可燃?xì)怏w或蒸氣安全排放的措施

1、可燃?xì)怏w或蒸氣安全排放的措施摘 要 分析了石油化工企業(yè)在正常生產(chǎn)儲運(yùn)中和事故情況下，因排放可燃?xì)怏w或蒸氣可能帶來的火災(zāi)爆炸危險，從火炬系統(tǒng)、放空管兩個方面具體闡述了在工藝上和設(shè)計(jì)上安全排放應(yīng)采取的防火防爆安全技術(shù)措施。關(guān)鍵詞 火炬;放空管;安全排放;防火防爆石油化工生產(chǎn)的工藝裝置和設(shè)備、儲存運(yùn)輸設(shè)備，常常需要排放可燃?xì)怏w或蒸氣，為了確保排放安全，防止火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生，排放設(shè)施必須從工藝上和設(shè)計(jì)上采取相應(yīng)的安全措施。1 排放設(shè)施的功能(安全管理交流-)排放設(shè)施按其功能分為兩種：一種是正常情況下排放，如生產(chǎn)裝置開車時，工藝設(shè)備吹掃時和停車檢修時，需將設(shè)備內(nèi)的廢氣、廢液

2、排空;化工產(chǎn)品的儲存區(qū)和裝卸區(qū)，為保證系統(tǒng)在工藝上和安全上的需要，把可燃蒸氣和氣體排人大氣。另一種是事故情況下排放，當(dāng)反應(yīng)物料發(fā)生劇烈反應(yīng)，采取加強(qiáng)冷卻，減少投料等措施難以奏效，不能防止反應(yīng)設(shè)備超壓、超溫、暴聚、分解爆炸事故，應(yīng)將設(shè)備內(nèi)物料及時排放，防止事故擴(kuò)大;或緊急情況下安全閥、爆破片動作泄壓;或火災(zāi)時，為了安全，將危險區(qū)域的易燃物料放空。甲、乙、丙類的設(shè)備均應(yīng)有這些事故緊急排放設(shè)施。2 排放設(shè)施可燃?xì)怏w或蒸氣的排放系統(tǒng)可以利用專門的設(shè)施，或利用通常的工藝管線和容器進(jìn)行排放。大型的石油化工生產(chǎn)都是通過火炬排放易燃易爆的氣體，可燃?xì)怏w、蒸汽或有毒氣體經(jīng)分離罐進(jìn)行分離處理，捕集下來的液滴或污液

3、進(jìn)行回收或經(jīng)地下排污管排至安全地點(diǎn)，其氣態(tài)物經(jīng)防止回火的密封罐后導(dǎo)入火炬系統(tǒng)，焚燒后排放到大氣中?；鹁嫦到y(tǒng)包括將氣體送至火炬的管線、火炬管(火炬筒)、燃料氣管道、惰性氣體管道、火炬點(diǎn)火、控制及信號裝置等。絕大多數(shù)中小型企業(yè)很少設(shè)置專用火炬進(jìn)行排放，而是將易燃易爆無毒的氣體通過放空管(排氣筒)直接排入大氣，一般放空管安裝在化學(xué)反應(yīng)器、儲運(yùn)容器等設(shè)備上。3 可燃?xì)怏w和蒸氣排放的火災(zāi)危險性分析3.1 火炬系統(tǒng)的火災(zāi)危險性分析3.1.1 形成爆炸性氣體混合物火炬系統(tǒng)存在著外部空氣通過火炬頭末端的敞口、管道和管件上的不嚴(yán)密處漏入系統(tǒng)中，或系統(tǒng)中沒有余壓使空氣吸入，或生產(chǎn)裝置中含有助燃?xì)怏w的介質(zhì)排放入火炬

4、系統(tǒng)，造成火炬系統(tǒng)爆炸的可能性?；鹁嫦到y(tǒng)中某一部位發(fā)生泄漏，可燃?xì)饣蛘魵鈹U(kuò)散到空氣中形成爆炸性氣體混合物，遇點(diǎn)火源發(fā)生爆燃或爆炸。如管道或設(shè)備的低處積聚了大量冷凝液而引起管道中的水力沖擊而破裂，或積水凍結(jié)使管道破裂，或瞬時排入大量氣體時管道受到?jīng)_擊而破裂等。3.1.2 形成危險物質(zhì)同時向火炬系統(tǒng)排放性質(zhì)相抵觸的能反應(yīng)生成敏感性爆炸物質(zhì)，或能形成易爆氣體混合物和聚合物等危險性物質(zhì)，有的能立即發(fā)生燃燒或爆炸反應(yīng)，有的已達(dá)到爆炸極限范圍，還有的如聚合物可以沉積在管道、火炬內(nèi)壁，嚴(yán)重時能堵塞火炬系統(tǒng)，某些聚合物還可發(fā)生受熱自燃。3.1.3 堵塞發(fā)生危險火炬系統(tǒng)的管線發(fā)生堵塞，造成超壓是促使火炬系統(tǒng)爆炸

5、的又一危險，造成堵塞的原因幾乎大都是由于結(jié)冰或油的凝固。一般在嚴(yán)寒的氣候條件下，最容易造成冰的堵塞，特別是在有水蒸氣進(jìn)入管線的情況下?；鹁婀芫€的重質(zhì)油品堵塞在嚴(yán)寒氣候之中也多有發(fā)生。3.1.4 產(chǎn)生輻射熱當(dāng)大量可燃?xì)怏w在火炬中燃燒，尤其是在工業(yè)設(shè)備緊急排放可燃?xì)怏w時，由于火炬產(chǎn)生輻射熱的作用，使廠區(qū)或火炬鄰域范圍內(nèi)潛在較大的火災(zāi)危險性。一些危險設(shè)備，尤其是處于火炬影響區(qū)域內(nèi)裝有可燃和易揮發(fā)液體和氣體的儲罐和管道，由于熱輻射和器壁表面溫度的升高，也會使設(shè)備中物料加熱到危險狀態(tài)。3.1.5 具有火花危險當(dāng)排放的可燃?xì)怏w或蒸氣在火炬中燃燒時，若火炬管或火炬噴頭設(shè)計(jì)不當(dāng)，或噴出的氣體流速控制不當(dāng)，會發(fā)

6、生回火，或使火焰脫離火炬產(chǎn)生飛火。液體從火炬帶出會下“火雨”，而存在火災(zāi)危險。3.2 放空管的火災(zāi)危險性分析可燃?xì)怏w或蒸氣直接通過放空管排放，最大危險是在排放管的鄰近區(qū)域內(nèi)形成爆炸性氣體混合物，遇點(diǎn)火源便會導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。尤其是當(dāng)排放比空氣重的可燃?xì)怏w或蒸氣時，排放的氣體會很快沉降到地面上，在地面上形成爆炸性氣體混合物。4 安全排放的技術(shù)措施4.1 火炬系統(tǒng)的安全排放措施4.1.1 火炬的安全布置全廠性火炬，應(yīng)布置在工藝生產(chǎn)裝置、易燃和可燃液體與液化石油氣等可燃?xì)怏w的貯罐區(qū)、裝卸區(qū)，以及全廠性重要輔助生產(chǎn)設(shè)施及人員集中場所全年最小頻率風(fēng)向上風(fēng)側(cè)?；鹁媾c甲、乙、丙類工藝裝置，隔油池，天然氣等石油

7、氣壓縮機(jī)房，液化石油氣等可燃?xì)怏w罐區(qū)和灌裝站，油品罐區(qū)，倉庫，以及其他全廠性重要設(shè)施等的防火間距，應(yīng)符合石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范的要求。距火炬筒30m范圍內(nèi)嚴(yán)禁可燃?xì)怏w放空。4.1.2 火炬的高度符合要求火炬的高度依據(jù)頂端火焰的輻射熱對地面上人員的熱影響，或大風(fēng)時火焰長度及傾斜度對鄰近構(gòu)筑物及生產(chǎn)裝置的熱影響確定，應(yīng)使火焰的輻射熱不致影響人身及設(shè)備的安全。4.1.3 保證火炬的排放能力火炬的排放能力應(yīng)根據(jù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，停車大檢修時，全停電或部分停電時，儀器、設(shè)備故障或發(fā)生火災(zāi)時等可能出現(xiàn)的排放量中最大可能的排出氣量為準(zhǔn)。必須保證火炬燃燒嘴具有能處理其中最大的氣體排放量的能力。4.1.4 保證排出

8、氣體處理質(zhì)量火炬具有凈化、排放并使可燃性氣態(tài)物質(zhì)燃燒而消除可燃性的作用。當(dāng)火焰脫離火炬和熄滅時，會有大量的有毒和可燃?xì)怏w進(jìn)入大氣，火炬的頂部應(yīng)設(shè)常明燈或其他可靠的點(diǎn)火設(shè)施?；鹁嫒紵焓顷P(guān)系到排出氣體處理質(zhì)量的重要部件，要求其噴出的氣流速度要適中，一般控制在音速的1/5左右，即不能吹滅火焰，也不可將火焰吹飛。4.1.5 嚴(yán)格安全操作火炬系統(tǒng)必須制定完善的安全操作規(guī)程，并由工程技術(shù)人員負(fù)責(zé)操作控制?；鹁嫜b置的各組成部分，應(yīng)由崗位責(zé)任人負(fù)責(zé)操作控制。規(guī)程中要明確規(guī)定各排放源的最大允許排放量和火炬系統(tǒng)中各操作崗位的控制指標(biāo)和設(shè)備管理規(guī)定。為了防止空氣進(jìn)入火炬系統(tǒng)，應(yīng)盡量減少管線敞開的時間及開口的大小和

9、數(shù)量。對于空氣有進(jìn)入火炬系統(tǒng)可能的操作，如開工時進(jìn)行工藝設(shè)備清掃時，應(yīng)將容器直接向大氣放空，而不向火炬排放，直到空氣被排完。對于有可能出現(xiàn)蒸汽冷凝使系統(tǒng)產(chǎn)生真空而使空氣從開口吸人的場合，應(yīng)設(shè)法避免吹掃設(shè)備的蒸汽進(jìn)入火炬系統(tǒng)。正常操作下的火炬系統(tǒng)中，廢氣的流量極小且有波動，火焰會忽長忽短，有時還會發(fā)生回火或者發(fā)生熄滅，當(dāng)氣體平均流量過低時，考慮補(bǔ)充一些吹掃氣體，使火炬火焰保持穩(wěn)定。4.1.6 注意火炬檢修安全不允許在火炬裝置運(yùn)行時拆卸系統(tǒng)。當(dāng)火炬系統(tǒng)被隔斷和清除氣體時，在空氣可能進(jìn)入之前，應(yīng)熄滅火炬頭的引燃源，用蒸汽或惰性氣體對設(shè)備和管道進(jìn)行徹底的吹掃，排出可燃?xì)怏w，以免進(jìn)入空氣并形成爆炸性混合

10、物。特別對于含有硫化氫的放空氣體，因?yàn)槲龀龅淖匀夹粤蚧F與空氣接觸后會成為一個引燃源，當(dāng)氨氣與硫化氫同時存在的條件下，生成自燃性混合物的可能性最大，特別是存在有微量水分的情況下更為顯著。4.1.7 防止火炬系統(tǒng)堵塞火炬管線敷設(shè)時應(yīng)有一定坡度，在有水進(jìn)入系統(tǒng)時(如與火炬相連設(shè)備的水洗或蒸汽清掃)，必須將水或蒸汽趕凈;冬季要經(jīng)常檢查水封是否結(jié)冰，如出現(xiàn)結(jié)冰可采取加熱方法溶化之。避免火炬與粘度很高的油品設(shè)備連接;必須連接時，應(yīng)采取措施以減少重質(zhì)油品進(jìn)入火炬管線的危險性，如可采用隔離設(shè)施、火炬系統(tǒng)用蒸汽加以伴熱等。還應(yīng)注意火炬管線的任一閥門或盲板，避免疏忽所造成的人為堵塞。通常在閥門上安裝鏈條和掛鎖，

11、并且定期檢查，在檢查記錄上注明閥門的開啟狀態(tài)。4.1.8 設(shè)置自動控制系統(tǒng)和安全裝置在中央控制室內(nèi)應(yīng)安裝具有氣體排放、輸送和燃燒等的參數(shù)控制儀表和信號顯示裝置。主要參數(shù)應(yīng)以極限值信號裝置的調(diào)節(jié)儀表來控制，如送往火炬噴頭的可燃?xì)怏w和輔助燃?xì)獾牧髁康陀谟?jì)算流量的信號，火炬噴頭火焰熄滅的信號，高限排放量的信號等。為了防止排出的氣體帶液，可燃?xì)怏w放空管道在接入火炬前，應(yīng)設(shè)置分液器。為了防止火焰和空氣倒人火炬筒，在火炬筒上部安裝防回火裝置。為及時發(fā)現(xiàn)空氣倒人火炬系統(tǒng)的情況，須設(shè)置火炬管內(nèi)出現(xiàn)真空的信號裝置，并能隨即進(jìn)行聯(lián)鎖，以改變吹洗可燃?xì)怏w和惰性氣體的供給量。為了防止氣體通過液封時產(chǎn)生水力沖擊或發(fā)生泄

12、漏，應(yīng)該在分離器、液封和冷凝液受槽上，安裝最高和最低液位的信號裝置。為更好地提高火炬裝置的耐爆性，還可在排放氣體的管道上安裝氣體的最低余壓和流速的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為保證氣體的無煙燃燒，應(yīng)設(shè)有自動調(diào)節(jié)送至火炬噴頭的可燃?xì)夂驼羝壤恼{(diào)節(jié)器。當(dāng)排放氣中含有乙炔、存在爆炸分解危險時，在火炬筒的人口前，應(yīng)設(shè)置拉西環(huán)填料的塔式阻火器。4.2 放空管的安全排放措施4.2.1 放空管的安裝要求放空管一般應(yīng)安設(shè)在設(shè)備或容器的頂部，室內(nèi)設(shè)備安設(shè)的放空管應(yīng)引出室外，其管口要高于附近有人操作的最高設(shè)備2m以上。此外，連續(xù)排放的放空管口，還應(yīng)高出牛徑20m范圍內(nèi)的平臺或建筑物頂3.5m以上;間歇排放的放空管口，應(yīng)高出l

13、0m范圍內(nèi)的平臺或建筑物頂3.5m以上;平臺或建筑物應(yīng)與放空管垂直面呈45角，如圖1所示。4.2.2 防止排出氣體達(dá)到爆炸濃度石油化工生產(chǎn)過程中存在各種火源，如明火、電火花、靜電火花等，要完全消除放空排放的可燃?xì)鈹U(kuò)散區(qū)域內(nèi)可能存在的引火源實(shí)際上是不可能的。因此，必須消除使排放氣體擴(kuò)散至地面和隨之與空氣形成具有爆炸濃度混合物的條件。根據(jù)排放氣體的火災(zāi)危險性、最大排放量、擴(kuò)散條件和距可能存在的點(diǎn)火源距離，確定放空管的直徑、高度和設(shè)定位置，以保證排放的氣體在大氣中較快地消散，不致使可燃?xì)怏w“云”擴(kuò)散到地面被點(diǎn)火源所引燃。4.2.3 保證必要的排放能力放空管的設(shè)計(jì)必須具有足夠的排放能力，以保證在事故發(fā)

14、生之前能夠及時通過放空管線將可燃?xì)怏w和蒸氣排放掉。為此，事故放空所需的時間應(yīng)小于事故放空允許時間。4.2.4 采取分散排放的措施排放的可燃?xì)怏w量越大，形成爆炸性蒸氣云的幾率和在大氣中的爆炸力就越大，因此在現(xiàn)代化的、單機(jī)容量很大的生產(chǎn)裝置中，必須采取分散氣體排放源的措施。例如，可以考慮通過許多排氣管直接將氣體或蒸氣排往大氣，排氣管相互間要有足夠的距離，以避免排出物匯集成氣云。如果不可能分散安裝放空管，則應(yīng)將排出口設(shè)在不同的高度上。嚴(yán)禁將混合后可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成爆炸性混合氣體的幾種氣體混合排放。4.2.5 設(shè)置安全裝置排放后可能立即燃燒的可燃?xì)怏w，應(yīng)經(jīng)冷卻裝置冷卻后接至放空設(shè)施。放空管上應(yīng)安裝阻火器或其他限制火焰的設(shè)備，以防止氣體在管道出口處著火，并使火焰擴(kuò)散到工藝裝置中去。由于緊急放空管和安全閥放空管口均裝于高出建筑物頂部，且排放易燃易爆介質(zhì)，其沖出氣柱較高，容易遭受雷擊，因此放空管口應(yīng)處在防雷保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)放空氣體流速較快時，為防止因靜電放電引起事故，放空管