我國石油、煤炭化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,為化肥工業(yè)提供了良好的條件,特別是小型氮肥企業(yè)得到了迅速發(fā)展。目前我國小氮肥廠年產(chǎn)氮肥已達(dá)四千萬噸(折合成氨896.6萬噸),如果按照1公斤氮肥增產(chǎn)2公斤糧食算,可增產(chǎn)糧食1600億斤,占全國年產(chǎn)八千億斤糧食的20%。由此可見,小氮肥工業(yè)直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,是一項造福于人民,具有廣闊前景的生產(chǎn)項目。但是,氮肥企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的半水煤氣、合成氨氣等,均具有較大的火災(zāi)爆炸危險性,因此,在生產(chǎn)過程中,應(yīng)針對小氮肥生產(chǎn)工藝流程的特點,采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施,以確保小氮肥企業(yè)的安全生產(chǎn)。本文試對小型氮肥企業(yè)的防火防爆安全技術(shù)問題作一初步探討。
一、廠房建筑的防火防爆設(shè)計
小氮肥生產(chǎn)的特點,概括地說有四點:①工藝流程長,設(shè)備管道多;②生產(chǎn)過程有高度的連續(xù)性;③各工序生產(chǎn)操作相互影響;④生產(chǎn)時高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、易灼傷。在氮肥生產(chǎn)中,原料氣、醋酸蒸氣以及氨氣等與空氣混合達(dá)到一定比例時,遇到火源或一定的溫度就可能燃燒或爆炸;生產(chǎn)中的一氧化碳、硫化氫、氨等氣體能使人中毒;液氨、濃氨水、醋酸、銅氨液等能燒傷人。所以,生產(chǎn)廠房的構(gòu)造應(yīng)當(dāng)適應(yīng)氮肥生產(chǎn)的特點。從目前我省的小型氮肥企業(yè)看,其建筑構(gòu)造大體上是一個模式。以造氣車間為例,有的不是框架結(jié)構(gòu),卻是半敞開的;有的雖是框架結(jié)構(gòu),卻是封閉式的;雖有天窗,但房頂卻是預(yù)制板的,一旦造氣爐發(fā)生爆炸,廠房不能很好地泄壓,后果不堪設(shè)想。如1984年博山化肥廠造氣爐爆炸,造成整個車間塌落。1974年12月平原縣化肥廠造氣車間洗氣塔發(fā)生爆炸,將洗氣塔的頂蓋從車間的北面拋出50多米高,落到車間南面,拋出落地移位10米?,F(xiàn)在一般造氣爐都是大型的,直徑為2.26米,高度在5.5米左右,產(chǎn)氣量一般為3000立方米/時,而工作人員大都在三樓操作,操作室和生產(chǎn)場地沒有防火隔離,有的只用鐵皮做成簡易操作室,一旦發(fā)生爆炸,極易造成人員傷亡。因此,操作室與造氣爐加料口之間應(yīng)用耐火極限不小于2.5小時的磚墻隔開,操作室的頂蓋應(yīng)用能承受一定壓力的鋼筋混凝土板封頂;造氣車間的天窗應(yīng)用輕質(zhì)材料覆蓋,和操作室成45°角的北側(cè)車間頂預(yù)制板上應(yīng)留一定數(shù)目的0.4米的圓孔,并安裝通風(fēng)遮雨罩,以便更好泄壓。
合成車間(包括壓縮工段、銅洗工段……)在夏季生產(chǎn)中,由于氣體在管道、容器中膨脹系數(shù)增大,加之管道、容器連接處的閥門、法蘭填料的強度下降,產(chǎn)生疲勞狀態(tài),會有泄漏現(xiàn)象發(fā)生,如操作者再違章作業(yè)而產(chǎn)生火花,就會發(fā)生整個車間的爆炸,若整個廠房爆炸氣體泄壓受阻,就會造成局部塌陷。因此,從建筑廠房要求來看,應(yīng)當(dāng)增大合成車間空間的泄壓面積,最好設(shè)置天窗。但車間空間的泄壓面積應(yīng)當(dāng)不包括天窗泄壓面積,泄壓比應(yīng)當(dāng)為0.1米2/米3;天窗與空間的泄壓比應(yīng)當(dāng)不小于0.02米2/米3,體積超過1000米3時可適當(dāng)縮小,但不能小于0.01米2/米3。
二、通風(fēng)的安全要求
小型氮肥廠的通風(fēng)對預(yù)防火災(zāi)爆炸事故,改善衛(wèi)生條件極為重要,但目前存在不少問題。各小型氮肥廠主要靠廠房設(shè)計中的平行窗戶和出氣孔進(jìn)行自然通風(fēng),夏天則人為地在地面上增設(shè)2~3個電風(fēng)扇,以改善操作者的工作環(huán)境。但從實地考察看,這種方法并沒有從根本上改善安全和工作條件,而應(yīng)采取更為科學(xué)的通風(fēng)方法。
1.車間通風(fēng)的主要方法。合成氨車間和碳化車間要以全面機(jī)械通風(fēng)為主,其它車間以自然通風(fēng)加局部機(jī)械通風(fēng)為主。
合成氨車間和碳化車間還要裝配事故排風(fēng)裝置,在車間發(fā)生泄漏大量可燃?xì)怏w和有毒氣體時開始啟用,進(jìn)行強制排風(fēng)。其排風(fēng)的吸風(fēng)口,應(yīng)布置在爆炸性氣體散發(fā)量最大的區(qū)域,吸風(fēng)口要在車間北面墻壁2/3高處以上安裝。電機(jī)要防爆。事故排風(fēng)口的開關(guān),應(yīng)設(shè)置在便于開啟的地點,排風(fēng)口還要遠(yuǎn)離發(fā)火源。
事故排風(fēng)的排氣量,按車間的換氣次數(shù)確定,當(dāng)可燃?xì)怏w最高容許濃度大于5毫克/米3時,換氣次數(shù)不小于:
(1)車間高度在6米及6米以下者——8次/時,
(2)車間高度在6米以上者——5次/時,
當(dāng)最高容許濃度等于或小于5毫克/米3時,換氣次數(shù)應(yīng)分別乘以1.5。
合成氨車間和碳化車間高度在6米以上,事故排風(fēng)的換氣次數(shù)以5次/時為準(zhǔn)。
2.全面通風(fēng)的氣流組織方式應(yīng)考慮三點:
(1)氣流組織和可燃性氣體的關(guān)系。其要求是將新鮮空氣送到工人操作常停留的工作地點,避免把可燃性氣體和有毒氣體吹向工人操作區(qū)。送風(fēng)口位置要從車間南面墻壁2/3高處安裝。
(2)氣流組織與風(fēng)口位置的關(guān)系。應(yīng)使進(jìn)風(fēng)氣流均勻分布,盡量減少渦流區(qū)。
(3)氣流組織與可燃性氣體和有毒氣體的運動趨向的關(guān)系,應(yīng)考慮可燃?xì)怏w和有毒氣體的密度。合成氨和碳化車間泄漏的氣體如一氧化碳、氫氣、氨氣都比空氣輕,這些氣體會迅速上浮聚集,要以車間上部排風(fēng)為主、下部排風(fēng)為輔。要求合成氨車間、碳化車間采用天窗式廠房結(jié)構(gòu),即便利了排風(fēng)通風(fēng),又確保了安全生產(chǎn)。