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安全評價師理論知識:熱法磷酸工藝過程火災(zāi)爆炸危險分析

2015-01-12 16:29 來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)整理 打印 | 收藏 |
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根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》,熱法磷酸生產(chǎn)工藝的火災(zāi)危險性為甲類。其火災(zāi)爆炸危險性分析如下:

1)特種燃磷爐的燃燒、爆炸危險

特種燃磷爐同時具備兩個功能,其一,能滿足磷化工生產(chǎn)的要求,相當(dāng)于化工設(shè)備中的一個燃燒塔,其二,能滿足余熱回收的要求,相當(dāng)于熱工設(shè)備中的余熱鍋爐。特種燃磷爐燃燒、爆炸的原因很多也很復(fù)雜,有設(shè)計制造的問題,有總圖布置、環(huán)境污染問題,也有操作運(yùn)行、管理制度以及分析化驗、對易燃易爆物的控制等方面的原因。燃磷爐的爆炸分為物理性爆炸和化學(xué)性爆炸,且大部分為化學(xué)性爆炸。

物理性爆炸:物理性爆炸主要發(fā)生在高壓蒸汽包及蒸汽管道部位。黃磷自燃過程中產(chǎn)生大量熱量,這些熱能通過熱輻射的形式被燃燒塔內(nèi)的上升管中水吸收,產(chǎn)生大量高溫高壓蒸汽,最后經(jīng)導(dǎo)汽管進(jìn)入汽包。如果各種操作失誤;設(shè)計、制造、安裝質(zhì)量差;設(shè)備長期運(yùn)行,存在缺陷而又未及時修復(fù),長期超負(fù)荷生產(chǎn),導(dǎo)致設(shè)備、管道疲勞損壞;壓力表、溫度計和安全閥未定期校驗而失效,致壓力表不能正確指示,安全閥超壓不能起跳,運(yùn)行前壓力表閥未開(或開度很。┑仁怪甘緣毫εc實際壓力不符;冷卻水供應(yīng)不足、溫度過高、壓力超限等均可導(dǎo)致壓力容器(蒸汽包)及壓力管道(蒸汽管道)超壓爆炸。

化學(xué)性爆炸:化學(xué)性爆炸主要發(fā)生在黃磷燃燒塔內(nèi)。其原因主要為:

(1)特種燃燒塔內(nèi)存在熱量集中區(qū),如果塔體結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,形成了傳熱死角可引起塔壁過燒,引起燃燒爆炸。

(2)氧化反應(yīng)失控導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸:黃磷在特種燃磷爐接觸空氣燃燒發(fā)生氧化反應(yīng),在生成P2O5的同時放出大量熱量。反應(yīng)溫度可高達(dá)1000℃左右。如果反應(yīng)熱未能及時移去,將會使溫度迅速升高發(fā)生爆炸。

(3)冷卻系統(tǒng)異常導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸:冷卻設(shè)備密閉不嚴(yán),物料竄入冷卻劑中或冷卻劑竄入被冷卻的物料中;冷卻的水中斷或供應(yīng)不足,使反應(yīng)熱不能及時導(dǎo)出反應(yīng)異常;開車前先通高溫物料后打開冷卻水;冷卻管道或閥門堵塞等均會導(dǎo)致系統(tǒng)溫度、壓力超限;冷凝管高度約有十幾米,在冷卻過程水體下流存在靜位壓,靜位壓力過大易擊穿鍋底,導(dǎo)致黃磷泄漏,發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

(4)設(shè)備腐蝕控制失效導(dǎo)致火災(zāi)爆炸:黃磷燃燒生成腐蝕性氣體P2O5,而P2O5與空氣中的水分反應(yīng)生成腐蝕性的磷酸,如果設(shè)備防腐蝕缺陷、工藝異常等導(dǎo)致腐蝕控制失效,致使燃燒塔腐蝕泄漏,可發(fā)生火災(zāi)爆炸事故;泄漏的黃磷遇空氣發(fā)生燃燒爆炸;燃燒塔金屬外殼與酸性腐蝕品磷酸或五氧化二磷接觸產(chǎn)生易燃易爆的氫氣與空氣形成爆炸性混物,遇火源(明火、靜電、雷電等)發(fā)生燃燒爆炸。燃磷爐腐蝕泄漏原因為:a.設(shè)備未采用等離子噴涂防腐技術(shù)或防腐技術(shù)不合格。b.設(shè)計缺陷、安裝不當(dāng)。c. 燃燒塔內(nèi)出口的操作溫度及P2O5含量控制不當(dāng),不能保證在塔內(nèi)形成良好的結(jié)膜物保護(hù)層;d. 換熱器與燃燒塔之間的密封不嚴(yán)等。

(5)燃燒塔內(nèi)物料配比不合理,反應(yīng)不充分,反應(yīng)區(qū)上移導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸。

2)司磷釜燃燒爆炸危險:建設(shè)項目磷酸司磷釜釜體及連接附件(泄壓閥、加壓閥、壓磷管道、投磷閥、噴磷槍等)破裂造成大量黃磷外泄漏,導(dǎo)致火災(zāi)爆炸。

3)黃磷熔融時如投料過多、攪拌不當(dāng)、溫度過高,易造成黃磷外溢,甚至沸騰噴濺而引起火災(zāi)。

4)各種原因?qū)е曼S磷逸出,如放磷桶、膠管、放磷閥、噴磷槍泄漏,放磷時因多放而致使黃磷漫出桶外,輸壓磷設(shè)備、管道泄漏均可能引起黃磷燃燒;磷從容器中取出時如果用直接蒸汽加熱有燃燒危險,即使使用夾套和加熱管,蒸氣中的磷和磷化氫仍會通過加熱管的連接處泄漏,也是很危險的。

5)氧化產(chǎn)物五氧化二磷遇易燃物、有機(jī)物會引起燃燒。

6)磷酸與金屬反應(yīng)放出氫氣,能與空氣形成爆炸混合物,火災(zāi)時形成有毒的蒸氣。

7)空氣在壓縮過程中若機(jī)件冷卻不良或在排氣管路中形成積炭氧化自燃,會在空氣壓縮機(jī)的軸瓦、電機(jī)及排氣管路(管道、冷卻器、油分離器)中發(fā)生著火可爆炸事故。造成冷卻不良的原因主要是:冷卻水中斷或供應(yīng)量不足;電動機(jī)溫度高于100℃;注油泵或油路系統(tǒng)出現(xiàn)故障,導(dǎo)致潤滑油中斷或供應(yīng)量不足等。排氣管路內(nèi)積炭的形成較復(fù)雜,通常由排氣溫度過高、潤滑油用量過大、空氣凈化不好造成。

責(zé)任編輯:lwg
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