控制火灾及爆炸蔓延的方法

（一）正确选址与安全间距

化工企业及工艺装置和设施的选址是关系到环境影响和控制火灾蔓延的重大问题，如果选址不当，需要花费大量的人力、财力去纠正。

考虑选址，要从环境医学、生物学、流行病学、气象学、地质学、地理学等各个方面进行多学科的考察。特别要注意石化企业及生产设施与相邻企业及设施的间距不能小于表2-6规定的数值。

表2-6　石化企业及生产设施与相邻企业及设施的最小间距　　单位：m

续表

企业及设施选址还应注意以下几点。

（1）不要选址在有滑坡、断层、泥石流、淤泥、溶洞、地下水位过高的地区。

（2）选址在沿江河、海岸的位置时，要使其位于江河，城镇和重要桥梁、港区、水源等重要建筑物的下游。

（3）避开煤矿危险区以及可能会受到洪水威胁的地区。选在水坝下游方向时，要考虑如果水坝被洪水冲垮时厂区是否会遭受损失。

（4）产生有毒气体及烟尘的企业要特别注意避开窝风的地带。要考虑季节风向、台风强度、雷击、积雪及地震的影响和危害。

（5）不要选址在自然疫源区、高放射地区和传染病疫区。

（6）凡是产生有毒气体、烟尘等有害因素的企业，应将厂址选在工业区的下风侧并与居民区保持一定的防护距离。

【案例2-2】 2004年2月22日河北某化工有限公司乳化炸药生产车间在试生产设备调试过程中发生爆炸事故，标高为2m平台的乳化器发生爆炸，引发了该平台约600kg炸药爆炸，并引起了20m远处堆积的2～3t成品炸药爆炸。事故造成13人死亡，1人重伤，工厂及生产设备基本被摧毁。

事故原因是违反操作规程，防护设备失效，特别是成品仓库距生产现场太近引发了连锁爆炸。

（二）分区隔离、露天布置、远距离操纵

化工生产中，安全防范设计是事故预防的第一步。由于化学危险物料多，火灾爆炸危险性大，且设备和管线又连接在一起，所以应采取分区隔离、露天布置和远距离操纵等措施，保证既要有利于安全，又要有利于生产。

1.分区隔离

在总体设计时，应充分估计相邻车间建（构）筑物可能引起的相互影响。危险车间与其他车间或装置应保持一定的间距，充分估计相邻车间建（构）筑物之间的影响。

在同一车间的各个工段，应视其生产性质和危险程度而予以隔离，各种原料成品、半成品的储存，亦应按其性质、存量不同而进行分区隔离。

2.露天布置

化工厂的设备布置一般应优先考虑露天布置，图2-2是化工厂设备布置外观图。露天布置最主要的优点是有利于化工生产的防火、防爆和防毒，减少因设备泄漏而造成易燃气体在厂房内积聚的危险性。另外，露天布置可以节约建筑面积，节省基建投资，减少土建施工工程量，加快基建进度。对于有火灾爆炸危险性的设备，露天布置可以降低厂房耐火等级，降低厂房造价。

图2-2　化工厂设备布置外观图

3.远距离操纵

远距离操作不但能使操作人员与危险工作环境隔离，同时也提高生产效率，消除人为的误差。远距离操纵与自动调节的不同之处在于，远距离操纵需要人来操作，而自动控制则是计算机根据预先规定的条件自动控制。

常见的远距离操纵有机械传动、液压传动、气动传动和电动操纵四种。

（三）防火与防爆安全装置

安全装置是保护设备或生产装置安全运行、防止异常情况下发生火灾爆炸的装置。凡是有燃烧爆炸危险性的生产装置，都应装设有相应的安全装置。

1.火焰隔断装置

火焰隔断装置的作用是防止外部火焰蹿入有燃烧爆炸危险的设备、管道、容器内部或阻止火焰在设备和管道间扩散。

（1）阻火器

阻火器又叫防火器，它的灭火原理是使火焰在通过狭小孔隙时，由于损失的突然增大，使燃烧不能继续。阻火器常用在容易引起火灾爆炸的高热设备和输送可燃气体、易燃液体蒸气的管道之间，以及可燃气体、易燃液体蒸气排气管上。

①金属网阻火器。金属网阻火器的结构如图2-3所示。它是用若干具有一定孔径的金属网把空间分隔成许多小孔隙。金属网由单层和多层网重叠起来，随着层数增加有效性也增大，但增加到一定层数之后效果并不加大。金属网通常是6～12层。

图2-3　金属网阻火器

1-进口；2-壳体；3-垫圈；4-金属网；5-上盖；6-出口

②砾石阻火器。砾石阻火器的结构如图2-4所示。它是用砂砾、卵石、玻璃球等作为填料，这些阻火介质使阻火器内的空间被分隔成许多小孔隙，当可燃气体发生燃烧时，这些微孔能有效地阻止火焰的蔓延，其阻火效果较好，特别是阻止二硫化碳火焰的效果更佳。

图2-4　砾石阻火器

1-壳体；2-下盖；3-上盖；4-网格；5-砂砾；6-进口；7-出口

③波纹型阻火器。波纹型阻火器一般有两种组成形式。一种是由两个方向折成的波纹型的薄板材料组成，波纹之间分隔成许多小的孔隙和通道，给火焰提供了一条曲曲折折的通道。另一种由波纹薄板和平板交替缠绕在轴芯上，组成一叠带有三角形孔隙阻火层，这种结构的阻火层可以根据设计需要制作不同直径、不同厚度和不同孔隙的波纹阻火层，结构如图2-5所示。

图2-5　波纹型阻火器

1-上盖；2-出口；3-轴芯；4-波纹金属片；5-外壳；6-下盖；7-进口

（2）安全液封

安全液封一般装在气体管线和生产设备之间，结构形式常用的有敞开式和封闭式两种，其结构如图2-6所示。

图2-6　安全液封(www.xing528.com)

1-验水栓；2-气体出口；3-进气管；4-安全管；5-单向阀；6-爆破片；7-外壳

安全液封的阻火原理是液体封在进出口之间，无论两侧的任何一侧着火，火焰都将在液封处被熄灭，从而阻止火焰蔓延。

安全液封内的液位应根据设备内的压力保持一定高度，否则起不到液封作用。寒冷地区要注意经常检查液封，防止液封冻结。

（3）单向阀

单向阀的作用是仅允许流体向一定方向流动，遇有回流即自动关闭。可防止高压窜入低压系统而引起管道、容器、设备炸裂，也可用作可燃气管线上防止回火的安全装置。

单向阀又称止逆阀、止回阀，单向阀有升降式、摇板式、球式等。

（4）阻火闸门

阻火闸门是为防止火焰沿通风管道或生产管道蔓延而设置的阻火装置。

如图2-7所示为跌落式自动阻火闸门。其原理为正常情况下，阻火闸门受易熔合金元件控制处于开启状态，一旦着火温度超过易熔金属熔点，易熔金属熔化，闸门失去控制，受重力作用自动关闭。低熔元件一般用铅、锡、镉等金属制造。

也有的阻火闸门是手动的，遇到火警时由人工迅速关闭。

图2-7　跌落式自动阻火闸门

1-易熔合金元件；2-阻火闸门

2.火星熄灭器

火星熄灭器也叫防火帽，一般安装在产生火星的设备或车辆的排空系统中，以防止火星飞出。

火星熄灭器的种类很多，其工作原理也有所不同，但一般可分为干式和湿式两类。干式火星熄灭器通过设置障碍，改变烟气流动方向，使气流缓慢流动，增加火星运动的路程，使火星熄灭或沉降。湿式火星熄灭器通过使烟气旋转，降低流速，再与水幕充分接触，达到熄灭火星的目的。

3.防爆泄压装置

防爆泄压装置是通过排放的方式，降低设备压力来保护设备的装置。它主要包括安全阀、爆破片、爆破帽、放空管、易熔塞等。

（1）安全阀

安全阀主要用于防止物理性爆炸，它是通过泄压的方式降低受压设备内部压力，使其达到正常值。当设备超压，安全阀自动开启，把容器内介质迅速排放出去。设备压力降低，避免了超压爆炸。当压力降到正常值，安全阀自行关闭。

安全阀还有报警的功能，即设备超压，安全阀向外排放介质时，会产生气体动力声响，起到报警的作用。

安全阀有弹簧式和杠杆式两种，如图2-8、图2-9所示。

图2-8　弹簧式安全阀

1-阀体；2-阀座；3-阀芯；4-阀杆；5-弹簧；6-螺母；7-阀盖

图2-9　杠杆式安全阀

1-重锤；2-杠杆；3-杠杆支点；4-阀芯；5-阀座；6-排出管；7-设备

（2）爆破片

爆破片是一种断裂型的泄压装置，通常设置在密封的压力容器或管道系统上，当设备内部反应物异常，介质压力超过规定压力时，爆破片自行破裂，物料泄出，从而防止设备爆炸。

爆破片的特点是放出物料多，泄压快，构造简单。适用于物料黏度高或腐蚀性强的设备。爆破片与安全阀组合安装，弹簧安全阀入口处设置爆破片，可以防止弹簧安全阀受腐蚀，异物侵入而泄漏。

（3）爆破帽

爆破帽也是一种断裂型的泄压装置，因外形像帽子，所以叫爆破帽。爆破帽为一端封闭，中间具有一薄弱断面的厚壁短节，爆破时在A—A断面处断裂，其结构如图2-10所示。爆破帽的爆破压力误差小，泄放面积较小，多用于超高压容器，一般由性能稳定、强度随温度变化较小的高强度钢材料制造。

图2-10　爆破帽

（4）易熔塞

易熔塞是利用装置内的低熔点合金在较高的温度下熔化，打开通道使气体从原来填充的易熔合金的孔中排出来泄放压力，其特点是结构简单，更换容易，由熔化温度而确定的动作压力较易控制。一般用于气体压力不大，完全由温度的高低来确定的容器。如低压液化气氯气钢瓶上的易熔塞的熔化温度为65℃。

（5）放空管

在某些高危设备上，设置紧急放空管。当设备出现超温、超压等异常情况时，利用自动或手动的方式打开放空管，放出部分或全部介质，以避免恶性事故的发生。

由于紧急放空管一般高于建筑顶部，容易遭受雷击，因此，放空管应在防雷保护范围内。同时为防静电，放空管要进行良好的接地。

4.火灾报警装置

火灾报警装置能自动探测火情、迅速报警。它与自动灭火系统联动，实现自动灭火。火灾报警系统由探测器、控制系统、操作系统和执行系统组成。

探测器通过感温、感光、感烟、感知可燃气体等元件把火灾信号转化为电信号，输入报警控制系统，进行报警。控制系统指令操作系统工作，主要是开启灭火器阀门自动灭火，同时开启排烟系统排烟。

【案例2-3】 山东某化工总厂造气车间使用的一台废热锅炉没有取得劳动部门颁发的压力容器制造许可证，属于无证制造。该设备的制造质量低劣，不符合相应的国家标准的规定，也没有经各项检测、试验，就投入使用。1993年11月22日，设备在运行中发生泄漏，该厂在未查清泄漏原因就盲目焊补，并在拆除了安全阀的情况下将设备再次投入使用。11月24日，废热锅炉突然发生爆炸。爆炸造成3人死亡，2人重伤，4人轻伤。

该厂违反国家有关规定，设备质量差，特别是在设备上的安全阀被拆除的情况下，仍将设备投入使用，致使爆炸发生，是事故的直接原因。