工业企业生产过程的防火防爆措施

工业企业在生产过程中不管是由于物料、生产装置设备等某一细小环节存在隐患，就有可能发生严重的事故。为防止火灾爆炸事故的发生，针对生产过程的火灾危险性提出相应的防火防爆措施，对于确保工业企业的安全生产十分重要。

（一）防止爆炸性混合物的形成

防止易燃、可燃物质、助燃物质（空气、强氧化剂）混合形成的爆炸性混合物（在爆炸极限范围内）与引火源同时存在。在生产过程中，首先应加强对可燃物的管理和控制，利用不燃或难燃物料取代可燃物料，防止可燃物料泄漏和聚集形成爆炸性混合物；其次是防止空气和其他氧化性物质进入设备内或防止泄漏的可燃物料与空气混合。

1.取代或控制用量

在工艺可行的条件下，生产过程中不用或少用可燃、易燃、易爆物质。

2.加强密闭

为防止易燃气体、蒸气和可燃性粉尘与空气形成爆炸性混合物，应设法使生产设备和容器尽可能密闭操作。对带压设备，应防止气体、液体或粉尘溢出与空气形成爆炸性混合物；对真空设备，应防止空气漏入设备内部达到爆炸极限。为保证设备的密闭性，对处理危险物料的设备及管路系统，应尽量少用法兰连接，但要保证安装检修方便；输送危险气体、液体的管道，应采用无缝管；盛装具有腐蚀性介质的容器，底部尽可能不装阀门，腐蚀性液体应从顶部抽吸排出。如设备本身不能密封，可采用液封或负压操作，以防系统中有毒或可燃性气体溢入厂房。加压或减压设备，在投产前和定期检修后应检查密闭性和耐压程度；所有压缩机、液泵、导管、阀门、法兰接头等容易漏油、漏气的部位，应经常检查；填料如有损坏，应立即调换，以防渗漏；设备在运行中也应经常检查气密情况，操作温度和压力必须严格控制，不允许超温、超压运行。

3.通风排气

为保证易燃、易爆、有毒物质在生产环境中不超过危险体积分数，必须采取有效的通风排气措施。

在有防火防爆要求的环境中，对通风排气的要求应从两方面考虑，当仅是易燃易爆物质时，其在车间内的体积分数一般应低于爆炸下限的1/4；对于具有毒性的易燃易爆物质，在有人操作的场所，还应考虑该毒物在车间内的最高允许体积分数。

对有火灾爆炸危险的厂房，通风气体不得循环使用；排风/送风设备应有独立分开的风机室，送风系统应送入较纯净的空气；排除、输送温度超过80℃的空气或其他气体以及有燃烧爆炸危险的气体、粉尘的通风设备，应采用非燃烧材料制成；空气中含有易燃易爆危险物质的场所，应使用防爆型通风机和调节设备。排除有燃烧爆炸危险的粉尘和容易起火的碎屑的排风系统，其除尘系统也应防爆。有爆炸危险粉尘的空气流体，应在其进入排风机前选用恰当的方法进行除尘净化；如粉尘与水会发生爆炸，则不应采用湿法除尘；排风管应直接通往室外安全处。

对局部通风，应注意气体或蒸气的密度，密度比空气大的气体，要防止其在低洼处积聚；密度比空气小的，要防止其在高处死角上积聚。有时即使是少量气体也会使厂房局部空间达到爆炸极限。

所有排气管（放气管）都应伸出屋外，高出附近屋顶；排气不应造成负压，也不应堵塞，如排出的蒸气遇冷凝结，则放空管还应考虑有加热蒸气的保护措施。

4.惰性化

在可燃气体或蒸气与空气的混合气中充入惰性气体，可降低氧气、可燃物的百分比，从而消除爆炸危险和阻止火焰的传播。以下几种场合常使用惰性化措施：

（1）易燃固体的粉碎、研磨、混合、筛分，以及粉状物料的气流输送。

（2）可燃气体混合物的生产和处理过程。

（3）易燃液体的输送和装卸作业。

（4）开工、检修前的处理作业等。

生产中惰性气体的需用量，一般不是根据惰性气体达到某一数值时可以遏止爆炸发生，而是根据加入惰性气体后氧的体积分数降到某一数值时才不能发生爆炸来确定。

（二）消除、控制引火源

为预防火灾及爆炸，对引火源进行控制是消除燃烧三要素同时存在的一个重要措施。引起火灾爆炸事故的引火源主要有明火、高温表面、摩擦和撞击、绝热压缩、化学反应热、电气火花、静电火花、雷击和光热射线等。在有火灾爆炸危险的生产场所，对这些引火源都应引起足够的注意，并采取严格的控制措施。

1.明火控制

生产中的明火主要是指生产过程中的加热用火、维修用火及其他火源。加热易燃液体时，应尽量避免采用明火，而采用蒸气、过热水、中间载热体或电热等。

（1）在有火灾爆炸危险的场所，应有醒目的“禁止烟火”标志，严禁动火吸烟。吸烟应到专设的吸烟室，不准乱扔烟头和未余烬的火柴。

（2）在有火灾爆炸危险的场所进行焊割作业时，应严格按规定办理动火批准手续，领取动火证，在采取安全防护措施，确保安全无误后，才可动火作业。操作人员必须有动火许可证，作业时必须遵守安全技术规程。

（3）产生火星设备的排空系统，如烟囱，汽车、拖拉机、柴油机的排气等，为防止机动车辆排气管喷出的火星引进火灾，在汽车、拖拉机等内燃机的废气排出口和烟囱上安装火星熄灭装置，以防止飞出火星引燃周围的易燃易爆介质或可燃物。

（4）如果必须使用明火，设备应严格密闭，燃烧室应与设备及建筑分开或隔离。

2.摩擦与撞击火花的控制

当两个表面粗糙的坚硬物体互相猛烈撞击或剧烈摩擦时，有时会产生火花，机器中轴承等转动部分的摩擦，铁器的相互撞击或铁器工具打击混凝土地坪等都可能发生火花。当管道或铁制容器裂开导致物料喷出时也可能因摩擦而起火花。为避免这类火花产生，必须做到以下几点：

（1）机械轴承缺油、润滑不均等，会摩擦生热，具有引起附着可燃物着火的危险。要对机械轴承等转动部位及时加油，保持良好润滑，并注意经常清扫附着的可燃污垢。

（2）金属机件撞击，钢铁工具相互撞击或与混凝土地面撞击，均能产生火花，因此凡是撞击的两部分应采用两种不同的金属制成。不能使用特种金属制造的设备，应采用惰性气体保护或真空操作。在有爆炸危险的甲、乙类生产厂房内，禁止穿带钉子的鞋，地面应用撞击不产生火花的材料铺筑。

（3）物料中的金属杂质以及金属零件、铁钉等落入反应器、粉碎机、提升机等设备内，由于铁器与机件的碰击产生火花而导致易燃物料着火或爆炸。因此应在相关机器设备上装设磁力离析器，以捕捉和剔除金属硬质物；对研磨、粉碎特别危险物料的机器设备，宜采用惰性气体保护。

（4）搬运盛装有可燃气体和易燃液体的金属容器时，不要抛掷、拖拉、震动。

3.防止日光照射和聚光作用

直射的日光通过凸透镜、圆烧瓶或含有气泡的玻璃时，会被聚集的光束形成高温而引起可燃物着火。因此，应采取如下措施加以防范，保证安全。

（1）不准用椭圆形玻璃瓶盛装易燃液体，用玻璃瓶储存时，不准露天放置。

（2）乙醚必须存放在金属桶内或暗色的玻璃瓶中，并在每年4～9月以冷藏运输。

（3）受热易蒸发分解气体的易燃易爆物质不得露天存放，应存放在有遮挡阳光的专门库房内。

（4）储存液化气体和低沸点易燃液体的固定储罐表面，无绝热措施时应涂成银灰色，并设冷却喷淋设备，以便夏季防暑降温。

（5）易燃易爆化学物品仓库的门窗外部应设置遮阳板，其窗户玻璃宜采用毛玻璃或涂刷白漆。

4.电气火花的控制

电气火花是一种电能转变成热能的常见点火源，电气火花的温度很高，特别是电弧，其温度可高达3000～6000℃。

（1）应根据生产的具体情况，首先考虑把电气设备安装在危险场所以外或隔离，并尽量少用便携式电气设备。

（2）火灾爆炸场所的电气设备，应按规定选用相应的防爆设备。

5.静电火花的控制

防止静电放电引起火灾或爆炸，应该从限制静电的产生和静电荷的积累两方面入手。

（1）从工艺上抑制静电火花的产生。即通过合理设计和选择设备材质，控制设备内物料的流速，控制物料中的杂质和水分等减少静电荷的产生。

（2）通过导出法或中和法消除静电荷。即通过增加火灾爆炸危险环境的空气湿度，在物料中加抗静电剂以及静电接地，通过安装静电消除器等措施消除静电荷。(www.xing528.com)

（3）人体防静电措施。即通过接地、穿防静电鞋、防静电服以及加强防静电安全操作等防止人体静电引起火灾爆炸事故。

6.其他火源的控制

要防止易燃易爆物件与高温的设备、管道表面相接触。可燃物料排放口应远离高温表面，高温表面要有隔热保温措施，不能在高温管道和设备上烘烤衣服及其他可燃物件。

（三）工艺参数的防火、防爆措施

石油化工生产中，生产工艺参数主要是指温度、压力、流量、液位及物料配比等。生产工艺防火、防爆措施，就是将上述工艺参数按工艺要求严格控制在安全范围之内，防止超温、超压和物料泄漏是防止火灾爆炸事故发生的根本措施。

1.温度控制

温度是石油化工生产中主要的控制参数之一。不同的化学反应都有其自己最适宜的反应温度，正确控制反应温度不但对保证产品质量、降低消耗有重要意义，而且也是防火防爆所要求的。温度过高可能会引起剧烈反应而压力突增，造成冲料或爆炸，也可能会引起反应物的分解着火。温度过低，有可能会造成反应速度减慢或停滞，而一旦反应温度恢复正常时，则往往会因为未反应的物料过多而发生剧烈反应而引起爆炸；温度过低还会使某些物料冻结，造成管路堵塞或破裂，致使易燃物料泄漏而发生火灾爆炸。为严格控制温度，应在以下几个方面采取措施。

（1）除去反应热 对于相当多的放热化学反应应选择有效的传热设备、传热方式，保证反应热及时导出，防止超温。

（2）防止搅拌中断 搅拌可以加速热传导，但是若在反应中搅拌器突然停电，会造成散热不良或局部反应加剧并造成超压爆炸。为防止搅拌突然中断可用双路供电、双路供水（冷却用的传热介质）。

（3）正确选择传热介质 石油化工生产中常用载体加热，常用的热载体有水蒸气、水、矿物油、联苯醚、熔盐、汞和熔融金属、烟道气等。正确选择热载体，对加热过程的安全有十分重要的意义。应当尽量避免使用与反应物料性质相抵触的物质作为热载体。例如环氧乙烷很容易与水发生剧烈反应，甚至有极其微量的水渗进液体环氧乙烷中，也容易引起自聚发热而爆炸。这类物质的冷却或加热不能用水和水蒸气，而应该使用液体石蜡等作为传热介质。

2.压力控制

生产用的反应器和设备只能承受一定的压力，如果压力过高，可能造成设备、管道爆裂或化学反应剧烈而发生爆炸。正压生产的设备、管道等如果形成负压，把空气吸入设备、管道内，与易燃易爆物质形成爆炸性混合物，有发生火灾爆炸的危险。负压生产的设备、管道，如果出现正压情况，易泄漏易燃易爆物料而发生轰燃。在各种不同压力下生产的设备和管道，要防止高压系统的压力窜入低压系统造成设备、管道爆裂，高压设备、管道和容器应有足够的耐压强度，定期进行耐压试验，并安装安全阀，压力计等安全装置。

3.投料控制

（1）控制投料速度 对于放热反应，进料速度不能超过设备的散热能力，否则物料温度将会急剧升高，引起物料的分解，有可能造成爆炸事故。进料速度过低，部分物料可能因温度过低，反应不完全而积聚。一旦达到反应温度时，就有可能使反应加剧进行，因温度、压力急剧升高而产生爆炸。

（2）控制投料配比 对反应物料的配比要严格控制，对可燃或易燃物与氧化剂的反应，要严格控制氧化剂的速度和投料量。如环氧乙烷生产中，反应原料乙烯与氧的体积分数接近爆炸极限范围，须严格控制。尤其在开停车过程中，乙烯和氧的体积分数在不断变化，且开车时催化剂活性较低，容易造成反应器出口氧体积分数过高。为保证安全，如果工艺条件允许，可采用水蒸气或惰性气体稀释保护。

（3）控制投料顺序 在生产过程中，进料顺序是不能颠倒的。石油化工生产中的投料顺序是根据物料性质、反应机理等要求而进行的。例如氯化氢的合成，应先投氢气后投氯气；三氯化磷的生产应先投磷后投氯，否则有可能发生爆炸。

（4）控制投料纯度 在石油化工生产中，许多化学反应由于反应物料中危险杂质的增加会导致副反应、过反应的发生而造成燃烧或爆炸。因此，生产原料、中间产品及成品都应有严格的质量检验，保证其纯度。例如在聚氯乙烯的生产中乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯，氯化氢中游离氯一般不允许超过0.005%，因为氯与乙炔反应会生成四氯乙烷而立即爆炸。如电石法生产乙炔时要求电石中含磷量不超过0.08%，因为磷（即磷化钙）遇水后生成磷化氢，它遇空气燃烧，可导致乙炔——空气混合气体爆炸。

4.紧急情况停车处理

在石油化工生产中，当发生突然停电、停水、停汽、可燃物大量泄漏等紧急情况时，生产装置就要停车处理，此时若处理不当，就可能发生事故。在紧急情况下，整个生产控制，原料、气源、蒸汽、冷却水等都有一个平衡的问题，这种平衡必须保证生产装置的安全。一旦发生紧急情况，就应有严密的组织，果断的指挥、调度，操作人员正确的判断，熟练的处理，达到保证生产装置和人员安全的目的。

（1）停电 为防止因突然停电而发生事故，关键设备一般都应具备双电源联锁自控装置。如因电路发生故障装置全部无电时，要及时汇报和联系相关部门，查明停电原因，并要特别注意重点设备的温度、压力变化，保持必要的物料畅通，某些设备的手动搅拌、紧急排空等安全装置都要有专人看管。发现因停电而造成冷却系统停车时，要及时将放热设备中的物料进行妥善处理，避免超温超压事故。

（2）停水 局部停水可视情况减量或维持生产，如大面积停水则应立即停止生产进料，注意温度压力变化，如超过正常值时，应视情况采取放空降压措施。

（3）停汽 停汽后加热设备温度下降，汽动设备停运，一些在常温下呈固态而在操作温度下为液态的物料，应防止凝结堵塞管道。另外，应及时关闭物料连通的阀门，防止物料倒流至蒸汽系统。

（4）停风 当停风时，所有以气为动力的仪表、阀门都不能动作，此时必须立即改为手动操作。有些充气防爆电器和仪表也处于不安全状态，必须加强厂房内通风换气，以防可燃气体进入电器和仪表内。

（5）可燃物大量泄漏的处理 在生产过程中，当有可燃物大量泄漏时，首先应正确判断泄漏部位，及时报告有关领导和部门，切断泄漏物料来源，在一定区域范围内严格禁止动火及其他火源。操作人员应控制一切工艺变化，工艺控制如果达到了临界温度、临界压力等危险值时，应正确进行停车处理，开动喷水灭火器，将蒸气冷凝，液态烃回收至事故槽内，并用惰性介质保护。有条件时可采用大量喷水系统在装置周围和内部形成水雾，以达到冷却有机蒸气，防止可燃物泄漏到附近装置中的目的。

（四）设置泄压排放设施和系统

石化生产设备，常常需要排放可燃气体或蒸气。大型的石化生产都是通过火炬排放易燃易爆的气体。大多数中小型企业很少设置专用的火炬进行排放，而是将易燃易爆无毒的气体通过放空管直接排入大气，一般放空管安装在化学反应器、储运容器等设备上。

（1）甲、乙、丙类的设备应有事故紧急排放设施，对液化烃或可燃液体设备，应能将设备内的液化烃或可燃液体排放至安全地点，剩余的液化烃应排入火炬；对可燃气体设备，应能将设备内的可燃气体排入火炬或安全放空系统。

（2）全厂性的高架火炬应布置在生产区全年最小频率风向的下风侧；可能携带可燃性液体的高架火炬与相邻居住区、工厂应保持不小于120m的防火间距，与厂区内装置、储罐、设施保持不小于90m的防火间距。距火炬30m范围内，禁止可燃气体放空。

（3）受工艺条件或介质特性所限，无法排入火炬或排放系统处理的可燃气体，当通过排气筒、放空管直接向大气排放时，排气筒、放空管的高度应符合下列规定：

（1）连续排放的排气筒顶端或放空管口应高出20m范围内的平台或建筑物顶3.5m以上，位于排放口水平20m以外斜上方45°的范围内不宜布置平台或建筑物（图2-1）。

（2）间歇排放的排气筒顶端或放空管口应高出10m范围内的平台或建筑物顶3.5m以上，位于排放口水平10m以外斜上方45°的范围内不宜布置平台或建筑物。

（3）安全阀排放管口不得朝向邻近设备或有人通过的地方，排放管口应高出8m范围内的平台或建筑物顶3m以上。

图2-1 可燃气体排气筒、放空管高度示意图

注：阴影部分为平台或建筑物的设置范围。

（五）设置安全保险装置

1.信号报警装置

在石油化工生产过程中，可安装信号报警装置，发出声音、光或颜色等报警信号。当出现危险情况时，警告操作人员及时采取措施消除隐患。

2.保险装置

信号装置只能提醒人们注意事故正在形成和即将发生，但不能自动排除故障，而保险装置则能在发生危险时自动消除危险状态，达到安全目的。

3.安全联锁装置

所谓联锁是利用机械或电气控制依次接通各个相关的仪器及设备，使彼此发生联系，达到安全生产的目的。

【思考与练习题】

1.生产和储存物品的火灾危险性是如何分类的？

2.生产的火灾危险性分类时主要考虑哪些方面的因素？

3.对引火源的控制主要有哪些方面？

4.生产工艺的防火防爆控制主要有哪些方面？

5.高架火炬的布置有哪些要求？