化工企業(yè)制氧過程中防爆措施的探討

2022年9月8日來源：防爆云平臺--防爆產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)平臺防爆空調(diào) 防爆電氣防爆電機防爆風(fēng)機防爆通訊瀏覽 2131 次評論 0 次

摘要：氧氣在化工、能源、冶金、機械、國防工業(yè)和醫(yī)療等部門的應(yīng)用十分廣泛，氧氣生產(chǎn)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)?；て髽I(yè)制氧的過程中，涉及到的產(chǎn)品的原料、中間體甚至產(chǎn)品本身是易燃、易爆。通過分析近年來化工企業(yè)制氧中發(fā)生的火災(zāi)事故特點、存在的問題及火災(zāi)事故原因，積極落實火災(zāi)預(yù)防措施，控制火災(zāi)爆炸事故發(fā)生，減少火災(zāi)爆炸事故損失，是當(dāng)前化工企業(yè)在制氧過程中的消防安全工作的一項重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：制氧安全生產(chǎn) 防火防爆

1、前言

近年來，隨著工業(yè)社會的飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)制氧也越來越普遍，制氧生產(chǎn)中發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故的事件屢見不鮮，不僅會對企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，更有甚者會造成人員和財產(chǎn)的傷亡，慘痛的歷史教訓(xùn)告誡我們：化工企業(yè)制氧過程中的生產(chǎn)防火防爆工作不容忽視。因此應(yīng)當(dāng)充分了解制氧生產(chǎn)中的火災(zāi)和爆炸的危害性，掌握其發(fā)生機理應(yīng)對措施，以便從各個環(huán)節(jié)對存在的危險因素加以控制、消除并做到防患于未然，保證員工在安全的環(huán)境下生產(chǎn)生活。

2、工業(yè)制氧過程中發(fā)生爆炸的原因

化工企業(yè)制氧過程中發(fā)生爆炸的位置主要有：空分設(shè)備的爆炸、高純高壓氧氣管道的爆炸等。其中空分設(shè)備的爆炸發(fā)生的頻率較高，危害性也比較大。前期的預(yù)見性比較差不能準(zhǔn)確及時地分辨，造成嚴(yán)重的后果。因此對制氧過程發(fā)生爆炸原因進(jìn)行分析是非常有必要的。

2.1空分設(shè)備的爆炸

空分設(shè)備的爆炸位置主要集中在大量液氧寄存的主冷凝蒸發(fā)器內(nèi)，特別是在蒸發(fā)器凝液的界面位置。根據(jù)爆炸的三要素對其進(jìn)行具體分析：

2.1.1可燃物?？辗衷O(shè)備制氧的原料來自大氣中的空氣，空氣中含有各種各樣的雜質(zhì)，其中含有少量的可燃?xì)怏w如乙炔和其他碳?xì)浠衔锏拇嬖趯辗衷O(shè)備的安全生產(chǎn)危害極大。碳?xì)浠衔锏拇嬖陔m然經(jīng)過空分凈化器的處理已經(jīng)降低了很多，但是仍有少量不能清除的物質(zhì)隨著原料空氣被帶入到了空分塔內(nèi)，并在主冷凝蒸發(fā)器的液氧中濃縮、聚集，當(dāng)這些可燃物達(dá)到爆炸極限就會有固體析出，一旦遇到足夠引燃的能量，便會發(fā)生爆炸。特別注意的是由于乙炔的爆炸敏感性最強，危害性最大，因此在實際生產(chǎn)中對乙炔的防范要更為謹(jǐn)慎。

2.1.2助燃物。氧氣是天然的助燃劑，在主冷凝蒸發(fā)器內(nèi)存在的液氧以及游離狀態(tài)的氣態(tài)氧，給主冷凝器內(nèi)的可燃物提供了足夠的助燃劑，一旦發(fā)生火災(zāi)這些助燃劑會迅速為其提供能量，發(fā)生爆炸，后果不堪設(shè)想。

2.1.3引燃引爆源。在空分設(shè)備中主要有爆炸性雜質(zhì)固體顆粒的相互摩擦，以及靜電放電。當(dāng)液氧匯總含有少量的冰粒，固態(tài)的二氧化碳時，相互之間會產(chǎn)生靜電荷，當(dāng)靜電荷集聚到一定值會產(chǎn)生足夠能量的靜電，引起火災(zāi)和爆炸的發(fā)生。汽蝕現(xiàn)象的存在會形成壓力脈沖，造成局部的壓力升高，形成局部的氣沖，給可燃物提供了動能。以及化學(xué)性質(zhì)比較強的強氧化性物質(zhì)，使碳?xì)浠衔镌谝貉踔械谋舾行栽鰪?，更容易發(fā)生爆炸。

2.2高純高壓氧氣管道的爆炸

在化工企業(yè)生產(chǎn)中，氧氣管道本身的材質(zhì)通常為碳素鋼或是低合金的不銹鋼，這些管道材質(zhì)中因為含有碳元素，屬于可燃性材料，并且當(dāng)純氧的壓力達(dá)到3MPa時，純氧中的鐵成粉狀時的燃點是最低的，通常在300℃左右。運輸氧氣的管道會在純氧條件下別先著火的鐵粉、油脂等點燃。對于引起著火的能源有：

2.2.1管道中的閥門在高低壓段之間突然被打開時，低壓端的氧氣迅速被壓縮，由于整個過程的速度很快來不及散熱形成短時間內(nèi)的絕熱壓縮，局部的溫度會迅速升高，成為了引燃的著火點。

2.2.2開啟和關(guān)閉閥門時，由于閥門關(guān)閉或開啟的速度很快，閥瓣和閥座之間的沖擊和擠壓作用，造成閥門內(nèi)部的摩擦發(fā)熱給引燃提供了能源。

2.2.3高壓環(huán)境下運動的物質(zhì)微粒，如管道內(nèi)的鐵屑、灰塵、焊渣以及其他雜質(zhì)顆粒等與管壁的摩擦、相互沖擊，為引燃物質(zhì)提供了動能。

2.2.4靜電反應(yīng)、油脂引燃、外部火源以及其他觸發(fā)性的媒介作用都會引起著火。

3、防燃防爆的措施

3.1對于空分爆炸

3.1.1從原料的源頭要嚴(yán)把空氣質(zhì)量關(guān)。進(jìn)入空分設(shè)備的空氣要保持潔凈，其中的雜質(zhì)氣體要保持在允許極限含量范圍之內(nèi)。

3.1.2通過物理化學(xué)手段清除凈化空氣中的有害雜質(zhì)成分。如采用先進(jìn)的分子篩分法，就是在進(jìn)入空分設(shè)備之前安裝分子篩吸附器，它能將碳?xì)浠衔镏械慕^大部分物質(zhì)吸收，同時將二氧化碳的進(jìn)入量控制在允許范圍內(nèi)，并能除去90%的氮氧化合物。在空分內(nèi)部設(shè)置液氧吸附器，能夠有效去除主冷液氧中存在的乙炔等碳?xì)浠衔?，因此大大增加了空分設(shè)備運行的安全性。

3.1.3防止碳?xì)浠衔镌谥骼淠髦屑酆蜐饪s，應(yīng)當(dāng)連續(xù)不斷的排放液氧，這樣使得主冷凝器中的液氧處于流動狀態(tài)，有效的防止了碳?xì)浠衔镌谥骼淠髦械哪Y(jié)。

3.2管道的防燃爆措施

3.2.1氧氣管道在安裝時要完全接地，閥門法蘭之間要用銅導(dǎo)線跨界，防止產(chǎn)生靜電。

3.2.2在進(jìn)行管道設(shè)計盡可能的采用直管道，減少彎頭管件的使用，避免沖擊摩擦增加管道內(nèi)的雜質(zhì)。

3.2.3在安裝之前，管道及其附屬的管件和閥門等都要進(jìn)行嚴(yán)格的脫脂脫油去銹垢。安裝完成后進(jìn)行強度試驗和氣密性試驗，保證管道的強度和密封性。

3.2.4嚴(yán)禁管道內(nèi)帶水，流經(jīng)的氧氣要保證干燥，防止在運行過程中生銹。

3.2.5控制管道內(nèi)氧氣的流速。過高的流速會加劇高壓純氧氣與管壁、雜質(zhì)顆粒的摩擦和碰撞，引起管道局部溫度升高。

4、結(jié)束語

在工業(yè)制氧過程中產(chǎn)生爆炸和火災(zāi)的因素有很多，很多細(xì)節(jié)問題仍需要不斷的探索和研究，在后期通過改變工藝技術(shù)和改善設(shè)備、完善操作管理來控制火災(zāi)和爆炸的發(fā)生。對于化工企業(yè)來說防火防爆工作不能有絲毫的怠慢，只有不斷探索和完善工藝才能避免事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛莉莉，黎霏. 深度冷凍法空分制氧裝置的火災(zāi)、爆炸因素分析及預(yù)防措施[J]. 中國化工貿(mào)易，2013，000（004）：308-308.

來源：科技信息·學(xué)術(shù)版王光元李鵬

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