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1、化工防火防爆安全技术 第一部分从火灾事故的引火源角度看火灾原因 静电灾害严重影响石油 石油化工 石油销售企业的安全生产 给企业造成很大的损失 一本油库事故案例汇编中收集了445起油库着火爆炸事故 其中由静电引起的有54起 占12 13 加油站百例事故分析 一书收集了115起加油站事故 其中由静电引起的有23起 占20 而且我们厂发生的2起事故 也都是因静电火花引起的 所以我们必须有效地控制静电灾害 消除静电安全隐患 避免静电事故发生 确保安全生产 一 静电火花引起爆炸 1 静电事故的统计 国内近20年石油 石油化工 石油销售 1995 2014 139起静电事故统计 静电现象 由于带电体的静电
2、场作用而引起的静电放电 静电感应 介质极化以及静电力作用等诸物理现象的统称 静电起电 由于物体的接触分离 静电感应 介质极化和带电微粒的附着等原因 使物体正负电荷失去平衡或电荷分布不均 而在宏观上呈现带电的过程 2 静电的产生 易发生火花放电的场所举例 油品发油装车和收油卸车时 流体会产生静电 如果车体不接地 带电的车体与接地的金属体会发生火花放电 要求车本体接地并与静电接地设施有效连接 带电的人体与接地导体接触时 会发生火花放电 要求进罐区 检尺 采样时要触摸静电释放器 在泵房用轻质油品擦洗设备时 摩擦或因设备漏电等原因产生静电 禁止用轻油擦洗设备 油罐采样时 如果采样绳为绝缘绳 当采样器带
3、电后就会与油罐采样口处的接地体发生火花放电 分析站用的采样绳为金属导体绳 用金属桶接油时 如果金属桶不接地 当金属桶带电后就会与接地体发生火花放电 用塑料桶装有也会引起静电积聚 3 我厂易放电的部位及产生静电原因 二 我厂可燃液体易产生静电的原因 加油速度过快 油中含水作业 油罐采样 检尺作业 油罐车不接地 用轻油擦洗设备 用铁器敲击阀门 管线 人体静电放电等 一 我厂可燃液体易放电部位液面 罐壁液面 鹤管接地不良罐车 鹤管 人体采样器 检尺器具 人体 接地体非导体器材 接地体 人体等 事故案例1 油罐采样产生静电引发着火事故 某炼化厂2000年 2002年出现两起油罐采样时 人体带电对采样口
4、发生静电火花放电而引起油罐着火事故 他们错在哪里 没有穿防静电工作服与防静电工作鞋 作业前没有消除人体静电 3 几种静电引发事故的案例分析 事故案例2 某炼厂用塑料桶装油事故1991年12月26日某石化公司炼油厂发生了一起泄放汽油引起的火灾事故 火灾面积约50m2 当事者当场烧死 并使催化装置停工一个多小时 事故是在汽油管线导淋管放油时产生静电发生火灾 类似事故在国内已发生了多起 他们错在哪里 接油时使用了塑料桶 事后模拟实验表明 当喷出压力超过0 5MPa时 塑料桶表面电压可以超过10kV并发生放电现象 如果液面出现泡沫层 则会出现较高能量的放电 如果周围气体在爆炸范围内 就会造成闪爆事故
5、事故案例3 用小铁桶采样闪爆事故事故经过 某企业操作工用小铁桶从管线接丙酮 当时穿绝缘鞋 接完后当操作工试图关闭阀门时发生了闪爆 原因分析 用绝缘铁桶带压采样时 介质和铁桶以及绝缘人体都会带电 这起事故可能是带电人体或小铁桶与阀门发生了火花放电引起的 1973年8月某炼厂用小铁桶在回流泵采样的闪爆事故 1976年冬某石化公司用搪瓷桶在回流泵采样的闪爆事故 2004年4月某石化总厂用小铁桶在减压塔采样的闪爆事故等 都与此原因有关 雷击引起火灾 是因为雷击产生的热效应 电效应 静电效应 机械效应等导致油罐起火爆炸的 1 雷电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压 如此巨大的电压瞬间冲击电
6、气设备 足以击穿绝缘使设备发生短路 导致燃烧 爆炸等直接灾害 2 雷电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流 并产生大量热能 在雷击点的热量会很高 可导致金属熔化 引发火灾和爆炸 3 雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸 扭曲 崩溃 撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡 4 雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷 当雷电消失来不及流散时 即会产生很高电压发生放电现象从而导致火灾 5 雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场 其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾 6 雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路断路而燃烧导致火
7、灾 二 雷击引起火灾或爆炸 车辆喷出的火星 违章吸烟 动火 电气焊作业等极易引燃泄露在地面的油品或引爆弥漫在空气中的油蒸汽 三 明火引燃 引爆 事故案例 2001年9月凌晨4时32分 位于沈阳新路140号的沈阳市大龙洋石油有限公司 因倒油过程中油罐内汽油外溢 大量挥发气体流动到160米以外的汽车库内 当司机发动汽车时 火花引燃汽油挥发气体 导致灌区东北侧建筑物内8个储灌发生恶性爆炸火灾 如油品泄露油蒸汽弥漫到锅炉房 灶房 配电站等处极易引起燃烧或爆炸 若油罐未装阻火器 液压安全阀缺油或各封闭口不严密等原因 很容易将外火传入罐内 引起燃烧或爆炸 若油罐的检尺孔没用有色金属制做或加垫绝缘胶垫 开关
8、盖时易与量油孔边缘摩擦而发生火花 引燃油罐内油蒸汽 用铁质工具敲击管线 阀门时相互撞击产生火花易引燃泄漏的油蒸汽 装卸油鹤管头部 不是有色金属制做的 与油罐撞击产生的火星引然油蒸汽 油泵空转造成壳体过热引燃油蒸汽 操作人员穿带有金属钉的鞋等等 四 碰撞和摩擦火花引起火灾 主要电气设备如输电设备 线路 泵房电机照明设备等 若发生短路 漏电 接地 过负荷等故障时 产生的电弧 电火花 高热极易引燃泄漏的油及油蒸汽 若泵房电机 灯具 开关等采用非防爆型或防爆等级不够也易点燃泄漏的油蒸汽 三 电气原因引起火灾 事故案例 非防爆手电导致罐车爆炸1994年3月15日11时15分 华北油田运输1辆原油罐车 在
9、沧州炼油厂原油净化车间卸完原油后发生爆炸事故 死亡1人 重伤1人 轻伤1人 直接经济损失8 13万元 事故经过 3月15日11时15分当原油罐车卸完原油后 卸油班发现卸油口皮龙往外流水 车间副主任听后 与另外两人上到车顶查看罐口情况 车间主任打开手电未发现异常 当他在罐口上方关闭手电准备下车时 罐口处突然发生爆炸 其中一人掉到罐底死亡 常见的情况如油罐中含硫油品的沉积物在消除时发生自燃 原油 润滑油及重油加温时温度超过闪点而自燃 可燃物在空气中达到一定的温度 在没有明火的情况下自行燃烧的现象叫自燃 这个自行燃烧的温度叫自燃点 事故案例 2001年1月某焦化厂焦油车间焦油储槽上有防腐施工作业人员
10、 因天气寒冷 施工人员用草帘子搭在无保温层的蒸气管道上遮挡风寒 因蒸气高温导致草帘子自燃起火 槽内可燃蒸气被草帘子明火引燃发生爆炸 导致4人死亡 大火持续7小时 这类受热自燃的事故很多 如生石灰遇水分解升温后使木材纸张等物质受热燃烧 电灯泡紧挨纸张等使之受热自燃 牛皮纸给设备堵漏后自燃引发火灾的事故经常发生 为避免受热自燃引起的火灾爆炸事故 可燃物特别是自燃点低的可燃物必须远离热设备 闪点越低 自然点越高 三 自然引起火灾 第二部分爆炸性气体环境 部分术语可燃性物质 指在防爆技术中 物质 这包括气体 液体和固体 本身是可燃性的 并能够产生可燃性气体 蒸气或薄雾 可燃性液体又包括 可燃性和易燃性
11、液体 闪点高于45 的称为可燃性液体 闪点低于45 的称易燃性液体 爆炸性物质 指可燃性物质与空气的混合物 爆炸下限 LEL 可燃气体 蒸气或薄雾在空气中形成爆炸性气体混合物的最低浓度 空气中的可燃性气体或蒸气的浓度低于该浓度 则气体环境就不能形成爆炸 爆炸上限 UEL 可燃气体 蒸气或薄雾在空气中形成爆炸性气体混合物的最高浓度 空气中的可燃性气体或蒸气的浓度高于该浓度 则气体环境就不能形成爆炸 爆炸性危险环境 在大气条件下 气体 蒸气 粉尘 薄雾 纤维或飞絮的形式与空气形成的混合物引燃后 能够保持燃烧自行传播的环境 在爆炸性气体环境中发生爆炸应符合以下条件 1 存在可燃气体 可燃液体的蒸气或
12、薄雾 其浓度在爆炸极限以内 2 存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花 电弧或高温 防止爆炸发生的措施 避免形成爆炸性环境 理想的方法 很难实现 排除 消除可能的点火源 实际的方法 限制其中一个或几个要素 都可以达到防爆要求 如制造正压 爆炸气体浓度监控 限制点燃源 主要手段 1 防爆基本原理 我国对爆炸性危险场所 气体 蒸汽 划分的依据是 GB3836 14 2000 爆炸性气体环境用电气设备第14部分危险场所分类 GB50058 2014 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50074 2014 石油库设计规范 GB50160 2014 石油化工企业设计防火规范 爆炸性气体环境根据爆炸性气
13、体混合物出现的频率和持续时间把危险场所分为以下区域 0区 爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所 1区 在正常运行时 可能出现爆炸性气体环境的场所 2区 在正常运行时 不可能出现爆炸性气体环境 如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场所 2 爆炸性危险区域的划分 爆炸性危险环境区域的划分是依据释放源级别和通风条件来确定的 释放原级别 原则上 在没有任何外界条件影响的情况下 连续级释放源周围形成0区 一级释放源周围形成1区 二级释放源周围形成2区 连续级释放源 连续释放或预计长期释放的释放源 例如 我厂油罐 塔 中间罐 油罐车中的可燃液体的表面 一级释放源 正常运行时 预计可能周期性或偶尔释
14、放的释放源 例如 设备正常运行时 会释放易燃物质的罐顶取样口 泵和阀门的密封件处等 二级释放源 在正常运行时 预计不可能释放 如果释放也仅是偶尔和短时释放的释放源 例如 在正常运行时不可能出现释放可燃物质的泵 阀门的密封件处 安全阀 排气孔 通风条件 按以上规定划分区域等级后再根据通风条件调整区域划分 当通风良好时 应降低爆炸危险区域等级 当通风不良时应提高爆炸危险区域等级 就是说室外可能释放可燃物质的泵周围可视为2区 以下场所可定为通风良好场所 1 露天场所 2 敞开式建筑物 在建筑物的壁和 或屋顶开口 其尺寸和位置保证建筑物内部通风效果等效于露天场所 3 非敞开建筑物 建有永久性的开口 使
15、其具有自然通风的条件 4 对于封闭区域 通过机械通风 防爆轴流风机 能够达到良好通风的场所 储存易燃液体的地上固定顶储罐爆炸危险区域划分方法 1罐内未充惰性气体的油品表面以上空间划为0区 2以通气口味中心 半径为1 5m的球形空间划分为1区 3距储罐外壁和顶部3m范围内及储罐外壁至防火堤 其高度为堤顶高度的范围内划分为2区 3 我厂爆炸危险区域范围划分方法 检尺孔 呼吸阀外半径1 5m球形空间为1区 距储罐外壁和顶部3m范围内及储罐外壁至防火堤 其高度为堤顶高度的范围内划分为2区 罐内未充惰性气体的油品表面以上空间划为0区 储存易燃液体的地上卧式储罐爆炸危险区域划分方法 1罐内未充惰性气体的液
16、体表面以上的额空间划为0区 2以通气口为中心 半径为1 5m的球形空间划为1区 3距储罐外壁和顶部3m范围内及储罐外壁至防火堤 其高度为堤顶高度的范围内划为2区 罐内未充惰性气体的液体表面以上的额空间划为0区 以通气口为中心 半径为1 5m的球形空间划为1区 距储罐外壁和顶部3m范围内及储罐外壁至防火堤 其高度为堤顶高度的范围内划为2区 室内泵房爆炸危险区域划分方法 1易燃油品泵房内部空间划为1区 2有孔墙或开式墙外与墙等高 L2范围以内且不小于3m的空间及距地坪0 6m高 L1范围内的空间划分为2区 泵房和阀室内部空间划为1区 因工作压力小于1 6Mpa 且墙外有轴流风机属于有孔墙 所以从泵到墙外3m范围内为2区 泵 易燃液体露天泵和配管的阀门 法兰等为释放源的爆炸危险区域划分 以释放源为中心 半径为R的球形空间和自地面算起高为0 6m 半径L 3M的圆柱体的范围内划为2区 以释放源为中心 半径为R的球形空间和自地面算起高为0 6m 半径L 3M的圆柱体的范围内划为2区 汽车油罐车灌装易燃液体爆炸危险区域划分 1油罐车内液体表面以上的空间划分为0区 2以油罐车灌装口为中心 半径为3m
