第三节爆炸危险源
发生爆炸必须具备两个基本要素,一是爆炸介质,二是引爆能源,两者缺一不可。在生产中,爆炸危险源可从潜在的爆炸危险性、存在条件及触发因素等几方面来确定,具体包括能量与危险物质、物的不安全状态、人的不安全行为以及管理缺陷等。
一、引起爆炸的直接原因
通常,引起爆炸事故的直接原因可归纳为以下几方面。
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(一)物料原因
生产中使用的原料、中间体和产品大多是有火灾、爆炸危险性的可燃物。由于工作场所过量堆放物品,对易燃易爆危险品没有安全防护措施,产品下机后不待冷却便入库堆积,不按规定掌握投料数量、投料比、投料先后顺序,控制失误或设备造成故障造成物料外溢,生产粉尘或可燃气体达到爆炸极限等原因,均会酿成爆炸事故。
(二)作业行为原因
作业行为导致爆炸的原因有:违反操作规程、违章作业、随意改变操作控制条件;生产和生活用火不慎,乱用炉火、灯火、乱丢未熄灭的火柴杆、烟蒂;判断失误、操作不当,对生产出现超温、超压等异常现象束手无策;不按科学态度指挥生产、盲目施工、超负荷运转等。
(三)生产设备原因
由于设备缺陷导致生产火灾的原因有:选材不当或材料质量有问题,而致设备存在先天性缺陷;由于结构设计不合理,零部件选配不当,而致设备不能满足工艺操作的要求;由于腐蚀、超温、超压等而致出现破损、失灵、机械强度下降、运转摩擦部件过热等。
(四)生产工艺原因
生产工艺原因主要表现为物料的加热方式方法不当,致使引燃引爆物料;对工艺性火花控制不力而致形成点火源;对化学反应型工艺控制不当,致使反应失控;对工艺参数的控制失灵,而致出现超温、超压现象。
此外,还因为人的故意破坏,如放火、停水停电、毁坏设备及地震、台风、雷击等自然灾害也同样可能会引发爆炸。
二、常见爆炸点火源
根据前文所述,点火源是发生爆炸的必要条件之一,常见引起爆炸的点火源主要有机械火源、热火源、电火源及化学火源,见表1-3-4。
表1-3-4 常见引发爆炸的点火源
火源类别 |
火源举例 |
机械火源 |
撞击、摩擦 |
热火源 |
高温热表面、日光照射并聚焦 |
电火源 |
电火花、静电火花、雷电 |
化学火源 |
明火、化学反应热、发热自燃 |
(一)机械火源
撞击、摩擦产生火花,如机器上转动部分的摩擦,铁器的互相撞击或铁制工具打击混凝土地面,带压管道或铁制容器的开裂等,都可能产生高温或火花,成为爆炸的起因。
(二)热火源
(1)高温表面。生产工艺的加热装置,高温物料的传送管线、高压蒸汽管线及高温反应塔、器等设备表面温度都比较高,可燃物料与这些高温表面接触时间过长,就有可能引发爆炸事故。
(2)日光照射。直射的太阳光,通过凸透镜、凹面镜、圆形玻璃瓶、有气泡的平板玻璃等,会聚焦形成高温焦点,可能点燃可燃性物质。
(三)电火源
(1)电火花。电气方面形成的火源,一般指电气开关合闸、断开时产生的火花电弧,或由于电气设备短路、过载、接触不良或其它原因产生的电火花、电弧或危险温度。
(2)静电火花。静电指的是相对静止的电荷,是一种常见的带电现象。在一定条件下两种不同物质(其中至少有一种为电介质)相互接触、摩擦,就可能产生静电并积聚起来产生高电压。若静电能量以火花形式发出,则可能成为火源,引起爆炸事故。物质能否产生静电并积聚起来,主要取决于物质的电阻率和相对介电常数。在工业生产过程中,撕裂、剥离、拉伸、撞击、粉碎、筛分、滚压、搅拌、输送、喷涂和过滤物料,还有气、液体的流动、溅泼、喷射等各种操作,都可能产生静电。
(3)雷电。雷电所产生的火花温度之高可熔化金属,也是引起爆炸事故的祸根之一。
(四)明火
生产过程中的明火主要是指加热用火、维修用火以及其它火源。此外,烟头、火柴、烟囱飞火、机动车辆排气管喷火都可能引起可燃物料的燃爆。
三、最小点火能量
所谓最小点火能量,是指每一种气体爆炸混合物,都有起爆的最小点火能量,低于该能量,混合物就不爆炸,目前都采用mJ作为最小点火能量的单位。表1-3-5中列出部分可燃气体和蒸气在空气中的最小点火能量。
表1-3-5 部分可燃气体和蒸气在空气中的最小点火能量
物质名称 |
最小点火能量(mJ) |
物质名称 |
最小点火能量(mJ) |
乙烷 |
0.285 |
丁酮 |
0.68 |
丙烷 |
0.305 |
丙酮 |
1.15 |
甲烷 |
0.47 |
乙酸乙酯 |
1.42 |
庚烷 |
0.70 |
甲醚 |
0.33 |
乙炔 |
0.02 |
乙醚 |
0.49 |
乙烯 |
0.096 |
异丙醚 |
1.14 |
丙炔 |
0.152 |
三乙胺 |
0.75 |
丙烯 |
0.282 |
乙胺 |
2.4 |
丁二烯 |
0.175 |
呋喃 |
0.225 |
氯丙烷 |
1.08 |
苯 |
0.55 |
甲醇 |
0.215 |
环氧乙烷 |
0.087 |
异丙醇 |
0.65 |
二硫化碳 |
0.015 |
乙醛 |
0.325 |
氢 |
0.02 |
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