溶解乙炔厂(站)设计的安全要求

溶解乙炔厂（站）设计的安全要求溶解乙炔厂的主要危险源（1）溶解乙炔厂（站）所涉及的原材料、中间品和最终产品均有不同程度的危害性。为保证溶解乙炔厂的安全生产，确保生产中职工的劳动安全卫生，在溶解乙炔厂（站）设计时应以人为本重点考虑劳动、安全、卫生方面的内容。因此，首先必须对危害因素进行分析，并对厂（站）设计的合理性、生产装置的安全性以及在异常情况下所必须采取的紧急措施给予确定。1.乙炔乙炔分子量26，熔点-80.5℃，沸点-84℃，气体密度1.1767g/L（标准状态），是一种易燃易爆有毒的气体，毒性程度Ⅲ级（中度危害），浓度约在10％时就有轻微中毒感，随着浓度增大毒性亦增大。乙炔与空气混合时爆炸范围为2.5％～82％（V/V），当乙炔气与空气混合达到爆炸范围时，只要碰到火星就会发生爆炸事故。它与氢气、甲烷、丙烷、乙烷、丁烷、乙烯、丙烯等相比，具有更大的危险性。（1）自燃点乙炔自燃点比较低，在空气中305℃，在氧气中为296℃，它比一般易燃气体的自燃点低100～200℃。当乙炔中含有PH3，其自燃点还会更低，当PH3量达200ppm时，它在空气中的自燃点可降低至200℃以下。根据《爆炸和危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92），易燃气体按引燃温度高低分为6组，乙炔属于第2组。（2）最小点火能可燃气体在空气中，给一定的能量，即可点火燃烧，能引起点火的最小点火能量称为最小点火能。乙炔的最小点火能只有0.019mJ，与氢气相同，约为一般易燃气体的1/10，按最小点燃电流大小（MIR）分缴，可分为3级，乙炔为3级。（3）爆炸范围乙炔的爆炸范围：在空气中为2.5％～82％（V/V），在氧气中为2.8％～100％，在一般的易燃易爆气体中，乙炔的爆炸范围最大，爆炸下限也是最低。纯乙炔也能够爆炸，是一种分解爆炸。纯乙炔在压力0.15MPa、温度达到580℃就开始分解爆炸。乙炔加压后更容易引起分解爆炸。乙炔分解爆炸的最小点火能随压力增高而下降，所以高压乙炔的爆炸危险性更大。当压力为0.981MPa，乙炔的最小分解点火能为2.9mJ，如当压力增加到2.45MPa，则最小分解点火能量降低，仅为0.2mJ。这个能量相当于一般易燃气体在空气中的最小点火能量，所以高压乙炔气是非常危险的。常用下式作为易燃易爆气体的危险度：式中，H为危险度，爆上为爆炸上限，爆下为爆炸下限、乙炔危险度（4）传爆能力传爆能力是指爆炸性混合气体传播爆炸的能力。传爆能力按最大试验安全间隙（MESG）来衡量。传爆间隙是通过长25mm的间隙连通爆炸性混合气体，当一侧燃爆时能引起另一侧燃爆的最大间隙。爆炸性混合气体的传爆能力分为3级，乙炔为3级。所以，乙炔的传播火炮和传爆能力是很强的。2.电石电石遇水会产生乙炔气体，对人体有害，同时，当气体浓度达到爆炸下限时遇火花会发生爆炸。电石粉尘会影响操作人员的身心健康。3.丙酮丙酮分子量58，无色，略带刺激性的液体，具有芳香气味，熔点-94.6℃，沸点56.5℃，密度0.7898g/L，燃点18℃，自燃点603℃，闪点-20℃，在空气中的爆炸极限2.15％～13％。丙酮毒性程度Ⅳ级（轻度危害），轻度中毒对眼睛及上呼吸道粘膜有刺激作用，吸入蒸气后可引起头痛、头晕等衰弱症状；重度中毒有昏厥、痉挛、尿中出现蛋白和红细胞症状。4.电器设施高速运转的机器部件及温度较高的发生器等设备，可能对人体造成烫伤或其他伤害。乙炔厂（站）的设计（2）1.根据危险源的特性，生产溶解乙炔的企业应结合当地对化工企业的总体规划及周围区域布置的情况进行设计。应尽可能做到避开人员密集的居民住宅区、主要交通要道和重要的市政设施。对工厂之间应按不同的功能及影响范围，保持足够的安全间距。要求地势较高，并应有良好的自然通风，还要考虑近期扩建的可能性。2.按“乙炔站设计规范”和“建筑设计防火规范”等要求，结合厂址的地形、地貌、水文、气象及乙炔工艺流程等特点，将厂区设计分为生活区、生产区和电石渣处理区。生活区与生产区之间应设置隔离带和安全门，隔离生产区和生活区。3.在生产区布置的电石库房、发生净化站房、压缩充灌站房、瓶检站房、辅助房等建筑物之间的防火间距均应符合《建筑设计防火规范》、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》等要求。各建筑物周围设置环行消防车道、独立避雷针和避雷接地网。根据要求设置水池作为生产和消防用水。4.各站房的建筑设计应为一级耐火等级，采用钢筋混凝土框架结构和不发火地面。厂房门窗向外开启，除电石等库房外，生产车间应设置尽可能大的泄压面积，以确保防爆要求。当电石库与电石破碎间、丙酮库为同一建筑物时，各库房之间应用防火墙隔开。电石库的室内地面应高出室外地面0.25m以上，在墙体以下设置钢筋混凝土防潮层，确保电石库的防潮要求。5.生产厂房和库房的房项均应设有自然通风帽和强制通风机，通风机与可燃气体报警联锁。当室内乙炔浓度达到爆炸极限下限的50％时能可靠地报警并开启通风机进行强制通风。当乙炔发生器需要小块电石（≤80mm）时，应设有电石破碎间，电石经破碎机破碎后才能使用。破碎时产生的粉尘是一种职业危害、因此，乙炔厂（站）设计电石破碎时产生的粉尘是一种职业危害，因此，乙炔厂（站）设计电石破碎应采取密封形式，并把电石破碎产生的粉尘由吸风管吸入布袋除尘器后排出屋顶，使尾气达标排放。6.在爆炸危险区范围内的所有电机、电气设备，均采用ⅡCT2以上的防爆产品。乙炔压缩机、电石破碎机等采用的皮带应有导静电措施。站房内设有防静电接地网，乙炔设备、工艺管道均应有防静电接地保护措施。每对法兰或螺纹当接触电阻超过0.3Ω时应有跨接异线，导静电接地装置的接地电阻不大于10Ω，并与防静电接地网联接，确保导除静电。7.乙炔厂房内的所有设备均应隔噪，如空压机、真空泵等应为单独房间，电石破碎机应采取密闭隔音措施降低噪声，乙炔压缩机、酸碱泵的噪声均应符合规范要求，高速运转的机泵部位应设置防护罩，以免误伤操作人员。主要工艺设备选型（3）工艺对确保整个乙炔厂的安全十分重要，工艺装置是整个工厂的核心。因此，首先必须确定先进、合理、安全的主要工艺设备。溶解乙炔工程采用的工艺是以电石为原料经制气、净化、压缩、干燥、充瓶等工序生产瓶装溶解乙炔。根据工艺设备和内的介质特性，设置相应的仪器仪表、报警讯号、自动联锁保护系统和紧急停车保护系统。1.发生净化装置发生净化装置是乙炔厂的核心设备，选用低压法电石入水式乙炔发生器有以下要求：（1）贮料斗底部内衬不锈钢板，防止加料过程中产生火花。（2）加料桶为全密封装置，在加料过程中用氮气吹扫，以防止空气进入发生器。（3）发生器加料桶的上部设置氮气应急吹扫口，在发生事故时，可应急打开氮气阀，对发生器大量充氮气。（4）发生器带有安全水封，当发生器超压时，乙炔自动放空排放到室外。（5）乙炔气中含有H2S、PH3等杂质，不影响产品质量，而且PH3易自燃，威胁安全生产。因此，工程设计时应采用符合生产工艺流程的乙炔净化装置，并将净化剂的配制与生产系统完全隔开，消除因乙炔气与高浓度净化剂接触而产生危险。（6）液体补加进口处设有止回阀，即使泵停止运行、管道里的净化剂也能封住乙炔气，防止乙炔气从配液槽处泄漏。2.乙炔贮气柜（1）设计采用低压水槽式可升降乙炔气柜，有效容积尽可能小，气柜本身应带有超量自动放空装置。（2）气柜顶部应设有雾状喷淋冷却头，夏天可冷却乙炔气温度。（3）气柜应设有手动和自动的氮气置换装置和应急放空装置。一旦出现异常情况，可立即切断气源，同时打开紧急充氮阀和应急放空阀，使气柜内的乙炔储存量降低到最小的限度，并对气柜进行氮气置换。（4）系统内应设有与发生器加料连锁的控制系统和防止气柜抽瘪的低位声音报警装置，保证在系统中出现负压前能自动停止乙炔压缩机并报警，以便操作人员及时处理。3.压缩干燥装置压缩干燥装置系高压系统，乙炔气在高压下极不稳定，事故率较高，而且危害性较大，为确保溶解乙炔的安全生产，在设计时应采取的具体安全措施如下：（1）乙炔压缩机是乙炔站的核心设备，设计时应选用专用乙炔压缩机。专用乙炔压缩机在国内乙炔厂已经使用多年，情况良好。压缩机还应设有高、低压自动保护装置，即当压缩机出口压力超过2.55MPa或吸入压力低于500Pa时能自动停机并报警。压缩机每级出口都带有安全阀，当每级压力超过额定值时安全阀会起跳将乙炔气排至室外，保证每级压缩都不会超压。（2）高压乙炔干燥器尽可能选用无热、无电、全自动分子筛乙炔干燥器，此干燥器是目前国内最先进的设备，干燥器按分解爆炸压力设计，干燥器所有阀门均实现互锁保护，不会因阀门控制失灵出现系统超压而引发事故。（3）在高压干燥器后设置三级阻火器，一旦在系统内发生燃烧或爆炸，阻火器能阻止事故蔓延，因此，阻火器必须具有良好的阻火性能和隔断系统的功能，使危害减少到最小范围。4.乙炔充灌排（1）设计时应选用带止回阀瓶卡子的充灌排，当充瓶结束后，瓶卡子上的止回阀自动关闭，防止充气软管内的乙炔气泄漏至车间及防止空气混入充气软管之中，从而保证充气过程的安全。（2）充灌间应设置冷却气瓶的水喷淋装置，既可降低气瓶温度，同时又能导除静电，有利于安全生产。（3）除此之外，灌充台还应设置紧急放空和紧急喷淋装置。高压系统应设有防爆片等安全措施。一旦发生事故，可立即打开紧急控制阀，对整个系统紧急放空，同时对整个灌瓶间喷淋水，防止事故扩大，减少损失。异常情况下的紧急措施（4）1.乙炔发生器在加料时发生火灾，应立即将发生器与贮气柜切断，用惰性气体吹扫发生器，同时用灭火器扑救。2.乙炔压缩机间发生火灾时，除立即停机和切断气源外，应用水和灭火器扑救，如法兰连接处有乙炔漏出而产生火苗时，应采取措施首先扑灭高压乙炔管道的火焰。3.灌瓶间发生火灾时，应立即切断电源，同时启动紧急喷淋装置，采取措施首先扑救乙炔管道及乙炔瓶上的火焰，并将其附近的乙炔瓶迅速搬离现场。4.当乙炔贮气柜发生火灾时应立即切断与发生器之间的旁通阀，同时开启应急放空阀和紧急充氮阀吹扫气柜，用灭火器扑灭火焰。5.当电石库发生火灾时，应用二氧化碳或干粉灭火器灭火，严禁用水灭火。6.乙炔站发生火灾时，应立即手动开启紧急控制阀，打开紧急放空阀、应急充氮阀，关闭工艺系统之间的紧急切断阀，切断危险场所内的所有电源，同时开启消防泵等。这些过程将在紧急控制阀打开后自动进行。并应立即向消防队报警。正确选用灭火器材组织扑救，以控制火势的扩大。7.当乙炔设备发生爆炸时，低压系统应通过水封自动排空保护，高压系统由爆破片保护，同时按上条进行扑救。主要预防措施（5）溶解乙炔生产企业安全生产是重中之重，一般事故的发生往往是在人的不安全行为和物的不安全因素结合在一起时发生的。因此，除了有符合国家规范、标准要求的厂（站）设计和选用先进的设备之外，还必须有符合本企业安全生产所需的各项安全生产管理制度，才能有效地制止事故的发生。1.操作人员必须进行入厂三级安全教育。经过安全培训，了解本岗位的工艺流程，设备性能及介质的危险程度，能正确使用防护器材和消防器材，在取得操作人员上岗证后方能上岗。2.生产厂区建立门卫管理制度，检查进出人员及车辆并作登记，防止将火种带入生产区，所有车辆排气口必须装有防火罩后才准许进入生产区。无关人员车辆不进入生产区。3.进入生产区的所有人员必须穿不产生静电的工作服、鞋、帽、鞋底不得有铁钉。在生产车间、库房等危险场所门口均应设有导静电扶手，所有人员首先应触摸该扶手消防人体静电后才能进入车间。4.设备在生产前应进行检查，设备的零部件应齐全，仪器仪表、各类安全装置和自动调节装置应完整、灵敏、准确。设备基础、支架、阀门、管件应牢固无松动现象。设备周围环境应整治，无跑、冒、滴、漏等现象后方能投入生产。5.设备进入正常生产后，应对各设备进行检查。检查设备的润滑系统是否畅通，有无松动、杂音、泄漏等不正常现象。各部位的温度、压力、转速、流量、电流等参数是否符合规程要求，并应将各级参数作好记录。6.由于电石渣对环境会造成一定的影响，所以装运电渣的车辆必须采用全密闭。车辆外部必须冲洗干净后方能离开厂区。7.在电石装卸、破碎、电石渣处理、配酸配碱等操