化工废气管道系统的火灾爆炸事故剖析及预防措施

2023-3-23 19:06| 发布者: 挖安琥| 查看: 166| 评论: 0

摘要: 化工企业管道内的物质主要为有机化学原料及产品,环保设备中的废气管道也是涉VOCs废气,这些管道输送的物质绝大多数为VOCs。化工管道异化工设备一样是化工消费装置中不可短少的组成部分,起着把不同工艺功用的设备衔 ...

化工企业管道内的物质主要为有机化学原料及产品,环保设备中的废气管道也是涉VOCs废气,这些管道输送的物质绝大多数为VOCs。化工管道异化工设备一样是化工消费装置中不可短少的组成部分,起着把不同工艺功用的设备衔接在一同的作用,以完成特定的工艺过程,在某些状况下,管道自身也异化工设备一样能完成某些化工过程,即“管道化消费”。


同样,化工VOCs废气也经过管道输送,经常有企业在废气搜集管道上搜集分歧理或去除静电措施不理想,会招致管道发作熄灭及爆炸保险事故。


化工管道布置纵横交错,管道种类繁多,被输送介质的理化性质多样,管道系统接点多,火灾爆炸事故发作率高。管道发作决裂爆炸事故,容易沿着管道系统扩展蔓延,使事故疾速扩展。


化工管道系统的


火灾爆炸事故类型剖析


1、走漏惹起火灾爆炸


石油化工管道大多输送易燃易爆介质,其实这些物质基本均属于VOCs范畴,管道决裂走漏时极易招致火灾和爆炸事故。这是由于走漏的可燃介质遇点火源即可熄灭或爆炸。管道经常发作决裂走漏的部位主要有:与设备衔接的焊缝处;阀门密封垫片处;管段的变径和弯头处;管道阀门、法兰、长期接触腐蚀性介质的管段;输送机械等。


管道质量要素走漏,如设计分歧理,管道的结构、管件与阀门的衔接方式分歧理或螺纹制式不分歧,未思索管道受热收缩问题;资料自身缺陷,管壁太薄、有砂眼,代材不契合请求;加工不良,冷加工时,内外壁有划伤;焊接质量低劣,焊接裂纹、错位、烧穿、未焊透、焊瘤和咬边等;阀门、法兰等处密封失效。管道工艺要素走漏,如管道中高速活动的介质冲击与磨损;重复应力的作用;腐蚀性介质的腐蚀;长期在高温下工作发作蠕变;低温下操作资料冷脆断裂;老化蜕变;高压物料窜入低压管道发作决裂等。外来要素破坏,如外来飞行物、狂风等外力冲击;设备与机器的振动、气流脉动惹起振动、摇晃;施工构成破坏;地震,地基下沉等。操作失误惹起走漏,如错误操作阀门使可燃物料漏出;超温、超压、超速、超负荷运转;维护不,周,不迭时维修,超期和带病运转等。


2、管道内构成爆炸性混合物


VOCs废气搜集管道,部分气体因滞留在输送管道的角落而产生集聚,遇静电而发作闪爆!如方管的角落容易使得VOCs废气集聚在方管的边角处!还好比在停车检修和开车时,未对管道中止置换,或采用非惰性气体置换,或置换不彻底,空气混入管道内,构成爆炸性混合物;检修时在管道(特别是高压管道)上未堵盲板,致使空气与可燃气体混合;负压管道吸入空气;操作阀门有误使管道中漏入空气,或使可燃气体与助燃气体混合,遇引火源即发作爆炸。


3、管道内超压爆炸


管道的超压爆炸与反响容器的操作失误或反响异常有关,冷却介质输送管道呈现毛病,招致冷却介质供给缺乏或中缀,使消费系统发作超温、超压的恶性循环,最终招致设备、管线发作超压爆炸事故。


在管道中由于产生聚合或合成反响,会构成异常压力。如在乙烯和过氧化物催化剂的管道中,温渡过高,超越催化剂引发温度,乙烯就会在管道内聚合或合成,产生高热,使压力上升,招致管道胀裂或爆炸。


连续排放流体的管道,特别是排放气态物料的工艺管线,因输送速度降低等要素会招致设备内的物料不能及时排出,从而使设备发作超压爆炸事故。


高压系统的物料倒流入低压管道,构成压力增加。


4、管道内梗塞爆炸


管道发作梗塞,会使系统压力急剧增大,招致爆炸决裂事故。


输送低温液体或含水介质的管道,在低温环境条件下极易发作结冰“冻堵”,特别是间歇运用的管道,流速减慢的变径处、可产生滞留部位和低位处是易发作“冻堵”之处。


输送具有粘性或湿度较高的粉状、颗粒状物料的管道,易在供料处、转弯处粘附管壁最终招致梗塞。管道设计或装置分歧理,如采用大管径长距离输送或管道管径忽然增大,管道衔接不同心,有障碍物处易梗塞;物料夹杂过大碎块时易构成梗塞;物料具有粘附物性,若不迭时清算,发作滞留堆积等状况,可构成管道梗塞。


操作不当使管道前方的阀门未开启或阀门损坏卡死,或接受物料的容器曾经满负荷,或流速过慢,忽然停车等都会使物料堆积,发作梗塞。


5、发作自燃火灾


管道内结焦、积炭,在高温高压下易自燃,惹起熄灭或爆炸。在加工含硫原料油炼油厂的高压管线中,硫化亚铁是一种很常见的物质,它是铁锈和硫化氢发作反响的产物,设备停用后翻开,以及维修之前与空气接触,就会疾速发作自燃。


管道内介质温度为超越自燃点的物质,走漏出来与空气接触便会自燃。


6、具有多种引火源


物料在管道中输送时,有多种引火源存在。启闭管道阀门时,阀瓣与阀座的冲击、挤压,可成为冲击引火源。阀门在上下压段之间忽然翻开时,低压段气体急剧紧缩部分温度上升,构成绝热紧缩引火源。物料在高速活动的过程中,粉体与管壁、粉体颗粒之间、液体与固体、液体与气体、液体与另一不相溶的液体之间、气体与所含少量固态或液态杂质之间,发作碰撞和摩擦,极易带上静电,产生火花。


风险物料输送管道周围具有摩擦撞击、明火、高温热体、电火花、雷击等多种外部点火源。可燃物料从管道决裂处或密封不严处高速喷出时会产生静电,成为走漏的可燃物料或周围可燃物的引火源。


7、易成为火灾蔓延的通道


由于管道衔接着各种设备,管道发作火灾,岂但影响管道系统的正常运转,而且还会使整个消费系统发作连锁反响,事故疾速蔓延和扩展,特别是管内介质有毒时,对人的生命要挟更大。在管道中传播的爆炸,一定条件下会发作由爆燃向爆轰的转变,抵消费设备、厂房等建筑物构成严重的破坏。


化工管道火灾爆炸事故的预防措施


1、恪守保险布置准绳


输送火灾风险性为甲、乙类介质或有毒、腐蚀性介质的,管道,不应穿过与其无关的建筑物、构筑物。集中敷设于同一管架上的各种介质管道必须留有规则的间距。多层管架中的热料管道应布置在最上层,腐蚀性介质管道应布置在最下层;易燃液体及液化石油气体管道严禁与蒸汽、热料管道相邻布置;助燃与可燃介质管道之间,宜用不燃物料管道隔开或坚持不低于250mm的间距。


2、选材、设计、加工、装置合理


依据输送介质的性质、温度、压力和流量等要素正确选择管材,不可随意选用代材或误用,不得运用存有缺陷的管材,例如,请求高温强度时,350℃以下运用沸腾钢和半镇静钢,在350℃时,应依据不同温度分别运用镇静钢、钼钢、Cr —Mo钢和不锈钢,不得运用碳钢;为了避免低温脆性,要运用奥氏体不锈钢以及铝、镍铜合金的管材。可燃液体架空管道的支架应用不燃资料建造。为避免可燃液体管道在发生事故时液体漫流,可将管道敷设在不燃资料建造的地沟内,并保障良好的自然通风,以避免可燃蒸气积聚。高温物料管道应用不燃资料装设保温层,以避免可燃物接触高温管道起火。


严厉依照工艺设计请求设计,管道直径的设计值应尽量大些,弯曲和变径处应迟缓,而且弯管和变径管要尽可能少,特别是由水平向垂直过渡的弯管要少。管内壁应平滑,不准有折皱或凸起,不装设网格状的构件。


管道的焊接质量契合请求,焊缝须作无损探伤检查。管道的衔接方式合理,可用加偏垫或多层垫等措施消弭断面倾向、空隙、错口或不同心等装置误差。管道穿墙、楼板和屋面时,应加套管、防火肩、防水帽等装置。焊缝、法兰等接头均应避开墙和楼板。管道和管件不得与管架直接接触,应按设计温度、压力等请求,采取加置木垫、软金属片或橡胶石棉垫等措施隔离。


3、采取防腐措施


依据输送物料的腐蚀性选择耐腐蚀资料,如对硫化氢的腐蚀,不同温度下运用可采用铬钢,不锈钢或渗铝钢;对高温条件下的氢脆要用Cr—Mo合金钢;对不同水平的硫腐蚀,分别采用5Cr、7Cr、9Cr钢管;为了避免高温氧化腐蚀,要用奥氏体不锈钢管、5Cr或9Cr钢管。


采取合理的防腐措施,如涂层防腐、衬里防腐、电化学防腐、运用缓蚀剂防腐等。其中涂层防腐用得最普遍,而在涂层防腐中又以涂料防腐用的最多。


定期检测管道的受腐状况,特别是敷设于公开的管网系统,及时修复或改换腐蚀严重的部位。


4、消弭管道剩余应力


为了避免管道振动,可采取设置减振装置,增加柔性设计等措施。


为了削弱热应力的破坏作用,采用增加管系可挠性,缓解热应力的热弥补措施,如采用专用的热弥补器;应用弹簧吊架结构或止动器约束管道在约束方向上的位移,在设备管口左近设置固定支架,削弱管口的应力和力矩,加设弯管,改动管道走向,增加管系总的可挠性或应用绝热保温等措施。


针对不同外部载荷采取措施,如避免基础下沉,可采用改动管道设置位置或支撑方式或强化基础设计的措施;预防外力冲击,可经过增强防护设备,可挠性设计,合理设置,加护栏或套管以及增强施工监视等措施。


5、严厉保险操作


消费操作过程中严厉依照工艺请求控制物料的输送温度、压力、流速等工艺参数,特别是用于输送可燃气体、可燃液体、可燃粉粒状物料的管道,输送速度不应高于工艺值。消费的关键部位,如加热炉口、塔底部、反响器底部、高温机泵等进出口处的管道和工作条件苛刻,受交变载荷的管道,要特别注重。


冷却介质的输送管道要确保冷却介质的供给量,避免中缀,必要时可装置双路水源和电源控制,以避免消费系统呈现超温、超压的恶性循环。


及时肃清管道内的污垢、沉淀等堆积物,并严禁采用铁质工具或能产生火星的用具输通易燃易爆、易自燃的不安定堆积物。定期肃清管道以及周围的设备、设备上的积尘,以减少粉尘堆积。


在冰冻时节前后,要留意管道的防冻和化冻,如积水弯、压力表的弯管,排凝阀等处,发现问题要及时采取保温防冻措施。暂时不用的水或易冻的管线要将管内介质排净。


及时维修管道,严禁超负荷,超期和带病运转。


6、增强防火保险管理


在用管道要遵照《压力管道保险管理与监察规则》定期中止检验,检测管道的走漏和受损状况,避免管道系统呈现跑冒滴漏现象。


停车检修和开车前应按规则中止管道的排气置换作业,检测合格前方可动火检修或开车。中止动火检修作业时,要严厉执行动火作业的各项规章制度。


严禁风险物料管道和高温管道周围堆放易燃易爆物质。需求散热的输送管道上严禁堆放各种杂物,以避免热量积聚惹起火灾。


风险物料输送管道的周围根绝各种火源。


7、采取防静电措施


粉粒状物料的输送管道应选用导电性能良好的资料制造,并设性能良好的静电消弭装置。工厂和车间的氧气管道、乙炔管道、油料储运设备、通风装置、空气管道等必须连成一个整体,并予以接地。地上或管沟敷设管线的始端、末端、分支处以及直线段,每隔lOOm应设置防静电接地装置,接地电阻不宜大于30Ω,接地点宜设在固定管墩(架)处。


8、设置防火防爆保险装置


在容易发作超压爆炸的管道上需设置保险阀等防爆卸压装置;在容易构成火焰传播的管道上需设置水封、砂封、阻火器或防火阀。在高压和低压系统之间的接点处和容易发作倒流的管道上、需设置止回阀和切断阀。在泵和阀门的进口装设管道过滤器,避免由于杂质或夹杂物构成事故。


具有着火爆炸风险的输送管道,应配备惰性介质管线维护。可燃气体的尾气排放管线应用氮气封或设置阻火器等避免火势蔓延的装置。火灾风险性较大的密集管网系统可设置可燃气体浓度检测报警装置,以及时发现火险隐患,亦可设置水喷淋等灭火设备,以便及时扑救初起火灾。


来源:环保与保险


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