化工生产电气防火.ppt

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1、第三章 化工生产防火,石化生产中的火灾类型,气体火灾,可燃固体火灾,金属火灾,电气火灾,过剩氧火灾,液体火灾,第三章 化工生产防火,石化生产中的爆炸类型,1.急剧燃烧产生的爆炸 2.粉尘爆炸 3.爆炸性混合气体爆炸 4.气体分解爆炸 5.爆炸性物质以及混合危险物质的爆炸 6.设备材料的燃烧类爆炸,第一节 点火源的控制,一、点火源的种类,1、化学点火源,明火 自然发热,2、电气点火源,电火花 静电火花,3、高温点火源,电火花、静电火花,4、冲击点火源,冲击与摩擦、绝热压缩,二、化学点火源的控制,（一）明火点火源的控制 明火：发生燃烧反应的裸露之火。 1、能量来源： 燃烧反应的化学能 2、特点：

2、明火不但具有很大的能量和高温，而且反应过程中还会生成自由基，诱发可燃物质的燃烧连锁反应，危险性大。 3、明火的表现形式： 生产性明火 非生产性明火,4、预防对策 1）对生产性明火必须要严格管理、控制或进行监测； 2）对于非生产性明火在生产区内必须取缔或严格控制； 3）烟囱飞火 4）吸烟 做好宣传教育工作； 建立严格的吸烟制度，划定禁烟区； 及时发现火灾及初期灭火。,使燃料在炉膛内充分燃烧； 烟囱应有足够的高度； 安装防火帽； 避免飞火范围内出现可燃物，不准搭建易燃建筑（防火间距：距居住建筑应大于30m，距离危险场所应大于50m）； 对于简易烟囱应经常检查维护。,防烟囱飞火,焊割用火,预防措施

3、1）严格审批，持证上岗； 2）焊割物拆迁至安全区域； 3）安全隔离； 4）清除可燃物； 5）清洗、置换管道或容器内可燃气体； 6）动火前仪器检测；,（二）自然发热点火源的控制 可燃物质在一定的条件下，自动的发生放热的化学或生化反应，蓄积的热量使可燃物的温度达到自燃点时，就会引起可燃物燃烧。 1、能量来源 自燃反应的化学能 2、表现形式 自身发热自燃 受热自燃,3、形成条件 物质为可燃性； 必须是易于进行放热反应而产生反应热的物质； 产热速度大于散热速度。 4、控制对策 破坏自燃反应发生的条件 防止热量蓄积,（二）自然发热点火源的控制,三、电气点火源的控制,（一）电火花点火源的控制 1）高电压的

4、火花放电；2）短时间的弧光放电；3）接点上的微弱火花放电,采用相应防爆电气设备； 选用适当的耐火耐热配线，加强对线路及其绝缘性能的检测； 接地可靠、严格控制接地电阻； 严防雷电； 杜绝违章操作（由于违章操作而造成的电气火灾事故，居电气火灾事故原因之首）。,控制对策,（二）静电火花点火源的控制 1、产生形式 主要是由摩擦产生，另外还有剥离带电、流动带电、喷出带电、感应带电等。 2、特点 隐蔽性强，危害大。,4、形成条件 静电产生后泄漏少，处于能充分蓄积静电的绝缘状态； 蓄积的静电进行放电时，能够具体指明有相当于电极的物体存在； 放电的静电能足够大。,6、预防措施 1）有良好的接地； 2）控制物料

5、流速； 3）防止喷溅和冲击； 4）保证静止时间； 5）增加空气的湿度； 6）增加抗静电剂； 7)采用静电消除剂； 8)安装避雷设施； 9）防止人体静电。,（二）静电火花点火源的控制,四、高温点火源的控制,（一）高温表面点火源的控制 1、定义： 所谓的高温表面是指在一定环境中，能够向可燃物传递热量、并导致可燃物着火的具有较高温度的物体表面。 2、特点： 危害范围广，热持续时间长，传热量大。 3、控制对策： 隔离；绝热保护；冷却；留有足够的防火间距。,（二）热辐射点火源的控制 1、表现形式 太阳光线聚焦； 激光光束； 火场上的火焰辐射； 带有高能量的放射线。 2、控制对策 避光保存（阴凉、通风）；

6、 玻璃容器符合质量标准； 在火场上，对起火部位的相邻物品，采用非燃材料进行遮盖或用水进行冷却。,五、冲击点火源的控制,（一）冲击与摩擦点火源的控制 1、表现形式 冲击火花：一般是由金属打击岩石，或金属打击金属而产生的。 摩擦火花：一块较大物体在摩击表面上接触时分裂出来的热的固体小颗粒。,2、预防措施： 机械上的滑轮、轴承等转动部分增加润滑油，清除可燃污垢； 工具采用非铁质的金属； 采用不发火地面； 减少不必要的冲击与摩擦； 人员鞋跟不应带有铁钉。,第二节 工艺参数的安全控制,一、温度控制,防止升温速度过快,防止操作温度过高,防止搅拌中断,设置温度检测和报警装置,加大冷却剂循环量,应急情况下立即

7、采取人工搅拌,停止加料或降温措施,第四节 应急情况下的处置对策,一、泄漏、溢料的应急处置,首先要设法切断料源，堵漏断气，并迅速控制可燃气体(蒸气)可能扩散区域内的各种着火源。同时，要及时报告，并采取通风、置换、吹扫或稀释、捕集等应急措施。还要做好初期火灾扑救的准备工作，尽快消除火灾、爆炸危险。,二、停电、停水、停汽的应急处置,1.停电,立即停止加料，注意温度和压力变化；通过自循环等方法保持必要的物料流通，随时准备紧急排放；为防止突然来电的可能，对紧急停车后不应立即启动的设备，要切断其电源，然后按需要接通。,2停水的处置对策,对以水为冷却介质的反应操作，要立即停止加料，关注反应温度和压力的变化情

8、况，必要时应根据危险状况采取直接冷却降温、排放卸料或紧急停车措施。,3停汽的处置对策,蒸汽加热的生产设备，停汽后要根据温度下降和物料所产生的危险情况，果断采取相应措施。为防止熔融的固体物料凝结堵塞在设备或管道中，应采取紧急卸料排放；已发生凝结堵塞的，应采取加热熔融疏通或拆卸处理等措施，尽快保证设备正常运行。,三、发生火灾或爆炸时的处置对策,1.严格按照具体的紧急情况处置规程进行操作，立即报警，及时与前、后生产岗位进行联系，立即采取相应处置措施、工艺措施(如关阀断料、紧急排放、安全导流、降温降压等)和启动固定灭火设施。 2.还应把组织好初期火灾扑救，预防火灾或爆炸对人、物的伤害，限制火势扩大，减

9、少火灾损失作为火灾扑救的主攻方向，尽量将火灾损失降至最小。,第四章 电器火灾预防,1、雷电危害和预防,2、静电危害和预防,雷电的起因 雷电的种类 雷电的危害,一、雷电的种类及危害,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷云形成的三个基本条件： 空气中应有足够的水蒸气； 有使潮湿的空气能够有上升并开始凝结为水珠的气象或地形条件； 使气流能强烈持久地上升。,（一）雷电的起因,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,直接击在建筑物或其他物体上的雷电叫直击雷。,（二）雷电的种类,直击雷,感应雷,雷电波侵入,球雷,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,感应雷是由于雷电流的强大电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感

10、应造成的，因此也称为雷电感应。,（二）雷电的种类,直击雷,感应雷,雷电波侵入,球雷,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,感应雷是由于雷电流的强大电场和磁场变化产生的静电感应和电磁感应造成的，因此也称为雷电感应。,（二）雷电的种类,直击雷,感应雷,雷电波侵入,球雷,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,由于雷电对架空线路或金属导体的作用，所产生的雷电波就可能沿着这些导体侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。,（二）雷电的种类,直击雷,感应雷,雷电波侵入,球雷,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,球雷是一个炽热的等离子体，温度极高，通常沿地面滚动或在空气中飘行，能经烟囱、门、窗和其他缝隙进入建筑物内部，

11、或无声消失，或发生剧烈爆炸。,（二）雷电的种类,直击雷,感应雷,雷电波侵入,球雷,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷电具有以下四方面的破坏作用： 电效应 热效应 机械效应 电磁辐射,（三）雷电的危害,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷电具有以下三方面的破坏作用： 电效应 热效应 机械效应 电磁辐射,（三）雷电的危害,冲击电压可击毁电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电；绝缘设备还可能引起短路，导致火灾或爆炸事故。,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷电具有以下三方面的破坏作用： 电效应 热效应 机械效应 电磁辐射,（三）雷电的危害,巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换

12、成大量的热能，造成易爆品燃烧或造成金属熔化、飞溅而引起火灾或爆炸事故。,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷电具有以下三方面的破坏作用： 电效应 热效应 机械效应 电磁辐射,（三）雷电的危害,巨大的雷电流通过被击物时，使被击物缝隙中的气体剧烈膨胀，缝隙中的水分也急剧蒸发为大量气体，在被击物内部出现强大的机械压力，致使被击物遭受严重破坏或发生爆炸。,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷电具有以下三方面的破坏作用： 电效应 热效应 机械效应 电磁辐射,（三）雷电的危害,一般一次闪电在产生数以万计电流脉冲同时向周围空间辐射电磁波，由于闪电脉冲放电峰值大，因此对架空天线、电缆等构成严重威胁。强大的

13、感应过电压和脉冲电流可能使线路、设备损坏。,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,只要一天之中能听见雷声就算一个雷暴日。年平均雷暴日就是指一年内的雷暴日数。我国把年平均雷暴日不超过15天的地区叫少雷区，超过40天的叫多雷区。,二、雷电参数,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷暴日 雷电流幅值 雷电流陡度 雷电冲击过电压,二、雷电参数,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷暴日 雷电流幅值 雷电流陡度 雷电冲击过电压,雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。雷电流具有冲击特性。雷电流幅值即雷电流冲击电流的最大值，亦即主放电时雷电流的最大值。,二、雷电参数,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷暴日 雷

14、电流幅值 雷电流陡度 雷电冲击过电压,雷电流陡度即雷电流I随时间上升的速度。,二、雷电参数,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,雷暴日 雷电流幅值 雷电流陡度 雷电冲击过电压,防雷装置的组成 常见的防雷装置形式,三、防雷装置,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,接闪器 引下线 接地装置,（一）防雷装置的组成,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,（二）常见的防雷装置形式,避雷针保护露天发电、变配电装置和建筑物； 避雷线适用于电力线路等较长保护物； 避雷网（带） 主要用来保护建筑物； 避雷器专用防雷设备，保护电力设备；,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,（二）常见的防雷装置形式,防 雷 装 置

15、及 相 关 计 算,确定方法 保护角法（折线法） 滚球法计算 几种方法的比较,四、接闪器保护范围的确定,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,保护角法 滚球法,（一）确定方法,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,（二）折线法,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,因此,当避雷针高度小于30米时:,当30H120时,按上式求得的结果,乘以高度影响系数P,（二）折线法例题,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,例：某一类防雷建筑物，如图示，在距其一边5米处有一30米高的独立避雷针，问此针能否保护该建筑物？,保护范围 滚球法原理 滚球半径的选取,在装有一定高度的避雷针下有一个一定范围的安全区域，在这个区域

16、内的设备和建筑物基本不遭雷击，这个安全区域叫做接闪器的保护范围。保护范围是根据雷电理论、模拟实验及雷击事故统计综合研究分析规定出来的。,（二）滚球法计算,基本原理,具体计算方法,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,保护范围 滚球法原理 滚球半径的选取,雷云形成初期在空间的运动方位是不确定的，当雷云运动到距地面被击目标的距离等于空气击穿距离时，才受到地面被击目标的影响而开始定位。据此理论，滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器或只触及接闪器和地面而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。,（二）滚球法计算,基本原理,具体计算方法,防 雷 装 置

17、及 相 关 计 算,保护范围 滚球法原理 滚球半径的选取,滚球半径就是地面目标的雷击距离，可根据建筑物防雷类别确定不同的值：,（二）滚球法计算,基本原理,具体计算方法,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,滚球法具体计算,单支避雷针的保护范围 （1） hhr时； （2） hhr时；,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,双支避雷针的保护范围 （1） （2）,单支避雷线的保护范围,二、静电的一般概念,防 静 电 危 害,当两种不同性质的物体相互摩擦或接触时，由于它们对电子的吸力大小各不相同，在物体间发生电子转移，使甲物体失去一部分电子而带正电荷，乙物体获得一部分电子而带负电荷。如果摩擦后分离的物体对

18、大地绝缘，则电荷无法泄漏，停留在物体的内部或表面呈相对静止状态，这种电荷就称为静电。,静电危害的表现形式,防 静 电 危 害,呈现静电力作用或高压击穿作用，导致产品质量下降造成生产故障。,静电放电过程是将电场能转换成声、光、热能的形式，形成火源使易燃气体、可燃液体或爆炸性粉尘发生火灾或爆炸事故。,静电放电过程产生电磁场形成通讯干扰。,高压静电对人体的电击。,静电火灾发生的条件,防 静 电 危 害,周围空间必须有可燃物存在。,具有产生和积累静电的条件。,当静电累积起足够高静电电位后，必将周围的空气介质击穿而产生放电，构成放电的条件。,静电放电的能量，当大于或等于可燃物的最小点火能量，才成为可燃物

19、的引火源。,黄岛油库火灾,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,1989年8月12日9时55分，山东省青岛市黄岛的一座2.3万立方米的5号油罐爆炸起火，又相继引燃旁边的4号罐、1号罐、2号、3号罐，有600吨原油泻流入海。8月16日18时，大火足足燃烧了104个小时后，被扑灭。14名消防官兵、6名油库职工为灭火献出了生命，66名消防人员和12名油库职工受伤，大火烧掉了3.6万吨原油，油库区的建筑、设备被焚毁，变成一片废墟，直接损失四、五千万元。,黄岛油库火灾,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,调查报告：5号罐是1974年建成的半地下式构造物，东西长72米，南北宽48米，高9米，石砌，预制钢筋混

20、凝土拱梁，铺钢筋混凝土拱板，上覆0.150.16m的土，罐内钢筋和金属构件互不连接，日久钢筋外露，故有容易因雷电感应产生火花的先天性缺陷。4、5号罐原设计没有避雷装置，1985年因雷电感应，4号罐金属呼吸弯管与泡沫弯管间产生火花而起火，于是在两罐四周加装了八支避雷针，罐顶铺设防感应雷的均压屏蔽网，但网的结点与接地角钢未焊，只用螺丝压紧。,5号罐的罐内钢筋和金属构件互不连接，日久钢筋外露，这才是雷击起火的真正原因，大的雷电流产生的电磁感应使露在外面的钢筋产生电火花，火花在罐内部，点燃罐内的油蒸气与空气的易爆气体，炸毁了油罐。,黄岛油库火灾,防 雷 装 置 及 相 关 计 算,调查报告： 经测量，

21、锈蚀的压接屏蔽网的接点的直流电阻值为1.56，网与接地角钢的连接点电阻为0.116，大大超过规定的安全限值0.03。,接点电阻不得超过0.03，因为雷电流很大，在结点会产生很大的电位降，接地电阻是这些结点电阻与导线电阻之和，会在避雷针引下线上出现很高的电压，导致旁侧闪烙电火花。,静电火灾,防 静 电 危 害,1997年6月4日，停泊在南京长江水域2号锚地的广州海运集团泰华油运公司“大庆243”号油轮（装有1.97万吨原油）在向长航集团南京油运公司的3艘油驳过载原油时发生火灾爆炸事故，泄露的原油形成2万多平方米江面火灾，造成5人死亡、4人失踪、5人受伤，“大庆234”号油轮和一艘油驳沉没，二艘油

22、驳烧损，直接财产损失574.8万元，火灾原因系原油气遇静电火花爆炸所致。,静电火灾,防 静 电 危 害,1997年6月27日，北京化工集团有限公司东方化工厂乙烯储罐发生爆炸火灾，烧毁储罐17个，储料19257吨，以及罐区部分框架、仪表、电缆、桥架、建筑物等，死亡8人，受伤40人，燃烧区域6万多平方米，直接财产损失1.17亿元，火灾原因时B罐乙烯装置液相管线芯漏的气体遇静电火花发生爆炸起火。,防 静 电 危 害,一、静电的危害及其危险界限 二、静电的产生 三、静电的积取 四、静电的消散 五、防止静电危害的基本措施,一、静电危害,（一）、静电的危害 1、静电的危害 2、静电的引燃机理 3、静电火灾

23、的发生的条件 （二）、静电危害的危险界限 （三）、静电放电形式静电危险界限,（二）、静电危害的危险界限,静电放电危险的能量界限 （其放电能量必须可燃物的最小引燃能量） 导体静电危害 非导体材料静电危害（P165） 静电放电形式静电危险界限,（三）、静电放电形式静电危险界限,A、电晕放电：尖端附近出现微弱发光放电，放电能量密度很小，引燃几率也很小，只能引燃10-2mJ以下点火能量可燃物的能量界限。 B：刷形放电：刷形放电一般是沿面放电现象，可构成明显的放电回路，放电能量集中，放电能量的危险界限最高达mJ级。 C：堆积粉尘放电：放电能量的危险界限10-2102 mJ D：火花放电：引燃几率高，数百

24、毫焦级。 F：人体放电：我国人体电容150350PF。产生0.2mJ以上能量，足以引燃饱和烃生物。,二、静电的产生,1、固体静电 2、液体静电的产生 液体流动带电 液体气体界面起电 3、气体静电的产生 气体加压 气体含杂,接触分离起电 两种不同的固体材料（金属）接触时，它们之间距离小于等于25埃时，在接触面上就会发生电荷转移。 物理效应起电 压电效应 热电效应 感应起电,三、静电积累,静电荷的产生主要取决于静电荷物体的特性，尤其是电学特性和产生静电荷的条件和环境等有关。 1、物体的电学特性 （1）、固体材料产生静电的大小主要取决于物体电阻率大小，在摩擦起电过程中，固体材料电阻率越大，静电位越高。 （2）、液体材料的主要影响因素 影响液体静电的主要因素是：液体介质中含杂和液体自身的体电阻率。 2、其他影响静电产生的客观因素 紧密接触、快速分离 被接触物的材质、表面状态和几何尺寸的影响 环境条的影响,