第三章 防爆技术与措施

防火防爆技术第三章防爆技术与措施防火防爆技术防火防爆技术防爆基本技术措施2防爆技术理论1第三章防爆技术与措施防爆安全装置3防火防爆技术1.熟悉防爆技术理论；2.熟悉各类防爆装置；3.掌握防爆技术措施。理论要求学习目标防火防爆技术1.能够更具防爆技术理论，2.检查厂房防爆工作。学习目标技能要求防火防爆技术第一节防爆技术理论一、可燃物质化学爆炸的条件1.反应的放热性反应的快速放热或吸热是爆炸物发生爆炸的必要条件。如硝酸铵受低温加热作用时缓慢分解，这是一个吸热分解。NH4NO3→NH3+HNO3–714.7J但当化学爆炸受到强起爆作用时就可以发生化学大爆炸，这是一个放热分解。NH4NO3→N2+2H2O+0.5O2+529.2J防火防爆技术第一节防爆技术理论2.反应的快速性是爆炸的第二个必要条件,它是爆炸过程区别于一般化学反应过程的最重要的标志。3.生成气体产物爆炸物的化学反应产生了大量的气体，由于气体的可压缩性很大，膨胀系数也很大，而爆炸对周围介质的做功就是通过高温高压的气体迅速膨胀实现的。例如铝热剂的反应：2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe+829kJ防火防爆技术第一节防爆技术理论二、燃烧和化学爆炸的关系可燃性物质只要具备了燃烧的三个要素，在一定条件下就会发生燃烧，但当条件进一步恶化时，它们又可以转化为爆炸，造成更大的损失。1.燃烧与爆炸的区别2.燃烧转化为爆炸的条件防火防爆技术第一节防爆技术理论三、防爆技术的基本理论保证生产过程防爆安全，首先要做好预防工作，通过采取必要的防火防爆技术措施，消除可能引起燃烧爆炸的危险因素。防火防爆的基本要求是根据火灾爆炸发生、发展过程特点，消除火灾爆炸危险因素。防火防爆技术第二节防爆基本技术措施一、预防形成爆炸性混合物1.采用火灾爆炸危险性低的物料2.设备密闭3.厂房通风4.惰性气体保护防火防爆技术第二节防爆基本技术措施表3-1某些可燃物惰性化的最高容许含氧量（%）可燃物用N2用CO2可燃物用N2用CO2甲烷12.114.5甲醇1013.5乙烷1113.4乙醇10.513丙烷11.414.3乙醚10.513丁烷12.114.5丙酮1112.5异丁烷l215氢气45戊烷12.114.4一氧化碳5.56己烷12.114.5硫化氢7.511.5汽油11.614.4煤粉－12～15乙烯10.611.7麦粉－12丙烯11.514.1硫黄粉－9丁二烯10.414.1铝粉72.5苯11.213.9锌粉88防火防爆技术第二节防爆基本技术措施如使用纯惰性气体时，惰性气体需用量按下式计算：（3-1）【例3-1】有一汽油贮罐，上部空间为100m3，现要充氮保护，试计算氮气需用量。解由表查得，用氮气保护时，汽油的氧的最高允许含量为11.6％。将已知数代入公式，则得：如使用含有部分氧的惰性气体时，惰性气体需用量按下式计算：（3-2）21X=aVa32111.610081.311.6Xm21'aXVaa防火防爆技术第二节防爆基本技术措施【例3-2】在例3-1中若加入的氮气含有4％的氧气，试计算需要多少氮气？解将已知数代入公式，则得在实际操作中，因为惰性气体会流失，加入的实际量要比理论计算值大些。32111.6100123.6811.64Xm防火防爆技术第二节防爆基本技术措施5.隔绝空气储存由于各种危险化学品的性质不同，如果储存不当，也会造成燃烧、爆炸发生。对于遇空气或受潮、受相互抵触的热极易自燃的物品，可以隔绝空气进行安全储存。例如：金属钠存于煤油中，黄磷存于水中，活性镍存于酒精中，烷基铝封存于氮气中就比较安全。防火防爆技术第二节防爆基本技术措施表3-2混合后形成爆炸性混合物的物质序号形成爆炸性混合物的物质序号形成爆炸性混合物的物质1氯酸盐、硝酸盐与磷、硫、镁、铝、锌等易燃固体粉末以及脂类等有机物17重铬酸铵与有机物2过氯酸或其盐类与乙醇等有机物18联苯胺与漂白粉（）3过氯酸盐或氯酸盐与硫酸19松脂与碘、醚、氯化氮及氟化氮4过氧化物与镁、锌、铝等粉末20氟化氮与松节油、橡胶、油脂、磷、氨、硒5过氧化二苯甲酰和氯仿等有机物21环戊二烯与硫酸、硝酸6过氧化氢与丙酮22虫胶（40%）与乙醇（60%）在时7次氯酸钙与有机物23乙炔与铜、银、汞盐防火防爆技术第二节防爆基本技术措施续上表8氢与氟、臭氧、氧、氧化亚氮、氯24二氧化氮与很多有机物的蒸汽9氨与氯、碘25硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠与有机物10氯与氮、乙炔与氯、乙炔与二倍容积的氯、甲烷与氯等加上光照26高氯酸钾与可燃物11三乙基铝、钾、钠、碳化铀、氯磺酸遇水27黄磷与氧化剂12氯酸盐与硫化物28氯酸钾与有机可燃物13硝酸钾与醋酸钠29硝酸与二硫化碳、松节油、乙醇及其他物质14氟化钾与硝酸盐、氯酸盐、氯、高氯酸盐共热时30氯酸钠与硫酸、硝酸15硝酸盐与氯化亚锡31氯与氢（光照时）16液态空气、液态氧与有机物防火防爆技术第二节防爆基本技术措施表3-3危险物品共同储存的规则组别物品名称储存规则备注1爆炸物品：苦味酸、TNT、火棉、硝化甘油、硝酸铵炸药、雷汞等不准与任何其他种类的物品共储，必须单独隔离储存起爆药，如雷管等必须与炸药隔离储存2易燃液体及可燃液体：汽油、苯、二硫化碳、丙酮、乙醚、甲苯、酒精、醋酸、醋类、喷漆、煤油、松节油、樟脑油等不准与其他种类物品共同储存如果数量甚少，允许与固体易燃物品隔开后共同储存3易燃气体：乙炔、氢、氯甲烷、硫化氢、氨等除惰性不燃气体外，不准与其他种类物品共同储存惰性不燃气体：氮、二氧化碳、二氧化硫、氟利昂等除易燃气体和助燃气体、氧化剂中能形成爆炸性混合物的物品和有毒物品外，不准与其他种类物品共同储存助燃气体：氧、压缩空气、氟、氯等除惰性不燃气体和有毒物品外，不准与其他物品共同储存氯有毒害性防火防爆技术第二节防爆基本技术措施续上表4遇水或空气能自燃的物品：钾、钠、电石、磷化钙、锌粉、铝粉、黄磷等不准与其他种类物品共同储存钾、钠须浸人煤油中，黄磷须浸人水中储存，均须单独隔离储存5易燃固体：赛璐珞、胶片、赤磷、萘、樟脑、硫黄、火柴等不准与其他种类的物品共同储存赛璐珞、胶片、火柴均须单独隔离储存6氧化剂：能形成爆炸性混合物的物品：氯酸钾、氯酸钠、硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、次氯酸钙、亚硝酸钠、过氧化钡、过氧化钠、过氧化氢（30%）等除压缩气体和液化气体中惰性气体外，不准与其他种类物品共同储存过氧化物遇水有发热爆炸危险，应单独储存；过氧化氢应储存在阴凉处所能引起燃烧的物品：溴、硝酸、硫酸、铬酸、高锰酸钾、重铬酸钾等不准与其他种类物品共同储存与氧化剂中能形成爆炸混合物的物品亦应隔离7有毒物品：光气、氰化钾、氰化钠、五氧化二砷等除惰性气体外，不准与其他种类物品共同储存防火防爆技术第二节防爆基本技术措施二、限制爆炸波扩散只要按照火灾爆炸扩展的自然规律，事先采取有效的阻止措施，把火灾爆炸事故控制起来，使其局限在一定的范围内，不致扩大，并及时采取扑救措施，减少损失，从而控制火灾爆炸的危害，达到减轻灾害的目的。限制火灾爆炸事故蔓延扩散措施可以概括为两个方面：第一方面是考虑总体布局、厂址选择和厂区总平面的配置对限制灾害的要求；第二方面是建筑防火防爆的设计。防火防爆技术第二节防爆基本技术措施三、火灾爆炸的局限化在化工生产中，多数火灾爆炸事故，伤害和损失的很大一部分不是在事故的初始阶段，而是在事故的蔓延和扩散中造成的。1.远距离操作2.限制物料数量3.厂房采取泄压措施4.阻止火灾爆炸扩大防火防爆技术第二节防爆基本技术措施四、厂房（库房）的防爆设计具有爆炸危险的厂房，一旦发生爆炸，往往会造成人员伤亡，机器设备损坏，厂房倒塌，后果严重。因此厂房（仓库）的防爆设计是非常重要的。1.合理布置有爆炸危险的厂房2.采用耐火、耐爆结构防火防爆技术第二节防爆基本技术措施3.设置必要的泄压面积①有爆炸危险的甲、乙类厂房，应采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等作为泄压设施。②有爆炸危险的甲、乙类厂房，其泄压面积宜按下式计算，但当厂房的长径比大于3时，宜将该建筑划分为长径比小于等于3的多个计算段，各计算段中公共截面不得作为泄压面积：A=10CV2/3（3-3）防火防爆技术第二节防爆基本技术措施4.不发火地面表3-4厂房内爆炸性危险物质的类别与泄压比防火防爆技术第三节防爆安全装置一、防爆泄压装置1.安全阀（1）安全阀的特点和使用（2）安全阀的结构及分类①重力式安全阀。②杠杆式安全阀。③弹簧安全阀。④安全排放。⑤注意维护保养。防火防爆技术第三节防爆安全装置a重力式安全阀b杠杆式安全阀c通用式弹簧安全阀d弹簧式安全阀的结构1-阀芯；2-调整环；3-阀座；4-阀体；5-提升手柄防火防爆技术第三节防爆安全装置2.防爆片（1）爆破片的使用（2）爆破片的结构与分类（3）爆破片的安全使用（4）组合型防爆泄压装置安全阀防火防爆技术第三节防爆安全装置防爆片的防爆效率取决于它的材质、厚度和泄压孔面积，防爆片的厚度()可按经验式计算，即（3-4）拉伸正拱型失稳反拱型剪切平板型弯曲平板型图3-2爆破片示意图1-爆破片；2-夹持圈pDK防火防爆技术第三节防爆安全装置3.防爆球阀是安装在加热炉（立式圆筒炉）燃烧室底部的一种防爆泄压装置。它由两个直径为15～20cm的铸铁球和两根杠杆组成，安装在一个支点上，如图3-3所示。图3-3防爆球阀示意图1，2-球；3-杠杆；4-支点；5-燃烧室防火防爆技术第三节防爆安全装置4.泄爆门泄爆门又称防爆门、泄爆窗，是爆炸时能够掀开泄压，保护设备完整的防爆安全装置。图3-4泄爆门1-泄爆门（窗）框；2-泄爆门；3-转轴；4-泄爆门动作方向防火防爆技术第三节防爆安全装置5.放空管是一种管式排放泄压安全装置。放空管分为两种：一是正常排气放空用，将生产过程中产生的一些废气及时排放；二是事故放空用，当反应物料发生剧烈反应，采取措施无效，不能防止反应设备超压、超温、暴聚、分解爆炸事故而设置的一种自动或手动的紧急放空装置。防火防爆技术第三节防爆安全装置6.呼吸阀是安装在轻质油品贮罐上的一种安全附件，有液压式和机械式两种，图3-5所示。a压式呼吸阀b机械式呼吸阀图3-5呼吸阀防火防爆技术第三节防爆安全装置二、抑爆装置1.爆轰抑制器（1）直接式（2）间接式图3-6火焰速度随传播距离的变化防火防爆技术第三节防爆安全装置2.粉尘爆炸抑制装置（1）爆炸检测机构（2）灭火剂撒播机构图3-6火焰速度随传播距离的变化防火防爆技术第三节防爆安全装置三、紧急制动装置1.紧急切断阀图3-8几种常用的紧急切断阀及结构防火防爆技术第三节防爆安全装置三、紧急制动装置2.单向阀3.过流阀（a）升降式单向阀1-体壳；2-升降阀；（b）摇板式单向阀1-壳体；2-摇板；3-摇板支点图3-9单向阀的类型示意图（c）球式单向阀l-壳体；2-球阀防火防爆技术第三节防爆安全装置四、自动控制和安全保险装置（一）自动控制系统按其功能分为：1.自动检测系统2.自动调节系统3.自动操纵系统4.自动讯号5.连锁和保护系统防火防爆技术第三节防爆安全装置（二）安全保护装置1．指示装置（1）压力表图3-10弹簧管式压力表1-弹簧弯管；2-支座；3-表壳；4-接头；5-游丝；6-阀杆；7-扇形齿轮；8-小齿轮防火防爆技术第三节防爆安全装置图3-11膜盒式压力表1-调零螺杆；2-机座；3-刻度板；4-膜盒；5-指针；6-调零板；7-限位螺丝；8-弧形连杆；9-双金属片；10-轴；11-杠杆架；12-连杆；13-指针轴；14-杠杆；15-游丝；16-管接头；17-导压管防火防爆技术第三节防爆安全装置（2）液位计①干簧式液位自动控制器。②浮球液位控制器。③磁翻柱液位计。④超声波液位计。（a）开口容器（b）闭口容器（c）外置浮球图3-12干簧式液位自动控制器防火防爆技术第三节防爆安全装置图3-13浮球液位控制器防火防爆技术第三节防爆安全装置防火防爆技术第三节防爆安全装置（3）温度计①电接点温度计。防火防爆技术第三节防爆安全装置超声波液位计工作原理一体化超声波液位计及装配图防火防爆技术第三节防爆安全装置超声波液位计工作原理一体化