在備考2025年注安技術科目時,“防火防爆技術”這一考點需掌握火災爆炸預防基本原則、點火源及其控制、爆炸控制、防火防爆安全裝置及技術等內容。
2025年注安技術考點:防火防爆技術
一、火災爆炸預防基本原則★★
(1)防止和限制可燃可爆系統的形成;(預防性)
(2)當燃爆物質不可避免出現時,消除或隔離各類點火源;(預防性)
(3)阻止和限制火災爆炸的蔓延擴展,盡量降低事故損失。(減輕性)
二、點火源及其控制★★★★
消除點火源是防火和防爆的最基本措施。
(一)明火
明火是指敞開的火焰、火星和火花等,如生產過程中的加熱用火、維修焊接用火及其他火源是導致火災爆炸最常見的原因。
1.加熱用火的控制
加熱易燃物料時,盡量避免采用明火設備,宜采用熱水或其他介質間接加熱。 明火加熱設備的布置,應遠離可能泄露易燃氣體或蒸氣的工藝設備和儲罐區,并布置在其上風向或側風向。
2.維修焊割用火的控制
(1)在輸送、盛裝易燃物料的設備、管道上或在可燃可爆區域內動火時,將系統和環境進行清洗或清理。將相連管道拆下斷開或加堵金屬盲板隔絕。用惰性氣體進行吹掃置換,氣體分析合格后方可動焊。
爆炸下限大于等于4%的可燃氣體或蒸氣,濃度應小于等于0.5%;
爆炸下限小于4%的可燃氣體或蒸氣,濃度應小于等于0.2%。
(2)動火現場應配備必要的消防器材,并將可燃物品清理干凈。在可能積存可燃氣體的管溝、電纜溝、深坑、下水道內及其附近,應用惰性氣體吹掃干凈,再用非燃體(不燃性材料),如石棉板進行遮蓋。
(3)氣焊作業時,應將乙炔發生器放置在安全地點,以防回火爆炸傷人或將易燃物引燃。
(4)電桿線破殘應及時更換或修理。
3. 其他明火(補充:嚴禁明火、電加熱取暖)
存在火災和爆炸危險的場所,如廠房、倉庫、油庫等地,不得使用蠟燭、火柴或普通燈具照明;汽車、拖拉機如確需進入,其排氣管上應安裝火花熄滅器。在有爆炸危險區域內,禁止吸煙和攜帶火柴、打火機等,在醒目的地方張貼警示標記。
(二)摩擦和撞擊(嚴禁鐵質器具)
在易燃易爆場合應禁止穿釘鞋,不得使用鐵器制品。搬運可燃和易燃液體的金屬容器時,應用專門的運輸工具,禁止在地面滾動、拖拽或拋擲。
在有爆炸危險的生產中,機件的運轉部分應該用兩種材料制作,其中之一是不發生火花的有色金屬材料(如銅、鋁)。機器的軸承等轉動部分,應該有良好的潤滑,并經常清除附著的可燃物污垢。敲打工具應用鈹銅合金火包銅的鋼制作。輸送可燃氣體或易燃液體的管道應做耐壓試驗和氣密性檢查,以防止管道破裂、接口松脫而跑漏物料。
(五)化學能和太陽能(隔離、冷卻降溫)
有些物質與空氣發生反應放出熱量而引起自燃,應保存在水中(液封);有些物質與水作用放出可燃氣體,如電石與水作用放出乙炔,金屬鈉與水作用放出氫氣,五硫化磷與水作用放出硫化氫等,應采用防潮措施;有的物質受熱分解,如硝化棉、賽璐珞等,要特別注意防熱、通風。
爆炸危險的廠房和庫房采取遮陽措施,窗戶采用磨砂玻璃。
三、爆炸控制★★★★
在生產過程中,應根據可燃易燃物質的燃燒爆炸特性,以及生產工藝和設備等條件,采取有效措施,預防在設備和系統里或在其周圍形成爆炸性混合物。這類措施主要有設備密閉、廠房通風、惰性介質保護、以不燃溶劑代替可燃可燃溶劑、危險物品隔離儲存等。
以不燃性溶劑代替可燃溶劑—本質安全化(氯)
以不燃或難燃的材料代替可燃或易燃材料是防火與防爆的根本性措施。
常用的不燃、溶劑主要有甲烷和乙烷的氯衍生物,如四氯化碳、三氯甲烷和三氯乙烷等。使用汽油、丙酮、乙醇等易燃溶劑的生產,可以用四氯化碳、三氯乙烷或丁醇、氯苯等不燃溶劑或危險性較低的溶劑代替。四氯化碳用于代替溶解脂肪、瀝青、橡膠等所采用的易燃溶劑。
系統密閉和正壓操作
設備密閉不良是發生火災和爆炸事故的主要原因之一。
當設備或系統處于負壓狀態時,空氣就會滲入,使設備或系統內部形成爆炸性混合物。通常可設置壓力報警器,壓力失常及時報警。
為保證設備和系統的密閉性,在驗收新設備時,在設備修理之后及在使用過程中,必須根據壓力計的讀數用水壓試驗來檢查其密閉性,測定其是否漏氣并進行氣體分析。此外,可于接縫處涂抹肥皂液進行充氣檢測。 為了檢查無味氣體(氫、甲烷等)是否漏出,可在其中加入顯味劑(硫醇、氨等)。
對爆炸危險度大的可燃氣體或可燃粉塵(如乙炔、氫氣、鎂粉等)以及危險設備和系統,在連接處應盡量采用焊接接頭,減少法蘭連接;如果必須使用法蘭連接時,應盡量選用止口連接面型。
廠房通風
必須用通風的方法使可燃氣體、蒸氣或粉塵的濃度不致達到危險的程度,一般應控制在爆炸下限1/5以下。
在設計通風系統時,應考慮到氣體的相對密度。比空氣重的可燃氣體或蒸氣,即使是少量物質,如果在地溝等低洼地帶積聚,也可能達到爆炸極限。此時,車間或廠房的下部亦應設通風口,使可燃易爆物質及時排出。
惰性氣體保護
(1)可燃固體物質的粉碎、篩選及輸送時,采用惰性氣體進行覆蓋保護。
(2)處理可燃易爆的物料系統,在進料前用惰性氣體進行置換。
(3)將惰性氣體通過管線與火災爆炸危險的設備、儲槽等連接起來。
(4)易燃液體利用惰性氣體充壓輸送。
(5)在有爆炸性危險的生產場所,對有可能引起火災危險的電器、儀表等采用充氮正壓保護。
(6)易燃易爆系統檢修動火前,使用惰性氣體進行吹掃置換。
(7)發現易燃易爆氣體泄漏時,采用惰性氣體沖淡;發生火災時,用惰性氣體進行滅火。
氮氣等惰性氣體在使用前應經過氣體分析,其中含氧量不得超過2%。
四、防火防爆安全裝置及技術★★★★
(一)阻火及隔爆技術
按照作用機理,可分為機械隔爆和化學抑爆兩類。機械隔爆是依靠某些固體或液體物質阻隔火焰的傳播;化學抑爆主要是通過釋放某些化學物質來抑制火焰的傳播。機械阻火隔爆裝置主要有工業阻火器、主動式隔爆裝置和被動式隔爆裝置等。
(二)防爆泄壓技術
防爆泄壓裝置主要有安全閥、爆破片、防爆門等。
1. 工業阻火器
工業阻火器常用于阻止爆炸初期火焰的蔓延。
2. 主動式隔爆裝置和被動式隔爆裝置—閥
主動式、被動式隔爆裝置是靠裝置元件的動作來阻隔火焰。工業阻火器對于純氣體介質才是有效的,對氣體中含有雜質(如粉塵、易凝物等)的輸送管道,應當選用主動式、被動式隔爆裝置為宜。
主動式隔爆裝置由一靈敏的傳感器探測爆炸信號輸出給執行機構,控制隔爆裝置噴灑抑爆劑或關閉閥門,從而阻隔爆炸火焰的傳播。
被動式隔爆裝置主要有自動斷路閥、管道換向隔爆等形式,是由爆炸波推動隔爆裝置的閥門或閘門來阻隔火焰。
隔爆裝置是靠裝置元件的動作來阻隔火焰,與工業阻火器的阻火原理是不同的。工業阻火器在工業生產過程中時刻都在起作用,對流體介質的阻力較大,而主動式、被動式隔爆裝置只是在爆炸發生時才起作用,因此它們在不動作時對流體介質的阻力小。
3.其他阻火隔爆裝置
1)單向閥—止逆閥,止回閥
僅允許氣體或液體向一個方向流動,遇到倒流時即自行關閉。在系統中流體的進口和出口之間,與燃氣或燃油管道及設備的管線上,高壓與低壓系統間的低壓系統上,或壓縮機與油泵的出口管線上。
3)火星熄滅器—防火罩、防火帽
在可能產生火星的排放系統,如加熱爐的煙道,汽車、拖拉機的尾氣排放管。
4. 化學抑制防爆(簡稱化學抑爆、抑制防爆)裝置
爆炸抑制系統主要由爆炸探測器、爆炸抑制器和控制器三部分組成。常用的抑爆劑有化學粉末、水、鹵代烷和混合抑爆劑等。適用于泄爆易產生二次爆炸、或無法開設泄爆口的設備以及所處位置不利于泄爆的設備。
(二)防爆泄壓技術
防爆泄壓裝置主要有安全閥、爆破片、防爆門等。
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,安全閥按其結構和作用原理可分為杠桿式、 彈簧式和脈沖式等。
2.爆破片
爆破片的防;爆效率取決于它的厚度、泄壓面積和膜片材料的選擇。
介質不潔凈、易于結晶或聚合,有可能堵塞安全閥,在此情況下用爆破片作為泄壓裝置。此外,對于工作介質為劇毒氣體或可燃氣體(蒸氣)里含有劇毒氣體的壓力容器,其泄壓裝置應采用爆破片。
正常工作時操作壓力較低或沒有壓力的系統,可選用石棉、塑料、橡皮或玻璃等材質的爆破片;操作壓力較高的系統可選用鋁、銅等材質;微負壓操作時可選用2~3 mm厚的橡膠板。應特別注意的是,由于鋼、鐵片破裂時可能產生火花,存有燃爆性氣體的系統不宜選其作爆破片。
3.防爆設施
有爆炸危險的廠房或廠房內有爆炸危險的部位應設置泄壓設施,應設置在單層廠房靠外墻處或多層廠房頂層靠外墻處。
經典習題
根據《建筑設計防火規范》(GB-50016)有爆炸危險的甲、乙類廠房應設置泄壓設施,對存在較空氣輕的可燃氣體,可燃空氣的甲類廠房,宜采用輕質屋面板全部活局部作為泄壓設置,該輕質屋面板的單位面積質量不宜超過( )。
A.60kg/㎡
B.90kg/㎡
C.75kg/㎡
D.45kg/㎡
作為泄壓設施的輕質屋面板和墻體的質量不宜大于60kg/㎡。
《民用爆炸物品工程設計安全標準》規定了有爆炸危險的廠房或廠房內有爆炸危險的部位應設置泄爆設施。下列泄爆設施的設置和要求中,正確的有( )。
A.作為泄壓設施的輕質屋面板的質量不宜小于60kg/m2
B.泄壓面積有多個計算段時,公共截面應作為泄壓面積
C.泄壓設施宜采用輕質墻體和易于泄壓的門、窗等
D.泄壓設施的設置宜靠近有爆炸危險的部位
E.屋頂上的泄壓設施應采取防冰雪積聚措施
A錯誤,作為泄壓設施的輕質屋面板的質量不宜大于60kg/m2;B錯誤,泄壓面積有多個計算段時,公共截面不得作為泄壓面積。
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