離心機爆炸原因分析及安全技術措(cuò)施
發(fā)布(bù)時間:2021-08-09 點擊次數:407
離心機在製藥、化工工業應用極(jí)廣,其仍是當前化工中間體、醫藥原料藥等生產工藝中固液分離的主要設備。但是化工、製藥工業生產中離心分離過程一般都涉及到易燃易爆溶劑(jì),離(lí)心機在運行過程中的安(ān)全性已成為選型的首要要求。
在離心機在運轉過程中,可燃溶(róng)劑存在的內環境具有形成燃燒爆(bào)炸的潛在不安全因素。這一潛在不安全因(yīn)素如果遇到合適的條件,就會導致事故的發生。如浙江新華(huá)製藥有限公司 11 07 爆炸事故案、浙江中貝九洲集團有限公司 3.5 爆炸事(shì)故等給人們留下了慘痛的教訓。
一(yī)、燃(rán)燒爆炸事故成因
可燃物、氧(yǎng)化劑和點火源,稱為燃燒三要素。爆炸是(shì)劇烈燃燒,爆炸是能量(物理能、化學能或(huò)核能(néng))在(zài)瞬間迅速釋(shì)放或急劇轉化成機械功(gōng)和其它能量的現象,造成爆炸的條(tiáo)件是:溫度、壓力、爆炸物(wù)的濃度。離(lí)心(xīn)機內造成(chéng)的爆炸事故主要是受限空間(jiān)內可燃混合氣體的爆炸,即爆炸性物質(zhì)爆炸(化學爆炸)。爆炸性物質爆炸過程具有如下三個特征:即反應(yīng)過程放熱,過(guò)程速度(dù)極快並能自動傳播,過程中生成大量氣(qì)體產物。這三個條件是任何(hé)化學反應能成為爆炸性(xìng)反應所必須具備的,而且這三者互相關聯,缺一不可。
二(èr)、防爆的基本原(yuán)則
防爆的基本原則是通過對爆炸過程特點進行分析,以便采(cǎi)取相應的防範措(cuò)施。阻止第一過程的出現,限製第二過程的發展,防護第三過程的危害。其基本原則有以下幾點:
(1)防(fáng)止爆炸混合物的形成;
(2)嚴格控製著火源;
(3)切斷爆炸傳播途徑;
(4)減弱爆(bào)炸壓力和衝擊波對人員、設備和建築的損壞;
(5)檢測報警。
三、離(lí)心機防爆的安全技術措(cuò)施(shī)
(1)防止可燃可爆係統的形成
針(zhēn)對在離心易燃易爆物料時,離心(xīn)機內可充滿可燃(rán)氣體(tǐ),一旦(dàn)離心機由於靜電或者其他原(yuán)因產生火花導致離心機發生燃燒爆炸事故。故離心含有易燃易爆物(wù)料的溶(róng)液時,應確保離心機的密閉防爆。當采用惰性氣體或其它氣體保護,如向離心機內部充入氮氣置換裏麵的空氣,從(cóng)而使(shǐ)氧氣濃度維持在安全範圍之內。控製氧氣的濃度,一般可采用氧濃度監(jiān)控法,嚴格控製氧的濃度。
首先必須保證氮氣的(de)氣源穩定且嚴格按照操作規程作(zuò)業,前文提到的兩起事(shì)故均是由於操作(zuò)人員在沒有氮氣進行保護下,就打開下料(liào)閥門並開(kāi)啟離心機,溶液進入高速旋轉的(de)離心機,產生靜電火花引爆了甲苯混(hún)合氣體,致使離心機發生爆炸。當氮氣壓力不足或供氮係統發生故障時(shí),通過報警裝置發出警報,自動停車(chē);在離心機啟動時,必須用氮氣對離心機係統(tǒng)進行氣體置換,經檢(jiǎn)測氧(yǎng)氣的濃度(dù)達到1%~2%時(shí)方(fāng)能開車;當離心機進液時,對浮液(yè)和洗液都必須以氮氣(qì)保護,防止空氣在進液結束時或隨液體的旋渦霧沫一起進入(rù)離心機;停電時,為實現氮氣吹(chuī)掃工作仍能正常進行,要求選用常(cháng)閉式電磁閥,以保證氮氣管(guǎn)線閥門在停電時始終(zhōng)處(chù)於開啟狀態。
特別應注意的是,企業在改造原有的(de)離(lí)心機時,在針對離心機進行惰性化保護(hù)改造中,應設置相應的配套設施,如在線氧檢測係統、連鎖保護裝置,否則極易由於惰性(xìng)保護氣源不穩(wěn)定(dìng)、管理不(bú)善、誤(wù)操作,由於係統密封,從(cóng)而引(yǐn)發更為嚴重的離心機爆炸事(shì)故。
(2)消除、控製引(yǐn)火源
引(yǐn)起火災爆炸(zhà)事故的能(néng)源主要有明火、高溫表麵、摩擦和撞擊、絕熱壓縮、化學反應熱、電氣(qì)火花、靜電火花、雷擊(jī)等。所以對有火災爆炸危險場所,對這些(xiē)火源都要引起充分的(de)注意,並采取嚴格的控製措施。
在離心機設計時,對於(yú)運動件應(yīng)確保有足(zú)夠的(de)安全空(kōng)間,以消除可能產生的機械摩擦和撞擊,同時,離心係統必須有消除(chú)靜電的措施(shī)。對於製動(dòng)裝置,不得采用機械摩擦(cā)式製動裝置,一般均采用電器能耗製動的形式。另外,對於傳動帶,則選用(yòng)防靜電帶,以消(xiāo)除或減少靜電產生的可(kě)能(néng)。企業在選購離心機時,應針對離心(xīn)機的配置提出更精確的製造要求,比如:配(pèi)置防爆電機、現(xiàn)場防爆按鈕、防(fáng)爆電磁閥、防爆(bào)接近開關、防爆隔離柵(shān)、防靜電皮帶、靜電接地、變頻器控製、能耗製動、氮氣保護、氧氣含量在線檢測等。然而,並不是所有的有防(fáng)爆(bào)要求的場(chǎng)合都要配置,應按實際工藝、作業(yè)環境等適當的配置。輸送易燃易爆物質過程中還應嚴格按照GB12158-2006《防止靜電(diàn)事故通用導則》的有關要求執(zhí)行(háng)。尤其應注意(yì)反應釜至離心機間下料管的防靜(jìng)電處(chù)理。
另外,在爆炸危(wēi)險區域內應使用不產生火花的銅製、合金製或其(qí)它工具(jù),使用防爆型電子(zǐ)鍾等(děng);操作現場不準吸煙,嚴(yán)禁煙火,嚴禁使用手機。作業場所應定期進(jìn)行防雷、防靜電檢測,確保安(ān)全。
(3)隔離阻斷,防止事故蔓延
前麵提到的兩起事故均是(shì)由(yóu)於離心機發生爆炸(zhà)後,引燃了從反應釜(fǔ)底閥放出的含易燃易爆物料的溶液,從而迅速蔓延到整個車間。由於車(chē)間超量存放危險化學(xué)品,從(cóng)而爆炸燃燒事故使室內設備(bèi)全部坍塌(tā)被毀,造成事故擴(kuò)大。
首先離心分離區域應設置在獨立的隔間內,與其他生產區域之間采用防火(huǒ)實牆進行分隔(gé),且(qiě)應確保有足夠的泄壓麵積,同時應加強離心分離區域的通風。離心作業區域應嚴格控製現(xiàn)場操作人員人數。
其次(cì)企業應(yīng)嚴格控製作業場所危險化學品的存放量。有條件的(de)企業盡量使用(yòng)管道輸送。若作業現場需要使用桶裝物料直接加料,應劃出專門的中間物料存放區,物料存放區與生產作業區域應(yīng)采用防(fáng)火實牆進行分隔,盡量做到使用溶劑區域無物料堆放。離心作(zuò)業區域(yù)嚴禁(jìn)存放危險化學品,特別應注意離心殘液不(bú)得存放在離心間。
(4)有(yǒu)效監控,及時處理
離心作業區域嚴格按照GB50493-2009《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢(jiǎn)測報警設計規範》的要求,設置可燃氣體和有毒(dú)氣體檢測報警裝置,並與強製通風設施進行聯鎖。若離心機一旦發生泄漏(lòu),檢測報警儀可在設(shè)定的安全濃度範圍內發出警報,可做到早發現,早排除,早(zǎo)控製,防止事故發生和蔓延擴大。
(5)改進離心工藝,選用新型離心機
在離心機氮氣保護係統設計中設置在線氧氣檢測(cè)裝(zhuāng)置和壓力變送傳感器,對運(yùn)行過程中的離心機內(nèi)腔的氧氣濃度進行檢測,實行(háng)定量的控(kòng)製,控製其(qí)氧氣含量在安全範圍以內(也即保證機內的氧氣濃度在易(yì)燃易爆介質的爆炸(zhà)極限之(zhī)外)。在離心設備發生故(gù)障、人員(yuán)誤操作形成危險狀態時,通過自動報警、啟動連鎖保護(hù)裝置和安全裝置,實現事故安全排放直至停機等一(yī)係列的操(cāo)作,保證(zhèng)係統安全(quán)。
四、經(jīng)驗和教訓
安全生產(chǎn)過程中影響安全的因素(sù)有人的不安(ān)全行為和物的不安全狀態兩個方麵,在教育引導職(zhí)工提(tí)高安全意識的同時,我們更應(yīng)該把(bǎ)治理物的不安全(quán)狀態(tài)放在第一位。人的(de)不安全行為影響因素有很多方麵,同時人的安全意識(shí)再強,也可能會犯這樣那樣的失誤。如果我們把物的不安全狀態控製好,可(kě)切實提高(gāo)係統的安全性。
化(huà)工、製(zhì)藥工業生(shēng)產中離心分離過程一般都涉及到易燃易爆溶劑,離心機在運行過程(chéng)中的安全(quán)性已成(chéng)為選型(xíng)的首要要求。離心機惰(duò)性氣體(tǐ)保護、在線氧氣檢測技術與壓差自動變送器、特殊的連鎖保護等(děng)新技術的應用,使係統更安全、產品質量更有保證。尤(yóu)其是智能化自動控製技術(shù)的應用,將使傳統離心分(fèn)離設備安全性及(jí)自(zì)動(dòng)化程度得到了巨大的(de)提升,確(què)保了係(xì)統安全的可靠性(xìng)。