,只適用于消除帶電導體表面的自由電荷,非導體的靜電電荷無(wú)法導走。(強調靜電跨接線(xiàn)連接,串聯(lián),沸騰床中間段不壓緊,留下隱患)
(4)裝靜電消除器。又稱(chēng)靜電中和器,是一種離子發(fā)生器,以生產(chǎn)離子來(lái)消除靜電危害。
(5)人體防靜電。
三、防雷擊
雷電是一種復雜的自然現象,是帶有足夠電荷的云塊與云塊之間或云與大地之間的靜電放電。
1、雷電放電特點(diǎn)
高電壓,可達幾萬(wàn)伏以上;時(shí)間短,僅幾十微秒;電流大,達幾百千安。
2、雷電分類(lèi)
根據形狀,分為片狀、線(xiàn)狀、球狀三種。
片裝雷,往往在云之間發(fā)生;
線(xiàn)狀雷,就是人們常說(shuō)的落地雷;
球狀雷,比較特殊,是一種紫紅色的發(fā)光環(huán)體,直徑從幾毫米到幾米,時(shí)間可達數秒鐘,可在空中飄行或地面滾動(dòng),會(huì )通過(guò)窗戶(hù)進(jìn)房入室。
3、雷電破壞性
雷電直接擊中建筑物或人畜時(shí),由于電效應產(chǎn)生電擊,熱效應和機械效應引起火災爆炸事故;放電過(guò)程中產(chǎn)生靜電和電磁感應,也能釀成事故。
4、常見(jiàn)的防雷裝置
避雷針、避雷線(xiàn)、避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷器。公司一般是避雷網(wǎng)。
防雷裝置實(shí)際上是接受閃電避免雷擊裝置,每一種防雷裝置有接閃器、引下線(xiàn)、接地裝置三部分組成。
5、防火防爆區的防雷
易燃易爆危險場(chǎng)所,由于雷擊可能產(chǎn)生A:靜電感應,在具體工作中,要根據建筑物、構筑物防雷要求及防雷等級,架設相應的防雷裝置。因此應有消除靜電感應造成火花的放電措施,其方法必須使A:被保護物體的一切導電部分進(jìn)行可靠接地,接地電阻一般在5歐以?xún)?,同時(shí)不準存在伸展長(cháng)度大并與大地相互絕緣的金屬物體;另外,雷電產(chǎn)生B:電磁感應,容易在導體的閉合回路中,形成感應電流,這種感應電流在經(jīng)過(guò)環(huán)路的接觸不良處,發(fā)熱可使易燃物著(zhù)火或火花放電導致火災爆炸事故;因此,B對平行管道相距不到100毫米時(shí),每20-30米須用金屬線(xiàn)跨接,交叉管道相距不到100毫米時(shí),也要也要跨接,跨接電阻小于0.03歐。其他金屬物間距小于100毫米時(shí),也應跨接,并有不少于兩處的接地裝置,接地電阻小于5歐。
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