為能迅速地撲滅生產過程中發(fā)生的火災,必須按照現(xiàn)代的防火技術水平、生產工藝過程的特點、著火物質的性質、滅火物質的性質及取用是否便利等原則來選擇滅火劑。否則,其滅火效果很差,甚至適得其反。目前,化工企業(yè)常用的滅火物質有水滅火介質、滅火泡沫劑、惰性氣體、不燃性揮發(fā)液、化學性干粉、固態(tài)物質等。
(一)水滅火介質
水是人類使用最早并且最普遍的滅火劑。它的主要優(yōu)點是滅火性強,價格低廉,取用方便。水的吸熱量比其他物質大,加熱1kg水,使溫度升高1℃,需要4186.8J的熱量。如果滅火時水的初溫為1O℃,那么1L水達到沸點(100℃)時需376.8k 防火與防爆安全裝置主要有阻火裝置、泄壓裝置和指示裝置等。
(一)阻火裝置
阻火裝置的作用是防止火焰竄入設備、容器與管道內或阻止火焰在設備和管道內擴散。
阻火裝置工作原理是在可燃氣體進出口兩側之間設置阻火介質,當一側著火時,火焰的傳播被阻而不會燒向另一側。常用的阻火裝置有安全液封、阻火器和單向閥。
1.安全液封。這類阻火裝置以液體作為阻火介質,目前,廣泛使用安全水封,它以水作為阻火介質,一般裝置在氣體管線與生產設備之間。常用的安全水封有敞開式和封閉式兩種。使用安全要求:
(1)使用安全水封時,應隨時注意水位不得低于水位計(或水位截門)所標定的位置。但水位也不應過高,否則除了可燃氣體通過困難外,水還可能隨可燃氣體一道進入出氣管。每次發(fā)生火焰倒燃后,應隨時檢查水位并補足。安全水封應保持垂直位置。
(2)冬季使用安全水封時,在工作完畢后應把水全部排出、洗凈,以免凍結。如發(fā)現(xiàn)凍結現(xiàn)象,只能用熱水或蒸汽加熱解凍,嚴禁用明火或紅鐵烘烤。為了防凍,可在水中加入少量食鹽以降低冰點(溶液內含食鹽量為13.6%時,冰點為-10.4℃;溶液中含食鹽量為22.4%時,冰點為-21.2℃)。
(3)使用封閉式安全水封時,由于可燃氣體(尤其是碳氫化合物)中可能帶有粘性油質的雜質,使用一段時間后容易糊在閥和閥座等處,所以需要經常檢查逆止閥的氣密性。
2.阻火器。這類阻火裝置的工作原理是:火焰在管中以蔓延的速度隨著管徑的減小而減小,最后可以達到一個火焰不蔓延的臨界直徑。這一現(xiàn)象按照鏈式反應理論的解釋是:管子直徑減小,器壁對游離基的吸附作用的程度增加。用熱損失的觀點來分析,當管徑小到某個極限值時,管壁的熱損失大于反應熱,從而使火焰熄滅。阻火器是根據(jù)上述原理制成的,即在管路上連接一個內裝細孔金屬網(wǎng)或礫石的圓筒,可以阻止火焰從圓筒的一側蔓延到另一側。
影響阻火器性能的因素是阻火層的厚度及其孔隙直徑和通道的大小。
3.單向閥。單向閥亦稱逆止閥。其作用是僅允許可燃氣體或液體向一個方向流動,遇有倒流時即自行關閉,從而避免在燃氣或燃油系統(tǒng)中發(fā)生流體倒流,避免高壓竄入低壓造成容器管道的爆裂或發(fā)生回火時火焰的倒襲和蔓延等事故。
在工業(yè)生產上,通常在系統(tǒng)中流體的進口與出口之間,在與燃氣或燃油管道及設備相連接的輔助管線上,高壓與低壓系統(tǒng)之間的低壓系統(tǒng)上或壓縮機與油泵的出口管線上安置單向閥。
(二)泄壓裝置
泄壓裝置包括安全閥和爆破片。
1.安全閥
安全閥的作用是為了防止設備和容器內壓力過高而爆炸,包括防止物理性爆炸(如鍋爐與壓力容器、蒸餾塔等的爆炸)和化學性爆炸(如乙炔發(fā)生器的乙炔受壓分解爆炸)。當容器和設備內的壓力升高超過安全規(guī)定的限度時,安全閥即自動開啟,泄出部分介質,降低壓力至安全范圍內再自動關閉。從而實現(xiàn)設備和容器內壓力的自動控制,防止設備和容器的破壞。
設置安全閥時應注意下列幾點:
(1)壓力容器的安全閥最好直接裝設在容器本體上。液化氣體容器上的安全閥應安裝于氣相部分,防止排出液態(tài)物料,發(fā)生事故。
(2)安全閥用于排泄可燃氣體時,如直接排入大氣,則必須引致遠離明火或易燃物,而且是通風良好的地方,排放管必須逐段用導線接地以消除靜電的作用。如果可燃氣體的溫度高于它的燃點,應考慮防火措施或將氣體冷卻后排入大氣。
(3)安全閥用于泄放可燃液體時,宜將排泄管接入事故儲槽、污油罐或其他容器;用于泄放高溫油氣或易燃、可燃液體等遇空氣可能立即著火的物質時,宜接入密閉系統(tǒng)的放空塔或事故儲槽。
(4)室內的設備(如蒸餾塔、可燃氣體壓縮機的安全閥、放空口)宜引出房項,并高于房頂2m以上。
2.爆破片
爆破片又稱防爆膜、泄壓膜,是一種斷裂型的安全泄壓裝置。爆破片的重要作用:
一是當設備發(fā)生化學性爆炸時,保護設備免遭破壞。其工作原理是根據(jù)爆炸發(fā)展的特點,在設備或容器的適當部位設置一定大小面積的脆性材料(如鋁箔片),構成薄弱環(huán)節(jié)。當爆炸剛發(fā)生時,這些薄弱環(huán)節(jié)在較小的爆炸壓力作用下,首先遭受破壞,立即將大量氣體和熱量釋放出去,爆炸壓力以及溫度很難再繼續(xù)升高,從而保護設備或容器的主體免遭更大損壞,使在場的生產人員不致遭受致命的傷亡。二是如果壓力容器的介質不潔凈,易于結晶或聚合,這些雜質或潔凈體有可能堵塞安全閥,使得閥門不能按規(guī)定的壓力開啟,失去了安全閥的作用,在此情況下,就只得用爆破片作為泄壓裝置。
此外,對于工作介質為劇毒氣體或在可燃氣體(蒸氣)里含有劇毒氣體的壓力容器,其泄壓裝置也應采用爆破片,而不宜用安全閥,以免環(huán)境污染。因為,對于安全閥來說,微量的泄漏是難免的。爆破片的安全可靠性決定于爆破片的厚度、泄壓面積和膜片材料的選擇。
安裝于室內的設備,其工作介質為可燃易爆物質或含有劇毒物質時,應在爆破片上接導爆筒,并使其通向室外安全地點。防止爆破片破裂后,大量可燃、易爆物質和劇毒物質在室內擴散,擴大火災爆炸和中毒事故。設備的工作介質具有腐蝕性時,應在膜片上涂上聚四氟乙烯防腐劑。應當指出,爆破片的可靠性必須經過爆膜試驗鑒定。凡有重大爆炸危險性的設備、容器及管道,都應安裝爆破片(如氣體氧化塔、球磨機、乙炔發(fā)生器等)。