1.6　爆炸事故預防技術

1.6.1　控制工藝參數

1.6.1.1　采用火災爆炸危險性低的工藝和物料

采用火災爆炸危險性低的工藝和物料是防火防爆的根本性措施，如以不燃或難燃材料取代可燃材料、采用高閃點的溶劑以減少揮發、用負壓低溫蒸發取代加熱蒸發、降低操作溫度等。

1.6.1.2　工藝過程中的投料控制

在工藝過程中進行投料控制，如控制工藝投料量，防止反應失控；控制生產現場易燃易爆物品的存放量，實行按用量領料、限制領用量、分批領料、剩余退庫等措施。對于放熱反應的工藝，應保持適當和均衡的投料速度，加熱速度不能超過設備的傳熱能力，以避免引起溫度急劇升高進而可能導致爆炸事故的發生。應嚴格控制反應物料的配比，尤其是對反應速度影響很大的催化劑，如果多加就可能發生危險。此外，在投料順序和控制原料純度方面都應十分注意，如在聚氯乙烯生產中，采用乙炔和氯化氫作原料，氯化氫中游離氯不允許超過0.005%，因為乙炔遇氯會立即發生燃燒爆炸反應，生成四氯乙烷。

1.6.1.3　溫度控制

不同的化學反應都有其最適宜的反應溫度，正確控制反應溫度不但對保證產品質量、降低消耗有重要意義，而且是防爆所必須進行的控制。溫度過高，可能引起劇烈的反應而發生沖料或爆炸。如1991年我國東北某化工廠發生的硝化廠二硝基甲苯車間爆炸事故，就是由于局部溫度過高所引起的反應過速導致整個車間爆炸，這次事故造成傷亡124人，直接經濟損失達200多萬元。溫度的控制可以根據不同的生產工藝采取控制反應熱量、防止攪拌中斷而導致的局部熱量積蓄，正確選擇傳熱介質，避免急速的直接加熱方式。

1.6.1.4　防止物料漏失

在生產、輸送、儲存易燃物料過程中，物料的跑、冒、滴、漏往往會導致可燃氣體或液體在環境中的擴散，這是造成爆炸事故的重要原因之一，如操作不精心造成的槽滿跑料、開錯排污閥、設備管線和機泵結合面不緊、設備管線被腐蝕等。各種原因造成的停車事故，如緊急情況下的突然停電、停水、停氣等，都可能導致溫升發生爆炸。

1.6.2　防止形成爆炸性混合物

1.6.2.1　加強密閉

為了防止可燃氣體、蒸氣及粉塵與空氣形成爆炸性混合物，應設法使生產設備和容器盡可能密閉，對于具有壓力的設備，更應注意它的密閉性，以防止氣體或粉塵逸出與空氣混合形成爆炸性混合物；對真空設備，應防止空氣流入設備內部達到爆炸濃度；開口的容器、破損的鐵桶、容積較大沒有保護的玻璃瓶不允許儲存易燃液體，不耐壓的容器不能儲存壓縮氣體和加壓液體。

為保證設備的密閉性，對危險設備及系統應盡量少用法蘭連接；輸送可燃氣體、液體的管道應采用無縫鋼管；盛裝腐蝕性介質的容器，底部盡可能不裝開關和閥門，腐蝕性液體應從頂部抽吸排出。如設備本身不能密封，可采用液封、負壓操作，以防系統中可燃氣體逸出廠房。

加壓或減壓設備，在投產前和運行過程中應定期檢查密閉性和耐壓程度，對所有壓縮機、液泵、導管、閥門、法蘭接頭等容易漏油、漏氣部位應經常檢查，填料如有損壞應立即調換，以防滲漏，設備在運轉中應經常檢查其氣密情況，操作壓力必須嚴格控制，不允許超壓運轉。

接觸氧化劑如高錳酸鉀、氯酸鉀、漂白粉等粉塵生產的傳動裝置部分的密閉性能必須良好，轉動軸密封不嚴密會使粉塵與潤滑油等油類接觸氧化，要定期清洗傳動裝置，及時更換潤滑劑，應防止粉塵漏進變速箱中與潤滑油相混，避免由于蝸輪、蝸桿的摩擦發熱而導致爆炸事故。

1.6.2.2　通風排氣

實際生產過程中，要保證設備完全密封有時是很難辦到的，總會有一些可燃氣體、蒸氣或粉塵從設備系統中泄漏出來，生產過程中某些工藝中有時也會揮發出可燃性物質。因此，必須采取其他安全措施，使可燃物的含量降低，也就是說要保證易燃易爆物質在廠房生產環境里不超過最高容許濃度，通風排氣是其中的重要措施之一。

對通風排氣的要求，主要依據兩點考慮：一是當泄漏物質僅是易燃易爆物質，在車間內的容許濃度根據爆炸極限而定，一般應低于爆炸下限的1/4；二是對于既易燃易爆又具有毒性的物質，應考慮到有人操作的場所，其容許濃度只能從毒性的最高容許濃度來決定，因為一般情況下毒物的最高容許濃度比爆炸下限還要低得多。

通風按動力分為機械通風和自然通風，按作用范圍可分為局部通風和全面通風。對有火災爆炸危險的廠房的通風，由于空氣中含有易燃易爆氣體，所以通風氣體不能循環使用，送風系統應送入較純凈的空氣。如通風機室設在廠房里，應有防爆隔離措施。輸送溫度超過80℃的空氣或其他氣體以及有燃燒爆炸危險的氣體、粉塵的通風設備，應用非燃燒材料制成。空氣中含有易燃易爆危險物質的廠房，應采用不產生火花的風機和調節設備。

對局部通風應注意氣體或蒸氣的密度，密度比空氣大的要防止可能在低洼處積聚；密度比空氣輕的要防止在高處死角上積聚，有時即使是少量也會使廠房局部空間達到爆炸極限。設備的一切排氣管（放氣管）都應伸出屋外，高出附近屋頂。排氣管不應造成負壓，也不應堵塞，如排出蒸氣遇冷凝結，則放空管還應考慮有蒸汽保護措施。

1.6.2.3　惰化防爆

惰化防爆是一種通過控制可燃混合物中氧氣的濃度來防止爆炸的技術。向可燃氣體與空氣混合物或可燃粉塵與空氣混合物中加入一定的惰化介質，使混合物中的氧濃度低于其發生爆炸所允許的最大含量，避免發生爆炸。可燃性混合物不發生爆炸時允許氧的最大安全濃度見表1-12。

根據惰化介質的作用機理，可將其分為降溫緩燃型惰化介質和化學抑制型隋化介質。

降溫緩燃型惰化介質不參與燃燒反應，其主要作用是吸收燃燒反應熱的一部分，從而使燃燒反應溫度急劇降低，當溫度降至維持燃燒所需的極限溫度以下時，燃燒反應停止。降溫緩燃型惰化介質主要有氬氣、氦氣、氮氣、二氧化碳、水蒸氣和礦巖粉類固體粉末等。

化學抑制型惰化介質是利用其分子或分解產物與燃燒反應活化基團（原子態氫和氧）及中間游離基團發生反應，使之轉化為穩定化合物，從而使燃燒過程連鎖反應中斷，使燃燒反應傳播停止。化學抑制型惰化介質主要有鹵代烴、鹵素衍生物、堿金屬鹽類以及銨鹽類化學干粉等。

對可燃性粉塵爆炸也可以采用類似的惰化方法。表1-13列出了利用氮氣作惰化劑時部分常見可燃性粉塵與空氣混合物的最高允許含氧量。

惰化防爆技術主要應用于以下過程或場所。

① 易燃固體物質的粉碎、篩選、混合以及粉狀物料的輸送等過程中，充入惰性氣體以防止形成爆炸性混合物。

② 在可燃氣體或蒸氣物料中充入惰性氣體，使系統保持正壓，阻止空氣混入，防止形成爆炸性混合物。

③ 將惰性氣體用管路與具有爆炸危險的設備相連，當爆炸危險發生時能及時通入惰性氣體進行保護。

④ 在易燃液體輸送過程中，向容器中充入惰性氣體進行保護，避免液體蒸氣與空氣形成可燃混合氣。

⑤ 在爆炸危險生產場所，使用惰性氣體對能夠產生火花的電氣、儀表實施充氮正壓保護。

⑥ 在對具有爆炸危險的系統進行動火檢修時，先使用惰性氣體吹掃，置換系統中可燃氣體和蒸氣，以避免形成爆炸性環境。

⑦ 在某些生產過程中發生跑料事故時，采用惰性氣體對可燃氣體進行稀釋處理。

表1-14簡要說明了不同場合下惰化防爆技術的使用方法。

1.6.3　隔離儲存

性質相互抵觸的危險化學品如果儲存不當，往往會釀成嚴重的事故。如無機酸本身不可燃，但與可燃性物質相遇能引起著火或爆炸；氯酸鹽與可燃的金屬相混時能使金屬著火或爆炸；松節油、磷及金屬粉末在鹵素中能自行著火等。由于各種危險化學品的性質不同，其儲存條件也不相同。為防止不同性質的物品混合儲存接觸而引起著火或爆炸事故，應了解各種危險化學品混存的危險性及隔離儲存原則，見表1-15～表1-17。

1.6.4　控制點燃源

在工業生產過程中，存在著多種引起火災爆炸事故的點燃源，如明火、高溫表面、摩擦與撞擊火花、絕熱壓縮、自燃發熱、電氣火花、靜電火花、雷擊等，對于這些點燃源，在有火災爆炸危險的場所都應引起充分注意并采取嚴格的防火措施。

1.6.4.1　對明火及高溫表面的控制

明火是指敞開的火焰、火星等。敞開的火焰具有很高的溫度和很大的熱量，是引起火災爆炸事故的主要火源。常見的明火包括生產用火、生活用火。生產用火是指生產過程的加熱用火和維修用火，如電焊和氣焊、噴燈、加熱爐、垃圾焚燒爐、非防爆電氣設備、開關等。生活用火，如煙頭、火柴、打火機、煤氣灶、煤油爐等。

（1）在工業生產中為了達到工藝要求經常要采用加熱操作，如燃油、燃煤的直接明火加熱、電加熱、蒸氣、過熱水或其他中間載熱體加熱，在這些加熱方法中，對于易燃液體的加熱避免采用明火，一般采用蒸汽或過熱水加熱。如果必須采用明火加熱，設備應嚴格密封，燃燒室應與設備分開或隔離，并按防火規定留出防火間距。在使用油浴加熱時，要有防止油蒸氣起火的措施。

（2）生產過程中熬煉油類、固體瀝青、蠟等各種可燃物質，是容易發生事故的明火作業。熬煉設備要經常檢查，防止煙道竄火和熬鍋破裂。盛裝油料不要過滿，以防溢出。

（3）在積存有可燃氣體、蒸氣的管溝、深坑、下水道及其附近，沒有消除危險之前，不能明火作業。

（4）在有火災爆炸危險場所不得用蠟燭、火柴或普通照明燈具，必須采用防爆電氣照明。禁止吸煙和攜帶火柴、打火機等。

（5）噴燈是一種輕便的加熱工具，維修時常有使用，在有火災爆炸危險場所使用應按動火制度進行。

（6）煙囪飛火，汽車、拖拉機、柴油機的排氣管火星都有可能引起易燃氣體或蒸氣的爆炸事故。一般此類運輸工具不得進入危險場所，如需進入，其排氣管應安裝防火罩。煙囪應有足夠高度，必要時應裝火星熄火器，在一定范圍內不得堆放可燃物品。

（7）高溫物料的輸送管線，不應與可燃物、可燃建筑構件等接觸；在高溫表面防止可燃物料散落在上面，可燃物的排放口應遠離高溫表面，如果接近則應有隔熱措施。

關于高溫表面，一種情況是固體表面溫度超過可燃物的燃點時，可燃物接觸到該表面有可能一觸即燃。另一種情況是可燃物接觸高溫表面長時間烘烤升溫而著火。常見的高溫表面有白熾燈泡、電爐及其通電的鎳鉻絲表面、干燥器的高溫部分、由機械摩擦導致發熱的傳動部分、高溫管道表面、煙囪、煙道的高溫部分、熔爐的爐渣及熔融金屬等。

1.6.4.2　對摩擦與撞擊火花的控制

摩擦與撞擊往往引起可燃氣體、蒸氣和粉塵、爆炸物品等的燃燒爆炸事故。如機器上軸承等摩擦發熱起火、鐵器和機件的撞擊、鋼鐵工具的相互撞擊、砂輪的摩擦、導管或容器破裂，內部物料噴出時摩擦起火等，都有可能引起可燃物質的爆炸。因此，在有火災爆炸危險的場所，應采取防止產生摩擦與撞擊火花的措施。

（1）對機器上的軸承等轉動部件，應保證有良好的潤滑并及時加油，并經常清除附著的可燃污垢，機件摩擦部分如攪拌機和通風機上的軸承，最好采用有色金屬或用塑料制造的軸瓦。

（2）錘子、扳手等工具應用有色金屬工具制作，如用青銅或鍍銅的鋼制作。

為防止金屬零件等落入設備或粉碎機里，在設備進料前應裝磁力離析器。不宜使用磁力離析器的地方如特別危險的硫、碳化鈣等的破碎，應采用惰性氣體保護。

（3）輸送氣體或液體的管道，應定期進行耐壓試驗，防止破裂或接口松脫噴射起火。

（4）凡是撞擊或摩擦的兩部分都應采用不同的金屬制成（如銅與鋼），通風機翼應采用銅鋁合金等不發生火花的材料制作。

（5）搬運金屬容器，嚴禁在地上拋擲或拖拉，在容器可能碰撞部位覆蓋不發生火花的材料。

（6）有爆炸危險的生產廠房，禁止穿帶鐵釘的鞋，地面應鋪不發火材料。

（7）對吊裝盛有可燃氣體和液體的金屬容器用吊車，應經常重點檢查，以防吊繩斷裂、吊鉤松滑，造成墜落沖擊發火。

1.6.4.3　對靜電火花的控制

生產和生活中的靜電現象是一種常見的帶電現象。靜電的危害性已被人們所認識。在煉油、化工、橡膠、造紙、印刷和粉末加工等行業的生產過程中，由于靜電引發火災爆炸事故的有很多，因此靜電預防也就成為安全技術中的一個重要問題。

1.6.4.4　對自燃發熱的控制

設備檢修和擦洗過程中所使用過的油抹布、油棉紗等，若不及時清理，可能導致棉布熱量積聚，達到燃點后即可自燃。因此，浸有油料的棉布等物品必須及時回收，妥善處理。

1.6.4.5　對其他火源的控制

強光和熱輻射等，都會導致易燃物的燃燒，如夏天強烈的日光照射會導致硝化纖維自燃，直至釀成火災爆炸事故。大功率照明燈的長時間烘烤，也是火災事故常見的原因。

1.6.5　監控報警

爆炸事故預防檢測控制系統是預防爆炸事故的重要設施之一，包括信號報警系統、安全聯鎖裝置和保險裝置等。生產中安裝信號報警裝置是用以出現危險狀況時發出警告，以便及時采取措施消除隱患。在信號報警系統中，發出的信號常以聲、光、數字顯示。當檢測儀表測定的溫度、壓力、可燃氣濃度、液位等超過控制指標時，警報系統即發出報警信號。安全聯鎖是將檢測儀器和生產設施按照預先設定的參數和程序連接起來；當檢測出的參數超過額定范圍時，生產設施就自動停止作業程序，達到安全生產的目的。當信號裝置指示出已經發生異常情況或故障時，保險裝置自動采取措施消除不正常狀況和撲救危險狀態。