防火与防爆安全装置

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防火与防爆安全装置

Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.

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文件编号：KG-AO-2963-16 防火与防爆安全装置

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为能迅速地扑灭生产过程中发生的火灾，必须按照现代的防火技术水平、生产工艺过程的特点、着火物质的性质、灭火物质的性质及取用是否便利等原则来选择灭火剂。否则，其灭火效果很差，甚至适得其反。目前，化工企业常用的灭火物质有水灭火介质、灭火泡沫剂、惰性气体、不燃性挥发液、化学性干粉、固态物质等。

(一)水灭火介质

水是人类使用最早并且最普遍的灭火剂。它的主要优点是灭火性强，价格低廉，取用方便。水的吸热量比其他物质大，加热1kg水，使温度升高1℃，需要4186．8J的热量。如果灭火时水的初温为1O℃，那么1L水达到沸点(100℃)时需376．8k 防火与防爆安全装置主要有阻火装置、泄压装置和指示装置等。

(一)阻火装置

阻火装置的作用是防止火焰窜入设备、容器与管道内或阻止火焰在设备和管道内扩散。

阻火装置工作原理是在可燃气体进出口两侧之间设置阻火介质，当一侧着火时，火焰的传播被阻而不会烧向另一侧。常用的阻火装置有安全液封、阻火器和单向阀。

1．安全液封。这类阻火装置以液体作为阻火介质，目前，广泛使用安全水封，它以水作为阻火介质，一般装置在气体管线与生产设备之间。常用的安全水封有敞开式和封闭式两种。使用安全要求：

(1)使用安全水封时，应随时注意水位不得低于水位计(或水位截门)所标定的位置。但水位也不应过高，否则除了可燃气体通过困难外，水还可能随可燃气体一道进入出气管。每次发生火焰倒燃后，应随时检查水位并补足。安全水封应保持垂直位置。

(2)冬季使用安全水封时，在工作完毕后应把水全部排出、洗净，以免冻结。如发现冻结现象，只能用

热水或蒸汽加热解冻，严禁用明火或红铁烘烤。为了防冻，可在水中加入少量食盐以降低冰点(溶液内含食盐量为13．6％时，冰点为-10．4℃；溶液中含食盐量为22．4％时，冰点为-21．2℃)。

(3)使用封闭式安全水封时，由于可燃气体(尤其是碳氢化合物)中可能带有粘性油质的杂质，使用一段时间后容易糊在阀和阀座等处，所以需要经常检查逆止阀的气密性。

2．阻火器。这类阻火装置的工作原理是：火焰在管中以蔓延的速度随着管径的减小而减小，最后可以达到一个火焰不蔓延的临界直径。这一现象按照链式反应理论的解释是：管子直径减小，器壁对游离基的吸附作用的程度增加。用热损失的观点来分析，当管径小到某个极限值时，管壁的热损失大于反应热，从而使火焰熄灭。阻火器是根据上述原理制成的，即在管路上连接一个内装细孔金属网或砾石的圆筒，可以阻止火焰从圆筒的一侧蔓延到另一侧。

影响阻火器性能的因素是阻火层的厚度及其孔隙

直径和通道的大小。

3．单向阀。单向阀亦称逆止阀。其作用是仅允许可燃气体或液体向一个方向流动，遇有倒流时即自行关闭，从而避免在燃气或燃油系统中发生流体倒流，避免高压窜入低压造成容器管道的爆裂或发生回火时火焰的倒袭和蔓延等事故。

在工业生产上，通常在系统中流体的进口与出口之间，在与燃气或燃油管道及设备相连接的辅助管线上，高压与低压系统之间的低压系统上或压缩机与油泵的出口管线上安置单向阀。

(二)泄压装置

泄压装置包括安全阀和爆破片。

1．安全阀

安全阀的作用是为了防止设备和容器内压力过高而爆炸，包括防止物理性爆炸(如锅炉与压力容器、蒸馏塔等的爆炸)和化学性爆炸(如乙炔发生器的乙炔受压分解爆炸)。当容器和设备内的压力升高超过安全规

定的限度时，安全阀即自动开启，泄出部分介质，降低压力至安全范围内再自动关闭。从而实现设备和容器内压力的自动控制，防止设备和容器的破坏。

设置安全阀时应注意下列几点：

(1)压力容器的安全阀最好直接装设在容器本体上。液化气体容器上的安全阀应安装于气相部分，防止排出液态物料，发生事故。

(2)安全阀用于排泄可燃气体时，如直接排入大气，则必须引致远离明火或易燃物，而且是通风良好的地方，排放管必须逐段用导线接地以消除静电的作用。如果可燃气体的温度高于它的燃点，应考虑防火措施或将气体冷却后排入大气。

(3)安全阀用于泄放可燃液体时，宜将排泄管接入事故储槽、污油罐或其他容器；用于泄放高温油气或易燃、可燃液体等遇空气可能立即着火的物质时，宜接入密闭系统的放空塔或事故储槽。

(4)室内的设备(如蒸馏塔、可燃气体压缩机的安全阀、放空口)宜引出房项，并高于房顶2m以上。

2．爆破片

爆破片又称防爆膜、泄压膜，是一种断裂型的安全泄压装置。爆破片的重要作用：

一是当设备发生化学性爆炸时，保护设备免遭破坏。其工作原理是根据爆炸发展的特点，在设备或容器的适当部位设置一定大小面积的脆性材料(如铝箔片)，构成薄弱环节。当爆炸刚发生时，这些薄弱环节在较小的爆炸压力作用下，首先遭受破坏，立即将大量气体和热量释放出去，爆炸压力以及温度很难再继续升高，从而保护设备或容器的主体免遭更大损坏，使在场的生产人员不致遭受致命的伤亡。二是如果压力容器的介质不洁净，易于结晶或聚合，这些杂质或洁净体有可能堵塞安全阀，使得阀门不能按规定的压力开启，失去了安全阀的作用，在此情况下，就只得用爆破片作为泄压装置。

此外，对于工作介质为剧毒气体或在可燃气体(蒸气)里含有剧毒气体的压力容器，其泄压装置也应采用爆破片，而不宜用安全阀，以免环境污染。因为，对

于安全阀来说，微量的泄漏是难免的。爆破片的安全可靠性决定于爆破片的厚度、泄压面积和膜片材料的选择。

安装于室内的设备，其工作介质为可燃易爆物质或含有剧毒物质时，应在爆破片上接导爆筒，并使其通向室外安全地点。防止爆破片破裂后，大量可燃、易爆物质和剧毒物质在室内扩散，扩大火灾爆炸和中毒事故。设备的工作介质具有腐蚀性时，应在膜片上涂上聚四氟乙烯防腐剂。应当指出，爆破片的可靠性必须经过爆膜试验鉴定。凡有重大爆炸危险性的设备、容器及管道，都应安装爆破片(如气体氧化塔、球磨机、乙炔发生器等)。3．指示装置

用于指示系统的压力、温度和水位的装置称为指示装置。它使操作者能随时观察了解系统的状态，以便及时加以控制和妥善处理。常用的指示装置有压力表、温度计和水位计(或水位龙头)。

J的热量，再变成水蒸气则需要2260·OkJ热量。所以，1L水总共能吸收2636．8kJ的热量，这是水的

冷却作用。同时，当水与燃烧物质接触时，会形成“蒸汽幕”，能够防止空气进入燃烧区，并能稀释燃烧区中氧的含量，使燃烧强度逐渐减弱。当水蒸气在燃烧区的浓度超过30％时，即可将火熄灭。当水溶性可燃液体发生火灾时，在允许用水扑救的条件下，水可降低可燃液体浓度及燃烧区内可燃蒸气的浓度。此外，在扑救过程中用高压水流强烈冲击燃烧物和火焰，这种机械作用可冲散燃烧物并使燃烧强度显著减弱。水用于灭火的缺点是具有导电能力，不宜扑灭带电设备的火灾：不能扑救遇水燃烧物质和非水溶性燃烧液体的火灾。此外，水与高温盐液接触会发生爆炸，比水轻的易燃液体能浮在水面燃烧并蔓延等。这些都是利用水作为灭火剂时应注意的问题。

(二)泡沫灭火剂

泡沫是由液体的薄膜包裹气体而成的小气泡群。用水作为泡沫的液膜气体可以是空气或二氧化碳。由空气构成的泡沫称为空气机械泡沫或空气泡沫，由二氧化碳构成的泡沫称为化学泡沫。

泡沫的灭火机理是利用水的冷却作用和泡沫层隔绝空气的窒熄作用，燃烧物表面形成的泡沫覆盖层，可使燃烧物表面与空气隔绝。由于泡沫层封闭了燃烧物表面，可以遮断火焰的热辐射，阻止燃烧物本身和附近可燃物质的蒸发。泡沫析出的液体可对燃烧表面进行冷却，而且，泡沫受热蒸发产生的水蒸气能降低氧的浓度。这类灭火剂对可燃性液体的火灾最适用，是油田、炼油厂、石油化工、发电厂、油库以及其他单位油罐区的重要灭火剂，也可用于普通火灾。灭火用的泡沫必须具有以下特性：

1．泡沫的比重小于油的比重。微泡要具有凝聚性和附着性；

2．液膜的强度对热应具有一定的稳定性和流动性；

3．泡沫对机械或风应具有一定的稳定性和持久性。

化学泡沫是利用硫酸铝和碳酸氢钠的水溶液作用，产生C0。泡沫。其反应式如下：

6NaHC03+Al2(SO4)3 18H20=6C02+2A1(OH)3+3Na2SO4+18H20

碳酸氢钠和泡沫稳定剂都溶于水中，和硫酸铝的水溶液起反应，并由于化学反应而形成泡沫，所以称之为化学泡沫。对于扑灭汽油、柴油等易燃液体的火灾较为有效。不过，由于化学泡沫灭火设备较为复杂，投资大，维护费用高，近来多采用灭火设备简单、操作方便的空气泡沫。

空气泡沫灭火剂可分为普通蛋白泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂等类型。

普通蛋白泡沫是将水解蛋白和稳泡剂的水溶液用发泡机械鼓入空气，并猛烈地搅拌使之相互混合而形成充满空气的微小稠密的膜状泡泡群。这种泡沫能有效地扑灭短类液体火焰。氟蛋白泡沫液是在普通蛋白泡沫中加入1％的FCS溶液(由氟表面活性剂、异丙醇和水三者组成，比例为1：1：1)配制而成，有较高的稳定性、较好的流动性和防油防水等能力，可用于油罐液下喷射灭火。氟蛋白泡沫弥补了普通蛋白泡沫流动性较差、易被油类污染等缺点。氟蛋白泡沫通过油层时，使油不能在泡沫内扩散而被分割成小油滴，这

些小油滴被未污染的泡沫包裹，浮在液面后，形成一个包含有小油滴的不燃烧但能封闭油品蒸气的泡沫层。在泡沫层内即使含汽油量达25％，也不会燃烧。而普通蛋白泡沫层内含10％的汽油时，即开始燃烧，这说明氟蛋白泡沫有较高的灭火性能。氟蛋白的另一个特点是能与干粉配合扑灭烃类液体火灾。

对于醇、酮、醚等水溶性有机溶剂，如果使用普通蛋白泡沫灭火剂，则泡沫膜中的水分会被水溶性溶剂吸收而消灭掉。针对水溶性可燃液体对泡沫具有破坏作用的特点，研制出了抗溶性泡沫灭火剂。这种灭火剂是在普通蛋白泡沫中添加有机酸金属络合盐而制成。有机酸络合盐与泡沫中的水接触，会析出有机酸金属皂，在泡沫壁上形成连续的固体薄膜。该薄膜能有效地防止水溶性有机溶剂吸收水分，从而保护了泡沫，使泡沫能持久地覆盖在溶剂表面上，因而其灭火效果较好。但不宜扑救如乙醛(沸点20．2℃)等沸点很低的水溶性有机溶剂。

(三)二氧化碳灭火剂