化工安全概论-第三章 防火防爆措施

厂内交通路线的规划
工厂交通路线的设置应结合生产，根据生产作业线和工艺流 程的要求合理组织流线、流量，使厂内外运输经常保持畅通， 合理分散人流和物流。 • 工厂道路出入口至少应设两处，且设于不同方位
• 厂内道路应尽可能作环形布置，道路宽度原则上应能使两 辆汽车（货车）对开错车
• 工厂、仓库应设消防车道，且宽度不得小于3.5米
2 从建筑设计方面采取限制措施
生产及储存的火灾危险性分类
• 根据GBJ16-87防火规范规定，生产或储存的火灾 危险性分为甲、乙、丙、丁、戊五类 • 建筑条件的好与差，措施的适当与否，直接关系 到在发生的火灾爆炸事故中，火灾及爆炸事故的 蔓延速度、波及范围、造成的损失程度等
建筑物的耐火等级
建筑构件是由建筑材料制成的，根据燃烧性能，建筑材料分 为非燃烧材料、难燃材料和燃烧体三类。
• 有贮运、公用工程和生活设施等方面良好的协作环境 • 靠近水量充足、水质优良的水源
• 有良好的工程地质和水文气象条件
从安全角度应着重考虑以下几条原则：
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总平面布置
• 厂区总平面布置，应从全面出发合理布局，正确 处理生产与安全、局部与整体、重点与一般、近 期和远期的关系 • 总平面布置应符合防火、防爆的基本要求，满足 设计规范及标准的规定 • 合理布置交通运输道路、管网线路及进行绿化布 置和环境保护 • 合理考虑发展、改建和扩建的要求
• 充油型（o）：将可能产生火花、电弧或危险温度的 部件浸在油中，起到熄火、绝缘、散热、防腐的作用， 从而不能点燃油面以上和外壳周围的爆炸性混合物。
• 充砂型（q）：外壳内充填细砂颗粒材料，以便在规 定使用条件下外壳内产生的电弧、火焰传播，壳壁或 颗粒材料表面的过热温度均不能点燃周围的爆炸性混 合物炸性混合物。 • 无火花型（n）：在正常运行条件下不产生电弧或火 花，且一般不会发生有点燃作用的故障。 • 防爆特殊型（s）：在国际规定以外，特别为0区或1 区设计的防爆电气设备，但必须经有关主管部门认定， 并经指定的鉴定单位检验通过的类防爆电并经指定的 鉴定单位检验通过的一类防爆电气设备。
第三章
防火防爆措施
• 简介：本章讲解防止可燃可爆系统的形成，包括介绍控制可燃 可爆物质的方式、各种着火源的概念及其控制方法，重点讲解 爆炸环境的分区；介绍火灾爆炸事故蔓延扩散的限制措施，重 点讲解厂址选择与总平面布置，包括厂址选择、总平面布置、 防火间距，重点讲解从建筑设计方面采取限制措施，包括生产 及储存的火灾危险性分类、建筑物的耐火等级、厂房的耐火等 级层数与占地面积、厂房建筑的防爆设计；简单介绍消防设施， 包括火灾分类、灭火的基本方法、灭火物质及其选用、灭火装 置、消防用水及设施。 • 重点：本章重点是掌握爆炸环境的分区、厂址选择与总平面布 置、从建筑设计方面采取限制措施进行防火防爆。 • 难点：本章难点是理解爆炸环境的分区、工厂总平面布置、从 建筑设计方面采取限制措施进行防火防爆的要求。
按使用功能合理分区布置
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生产车间及生产工艺装置区 原料及成品储放区 公用工程及辅助设施区 工厂管理区 生活区
分区布置规划应注意的问题
• 生产车间及生产工艺装置区应充分满足工艺流程 和设备运转的要求 • 原料及成品储放区应避免交叉运输，应规划成最 短的运输线路，且要做好防火防爆工作 • 辅助及公用工程区应与生产区及罐区保持一定的 安全距离 • 工厂管理区及生活区不要通过危险区，最好设置 在厂外 • 其他：为防止可燃有毒气体的弥漫，并迅速排除， 厂区的长轴与主导风向最好垂直或不小于45°交 角，可利用穿堂风加速气流扩散
火灾危险环境区域划分
21区：具有闪点高于环境温度的可燃液体，在数量 和配置上能引起火灾危险的环境。 22区：具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维， 在数量和配置上有引起火灾危险的环境。 23区：具有固体状可燃物质，在数量和配置上能引 起火灾危险的环境。
防爆型电气设备
根据结构和防爆原理的不同，防爆电气设备可分为以下几种类型 • 隔爆型（d）：具有隔爆外壳，即使内部有爆炸性混合物进入并引 起爆炸，也不致引起外部爆炸性混合物爆炸。
磨擦与撞击
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转动部件应保证有良好的润滑 防止金属零件等落入设备或粉碎机 输送气体或液体的管道应定期进行耐压试验 禁止穿带钉子的鞋地面铺设不发生火花的软质材 料禁止穿带钉子的鞋，地面铺设不发生火花的软 质材料 • 吊装盛有可燃气体和液体的金属容器的吊车，应 经常重点检查 • 撞击或磨擦的两部分都应采用不同的金属制成
3.2 火灾爆炸事故蔓延扩散的限制措施
1 厂址选择及总平面布置 厂址选择厂址选择 厂址选择需要考虑多方面的因素，是一项政策性、技术性都很强
的工作，正确选择厂址也是保证安全生产的前提。
化工厂选址，一般应遵循以下基本原则： • 有原料、燃料供应和产品销售的良好的流通条件有原料、燃料
供应和产品销售的良好的流通条件
防止电气火花
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电火花：指电极间击穿放电产生的火花 电弧：由大量密集的电火花汇集而成 电火花可引起可燃物燃烧或爆炸 电火花可分为工作电火花和事故电火花两类电火 花可分为工作电火花和事故电火花两类 • 选用防爆电气设备 • 非防爆电气设备安装在爆炸危险场所以外或另室 隔离
爆炸性物质的分类
防爆电气设备的防爆标志及选型
根据我国的规定，各种防爆电气设备都应标明 防爆合格证号和防爆类型、类别、级别、温度组别 等的铭牌作为标志，其分类、分级、分组与爆炸性 物质的分类、分级、分组方法相同。如果采用一种 以上的复合型防爆电气设备，须先标出主体防爆型 后再标出其他防爆型式。 防爆电气设备应根据爆炸危险环境区域和爆炸 物质的类别、级别、组别进行选型。当同一场所存 在两种或两种以上爆炸混合物时，应按危险程度较 高的级别选用。
爆炸危险环境的分区
爆炸性气体环境危险区域划分
0区: 在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地、短 时间频繁地出现或长时间存在的环境。
1区: 在正常运行时，爆炸性气体混合物有可能出现 的环境。 2区: 在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物 的环境，或仅短时存在的环境。
爆炸性粉尘环境危险区域划分
10区：在正常运行时，连续地或长期出现爆炸性粉 尘的环境。 11区：有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性 粉尘混合物的环境。
• 非燃烧材料：指在空气中受到火烧或高温作用时，不起火、 不燃烧不碳化的材料燃烧、不碳化的材料。 • 难燃材料：指在空气中受到火烧或高温作用时，难起火、 难燃烧（微燃）、难碳化，当火源移走后燃烧或微燃立即 停止的材料。 • 燃烧体：指在空气中受到火烧或高温作用时立即能起火或 微燃，且火源移走后仍继续燃烧或微燃的材料。 耐火极限按规定的升温曲线对建筑构件进行耐火试验从受到 火的作用时起到构件失去支持能力或发生穿透裂缝，或背火 一面温度升到220℃时止，这段时间，称为耐火极限，用小 时表示。
防止静电的危害应从限制静电的产生和积聚 从工艺上控制静电产生 这两方面着手
• 合理设计与选材：尽可能选用带电序列位置接近的两种 物质， 以降低静电的产生；设备管道尽可能光滑平 整无棱角，管径无骤变。 • 控制流速：对液体物料可通过控制流速来限止静电的产 生。 • 控制杂质和水分：在油品输送过程中，如油料中有水分， 必须将流速控制在1m/s以下，否则将会产生危险的静 电。 • 控制温度：当不同温度的油品混合时，由于温差出现扰 动，也会产生静电。
静电预防 静电火花放电，往往造成火灾爆炸事故。
静电能引起火灾爆炸，其原因是静电放电火花能量 达到了周围可燃物的最小点火能。 静电放电能量可用下式计算：
式中：E：静电放电能量，J； Q：电量，C； U：静电压，V； C：电容，F。
在化工生产中由于静电火花引起火灾爆炸事故必须具备下 列条件： • • • • • 1 要具备产生静电的条件 2 要具备产生火花放电的电位 3 有能产生火花放电的条件 4 放电火花有足够的能量 5 现场环境有易燃易爆混合物
• 温度控制：及时移走反应热；防止搅拌中止；正 确选用传热介质 • 控制投料速度和配料比 • 超量杂质和副反应的控制 • 溢料和泄漏的控制 • 自动控制系统和安全保险装置自动控制系统和安 全保险装置
2 着火源及其控制
明火
• 工厂中的明火分生产用火（生产过程中的加热用火和维修 用火）和工厂中的明火分生产用火（生产过程中的加热用 火和维修用火）和非生产用火（取暖用火、焚烧、吸烟等） • 易燃液体应避免采用明火加热 • 载热体加热温度低于载热体的安全使用温度 • 载热体加热必须保持良好的循环并留有足够的膨胀余地 • 高温熔盐载热，严格控制熔盐的配比，不得混入有机杂质 • 采用明火，设备应密封，燃烧室应与厂房隔离，并留出防 火间距 • 当设备检修需使用明火时应办理动火审批手续当设备检修 需使用明火时应办理动火审批手续
3.1防止可燃可爆系统的形成 3.2 火灾爆炸事故蔓延扩散的限制措施 3.3 消防设施
3.1 防止可燃可爆系统的形成
1 可燃可爆物质的控制
取代或控制用量：在生产过程中不用或少用可燃可爆 的物质 根据物质的危险特性采取相应措施 加强密闭 注意通风排气：车间内浓度一般应低于爆炸下限的1/4； 自然通风和机械通风；局部通风和全面通风； 惰性化：稀释可燃物与助燃物的浓度 工艺参数的安全控制 监测空气中易燃易爆物质的含量监测空气中易燃易爆 物质的含量
• 增安型（e）：在正常运行条件下不会产生点燃爆炸性混合物的火
花或达到危险的温度。 • 本质安全型（i）：在正常运行或在标准试验条件下所产生的火花
或热效应均不能点燃爆炸性混合物。
• 正压型（p）：该电气设备具有保护外壳，壳内充有保护气体（惰 性），其压力高于周围爆炸性混合气体的压力，以避免外部爆炸 性混合气体进入壳内发生爆炸避免外部爆炸性混合气体进入壳内 发生爆炸。
5个条件缺一不可，只要消除其中一条即可防止火灾爆炸事故。
生产过程中产生的静电所引起的电击一般不直接使 人致命，但由此造成二次事故，如电击使人坠落或 摔倒，或引起工作人员精神紧张，妨碍工作，甚至 产生其他危害，是不能忽视的。
静电妨碍生产。在生产过程中易于形成高静电位的 操作有： • 高电阻率液体在管道输送或自容器转注时 • 压缩或液化气体自喷嘴或裂缝喷出尤其当含有杂 质时（包括乳化液或悬浮固体）时 • 某些粉体在管道中输送时 • 高电阻物料在搅拌、过滤、压碎、研磨、过筛 • 传动带传动、皮带输送时 • 二物料压紧、剥离、胶片涂片时等
• 泄漏导走静电 空气增湿：如工艺条件允许，增加空气相对湿度降 低静电非导体的绝缘性。 加抗静电剂：使静电非导体增加吸湿性或导电性， 从而改变物质的电阻率，加速静电荷的泄漏。 静电接地：将带电物体的电荷通过接地导线迅速导 入大地。 静置存放。 • 采用中和电荷的方法：即装静电消除器 • 人体防静电：穿防静电鞋、防静电服；导电工作地面； 安全操作。
• 根据爆炸和火灾危险电力设计装置规范的有关规定，爆炸 性物质按 • 它们的物态共分为三大类：I类：矿井甲烷；II类：工厂爆 炸性气体、蒸气和薄雾；III类：爆炸性粉尘和易燃纤维。 • 爆炸性气体按其最大试验安全间隙和最小点燃电流比进行 分级，矿井甲烷为I级工厂爆炸性气体分为三级：即IIA、 IIB、IIC 。 • 按其引燃温度的不同又分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六 组。 • 爆炸性粉尘（易燃纤维）按其物理性质分为IIIA、IIIB两 级；按 • 其引燃温度分为T1-1、T1-2、T1-3三组。
绝热压缩
• 在化工生产处理爆炸性物质的过程中，如果其中 含有微小气泡，就有可能因受到绝热压缩而导致 意想不到的爆炸事故。
高温物及高温表面
• 加热装置、高温物料输送管线及机泵等温度都较 高，应防止可燃物落在上面引燃着火 • 可燃物的排放口应远离高温表面如果接近则应有 隔热措施可燃物的排放口应远离高温表面，如果 接近，则应有隔热措施
• 道路上空若遇有管架等其净空应不低于5米 • 消防头式车道应设回车道或平面不小于12m×12m的回车空 地
• 甲、乙类生产厂房和物品库房内，不宜设有铁路线
防火间距
防火间距:一般是指两座建筑物之间的水平距离。 防火间距之间不得再建任何建筑物和堆放危险品。 防火间距的确定，应以产生的火灾危险性大小及其 特点来综合评定。 • 发生火灾时，直接与其相邻的装置或设施不会受 到火焰加热 • 邻近装置的可燃物(或厂房)，不会被辐射热引燃 • 要考虑燃烧着的液体从火灾地点流不到或飞散不 到其他地点的距离