任务二
点火源的控制

知识目标： 熟悉点火源的主要类型和点火原理。

能力目标： 接受化工企业各类点火源控制基本能力的训练；初步具备点火源现场管理与控制的能力。

态度目标： 培养化工安全责任意识和一丝不苟的工作作风。

【案例3-2】

2009年8月13日16时40分左右，位于江苏省靖江市西来镇丰产村的靖江市凡友精细化工厂反应釜发生爆炸将厂房掀掉，变速器、电机被炸出百米开外，导致4人死亡，2人受伤。该厂是一家从事化工生产的私营企业，有两个生产车间，其中一车间生产氰酸钠、氰酸钾，二车间生产2-甲基-1-硝基异脲。

事故原因： 该企业利用职工交接班间歇在一车间进行设备检修，因现场违章动火引发可燃气体爆炸。

化工生产中，常见的着火源除生产过程本身的燃烧炉火、反应热、电火花等，还有维修用火、机械摩擦热、撞击火花、静电放电火花以及违章吸烟等。这些火源是引起易燃易爆物质着火爆炸的常见原因。控制这些火源的使用范围，对于防火防爆是十分重要的。

一、明火的控制

化工生产中的明火主要是指生产过程中的加热用火、维修用火及其他火源。

1. 加热用火

加热易燃液体时，应尽量避免采用明火，而采用蒸汽、过热水、中间载热体或电热等；如果必须采用明火，则设备应严格密闭，并定期检查，防止泄漏。

工艺装置中明火设备的布置，应远离可能泄漏的可燃气体或蒸气的工艺设备及贮罐区；在积存有可燃气体、蒸气的地沟、深坑、下水道内及其附近，没有消除危险之前，不能进行明火作业。

在确定的禁火区内，要加强管理，杜绝明火的存在。

2. 维修用火

维修用火主要是指焊割、喷灯、熬炼用火以及打磨作业等。

在有火灾爆炸危险的厂房内，应尽量避免焊割，凡动火，可燃物要清理干净，防止烟道串火和熬锅破漏，防止物料过满而溢出，严格执行动火安全规定。

3. 其他火源

其他火源种类较多，如烟囱飞火、机动车的排气管喷出的火星儿等都属于其他火源，这类火源都可以引起可燃气体、蒸气的燃烧爆炸。因此，在火灾爆炸区域内可能有飞火的烟囱、机动车的排气管等必须安装火星儿熄灭装置。

在化工厂区内应禁止吸烟和携带火种。

二、高温表面的管理与控制

在化工生产中，加热装置、高温物料输送管线及机泵等，其表面温度均较高，要防止可燃物落在上面，引燃着火。因此，可燃物的排放点要与高温表面之间保持足够的安全距离。

一般要求化工企业高温设备、管道等的表面温度超过60℃的，必须采取保温隔热措施。

在易燃易爆场所，严禁使用高压汞灯、卤钨灯等可能存在高温的灯泡。

三、摩擦与撞击火花的控制

机器中轴承等转动部分的摩擦，铁器的相互撞击或铁器工具打击混凝土地坪等都可能发生火花，当管道或铁制容器裂开物料喷出时，也可能因摩擦而起火花。为避免这类火花产生，必须做到以下几点。

（1）对轴承及时添油，保持良好润滑，并经常清除附着的可燃污垢。

（2）凡是撞击的两部分应采用两种不同的金属制成，例如钢与铜、钢与铝等，撞击的工具用镀青铜或镀铜的钢制成。不能使用特种金属制造的设备，应采用惰性气体保护或真空操作。

（3）为防止金属零件随物料带入设备内发生撞击起火，要在这些设备上安装磁力离析器。不宜使用磁力离析器的，如特别危险的物质（硫、碳化钙等）的破碎，应采用惰性气体保护。

（4）搬运盛装有可燃气体和易燃液体的金属容器时，不要抛掷、拖拉、震动。

（5）不准穿带钉子的鞋进入易燃易爆车间。特别危险的厂房内，地面应铺设不发生火花的软质材料。

四、电气火花的控制

在生产场所的动力、照明、控制、保护、测量等系统和生活场所中的各种电气设备和线路，在正常工作或事故中常常会产生电弧、火花和危险的高温，这就具备了引燃或引爆条件。

电气设备和线路，由于绝缘老化、积污、受潮、化学腐蚀或机械损伤会造成绝缘强度降低或破坏，导致相间或对地短路，熔断器熔体熔断，联结点接触不良，铁芯铁损过大。电气设备和线路由于过负荷或通风不良等原因都可能产生火花、电弧或危险高温。另外，静电、内部过电压和大气过电压也会产生火花和电弧。

如果在生产或生活场所中存在着可燃可爆物质，当空气中的含量超过其危险浓度或在电气设备和线路正常或事故状态下产生的火花、电弧或在危险高温的作用下，就会造成电气火灾和爆炸。

电气防火防爆措施是综合性的措施，包括选用合理的电气设备，保持必要的防火间距，电气设备正常运行并有良好的通风，采用耐火设施，有完善的继电保护装置等技术措施。

1. 正确选用电气设备

应根据场所特点，选择适当形式的电气设备，表3-8列出了各种防爆电气设备的类型。

按爆炸危险场所分区，电气设备的选型见表3-9～表3-12。

2. 保持防火间距

为防止电火花或危险温度引起火灾，开关、插销、熔断器、电热器具、照明器具、电焊器具、电动机等均应根据需要，适当避开易燃易爆建筑构件。天车滑触线的下方，不应堆放易燃易爆物品。

变、配电站是工业企业的动力枢纽，电气设备较多，而且有些设备工作时会产生火花和较高温度，其防火、防爆要求比较严格。室外变、配电装置距堆场、可燃液体储罐和甲、乙类厂房库房不应小于25m；距其他建筑物不应小于10m；距液化石油气罐不应小于35m。变压器油量越大，防火间距也越大，必要时可加防火墙。石油化工装置的变、配电室应布置在装置的一侧，并位于爆炸危险区范围以外。

10kV及以下变、配电室不应设在火灾危险区的正上方或正下方，且变、配电室的门窗应向外开，通向非火灾危险区域。10kV及以下的架空线路，严禁跨越火灾和爆炸危险场所；当线路与火灾和爆炸危险场所接近时，其水平距离一般不应小于杆柱高度的1.5倍。在特殊情况下，采取有效措施后，允许适当减小距离。

3. 保持电气设备正常运行

电气设备运行中产生的火花和危险温度是引起火灾的重要原因。因此，保持电气设备的正常运行对防火防爆有着重要意义。保持电气设备的正常运行包括保持电气设备的电压、电流、温升等参数不超过允许值，保持电气设备足够的绝缘能力，保持电气连接良好等。

保持电压、电流、温升不超过允许值是为了防止电气设备过热。在这方面，要特别注意线路或设备连接处的发热。连接不牢或接触不良都容易使温度急剧上升而过热。

保持电气设备绝缘良好，除可以免除造成人身事故外，还可避免由于泄漏电流、短路火花或短路电流造成火灾或其他设备事故。

此外，保持设备清洁有利于防火。设备脏污或灰尘堆积既降低设备的绝缘又妨碍通风和冷却。特别是正常工作时有火花产生的电气设备，很可能由于过分脏污引起火灾。因此，从防火的角度出发，应定期或经常清扫电气设备，保持清洁。

4. 通风

在爆炸危险场所，应有良好的通风装置来降低爆炸性混合物的浓度，保证混合物不会达到引起火灾和爆炸的限度。这样还有利于降低环境温度。这对可燃易燃物质的生产、储存、使用及对电气装置的正常运行都是必要的。

5. 接地

爆炸和火灾危险场所内的电气设备的金属外壳应可靠地接地（或接零），以便在发生相线碰壳时迅速切断电源，防止短路电流长时间通过设备发热而产生高温。

6. 其他方面的措施

（1）在爆炸危险场所内，不准使用非防爆手电筒。

（2）在爆炸危险场所内，因条件限制，如必须使用非防爆型电气设备时，应采取临时防爆措施。如安装电气设备的房间，应用非燃烧体的实体墙与爆炸危险场所隔开，只允许一面隔墙与爆炸危险场所贴邻，且不得在隔墙上直接开设门洞；采用通过隔墙的机械传动装置，应在传动轴穿墙处采用填料密封或有同等密封效果的密封措施；安装电气设备的房间的出口，应通向非爆炸危险区域和非火灾危险区环境，当安装电气设备的房间必须与爆炸危险场所相通时，应保持相对的正压，并有可靠的保证措施。

（3）密封也是一种有效的防爆措施。密封有两个含义：一是把危险物质尽量装在密闭的容器内，限制爆炸性物质的产生和逸散；二是把电气设备或电气设备可能引爆的部件密封起来，消除引爆的因素。

（4）变、配电室建筑的耐火等级不应低于二级，油浸电变压室应采用一级耐火等级。电气设备所引起的火灾爆炸事故，多由电弧、电火花、电热或漏电造成。在火灾爆炸危险场所，根据实际情况，在不至于引起运行上特殊困难的条件下，应该首先考虑把电气设备安装在危险场所以外或另室隔离。在火灾爆炸危险场所，应尽量少用携带式电气设备。

五、静电火花的控制

1. 静电的产生与危害

在化工生产中，由于静电放电火花引起爆炸和火灾事故是静电最为严重的危害。无论固体、粉体、液体、气体作业，都存在静电的危害。

（1）运输。

苯、甲苯、汽油等有机溶剂会使用槽车来装运。由于槽车行驶过程的振动，溶剂与槽车罐壁发生强烈的摩擦，会产生大量的静电。并且，槽车的橡胶轮胎与地面的摩擦，也是一个产生静电的过程，存在着静电起火的隐患。我们经常看到大部分槽罐车后均挂着一根“尾巴”，这根“尾巴”非常重要，它可以导除槽车行驶过程中产生的静电，能确保运输安全。

（2）灌注。

在灌注易燃液体的过程中，存在着两个产生静电的因素：一是液体与输送管道摩擦产生静电；二是液体注入容器时，因冲击和飞溅产生静电。所以，灌注易燃液体时必须严格控制流速，防止静电的产生。

（3）取样。

使用对地绝缘的金属取样器在贮有易燃液体的贮罐、反应釜等容器内取样时，由于取样器与液体的摩擦而产生静电，有时会对容器壁放电产生火花而发生危险。

（4）过滤。

化工生产中过滤时，被过滤物质与过滤器发生摩擦，会产生大量的静电。如果不采取相应的措施，容易发生燃烧爆炸事故。

（5）包装称量。

原料、成品的收发都有一个称量包装的过程。化工企业一般采用磅秤称量。如果被称量的是一种易产生静电的物质，而磅秤又对地绝缘，在此过程中就有可能积累静电。

（6）高速喷射。

氢气、乙炔气等可燃气体和水蒸气在高压喷射时，均可能产生较高的静电电压，有可能与接地金属或大地发生火花放电，造成火灾爆炸事故。

（7）研磨、搅拌、筛分或输送粉体物料。

根据粉体起电的原理，在研磨、搅拌和输送粉体时，粉体与管道和容器强烈碰撞与摩擦，会产生具有危险的静电。

（8）胶带传动与输送。

化工生产中经常采用胶带传动与输送，运行中三角皮带、输送胶带与金属皮带轮、托棍或轮子摩擦，能产生大量的静电。这些静电电压有时可高达几千伏、几万伏。在橡胶工业中，几乎离不开橡胶与机件摩擦工艺，而橡胶和机件的摩擦可以带上3万伏以上的静电压。

（9）剥离。

橡胶和塑料工业在生产过程中，经常需进行剥离作业。如将堆叠在一起的橡胶或塑料制品迅速分离，这是一个强烈的接触分离过程，由于橡胶和塑料制品电阻率较高，故剥离作业中会产生较高的静电压。

（10）人体带有静电的危害。

在生产过程中，操作人员总是在活动，在这些活动过程中，穿的衣服、鞋以及携带的工具与其他物体摩擦时，都有可能会产生静电。

2. 静电防护

防止静电危害主要有以下7个措施。

（1）场所危险程度的控制。

为了防止静电危害，可以采取减轻或消除所在场所周围环境火灾、爆炸危险性的间接措施。如用不燃介质代替易燃介质，通风，惰性气体保护，负压操作等（详见“任务三　化工工艺防火防爆”），在工艺允许的条件下，采用较大颗粒的粉体代替较小颗粒的粉体，也是减轻场所危险性的一个措施。

（2）工艺控制。

工艺控制是从工艺上采取措施，如控制流速、选用合适的材料、增加静止时间等措施，以限制和避免静电的产生和积累，是消除静电危害的主要手段之一。

① 控制流速。输送物料应控制流速，以限制静电的产生。输送液体物料时允许流速与液体电阻率有着十分密切的关系，当电阻率小于10 7 Ω·cm时，允许流速不超过10m/s；当电阻率为10 7 ～10 11 Ω·cm时，允许流速不超过5m/s；当电阻率大于10 11 Ω·cm时，允许流速取决于液体性质、管道直径和管道内壁光滑程度等条件。例如，烃类燃料油在管内输送，管道直径为50mm时，流速不得超过3.6m/s；直径为100mm时，流速不得超过2.5m/s。但是，当燃料油带有水分时，必须将流速限制在1m/s以下。输送物料的管道应尽量减少转弯和变径。操作人员必须严格执行工艺规定的流速，绝不能擅自提高流速。

② 选用合适的材料。一种材料与不同种类的其他材料摩擦时，所带的静电荷的数量和极性随材料的不同而不同。可以根据静电起电序列，选用适当的材料匹配，使生产过程中产生的静电互相抵消，从而达到减少或消除静电的危险。

例如，氧化铝粉经过不锈钢漏斗时，静电压为-100V，经过虫胶漆漏斗时，静电电压为+500V。采用适当选配，由这两种材料制成的组合漏斗，静电压可以降低为零。

同样，在工艺允许的前提下，适当安排加料顺序，可降低静电的危险性。

③ 增加静止时间。化工生产中将苯、二硫化碳等其他液体注入容器、贮罐时，都会产生一定的静电荷。液体内的电荷将向器壁及液面集中并可慢慢泄漏消散，完成这个过程需要一定的时间（消散时间与湿度、电阻率、容积有关）。

例如，向燃料罐注入重柴油，装到90%时停泵，液面静电位的峰值常常出现在停泵以后的5～10s内，然后电荷很快就会衰减掉，这个过程持续时间约为70～80s。由此可知，刚停泵就进行检测或采样是危险的，容易发生事故。应该静止一段时间后，待静电基本消散后才进行有关的操作。懂得这个道理后，操作人员就应自觉遵守安全规定，千万不可操之过急。

④ 改进灌注方式。为了减少从贮罐顶部灌注液体时的冲击而产生的静电，可改变灌注管头的形状、改进灌注方式。经验表明，T形、锥形、45°斜口形和人字形注管头，有利于降低贮罐液面的最高静电电压。为了避免灌注过程中液体的冲击、喷射和溅射，应将进液管延伸至近底部位，或有利于减轻贮罐底部积水和沉淀物搅动的部位。

（3）接地。

接地是消除静电危害最常见的措施。在化工生产中，以下工艺设备应采取接地措施。

① 凡用来加工、输送、储存各种易燃液体、气体和粉体的设备必须接地。如过滤器、混合器、干燥器、升华器、吸附器、反应釜、贮槽、贮罐、传送胶带、液体和气体等物料管道、取样器、检尺棒等，都应该接地。如果管道系绝缘材料制成的，应在管外或管内绕以金属丝、金属带或金属网，并将金属丝等接地。

输送可燃物料的管道要连接成一个整体，并予以接地。管道的两端和每隔200～300m处，均应接地。平行管道相距10cm以内时，每隔20m应用连接线相互连接起来；管道与管道、管道与其他金属构件交叉时，若间距小于10cm，也应互相连接起来。

② 倾注溶剂的漏斗、浮动罐顶、工作站台、磅秤等辅助设备，均应接地。

③ 汽车槽车在装卸之前，先应与储存设备跨接并接地；装卸完毕，应先拆除装卸管道，然后拆除跨接线和接地线。

油轮的船壳应与水保特良好的导电性连接，装卸油时也要遵循先接地后接油管；先拆油管后拆接地线的原则。

④ 可能产生和积累静电的固体和粉体作业设备，如压延机、上光机、砂磨机、球磨机、筛分器等，均应接地。

⑤ 凡做离心甩干易燃液体的设备必须接地。

静电接地的连接线应保证足够的机械强度和化学稳定性，连接应当可靠，安装人员在安装时不得马虎，绝不能用螺丝马虎紧固连接，必须按国家规定严格执行；操作人员在操作时经常巡查，防止腐蚀断落。

（4）增湿。

存在静电危险的场所，在工艺条件许可时，用增湿法消除静电危害的效果较显著。例如，在某粉体筛选过程中，相对湿度低于50%时，测得容器内静电压为4万伏；采用增湿措施后，相对湿度为65%～70%时，静电电压降低到1.8万伏；相对湿度为80%时，静电电压降低到1.1万伏。从消除静电危害的角度考虑，相对湿度保持在70%以上较为适宜。

（5）抗静电剂。

抗静电剂具有较好的导电性或较强的吸湿性。因此，在易产生静电的高绝缘材料中，加入抗静电剂，使材料的电阻率下降，加快静电泄漏，消除静电危险。

（6）静电消除器。

静电消除器是一种能产生电子或离子的装置，其工作原理是借助于产生的电子或离子中和物体上的静电，从而达到消除静电危害的目的。静电消除器具有不影响产品质量、使用方便等优点。

（7）人体的防静电措施。

采取该措施主要是防止带电体向人体放电和人体带静电所造成的危害，具体有以下几个措施。

① 采用金属网或金属板等导电性材料遮蔽带电体，以防止带电体向人体放电。如戴防静电手套，穿防静电工作服等。

② 穿防静电工作鞋。

③ 在易燃场所入口处，安装硬铝或铜等导电金属的接地走道，操作人员从走道经过时，可以导除人体静电。或在入口门的扶手上采用金属结构并接地，当手接触门扶手时，可导除静电。

④ 采用导电性地面是一种接地措施，不但能导走设备上的静电，而且有利于导除积聚在人体上的静电。

相关知识拓展

爆炸性气体危险场所分区及防爆电气设备类型

1. 爆炸性气体危险场所分区

爆炸性气体危险场所按爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分为三个区：

（1）0区。连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境。

（2）1区。在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境。

（3）2区。在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。

2. 防爆型电气设备类型

防爆型电气设备依其结构和防爆性能的不同分为以下几种。

（1）隔爆型（d）。具有隔爆外壳的电气设备，是指把能点燃爆炸性混合物的部件封闭在一个外壳内，该外壳能承受内部爆炸性混合物的爆炸压力并阻止向周围的爆炸性混合物传爆的电气设备。

（2）增安型（e）。正常运行条件下，不会产生点燃爆炸性混合物的火花或危险温度，并在结构上采取措施，提高其安全程度，以避免在正常和规定过载条件下出现点燃现象的电气设备。

（3）本安型（i）。在正常运行或在标准实验条件下所产生的火花或热效应均不能点燃爆炸性混合物的电气设备。

（4）正压型（p）。具有保护外壳，且壳内充有保护气体，其压力保持高于周围爆炸性混合物气体的压力，以避免外部爆炸性混合物进入外壳内部的电气设备。

（5）充油型（o）。全部或某些带电部件浸在油中使其不能点燃油面以上或外壳周围的爆炸性混合物的电气设备。

（6）充砂型（q）。外壳内充填细颗粒材料，以便在规定使用条件下，外壳内产生的电弧、火焰传播，壳壁或颗粒材料表现的过热温度均不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。

（7）无火花型（n）。在正常运行条件下不产生电弧或火花，也不产生能够点燃周围爆炸性混合物的高温表面或灼热点，且一般不会发生有点燃作用的故障的电气设备。

（8）特殊型（s）。在结构上不属于上述各型，而是采取其他防爆形式的电气设备。例如将可能引起爆炸性混合物爆炸的部分设备装在特殊的隔离室内或在设备外壳内填充石英砂等。

（9）浇封型（m）。它是防爆型的一种。将可能产生点燃爆炸性混合物的电弧、火花或高温的部分浇封在浇封剂中，在正常运行和认可的过载或认可的故障下不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。

学生课外任务2