氮肥厂爆炸及预防措施

氮肥厂爆炸及预防措施姓名：XXX部门：XXX日期：XXX氮肥厂爆炸及预防措施从有关资料统计，自小氮肥厂建厂32年以来（1958〜1989），死于爆炸事故的共计425 人，占小氮肥厂死亡总数的31.91%。

爆炸所造成的经济损失是难以估量的。

因此，做好小氮肥厂的安全防爆工作，对于搞好小氮肥厂的安全技术工作，具有十分重要的意义。

1.小氮肥厂爆炸基本知识小氮肥厂的爆炸可分物理和化学爆炸二大类。

1.1 物理爆炸——由于介质的物理变化，如超压、超温等原因，导致容器或设备的爆炸称作物理爆炸。

其特点是：1.1.1 爆炸前后的物质和化学成份均不发生变化；1.1.2 物理爆炸通常发生在密闭容器或设备内；1.1.3 当生产介质易燃易爆时，物理爆炸所产生的能量能间接诱发火灾或化学二次爆炸。

1.2 化学爆炸：由于物质发生迅速、剧烈的化学反应，产生高温高压而引起的爆炸称作化学爆炸。

其特点是：1.2.1 爆炸前后物质和成份均发生变化；1.2.2 化学爆炸可以发生在空间（例如动火空间）也可以发生在密闭容器设备内；1.2.3 能直接导致火灾或诱发二次爆炸；1.3 化学爆炸的类型按爆炸时发生的化学变化一般分成三类：①简单分解爆炸；②复杂分解爆炸；③ 爆炸性混合物爆炸。

小氮肥厂的化学爆炸绝大部分属于爆炸性混合物爆炸。

常见的是易燃气体、易燃液体的蒸汽与空气（或氧气）混合，遇到火源发生的爆炸。

1. 4混合性爆炸物化学爆炸的基本条件：1.4.1 具有可爆物质，包括易燃气体、易燃液体蒸汽和可燃粉尘等；1.4.2 可爆物质与空气（或氧气）或其它氧化剂混合，其浓度达到爆炸范围；1.4.3 该爆炸性混合物遇着火源。

1.5 爆炸浓度极限1.5.1 爆炸下限：易燃气体、蒸汽或薄雾在空气中浓度在此界限以上时，能形成爆炸性混合物。

1.5.2 爆炸上限：易燃气体、蒸汽或薄雾在空气中浓度在此界限以下时，能形成爆炸性混合物。

1.5.3 爆炸极限：上限与下限之间的浓度范围称作爆炸极限。

混合浓度低于下限时，因含有过量空气，阻止了火焰的传播。

混合浓度高于上限时，空气不足，火焰也不能传播。

1.5.4 最强爆炸浓度：在爆炸极限浓度内，当爆炸物的浓度稍高于化学计量浓度（即当量浓度），该爆炸温度最高，压力和威力最大。

这是因为，在上述情况下可燃物质和空气（氧气）几乎完全发生反应而无过剩。

1.5.5 爆炸浓度的上下限与气体（或蒸汽）混合物的温度、压力有关。

表1 为常见可燃物质常常压下与空气混合的爆炸极限表。

表1 可燃物质常温常压下与空气混合的爆炸极限表气体名称体积％危险度H上限-下限液体名称体积诡险度上限-下限粉尘名称g/m3下限上限下限下限上限下限下限上限乙炔 2.58031苯1.59.55.33 煤粉35 氢气4.075.017.75 甲醇6.036.55.08 炭黑35 硫化氢4.345.59.58 汽油1.06.05.0 硫35 一氧化碳12.574.24.93 酒精3.3194.75 活性炭17 氨15.5270.74 1.6 易燃液体蒸汽爆炸的温度极限1.6.1 蒸汽浓度：饱和蒸汽浓度的简称。

在一定温度下相平衡时液体表面蒸汽所具有的浓度，它是一个定值。

1.6.2 温度极限：易燃液体蒸汽浓度，在空气中达到爆炸浓度（上、下限）时，与其相对应的上下限的液体温度。

1.6.3 闪点：在标准状况下，能使液体释放出足够的蒸汽形成能发生闪燃的爆炸性气体混合物的液体最低温度。

1.6.4 温度极限只与易燃液体表面的饱和蒸汽浓度一一对应，与非饱和蒸汽浓度没有相关的联系。

表2 为易燃液体蒸汽爆炸极限浓度与温度极限1.7 二次化学爆炸和系统大爆炸表2 易燃液体蒸汽爆炸浓度极限与温度极限液体名称酒精甲苯汽油煤油苯爆炸浓度极限下限3.31.21.01.41.5 上限19.07.06.07.59.5 爆炸温度极限下限+11+1-39+40-14 上限+4031-8+86+12无论介物理爆炸或是化学爆炸，当生产介质具有易燃易爆性质时，其爆炸产生的能量，都可能导致火灾，或者诱发二次化学爆炸。

特别是一次化学爆炸，甚至会诱发连锁的系统大爆炸。

1.8 可燃气体、蒸汽燃烧与爆炸的条件可燃气体（或蒸汽）的燃烧有两种形式：一种为扩散燃烧、另一种为混合燃烧。

1.8.1 扩散燃烧：可燃气体（或蒸汽）与空气（氧气）的混合物是在燃烧过程中形成的，边燃烧边混合直至可燃气（或蒸汽）烧尽。

例如点燃煤气炉、带可燃气的正压动火。

扩散燃烧年持久、稳定，亦称稳定燃烧。

1.8.2 混合燃烧：可燃气体（或蒸汽）与空气（或氧气）的混合物是在燃烧前（即点火前）形成，而且其混合状态已经达到爆炸浓度范围，遇火源后立即发生爆炸形式的瞬时、剧烈的燃烧。

如：设备内部易燃易爆介质未置换干净，检修时动火发生爆炸。

混合燃烧时瞬时、剧烈，亦称化学爆炸。

在可燃气体（或蒸汽）的燃烧中，扩散燃烧的速度取决于气体扩散的速度。

而混合燃烧的速度取决于化学反应速度。

在扩散燃烧中，由于氧只是部分参加反应，所以燃烧速度较慢，燃烧反应往往也不完全。

1.8.3 混合燃烧转扩散燃烧在爆炸过程（即混合燃烧过程）中，仍有可燃气体稳定补充，就会以爆炸形式反向燃烧，一直返回漏气处转为扩散燃烧。

如动火爆炸后转为着火。

2.物理爆炸事故2.1 物理爆炸事故按容器分类可分为：2.1.1 锅炉及夹套锅炉爆炸;2.1.2 贮槽爆炸；2.1.3 气瓶爆炸；2.1.4 压力容器及管道爆炸。

2.2 发生物理爆炸的原因2.2.1 直接原因直接原因因为设备超压和设备承压能力下降。

222间接原因①由于操作失误、违章作业、安全装置失灵等原因导致的设备超压。

②由于设计错误，选材不当或超温、骤冷、骤热、金属疲劳、腐蚀等原因，导致设备承受能力下降，不能满足正常生产的压力要求。

2.2.3 物理爆炸常见事故①高压气窜入低压设备，如合成高压气窜入液氨贮槽、精炼气窜入回流塔、高低压放空管共用一根总管，高压放空时，高压气窜入低压设备等均会引起爆炸。

②液体急剧气化，蒸汽压力猛增，弓I起爆炸。

如锅炉断水后，炉子钢板已经“烧红”，违章进水。

以如：出售商品氨时，液氨贮槽及钢瓶未按规定称重计量，而是凭“经验”，结果充装量过多，超过安全容量。

尤其是在夏天，烈日暴晒下液氨急剧地变成气氨，造成超压爆炸。

2.2.4 憋压引起爆炸在小氮肥厂中，由于操作失误也会引起物理爆炸。

如：① 误关夹套蒸汽出口阀造成夹套锅炉爆炸；②误关集油器回气阀，造成压缩集油器爆炸。

③开车时忘记抽盲板，或者出口阀未开，及阀蕊脱落，引起憋压而造成爆炸。

④由于碳铵结晶堵塞，造成压力失准，或设备憋压及系统压差增大，造成“闷炸”或内件压瘪。

2.3 安全装置失灵或不健全安全装置包括：安全阀、液位计、防爆膜、放空卸压阀、排污阀、自动报警或安全联锁等装置。

当这些装置失灵或不健全时会引起爆炸。

2.4 选材不当在高温下，金属壳易发生蠕变，机械强度下降或者由于高氢、高压下，普通钢管容易发生氢脆，机械强度下降。

因而，设计错误，选材不当会引起爆炸，如合成工段中置锅炉余热回收系统合成塔出口管爆炸。

有些厂用卷板管代替受压的无缝钢管，则在受压情况下也会发生大爆炸。

2.5 设备管道腐蚀，管壁减薄常见有变换冷却塔，变换气碳化罐等因上述原因而发生爆炸事故。

2.6 安全措施防止物理爆炸的所有安全措施，都是为了防止容器超压，或者防止设备承受压力（机械强度）的下降。

具体措施：261正确操作，严格执行工艺指标。

①精心操作，严防高压气窜入低压系统；②生产过程中严禁误关夹套锅炉蒸汽出口阀，集油器回气阀；③当发现锅炉液位计无水时，应在确认锅炉断水后，马上停鼓风机、引风机，炉子退火处理。

④出售商品氨时，要严格执行称重计量制度，严禁超装。

⑤严禁带压检修。

262高压放空管应该分别独立安装。

2.6.3 加强设备管理①无压力容器设计及制造许可证的厂，严禁自己设计和制造压力容器。

②严格做好压力容器的管理工作，包括在役设备的登记，使用情况的记录，及定期检测判废工作。

2.6.4 安全装置必须健全、灵敏。

严禁擅自拆除、盲死或带病运行，安全阀每年校验一次。

2.6.5 引进新技术新工艺时，应当同时落实安全措施。

2.6.6 加强对设备及管道的防腐工作，搞好软水的除氧及除盐工作。

3. 动火爆炸事故3.1 常见事故常见的动火爆炸事故可分为：着火、爆炸和爆炸后着火。

在扩散条件下动火会发生着火；在混合条件下动火会发生爆炸。

在混合条件下动火，仍有可燃气泄漏补充时，爆炸后还会着火。

3.2 常见事故原因3.2.1 没有动火证，缺乏动火知识，私自动火。

3.2.2 动火的设备及管道里易燃易爆介质未转换干净，检修时混入空气，形成可爆性气体混合物。

3.2.3 动火部分未与生产系统隔离，生产介质窜入动火区域。

3.2.4 动火设备或管道内未经清洗或清除不彻底，仍有易燃气体（或蒸汽）的固相或液相化合物。

3.2.5 动火周围的易燃物没除，动火源（或炽热气体），窜出电（气）焊火花飘落，遇易燃易爆介质。

3.2.6 未按时作动火分析，或动火分析的样气无代表性。

3.2.7 缺乏正压动火知识情况下的正压动火。

3.2.8 动火中断后，未作分析，二次动火或者私自扩大动火范围，更改安全措施。

3.2.9 动火工具未按规定放置，乱拉乱拖，电焊地线乱搭火。

3.2.10 动火结束后，动火部位未经冷却，导入生产介质。

3.3 动火中疑难爆炸事故剖析3.3.1 间断动火后，第二次动火时的爆炸。

在动火分析合格后，一次动火正常，而在间断后，进行二次动火时会发生爆炸，其原因是由于二次动火时，动火部位的介质已经发生了质的变化。

这是由于动火部位未与生产介质真正隔绝（例如错误地用阀门代替盲板，阀门内漏，或红纸板盲板在高压下冲破），导致生产介质窜到动火区域，与空气混合，遇着火源爆炸。

也可能在一次动火时，已经发现泄露气着火，采用关阀门或蒸汽灭火后，而未进一步采取置换、隔离、动火分析等安全措施，继续二次动火而发生爆炸。

实例1：某厂再生气回收罐补焊，一次动火时，发现加软水管管口漏气，着火，后关闭软水阀，管口火熄灭。

间断动火后，其后未作处理，二次动火时发生爆炸。

事故原因：①软水管来的软水与变换第二水加热器软水相连，变换第二水加热器泄漏，变换气倒回软水管。

②生产介质未与动火部位真正隔绝，错误地用阀门来代替盲板（盲门内漏）。

③二次动火时，未作动火分析及置换工作，动火的介质已发生变化，达到爆炸浓度极限，遇着火源。

类似的动火爆炸事故还有：①造气吹风回收中余热锅炉二次点火时发生爆炸。

②锅炉采用甲烷气回收助燃的厂，锅炉点火时炉膛爆炸。

3.3.2 动火过程中的爆炸动火过程中的爆炸事故，一般发生在动火开始，或者间断动后动火开始。

此类事故常发生在小氮肥厂碳化工段管道或设备动火作业时。

因为动火置换或动火分析是在动火前，并通常是对气相置换和分析。