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1、4火灾危险类别的确定4 火灾危险类别的确定 4.1 生产过程中的主要危险 在整个生产操作过程中，始终存在着高温、高压、易燃、易爆、易中毒等危险因素。同时，因生产工艺流程长、连续性强，设备长期承受高温和高压，还有内部介质的冲刷、渗透和外部环境的腐蚀等因素影响，各类事故发生率比较高，尤其是火灾、爆炸和重大设备事故经常发生。 在进行停车作业检修过程中，设备、管道、阀门等，如果没有进行置换，置换不干净；在用火作业前没有进行用火分析；确定的取样分析部位不对而导致分析结果失真；或者进行作业时，没有采取可靠的隔绝措施，导致易燃易爆气体进入用火作业区域，以上情况，均可导致火灾、爆炸事故。 4.1.1 生产单元
2、及存储区火灾危险分类 在所确定的八个生产环节中，存在火灾、爆炸危险性物质均为煤气，而煤气的主要成份为H2和CO，其物质系数MF及特性如所示。 物质系数及物质特性 物质名称 物质系数MF 燃烧热 CO H2 21 21 9.98103 1.2105 美国仿货协会分级 健康危害NH 3 0 燃烧热NF 4 4 化学活性NR 0 0 对所确定的八个生产环节中的生产装置，根据道化学法及其取值原则，分别计算各环节的火灾、爆炸危险指数F&EI，并进行分析，结果如所示。 氮肥生产装置存在的火灾、爆炸危险指数及危险情况 项目 物质系数MF 一般工艺危险 基本系数 放热化学反应 物料处理与输送 密闭式或室内工艺
3、单元 通道 一般工艺危险系数F1 基本系数 毒性物质 易燃范围未惰性化 过程失常或吹扫故障 操作压力 易燃物质的重量 氢蚀与磨蚀 煤气发生炉 煤气柜 脱硫 21 1.00 0.5 0.50 0.50 0.20 2.70 1.00 0.60 0.5 - - 0.10 0.20 21 1.00 - 0.85 - 0.20 2.05 1.00 0.60 0.5 - - 0.10 0.20 21 1.00 0.5 0.50 - - 2.00 1.00 0.60 - 0.30 - 0.10 0.20 变换 21 1.00 0.5 0.50 - - 2.00 1.00 0.60 - 0.30 - 0.10
4、 0.20 铜洗 21 1.00 - 0.50 - - 1.50 1.00 0.20 - 0.30 0.96 0.10 0.20 合成 21 1.00 1.00 0.50 - 0.20 2.50 1.00 0.20 - 0.30 1.00 0.10 0.20 特殊工艺系数 泄漏 特殊工艺危险系数F2 工艺单元危险系数F3=F1F2 火灾、爆炸指数F&EI=F3MF 单元破坏系数 暴露半径 危险度 0.10 2.50 6.75 142 0.80 36.0 很大 0.10 2.50 5.13 108 0.70 27.3 中等 0.10 2.30 4.60 97 0.65 24.6 中等 0.10
5、2.30 4.60 97 0.65 24.6 中等 0.10 2.86 4.29 90 0.65 22.8 轻度 - 3.20 8.00 168 0.82 42.5 非常大 根据生产车间内所存在的物质的火灾危险性的特征确定该厂房的火灾危险类别，且当同一房间内，布置有不同火灾危险性类别的设备时，应按火灾危险性类别最高的设备确定。根据建筑设计防火规范中的生产的火灾危险性分类，即，可确定各工艺的火灾危险类别分别为：造气、脱硫、变换、压缩、脱碳、铜洗和合成车间都是甲类危险类别，只有尿素提炼车间为戊类。 生产的火灾危险性划分 生产类别 火灾危险性的特征 使用或产生下列物质 闪点28的易燃液体 爆炸下限1
6、0%的可燃气体 常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质 常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质 遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂 受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 在压力容器内物质本身温度超过自燃点的生产 使用或产生下列物质 闪点2860的易燃、可燃液体 爆炸下限10%的可燃气体 助燃气体和不属于甲类的氧化剂 不属于甲类的化学易燃危险固体 生产中排除浮游状态的可燃纤维或粉尘，并能与空气形成爆炸性混合物者 使用或产生下列物质 闪点60的可燃液体 可燃固体 甲 乙 丙
7、丁 戊 具有下列情况生产 对非燃烧物质进行加工，并在高热或熔化状态下经常产生辐射热、火花或火焰的生产 利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行爆炸作其他用的各种生产 常温下使用或加工难燃烧物质的生产 常温下使用或加工非燃烧物质的生产 根据储存库内所储存的物质的火灾危险性的特征确定该储存区的火灾危险类别，且当同一储存库内，布置有不同火灾危险性类别的设备时，应按火灾危险性类别最高的设备确定。根据建筑设计防火规范中的储存物品的火灾危险性分类，即，可确定各储存库的火灾危险类别分别为：9号储存库为丙类，11号储存库为甲类，剩下的10、12、13号储存库都为戊类。 贮存物品火灾危险性划分 贮存物品类
8、别 甲 乙 丙 丁 戊 储存物品的火灾危险性的特征 闪点28的易燃液体 爆炸下限10%的可燃气体 常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质 常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质 遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂 受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质 在压力容器内物质本身温度超过自燃点的生产 不属于甲类的化学易燃危险固体 闪点2860的易燃、可燃液体 不属于甲类的氧化剂 助燃气体 爆炸下限10%的可燃气体 常温下与空气接触能缓慢氧化、积热不散引起自燃的危险物品 闪点60的
9、可燃液体 可燃固体 难燃烧物品 非燃烧物品 4.1.2 安全防火防爆重点部位 1.煤气发生炉 煤气发生炉主要制造半水煤气，其主要成分为：氢气、一氧化碳、二氧化碳、氮气及极少量的甲烷、氧气和微量的硫化氢。氢气、一氧化碳、甲烷极易爆炸。在生产过程中，一旦空气进入煤气柜、洗气塔、煤气总管，氢气、一氧化碳、甲烷等与空气混合形成爆炸性混合气体，遇到明火或获得发生爆炸的最小能量，即可发生爆炸。 2.尿素合成塔 该反应器是本装置的关键设备。危险因素较多，生产控制条件要求比较苛刻，稍有失误即可产生不了后果，甚至发生事故。如氨气，无色有刺激性恶臭的气体，危险标记为6，溶于水后使水呈碱性，易腐蚀合成塔内壁，在尿素
10、合成的工程中需高温高压，稍微操作不当便很容易发生爆炸事故。 4.2 安全工作重点 4.2.1煤气发生炉 造气工段主要制造半水煤气，其主要成分如下：H2，CO，CO2，N2及极少量的CH4，O2和微量的H2S。H2，CO、CH4极易爆炸。在生产过程中，一旦空气进入煤气柜、洗气塔、煤气总管，H2，CO和CH4等与空气混合形成爆炸性混合气体，遇到明火或获得发生爆炸的最小能量，即可发生爆炸。氧含量是煤气生产过程中一个重要的控制指标，要求控制在0.5%(体积比)以下。氧含量的增高，意味着火灾、爆炸危险性的增加。 另外，在进行停车作业检修过程中，对于设备、管道、阀门等，如果没有进行置换或置换不干净，在用火
11、作业前没有进行动火分析，确定的取样分析部位不对而导致分析结果失真，或者进行作业时，没有采取可靠的隔绝措施，导致易燃易爆气体进入动火作业区域，均可导致火灾、爆炸事故。 4.2.2尿素合成塔 尿素合成塔在使用过程中产生的主要破坏形式有2种，一是内筒泄漏引起的破坏；二是筒节层板和环焊缝发生应力腐蚀断裂而引起的破坏。 内筒的泄漏 尿素合成塔内的尿素溶液在反应中对碳钢有强烈的腐蚀作用，一旦穿过不锈钢内筒流至碳钢层板以后腐蚀速度会急剧增加，在较短时间就可以腐蚀扩展到穿透筒壁。 层板和环焊缝的应力腐蚀断裂 应力腐蚀断裂的特点是几乎完全没有金属宏观体积上的塑性变形，这种断裂会造成压力容器的灾难性事故。因此，能
12、产生应力腐蚀裂纹的压力容器承受到一定拉应力作用，并不马上发生应力腐蚀断裂，而是在经过一段时间以后，往往在没有预兆的情况下发生突然断裂。 上述2种破坏形式中，第二种的预防难度及危害程度显然大于第一种。 4.2.3其他部位 装置停车后要监督检查系统中的危险物料的排空置换情况，排出物料是否进行了安全处理，装置中不准存留毒性物料，特别是装置停车检修时更要仔细地的进行处理。 装置中设置了流散废液集中收回解毒处理系统，要经常监督检查该系统的严格管理、维护情况，督促正确使用，纠正和制止任意排放有毒物料的违章行为。 检查进入尿素作业现场的人员，必须穿作业服、胶皮靴，佩戴化学防护眼镜、过滤式防毒面具或口罩及手套
13、。禁止人体直接接触氨气，防止皮肤吸收、呼吸吸入中毒和眼睛受刺激。 定期对尿素提炼工作情况进行监督检查，当发现压缩机皮带、滤网和蒸发箱有损坏或工作不正常时，应督促停车维修，进行清洗，防止产物因未能及时干燥而可能造成产品损失。 厂内的有毒生产设备检修或抢修，都必须在严密的防护措施下进行，设备、管道未经清洗解毒处理达到合格，不准任意拆卸，而且也要禁止无人监护的单人作业。并且厂内所设置的安全防护设施，如可燃气体检测报警仪、毒物检测报警仪、冲洗喷淋设备、解毒抢救器材、温度检测报警仪等，应定期进行检查校验。定期对消防器材进行检查。 进行密闭操作，加强装置中的通、排风系统的运行情况检查和定期维护保养的监督，
14、以减少逸散在厂房空气中的氨气对作业人员的危害。考虑到作业环境对作业人员的重要性，对该系统设备出现的故障，应指令及时进行抢修。 要定期或不定期的检查或抽查本装置的一些安全保护性措施与规定的执行情况，如：作业护具及工器具的解毒处理；作业现场禁止饮食；远离火种、热源，工作场所严禁吸烟；皮肤有擦伤未经处理不得进入现场作业；下班和饮食前须淋浴洗涤等，纠正和制止违章行为。 4.2.4防治对策 严防物料泄漏。煤气和液氨都是易燃易爆物料，建议企业根据危险物质的特性制订防泄漏技术措施，有针对性地采取必要的技术措施和管理措施，如采用计划检修、快速堵漏和带压堵漏技术，尽可能消除泄漏，确保设备的稳定运行。 配置安全保
15、护和防火设施。煤气发生炉和合成单元是氮肥生产过程中最易发生火灾爆炸的场所，应严格工艺纪律，加强工艺控制，同时建议企业在这一重点防火区域增加易燃易爆、有毒气体浓度监控报警装置，加以预控，以便及时采取相应的措施，防止火灾爆炸事故的发生。 危险作业场所，杜绝各种可能存在的火源。火源的存在是引起火灾爆炸事故的必要条件，而煤气和合成氨生产装置属甲类防火作业场所，建议企业禁止使用一切非防爆电器设施，同时必须切实落实各项安全生产管理制度，杜绝各种可能的点火源的存在。 采取科学的通风方法，改善通风条件。氮肥厂的通风对预防火灾爆炸事故、改善卫生条件极为重要。建议对于煤气发生炉和合成单元要以全面机械通风为主，其他
16、单元以自然通风加局部机械通风为主；同时煤气发生炉和合成单元还要装配事故排风装置，在单元发生泄漏大量可燃气体和有毒气体时开始启用，进行强制排风。另外，排风的吸风口应设置在爆炸性气体散发量最大的区域，排风口要远离发火源。 加大技术改造的力度，满足防火防爆要求。由于各种原因，小氮肥企业多年固定资产投入不足，导致目前生产工艺装置的技术水平相对落后。建议企业在有条件的情况下，适度加大技术改造的力度，改进落后的工艺控制手段和设备，提高装置的整体技术水平，为企业的发展创造较为坚实的安全基础。 加强安全管理和安全教育。加强操作人员的岗位培训和安全教育，完善各项规章制度，并建立完善的事故应急预案，有计划地进行演练。
