1、低壓溶解乙炔生產裝置危險性分析與評價一、評價依據1.建筑設計防火規范GBJ16-87（2001年版）2.常用危險化學品貯存通則GB15603-19953.建筑滅火器配置設計規范GBJ140-1990（1997年版）4.爆炸危險場所安全規定（勞動部，勞部發199556號）5.易燃易爆性商品儲藏養護技術條件GB17914-19996.毒害性商品儲藏養護技術條件7.乙炔站設計規范GB50031-918.溶解乙炔GB6819-19969.溶解乙炔生產安全管理規定化工部，（89）化工字第73號10.溶解乙炔氣瓶安全監察規程（勞動部鍋爐壓力容器安全監察局，勞鍋字19934號）11.溶解乙炔充裝規定GB13

2、591-9212.溶解乙炔氣瓶充裝站安全技術條件GB17266-199813.爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范GB50058-9214.建筑物防雷設計規范GB50057-9415.工業企業設計衛生標準GBZ1-2002二、工藝流程簡介溶解乙炔生產裝置采用低壓發生器，次氯酸鈉凈化及往復式壓縮機壓縮灌充流程，裝置由發生、凈化和壓縮灌充流程，裝置由發生、凈化和壓縮灌充工段組成。1. 發生工段將中間電石庫的電石裝入加料斗，由電動葫蘆提升至二層平臺，再投入到盛水至溢流的乙炔發生器中，投料量根據乙炔氣柜的高低來控制。發生器產生的粗乙炔氣經洗滌冷卻后送入氣柜，再經安全水封送至凈化工段。2. 凈化工段由氣柜

3、來的乙炔氣先進入清凈塔用次氯酸鈉溶液除去乙炔氣中的硫化氫、磷化氫等雜質，再進入中和罐氫氧化鈉溶液除去所夾帶的酸霧，凈化后的乙炔進入低壓干燥器用無水氯化鈣除去大部分水分去壓縮工段。3. 壓縮灌充工段由凈化工段來的乙炔氣，進入乙炔壓縮機壓縮至2.5Mpa，再進入高壓油水分離器和高壓干燥器組進一步除去油、水后，進入乙炔灌充排進行充瓶，充瓶時應打開噴淋水冷卻。三、危險及有害因素分析溶解乙炔生產裝置的危險因素主要是燃燒和爆炸，另外，還有毒害、腐蝕及其他危險及有害因素。1.生產過程中的危險及有害因素分析（1）發生工段電石庫電石庫屬甲類火災危險庫房。電石遇水分解產生乙炔，可與空氣形成爆炸性混合物。電石庫進水

4、是主要危險因素，應嚴格防止，如雨天搬運電廠，大雨、山洪時電石庫基礎不夠高進水，庫房頂部漏水，相對濕度過大或庫房火災用水滅火等。電石庫房和破碎間的電石粉末積累過多，可能吸潮分解產生乙炔。電石一般含有硅鐵，硅鐵之間或與其他金屬摩擦碰撞，容易產生火花，往往成為乙炔燃燒爆炸的火源。電石桶打開時用氣焊或鋼鑿，明火或火花容易造成桶內存留乙炔氣燃爆。裝卸、搬運電石桶時，用力過大，碰撞產生火花，引起爆炸。桶內有剩余電石粉末，存放時遇水產生乙炔。某些物質如氧化鐵、氧化銅和氧化鋁的存在，能吸附乙炔于自己多孔的表面，而促進乙炔分子的聚合和爆炸分解。盛裝過乙炔的鐵桶具有這種吸附作用，有形成爆炸性混合物的危險。1989

5、年，蘇聯文尼察州烏克蘭城西部的一座地下電石倉庫發生爆炸，19人死亡，2人以上受傷。爆炸摧毀了20套住房，而使另外10套房屋受到部分損壞。此次爆炸是因為2名工人在倉庫內點煙，遇到了達到爆炸濃度的乙炔而引起的。乙炔發生器乙炔發生器電石加料口起火是溶解乙炔易于發生惡性事故的部位。發生事故的主要原因大致有：在加電石時由于電石間或電石與器壁摩擦碰撞，或電石含磷量較大，或電石吊斗與金屬碰撞，或電動葫蘆電線打火等原因，容易引起火災，如空間乙炔濃度達到爆炸極限，就會引起爆炸。開停車氮氣置換不徹底，或因氮氣低，或氮氣管不暢，使氮氣進氣量不足，都會形成乙炔的爆炸性混合物。電石局部過熱引起乙炔分解和爆炸：乙炔發生器

6、的水量不足，或未按規定及時換水，致使反應區溫度迅速上升；小粒度電石過多，水解速度過快，引起局部過熱；電石粒度過大，水解時生成的氫氧化鈣將電石包住，形成密實的外皮，造成電石劇烈過熱，還有可能影響電石水解，造成在渣池內水解產生乙炔形成爆炸性混合氣體。發生器操作失誤，造成液面過低，加料水封失去作用，會使發生器乙炔氣逸出，或外部空氣進入，形成爆炸性混合氣體。氣柜氣柜過低，發生器氣量來不及補充，在往復式壓縮機或吸氣作用下，形成負壓，進入空氣，易形成爆炸性混合氣體。氣柜浮筒水封缺水，乙炔氣可能發生外逸，形成爆炸性混合氣體。（2）凈化工段乙炔中有PH3存在會降低自燃點，與空氣接觸有可能自燃，從而引起乙炔的爆

7、炸。次氯酸鈉溶液的有效氯在0.15以上（特別在pH較低時）容易生成氯乙炔發生爆炸危險；有效氯在0.25以上時，無論氣相還是液相，均易發生氯與乙炔劇烈反應而爆炸，遇光能促使這一爆炸過程。乙炔氣如倒流進入次氯酸鈉配制系統，或在配制次氯酸鈉時使用溶解有乙炔的水（比如發生器循環水），會造成乙炔與氯氣混合的機會，引發爆炸事故。氯氣為高度危害的介質，一旦泄漏到作業空間超過最高容許濃度，便會對人體造成危害，濃度過高還會造成人身傷亡事故。液氯同樣具有液化氣體的性質，氯氣鋼瓶保管不善，使用時受日光曝曬、明火、熱輻射等作用，致使瓶溫過高，瓶內溫度升高會顯著地提高罐內壓力，引發爆炸。液氯鋼瓶泄漏，有毒氯氣擴散，會造

8、成人身中毒傷害。液氯自氣瓶通往緩沖罐的管路，會因液氯氣急劇降溫結霜，人體接觸有凍傷危險。次氯酸鈉溶液、堿液強腐蝕性物品，如果發生迸濺溢出，接觸到操作人員，對人體有灼傷危險。會造成人體黏膜，特別是眼睛等部位的傷害。（3）壓縮灌充工段高壓部分乙炔放空，如無阻火器，易因氣體摩擦產生靜電引發火災爆炸。乙炔在高壓下，冷卻不好、遇到高溫物體或開動閥門時氣體摩擦出現火花，容易產生分解爆炸。乙炔氣瓶爆炸危險因素：1）氣瓶充裝壓力過大、速度過快，可能造成乙炔氣瓶超壓，或溫度過高使易熔塞熔化。2）氣瓶的材質、結構和制造質量不符合安全要求，比如材料脆性、瓶壁厚薄不均，有夾層等。3）搬運裝卸時，氣瓶從高處墜落、傾倒或

9、滾動，發生劇烈碰撞沖擊。4）保管不善，使用時受日光曝曬、明火、熱輻射等作用，致使瓶溫過高，壓力劇增。5）氣瓶的瓶閥泄漏，高壓氣流沖出，引發爆炸。6）乙炔氣瓶臥放狀態排放，丙酮、乙炔流出，引發爆炸。7）瓶內丙酮量過少，氣態乙炔量增大，或形成壓縮乙炔，其穩定性差，遇外來能量易產生爆炸。（4）乙炔生產中其他危險及有害因素設備、管線、閥門等，因質量不好或安裝不當或受到撞擊而泄漏，使用壓力達不到設計壓力的管件而造成超壓破裂、泄漏，墊片撕裂造成泄漏，流量計、儀表連接處泄漏，操作壓力不穩造成水封泄漏。如乙炔泄漏易形成火災或爆炸環境，氯氣泄漏則易引起中毒傷害。開停車時氮氣排空不徹底，含氧超標，易引起系統爆炸。

10、氮氣置換不徹底，檢修時進入空氣，與殘余乙炔可形成爆炸性混合物。粉塵危害：電石破碎、分揀、加料過程中產生電石粉塵，如防護不當，皮膚接觸或呼吸道吸收均可造成化學灼傷。設備、管線沒有靜電接地裝置或不規范，在儲存、輸送乙炔的過程中產生靜電積累放電，產生電火花而可能引發火災或爆炸。現場檢修時，如使用鐵制工具，有可能發生鐵器碰撞產生火花引發火災爆炸。生產系統中使用了銅制、含銀器具或水銀溫度計破碎，乙炔與銅、銀、汞極易生成乙炔銅、乙炔銀或乙炔汞等金屬化合物，他們在干態受到微小振動即自行爆炸。2共性傷害（1）觸電傷害裝置中有物料泵、風機、壓縮機、電動葫蘆等電氣設備，若電氣設備發生事故或電氣安裝不規范，缺少接地

11、或接零，或接地接零損壞失效，會發生觸電傷害事故。沿墻壁敷設或沿地面鋪設的臨時線路無保護套管或絕緣損壞，接觸人體會發生觸電事故。因裝置用電為低壓電源，觸電均表現為低壓觸電。配電室、發生系統、凈化工程、壓縮工段、消防泵房等為危險較大的場所。（2）靜電、雷電危險在物料輸送過程中，或含霧滴、粉塵的壓縮氣體泄漏噴出均易產生靜電，如無靜電跨接接地裝置或失效，存在靜電集聚、放電引發系統發生火災、爆炸的危險。尤其空氣和乙炔的混合物最小點火能只有0.019mJ，極易被靜電火花引燃。缺少避雷設施或避雷設施接地不良，接地電阻過大，都可能遭到雷擊或雷電感應放電。因此，對生產廠房、倉庫等要設避雷設施，并按時進行檢查測試

12、，保證避雷設施完好，設備管道接地電阻應在規定要求的范圍內，避免雷電感應造成的損失。（3）高空墜落及高空落物打擊危險裝置中有平臺、爬梯、高位電動葫蘆或者檢修腳手架等，職工在操作及檢修交叉作業中，有高空墜落及高空落物打擊的危險。（4）機構傷害生產裝置中有多種液體泵、壓縮機等轉動設備，存在機械傷害危險。如靠背輪質量不好、安裝不牢或操作失誤，可能發生靠背輪破碎飛出傷人事故；當轉動部分缺少護欄、護置時，在操作、擦洗過程中職工觸及可能發生撞擊，衣物或長發被纏繞而造成傷害。（5）噪音傷害生產裝置中有乙炔壓縮機、泵等轉動設備，如出現故障或潤滑不好，以及長時間在附近操作，會產生噪音傷害；另外氣體灌充及檢測、維修

13、時泄放氣、裝卸鋼瓶發生碰撞也產生噪聲源。在噪聲較大的崗位，操作工人須帶耳套以降低噪聲危險。四、道氏火災爆炸危險指數評價1工藝單元的劃分根據300t/a溶解乙炔生產的工藝流程及設備的布置情況，將裝置劃分為以下三個單元：制氣單元，灌瓶單元，電石庫。對其分別進行火災爆炸指數及補償火災、爆炸危險指數的計算，并確定其是否具備安全生產的條件。2單元固有危險指數的計算（1）物質系數的確定從道氏物質系數和特性表中，查得乙炔和電石的參數見表1。表1 物質系數和特性表化合物物質系數MF燃燒熱（kJ/kg）NFPA分級健康危害NH易燃性NF化學活性NR乙炔電石292448.8521.48034332（2）計算結果根

14、據道氏選取工藝單元危險系數的原則，分別對一般工藝危險性和特殊工藝危險性進行計算，結果見表2。表2 生產裝置火災、爆炸危險指數計算表單元制氣裝置灌瓶裝置電石庫1. 一般工藝危險基本系數危險系數范圍1.00采用危險系數1.00采用危險系數1.00采用危險系數1.00A. 放熱化學反應0.31.250.30B. 吸熱反應0.200.40C. 物料處理與輸送0.251.050.850.850.65D. 密閉式或室內工藝單元0.250.900.600.60E. 通道0.250.35F. 排放和泄漏控制0.200.50一般工藝危險系數（F1）2.752.451.652. 特殊工藝危險基本系數1.001.0

15、01.001.00A. 毒性物質0.200.800.60B. 負壓（500mmHg，66.661kPa）0.50C. 易燃范圍或接近易燃范圍的操作惰性化未惰性化1) 罐裝易燃液體0.502) 過程失常或吹掃故障0.303) 一直在燃燒范圍內0.80D. 粉塵爆炸0.252.00E. 壓力操作壓力（絕）/kPa釋放壓力（絕）/kPa0.240.75F. 低溫0.200.30G. 易燃及不穩定物質的質量物質質量/1b11000物質燃燒熱He/(Btu/1b)9.11) 工藝中的液體及氣體0.100.202) 貯存中的液體及氣體0.063) 貯存中的可燃固體及工藝中的粉塵0.10H. 腐蝕及磨蝕0.

16、100.750.10.1I. 泄漏接頭及填料0.101.500.30.3J. 使用明火設備0.151.15K. 熱油熱交換系統0.151.15L. 轉動設備0.50特殊工藝危險系數（F2）1.742.351.70工藝單元危險系數（F3=F1·F2）4.795.762.81火災爆炸指數（F&EI=F3·MF）138.8167.081暴露半徑（m）35.542.720.7危險度很大()非常大()較輕()3單元補償后危險指數計算根據補償系數的取值原則和實際情況，從工藝控制、物質隔離和防火措施三個方面分別進行計算，結果如表3。表3 補償火災、爆炸危險指數計算表項目制氣裝置灌

17、瓶裝置電石庫1. 工藝控制安全補償系數C1(1) 應急電源(0.98)(2) 冷卻裝置(0.970.99)0.990.99(3) 抑爆裝置(0.840.98)0.980.98(4) 緊急切斷裝置(0.960.99)(5) 計算機控制(0.930.99)(6) 惰性氣體保護(0.940.96)(7) 操作規程/程序(0.910.99)0.930.930.99(8) 化學活潑性物質檢查(0.910.98)(9) 其他工藝危險分析(0.910.98)C1=(1) (9)各系數的乘積0.92170.921512. 物質隔離安全補償系數C2(1) 遙控閥(0.960.98)(2) 卸料/排空裝置(0.9

18、60.98)(3) 排放系統(0.910.97)(4) 連鎖裝置(0.98)0.98C2= (1) (4)各系數的乘積1113. 防火設施安全補償系數C3(1) 泄漏檢測裝置(0.940.98)0.980.980.98(2) 結構鋼(0.950.98)0.980.98(3) 消防水供應系統(0.940.97)0.970.97(4) 特殊滅火系統(0.91)(5) 灑水滅火系統(0.740.97)0.970.97(6) 水幕(0.970.98)(7) 泡沫滅火裝置(0.920.97)(8) 手提式滅火器材/噴水槍(0.930.98)0.980.980.98(9) 電纜防護(0.940.98)0.

19、94C3= (1) (9)各系數的乘積0.88560.83240.9604安全措施補償系數C=C1·C2·C30.8160.7520.951補償后火災、爆炸危險指數（F&EI）=F&EI·C11312677補償后火災、爆炸危險等級中等（）中等（）較輕（）4小結通過單元固有危險指數的計算，制氣、灌瓶、電石庫單元危險度分別為“很大”、“非常大”和“較輕”。而按現有的安全措施經過補償后，均降至“中等”或“較輕”，達到可以接受的程序。五、安全對策與措施1生產儲存設施的主要安全措施(1) 乙炔發生器加料口兼作安全泄爆口，進一步保證設備安全性。(2) 在壓縮機

20、和發生器之間設置濕式氣柜，以調節平衡使整個系統穩定操作；氣柜后設置安全水封，保證系統的安全性；氣柜設有噴淋裝置，有利于夏季降溫。(3) 設置專門的濕法乙炔凈化裝置，以徹底消除乙炔的磷化氫（磷化氫的存在可降低乙炔自燃點）；次氯酸鈉配制和貯槽分開設置，防止乙炔或含乙炔液體倒流入配制槽。(4) 乙炔壓縮機前后均設置低、高壓乙炔干燥器，以清除水分。(5) 壓縮機后高壓系統在出口管、干燥器后和灌充排分管設置三級高壓阻火器，在每個高壓放空管或放空匯總管上均設置阻火器，在灌充排至氣柜的回氣管線上設置阻火器。灌充排上設置止回閥。(6) 灌充排設置兼具冷卻和導除靜電作用的乙炔氣瓶冷卻水裝置，并設置緊急噴淋裝置。

21、(7) 設置氮氣吹掃系統和氮氣滅火系統。(8) 車間和庫房采用輕質屋面，外開門窗，設置地梁和圈梁，地面為不發火材質，屋脊處設置風帽。(9) 有爆炸危險的車間設置可靠的可燃氣體泄漏報警裝置。2生產過程中主要操作及管理安全措施(1) 完善各項規章制度、操作規程、設備管理、安全教育臺賬，提高企業管理水平。(2) 生產崗位要根據其危險特性設置醒目、規范的安全標志、安全警句、安全警示設施，時時提醒職工安全操作；儲存間應有專人管理，在醒目的地方設置安全標志。(3) 易燃易爆崗位應嚴格按規定配發勞動保護用品，職工上班應嚴格按規定配戴勞動保護用品。(4) 從事生產、經營、儲存、運輸、使用危險化學品或處置廢棄危

22、險化學品的人員，必須接受相關法律、法規、規章和安全知識、專業技術、職業衛生防護和應急救援知識的培訓，并經考試合格，方可上崗作業。從事特種作業的人員，必須經國家認定的特種作業培訓部門的專業培訓考試，合格后詩證上崗。(5) 加強對電工及電氣設備的管理，并對職工進行各種電氣事故案例的教育，防止類似電氣事故的發生。(6) 應發對在用特種設備進行經常性日常維護保養，并定期自行檢查。對在用特種設備應當至少每月一次自行檢查，并作出記錄。特種設備使用單位在對在用特種設備進行自檢查和日常維護保養時發現異常情況的，應當及時處理。(7) 易燃易爆場所的作業人員不應使用鐵制工具，不準帶火柴、打火機等火種，不能穿易產生靜電的化纖衣服和帶釘鞋。電石土料的鋼絲繩及滑輪應保持油潤滑，防止摩擦火花。(8) 裝卸搬運電石桶時，應當特別注意輕裝輕卸，防止碰撞產生火花，引起爆炸。電石桶不允許用氣焊或鋼鑿開桶，應使用不產生火花的工具。電石桶內電石應當倒凈電石粉