毕业设计(论文)-关于化工企业火灾及预防措施的探究.doc
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1、开 封 大 学学生毕业论文论文题目: 关于化工企业火灾及预防措施的探究 班级: 09级生化二班 姓名: 学号: 指导教师: 起止时间: 2012年3月1日至2012年5月 30日2012年5月30日 2 目 录论文摘要. 2一 、我国现代化工生产特点和化工企业火灾类型3(一) 现代化工生产特点3(二) 化工企业火灾类型4二 、 化工企业火灾事故的危害及其影响5(一)造成环境污染5(二)造成重大人员伤亡和财产损毁5(三)救援难度大, 加大救援人员的危险性5三、化工生产中的安全装置及事故发生的一般规律6(一)化工生产中的安全装置6(二)化工生产装置事故发生的一般规律7四、我国化工企业火灾产生的主要
2、原因8(一)近期火灾事故举例8(二)火灾发生原因9五、 化工类火灾事故原因调查技术10(一)分析化工原料11(二)分析生产设备12(三)分析生产中的反应条件12(四)分析电气设备13(五)分析静电的因素13(六)分析操作人员情况13(七)综合分析14六、为预防化工企业火灾的发生所采取的措施14(一)科学规划,合理布局14(二)加强生产设备的管理14(三)强化教育培训,做好事故预案15(四)加强技术防范与改造,确保万无一失15参考文献162摘 要本文阐述了生产过程的特点及生产中的安全装置,分析了化工生产装置事故发生的一般规律,通过近年来发生的一些化工火灾事故总结归纳出化工工艺火灾发生的主要原因以
3、及从多方面浅述了化工火灾原因调查技术,从事故预防和安全管理的角度, 提出相应的预防措施,对化工企业有效预防火灾和爆炸事故的发生有一定的指导和提示作用。关键词:化工火灾 生产装置 规律 原因分析 预防措施关于化工企业火灾及预防措施的探究隗书静(开封大学化工学院09级生化二班) 近年来,随着我国化工企业的发展,一些化工企业由于安全管理不善,设备老化等原因,化学危险物品泄漏、火灾、爆炸事故时有发生,成为危及城市安全的主要因素之一。目前,新型化工生产工艺日益向高深发展,工艺过程相当复杂,工艺条件要求十分严格,在生产、加工、输送、储运中常常伴随着易燃、易爆、高温、高压、深冷、有毒有害和腐蚀等危险因素。生
4、产装置更趋向大型化,复杂化,其装置布置高度密集,管道纵横交错,以及生产过程的连续性、自动化程度的提高,生产过程中发生事故的可能性增大,而且造成的危害和损失也更为惨重。因此,对于熟悉和掌握化工企业火灾事故的特点和处置方法显得十分重要。 一 、我国现代化工生产特点和化工企业火灾类型 (一) 现代化工生产特点 1. 易燃易爆性。化工生产从原料到产品,包括半成品、中间体、添加剂、催化剂、各种溶剂和试剂等,绝大多数是易燃易爆的化学危险介质,而且大多以气体、液体状态存在,在高温、高压、深冷、真空条件下生产,极易泄漏或挥发,有些生产工艺要求在生产过程中的温度已达到或超过了物质的自燃点。如果出现操作失误、违反
5、操作规程、设备管理不善或年久失修等情况,发生泄漏、燃烧、爆炸事故的可能性极大。加上有些物质是具有腐蚀和毒害性的,这就更加剧了事故发生的危险性和危害性。许多化工生产工艺过程中的物料需加热,有些设备检修还必须动用明火,一旦发生泄漏、燃烧、爆炸事故,不仅会损坏设备,也可能还会损坏厂房建筑,甚至造成人员伤亡。 2. 腐蚀严重、毒害性大。化工生产中的物料,许多是具有腐蚀性,甚至是强腐蚀性的,如硫酸、硝酸、盐酸、氯气、烧碱等。它们不但对设备具有很强的腐蚀作用,而且还有可能引起职工的灼伤。化工生产中有毒有害物质是普遍存在的,如氰化物、硫化物、氟化物、氢氧化物及烃类等,它们有些属于一般性毒害物,但还有很多是高
6、毒和剧毒的,如果这些物质一旦发生泄漏,当其浓度超过一定允许浓度时,就会严重影响工人的身心健康,甚至造成人员中毒或死亡事故。 3. 高温高压。化工生产的工艺过程相当复杂,工艺条件要求十分严格,有些生产 4. 生产连续性强。随着化工新产品的品种和数量需求量的剧增,化工企业向着大型化、自动化、连续性、高转速、大容量方向发展,厂际之间、车间之间、工段、工序之间都相互连通、相互依存,形成高度连续,不可分割的有机整体。确保化工生产装置长期、连续、安全、稳定运行的要求也越来越高,设备一旦发生事故,不但事故能直接造成很大的损失,而且事故造成的停产损失也相当大。1 (二) 化工企业火灾类型 1. 化工材料泄露遇
7、明火。由于化工企业生产使用的原料大部分都是易燃、易爆、有毒有腐蚀的化学危险品,这些材料一旦泄露与外界的明火相接触就会发生化学反应,产生爆炸现象。2. 散热材料渗出自燃。一些化学材料渗入到空气中,会与空气中一些元素产生反应,散出大量的热量,达到着火点,就会自燃。3. 热量凝聚。一些化学产品在催化剂作用下会自然分解,产生大量的热量,这些热量在狭小的空间聚集,不能及时排出去,就会引起超压爆炸。4. 反应容器有缺陷引起爆炸。反应容器设计不合理,结构形状不连续,焊缝布置不当等引起应力集中;设备材质选择不当,制造容器时焊接质量不合要求及热处理不当等使材料韧性降低;容器壳体受到腐蚀介质的腐蚀,强度降低等可能
8、使容器在生产过程中发生爆炸。2 二 、 化工企业火灾事故的危害及其影响 与一般火灾不一样,化工企业一旦发生火灾事故,其人员伤亡、经济损失和社会影响都很大,已成为当今消防部门及整个社会安全防范的重要对象之一。其主要危害及影响如下: (一)企业使用危险物品多, 事故易造成环境污染和火灾发生化工生产中不可避免大量使用化工生产的产品、中间体、副产品及含于其中的杂质和生产中的“三废”排放物, 这些均属工业毒物, 具有毒性、腐蚀性和火灾危险性。一旦泄漏到大气或排放到江河中易造成大量人员伤亡和大气、水污染, 如氯气、硫化氢、含磷的污水等等。部分剧毒化工原料发生泄漏事故后, 对大气和水危害大, 影响持久、治理
9、难度大。如氰类、腈类、有机磷化物等。这些物品普遍存在燃点低、易点燃、自燃性, 遇酸、氧化剂易燃易爆, 本身或燃烧产物有剧毒, 往往造成以外的火灾、爆炸事故。企业危险物品较多, 火灾危险性级别高, 发生事故后极易造成重大人员伤亡和财产损毁。 (二)企业危险物品较多, 火灾危险性级别高, 发生事故后极易造成重大人员伤亡和财产损毁 由于化工企业生产、加工、储存的化工原料、化工产品具有高度的易燃易爆性和有毒性, 发生火灾或泄漏事故后情况复杂, 爆炸、复燃复爆, 扩散的范围大、速度快, 极易导致立体、大面积、多火点等形式的燃烧。不但导致生产停顿、设备损坏、产品生产不出来、原料积压, 造成社会生产链中断,
10、 使社会生产力下降, 而且也会造成重大人员伤亡和财产损失, 甚至波及社会产生无法估量的损失和难以挽回的影响。 (三)危险物品多, 火灾情况复杂, 灭火救援难度大, 加大救援人员的危险性化工企业发生火灾事故后, 一般来说火灾情况都很复杂, 常伴随着爆炸、闪燃、二次爆炸, 或燃烧后爆炸, 或燃烧与爆炸相互交替的现象。爆炸既有物理的也有化学的, 或者两种性质的爆炸先后出现。再加上化工产品热值大, 燃烧后产生的热辐射能够迅速加热周围毗连的容器设备, 致使相邻容器管道内的化工产品迅速增压、挥发、分解, 为火势的扩张增添了危险条件。另外, 化工火灾往往变化太快, 各类危险情况层出不穷, 有毒气体会严重威胁
11、到灭火救援人员的安全; 腐蚀性物质会灼伤救援人员的皮肤和损坏消防器材; 建筑物倒塌会造成救援人员伤亡等严重后果。这些都给灭火救援工作带来了很大的难度。可见, 中小化工企业由于使用的原料及其产品多为危险品,在消防安全上就要特别引起重视。3 三、化工生产中的安全装置及事故发生的一般规律 (一)化工生产中的安全装置 化工生产中由于其生产过程中的压力容器和物料具有高度的危险性,为防止和减少事故的发生,在化工装置设计、建设中安装了必要的安全装置。其主要安全装置有以下几种。 1. 旁通管( 阀) 。在化工自动化生产装置中的生产进料、出料管上一般都设有旁通管道。设置旁通管的主要作用: 一是满足集中操作中的需
12、要; 二是最大限度地满足安全要求; 三是满足装置连续生产的需求。旁通管通常设置在自动调节阀的上部,装置运行中当仪表自动调节阀正常使用时处于常闭状态。当自动调节阀失灵或检修时关闭两侧的检修阀,开启旁通阀,可以连续生产。当设备发生故障,反应失控时,也可以通过旁道管、阀,导流、控制,降低其危险性。阀门的开关速度要依据管径和流速等要素确定,通常是管径大、流速快,开关速度慢,以防止瞬间高压。完全断料需要同时关闭主、旁道两个阀门。 2. 急切断阀。紧急切断阀是化工自动化生产装置中的重要安全装置,在生产异常或发生事故等情况下,装置控制系统可以通过远程控制,直接切断进料阀门。紧急切断阀一般设置在较危险的装置进
13、料管上,其两侧设有检修阀。 3. 安全阀、放空管、回收管、火炬。这些安全附件是压力装置中重要的安全装置,当反应或装置内压力超过一定值时,安全阀会自行开启泄压或放空。安全阀通常设置在装置的顶部。为确保放空物料的安全,通常在安全阀上加装放空和加装回收装置,将放空物料回收到物料罐中储存或放空至火炬焚烧。但也有一些生产技术较落后或生产条件较差的企业不设回收管,发生事故时直接放空。如果放空物料不回收,也可能会导致燃烧、爆炸,使灾害扩大。 4.防爆膜( 爆破片) 。在压力装置泄压孔上设置的金属膜片称为防爆膜,也称爆破片。当装置压力超过一定值时,金属薄片会爆破,达到泄压保护装置的目的。由于防爆膜爆破后会发生
14、大量冲料( 喷料) ,对装置构成更大的危险。因此,一般在防爆膜上加装放空回收装置,将防爆膜爆破后冲出的物料回收到容器或通过放空管至火炬焚烧。 5.生产数据资料采集装置。为了控制生产过程中的工艺参数,提高化工生产的质量和效率,一般化工生产设备在装置的不同部位装有温度、压力、物料数量等数据采集和采样装置,这些装置为操作、控制人员提供第一手真实资料,数据采集装置一但失灵,将对安全生产构成极大威胁。 6. 氮气、蒸汽吹扫系统。多数化工装置安装有氮气和蒸汽吹扫系统。这些系统的管网与装置紧密相连,当生产工艺需要时,可以自动或手动开启氮气或蒸汽系统可以为生产工艺服务; 当设备检修、抢修时可以对装置进行吹扫置
15、换,为检修、抢修提供安全保障; 当装置发生故障或意外事故时,可以吹扫管路( 设备) 、加速气化、增加流速、防止物料沉积和堵塞等,可以稀释物料、降低浓度、减缓反应或加压保护物料,也可以作为处置泄漏及火灾事故的稀释剂和灭火剂。 7. 报警、灭火装置。按照生产过程中的温度、压力、流速等工艺参数设定,在发生异常时控制室发出报警并启动事故自动处置设备。在生产装置附近安装有可燃气体、有毒气体浓度检测、火灾报警等设备,这些是化工生产中重要的安全装置。为了确保生产装置发生事故时能快速有效地处置,许多化工装置还设置了水喷淋系统、泡沫喷淋系统、高压消火栓系统和固定消防炮等冷却灭火系统。 (二)化工生产装置事故发生
16、的一般规律 化工生产装置事故具有爆炸、回火、复燃等突变因素,但也是有一定规律可循的。认真分析研究其变化规律,可以有助于把握事故处置的主动权。化工生产装置事故发展的一般规律有以下几种情况。 1. 泄漏后未发生爆炸。消防车辆到场后如现场情况是化学危险物品泄漏后未发生爆炸,这种情形一般是: (1)泄漏危险介质浓度未达到爆炸浓度范围; (2)已达到爆炸浓度,但扩散区无火源; (3)泄漏物为非爆炸性危险品; (4)泄漏物向空中高速喷料设备静电接地良好等情况下形成的。但这种情况也是极其危险的,事故处置时如果认识、判断不准或处置不当,极有可能发生爆燃、爆炸、着火、中毒造成人员伤亡。判断方法一般是通过询问、观
17、察( 颜色、浓度) 、仪器检测来确定物料的性质、浓度、扩散范围,同时尤其要注意物料( 液体蒸汽、气体) 是否流入下水道或在低洼处积聚的可能性。 2. 爆炸后未持续燃烧。造成的原因主要有:(1)爆炸后泄漏可燃物料未达到爆炸浓度下限; (2)爆炸后可燃物料已燃尽; (3)冲击波使火焰熄灭; (4)泄漏源已控制或可燃泄漏物在空间内沉积未遇到火源。如处置不当可能发生二次爆炸。 3. 泄漏后爆炸、着火。造成的原因主要有:(1)高温可燃物料从生产装置喷出直接爆炸、爆燃; (2)装置、管道内物料泄漏后遇火源发生爆炸、起火;(3)物料高速喷出静电导除不良或大面积泄漏遇外来火源; (4)爆炸后形成多火点着火等。
18、其主要的危险是可能出现多次爆炸。 4. 化工生产装置着火后未发生爆炸。造成的原因主要有: (1)容器、管道等装置泄漏口不大;(2)泄漏量趋于稳定; (3)管道压力基本恒定; (4)工艺措施( 减速、减压、控制、控温、稀释、吹扫、放空、疏转) 有效; (5)冷却有效等因素所致。在这种情形下要警惕突变。 5. 着火与爆炸交替进行。造成的原因主要有:(1)装置反应失控,爆炸着火后装置损坏严重; (2)泄漏量多、扩散范围广; (3)燃烧面积大、辐射热强; (4)装置密集、间距小; 燃烧猛烈、冷却效果不明显; (5)处置方法失当、灭火剂选用不正确等都有可能造成着火与爆炸交替进行。这种情形对施救人员威胁很
19、大。 6. 殉爆。造成的原因主要有: (1)通常在爆炸中冲击波导致邻近装置损坏; (2)爆炸导致冷却保护系统拉裂被破坏; (3)爆炸物件飞溅导致附近或远距离的装置砸坏等情况易出现殉爆。4-6 四、我国化工企业火灾产生的主要原因 (一)近期火灾事故举例 目前,大多数企业非常重视生产安全和防火的问题,但随着化工的快速发展,部分企业为了追求经济效益,往往忽略了生产安全,所以化工企业火灾还是时有发生。下面粗略列举2009 2010 年江西省化工企业火灾事故实例如下: 1.2009 年1 月12 日,江西九江永修星火化工园区某化工厂原料车间发生火灾。事后调查了解,此次事故是由于在生产过程中,操作不当,引
20、起火灾。 2. 2009 年2 月8 日,新余市渝水区的江西某化工有限公司发生一起火灾事故。该起事故的主要原因是,该公司二合成车间3#透平机电极杆软硬连接处螺栓松动,引起电极杆过热,造成绝缘套熔化变形,致使电极杆对透平机堵头孔壁产生放电,堵头孔被烧熔扩大,在压力作用下,电极杆被挤出并伴随大量氢气、氮气、一氧化碳混合气体喷出,从而引发火灾。 3. 2009 年2 月11 日,位于上饶市德兴泗洲镇张家畈工业园区内的德兴某化学有限公司甲基磺酰胺车间发生火灾事故。事故原因是罐体密封不严,存在渗漏,乙酸乙酯蒸汽从压滤罐罐体与封头的橡胶密封垫处流出,摩擦产生静电,引起火灾。同时,罐体的聚丙稀保温材料为易燃
21、物,地面上及设备周围又存在大量的可燃物乙酸乙酯和甲苯,导致火势的蔓延。 4. 2009 年03 月5 日,城南工业园区某化工有限公司发生火灾,是由于锅炉底部出现裂缝,油品泄漏,经高温受热后引发的火灾。 5. 2009 年9 月6 日,江西永新县小屋岭工业园区某化工有限公司突发大火。起火原因是因锅炉管道接口处皮垫断裂导致。 6. 2009 年12 月15 日,江西某新能源有限公司发生一起试验火灾引起爆炸事故。事故是由于试验人员在做试验时操作不当发生爆炸引起火灾。 7.2010 年4 月5 日,景德镇市昌江区某化工园区一家化工厂发生火灾,事故原因很可能是油罐罐体或是油管接口处出现裂缝,导致油料外泄
22、后起火。 8. 2010 年4 月23 日14 时许,樟树市某化工厂发生黄磷自燃的火灾事故。经初步了解,起火现场有近20 吨黄磷发生自燃。 9. 2010 年7 月26 日,江西某太阳能高科技有限公司旗下的一个多晶硅基地发生火灾,原因是,在调试一个与技改项目有关的除硼装置时,操作人员调试不慎,设备局部开裂,少量残液泄漏了出来,随后发生了燃烧。 10. 2010 年7 月30 日,南昌市新建县长堎工业园工业三路某化工厂发生爆炸起火,发生爆炸的是位于化工厂中间位置的一个车间里的锅炉。 (二)火灾发生原因 通过分析以上火灾事故可以看出,我们可以归纳化工企业火灾常见原因为以下几点: 1 设备缺陷和泄漏
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