可燃氣體或蒸氣安全排放的措施

1、可燃氣體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)儲運中和事故情況下，因排放可燃氣體或蒸氣可能帶來的火災爆炸危險，從火炬系統(tǒng)、放空管兩個方面具體闡述了在工藝上和設計上安全排放應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)的工藝裝置和設備、儲存運輸設備，常常需要排放可燃氣體或蒸氣，為了確保排放安全，防止火災爆炸事故的發(fā)生，排放設施必須從工藝上和設計上采取相應的安全措施。1 排放設施的功能(安全管理交流-)排放設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，工藝設備吹掃時和停車檢修時，需將設備內(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，當反應物料發(fā)生劇烈反應，采取加強冷卻，減少投料等措施難以奏效，不能防止反應設備超壓、超溫、暴聚、分解爆炸事故，應將設備內(nèi)物料及時排放，防止事故擴大;或緊急情況下安全閥、爆破片動作泄壓;或火災時，為了安全，將危險區(qū)域的易燃物料放空。甲、乙、丙類的設備均應有這些事故緊急排放設施。2 排放設施可燃氣體或蒸氣的排放系統(tǒng)可以利用專門的設施，或利用通常的工藝管線和容器進行排放。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，可燃氣體、蒸汽或有毒氣體經(jīng)分離罐進行分離處理，捕集下來的液滴或污液

3、進行回收或經(jīng)地下排污管排至安全地點，其氣態(tài)物經(jīng)防止回火的密封罐后導入火炬系統(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、火炬點火、控制及信號裝置等。絕大多數(shù)中小型企業(yè)很少設置專用火炬進行排放，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反應器、儲運容器等設備上。3 可燃氣體和蒸氣排放的火災危險性分析3.1 火炬系統(tǒng)的火災危險性分析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)裝置中含有助燃氣體的介質(zhì)排放入火炬

4、系統(tǒng)，造成火炬系統(tǒng)爆炸的可能性。火炬系統(tǒng)中某一部位發(fā)生泄漏，可燃氣或蒸氣擴散到空氣中形成爆炸性氣體混合物，遇點火源發(fā)生爆燃或爆炸。如管道或設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，有的已達到爆炸極限范圍，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入管線的情況下?；鹁婀芫€的重質(zhì)油品堵塞在嚴寒氣候之中也多有發(fā)生。3.1.4 產(chǎn)生輻射熱當大量可燃氣體在火炬中燃燒，尤其是在工業(yè)設備緊急排放可燃氣體時，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)潛在較大的火災危險性。一些危險設備，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，也會使設備中物料加熱到危險狀態(tài)。3.1.5 具有火花危險當排放的可燃氣體或蒸氣在火炬中燃燒時，若火炬管或火炬噴頭設計不當，或噴出的氣體流速控制不當，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”，而存在火災危險。3.2 放空管的火災危險性分析可燃氣體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，遇點火源便會導致火災或爆炸。尤其是當排放比空氣重的可燃氣體或蒸氣時，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氣體的貯罐區(qū)、裝卸區(qū)，以及全廠性重要輔助生產(chǎn)設施及人員集中場所全年最小頻率風向上風側(cè)?；鹁媾c甲、乙、丙類工藝裝置，隔油池，天然氣等石油

7、氣壓縮機房，液化石油氣等可燃氣體罐區(qū)和灌裝站，油品罐區(qū)，倉庫，以及其他全廠性重要設施等的防火間距，應符合石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范的要求。距火炬筒30m范圍內(nèi)嚴禁可燃氣體放空。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，應使火焰的輻射熱不致影響人身及設備的安全。4.1.3 保證火炬的排放能力火炬的排放能力應根據(jù)正常運轉(zhuǎn)時，停車大檢修時，全停電或部分停電時，儀器、設備故障或發(fā)生火災時等可能出現(xiàn)的排放量中最大可能的排出氣量為準。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。當火焰脫離火炬和熄滅時，會有大量的有毒和可燃氣體進入大氣，火炬的頂部應設常明燈或其他可靠的點火設施。火炬燃燒嘴是關(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)人員負責操作控制?；鹁嫜b置的各組成部分，應由崗位責任人負責操作控制。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和設備管理規(guī)定。為了防止空氣進入火炬系統(tǒng)，應盡量減少管線敞開的時間及開口的大小和

9、數(shù)量。對于空氣有進入火炬系統(tǒng)可能的操作，如開工時進行工藝設備清掃時，應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，應設法避免吹掃設備的蒸汽進入火炬系統(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，當氣體平均流量過低時，考慮補充一些吹掃氣體，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行時拆卸系統(tǒng)。當火炬系統(tǒng)被隔斷和清除氣體時，在空氣可能進入之前，應熄滅火炬頭的引燃源，用蒸汽或惰性氣體對設備和管道進行徹底的吹掃，排出可燃氣體，以免進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，因為析出的自燃性硫化鐵與空氣接觸后會成為一個引燃源，當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)堵塞火炬管線敷設時應有一定坡度，在有水進入系統(tǒng)時(如與火炬相連設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備連接;必須連接時，應采取措施以減少重質(zhì)油品進入火炬管線的危險性，如可采用隔離設施、火炬系統(tǒng)用蒸汽加以伴熱等。還應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 設置自動控制系統(tǒng)和安全裝置在中央控制室內(nèi)應安裝具有氣體排放、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氣體和輔助燃氣的流量低于計算流量的信號，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，可燃氣體放空管道在接入火炬前，應設置分液器。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，須設置火炬管內(nèi)出現(xiàn)真空的信號裝置，并能隨即進行聯(lián)鎖，以改變吹洗可燃氣體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，應設有自動調(diào)節(jié)送至火炬噴頭的可燃氣和蒸汽比例的調(diào)節(jié)器。當排放氣中含有乙炔、存在爆炸分解危險時，在火炬筒的人口前，應設置拉西環(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安設在設備或容器的頂部，室內(nèi)設備安設的放空管應引出室外，其管口要高于附近有人操作的最高設備2m以上。此外，連續(xù)排放的放空管口，還應高出牛徑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氣擴散區(qū)域內(nèi)可能存在的引火源實際上是不可能的。因此，必須消除使排放氣體擴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)排放氣體的火災危險性、最大排放量、擴散條件和距可能存在的點火源距離，確定放空管的直徑、高度和設定位置，以保證排放的氣體在大氣中較快地消散，不致使可燃氣體“云”擴散到地面被點火源所引燃。4.2.3 保證必要的排放能力放空管的設計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氣體和蒸氣排放掉。為此，事故放空所需的時間應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氣體量越大，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，則應將排出口設在不同的高度上。嚴禁將混合后可能發(fā)生化學反應并形成爆炸性混合氣體的幾種氣體混合排放。4.2.5 設置安全裝置排放后可能立即燃燒的可燃氣體，應經(jīng)冷卻裝置冷卻后接至放空設施。放空管上應安裝阻火器或其他限制火焰的設備，以防止氣體在管道出口處著火，并使火焰擴散到工藝裝置中去。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，因此放空管口應處在防雷保護范圍內(nèi)。當放空氣體流速較快時，為防止因靜電放電引起事故，放空管