??? 脫火與回火都會使可燃氣體未經(jīng)過燃燒而流出,為爆炸災害制造條件。回火如果得不到及時的控制,使火焰竄到具有可燃混合物的細長管道中,就會發(fā)生“爆震波”(參1),其破壞力極大,應絕對避免。因此當燃氣管道內(nèi)混有空氣時,一定要遠離著火濃度界限,否則會造成巨大損失。
??? 已形成燃燒的情況下,為了撲滅火焰,根據(jù)火焰穩(wěn)定的理論,要在火焰的根部破壞其穩(wěn)定條件。例如可用滅火干粉撒向局部火焰的根部,這樣即可以很快消滅釀成火災的火種。
??? 四、城市燃氣事故分析
??? 城市燃氣事故有兩大類:一類為中毒事故;另一類為爆燃與爆炸。如前所述,煤制氣毒性就較大,最容易產(chǎn)生人身中毒,究其原因,主要是因為漏氣所致。此外,由燃氣燃燒產(chǎn)物中CO造成的中毒事件也是可能的。尤其對于洗澡的熱水器,浴室容積小,通風不良,門窗緊閉甚至加鎖,結(jié)果使浴室中氧含量急劇降低,惡化燃燒工況,CO濃度增高,很容易造成死亡事故。此種事故多屬煙道安裝不符安全規(guī)定的事故,此類事故將由其他文章論述。
??? 另一類事故是無控制的爆燃與爆炸。此類事故多因燃氣漏出,形成爆炸的三個條件而產(chǎn)生惡性災害。
??? 造成事故的原因是多種多樣的。但是都離不開本文前部分的理論范圍。下面舉幾個實例(參5),說明燃氣可能造成的危害以及安全措施的重要性。
??? 1、管道漏氣:某燃氣干管一個接口施工不良,造成漏氣現(xiàn)象。漏出的燃氣進入排水管道,在排水管內(nèi)水面上形成可燃混合物。由于偶然機會,火種進入排水管道內(nèi)(香煙頭即為點火源),即發(fā)生爆炸。再有,由于干管漏氣,排至街道,遇汽車排煙中的火種立即引起爆燃。
??? 2、調(diào)壓站內(nèi)的水封凍結(jié):水封的作用是當燃氣壓力超過標準時放氣,泄壓。由于冬季保溫沒有做好,水封凍結(jié)失去作用。當燃氣壓力因某種原因升高后,使用戶的燃氣表裂開,造成漏氣。這時用戶主人在廚房內(nèi)開燈,電器開關的火種就是一個點火源,于是造成爆炸。
??? 3、液化石油氣鋼瓶漲裂:在灌瓶站內(nèi),不能將鋼瓶灌得過滿(即超重)。尤其在冬季,如果鋼瓶灌得過滿,搬至室內(nèi)后,因溫度升高致使鋼瓶漲裂,造成漏氣、爆炸或爆燃事故。
??? 4、調(diào)壓閥接口的“0”形圈脫落:在液化石油氣的調(diào)壓閥與鋼瓶角閥的聯(lián)接處,中間有一個“O”形的膠圈。膠圈安裝在調(diào)壓閥螺紋接口的端部。在換鋼瓶時,不注意脫落后,鋼瓶的角閥與調(diào)壓器的聯(lián)結(jié)處,必然會因漏氣造成爆燃事故。
??? 5、燃燒室在點火時的爆炸: 無論在工業(yè)窯爐的爐膛內(nèi)還是民用熱水器或烤箱的燃燒室中點火時,一定要確認燃燒室中沒有殘存的未燒盡的燃氣時才能點火。否則就會形成爆炸的三個條件,產(chǎn)生爆炸。這往往由于操作不當而發(fā)生的事故,嚴重者可以把爐膛的圍墻推倒。
??? 6、工業(yè)窯爐的嚴重不完全燃燒:在窯爐中因操作不當造成不完全燃燒,使大量的可燃氣體進入煙道,這時又有空氣被吸入煙道,形成爆炸條件,結(jié)果會在窯爐尾部爆炸。
??? 7、民用灶點火不當:對于沒有自動點火的灶,應先點著火柴,然后開氣門,這就是“火等氣”。如果是先開氣門,火柴一時點不著或找不到,這時如急于尋火柴而忘記了關閉閥門,就會產(chǎn)生事故。
??? 8、帶氣作業(yè)的爆燃:如果在燃氣管道內(nèi)或儲罐中完全是燃氣,火焰就不可能竄入。所以可在帶氣的情況下檢修焊接。但是,在工作時必需做好各項準備工作(有專門資料在此不贅述)。尤其要注意的是“降壓”與“封漏”工序。如果“降壓”與“封漏”工序不好,在局部焊接時會使局部火焰蔓延成大火,把設備燒壞,甚至傷人。
??? 9、儲罐爆炸:燃氣儲罐內(nèi)應保證100%的燃氣,絕對不允許在任何情況下?lián)饺肟諝狻7駝t一遇火種即構(gòu)成爆炸三個條件。對于干式儲氣罐活塞上方空間要加強通風,使燃氣濃度非常低,遠離爆炸界限。儲罐需要及時檢修。檢修時,嚴格按照安全操作章程進行。確保不發(fā)生事故。儲罐的容積比較大,維護結(jié)構(gòu)堅實,一旦爆炸,給職工人身與國家財產(chǎn)造成重大損失。這方面的教訓在我國已有幾例,今后應盡全力杜絕。
??? 10、違反安全操作,不懂技術蠻干:這方面的例子是很多的。例如淄博市某用戶用燃氣爐上加鐵板在臥室內(nèi)采暖造成人身中毒;天津市某用戶用液化石油氣的殘液洗衣服造成爆燃;鄭州某廠違反安全操作規(guī)程,造成事故,使操作工死亡;黃石市某廠,不懂技術,在液化石油氣明顯發(fā)生泄露時,沒有及時處理,發(fā)生爆燃,使14人燒傷,4人死亡,經(jīng)濟損失達80萬元;安慶市某人,私自倒灌液化石油氣鋼瓶,造成漏氣,引起爆燃,住房受損,本人也被燒傷。以上只不過是一些發(fā)表在刊物上的部分實例,足以說明不重視完全工作,對國家、對個人都會造成不可挽回的損失。
??? 五、城市燃氣事業(yè)安全生產(chǎn)
??? 城市燃氣事業(yè)由生產(chǎn)、輸配與應用三部分組成。每個城市都制定了結(jié)合本地情況的安全生產(chǎn)規(guī)程。當然在此不能一一介紹?,F(xiàn)在只拿出幾個關鍵性問題,提醒有關同志注意。
??? (一)合理的設計
??? 在設計中除了要遵照安全防火要求外,還要考慮實際情況與運行效果。例如,過去鋼管設計大都采用瀝青防腐,但是事實證明這種方法效果并不理想。為此大城市基本不用瀝青防腐了。如果按老一套設計,不僅降低鋼管壽命,當鋼管穿孔時,不及時搶修就有可能發(fā)生大事故。在應用方面,工業(yè)窯爐的燃燒器的選型與設計不當,也會帶來浪費能源與生產(chǎn)不安全燃燒的事故,例如,在封閉的爐膛內(nèi)必須有熄火保護及火焰檢測裝置??梢娙細馐聵I(yè)的設計工作,首先要考慮的是安全。
??? (二)精心的施工
??? 燃氣事業(yè)的施工不同于一般工程,它要求比較精密,尤其要保證一定的氣密性,確保氣密性達到規(guī)范要求。此外,燃氣管道遍及大街小巷,各家各戶,影響面很大,為此要求具有一定水平,受過專業(yè)教育的工人為骨干的施工隊伍。有些城市過去沒有燃氣專業(yè)的施工隊伍,倉促上馬,急搶時間,施工質(zhì)量不符合要求,造成工程隱患,浪費資金,并且運行也非常不安全,因此有關領導必須把住燃氣施工這一關。
??? (三)嚴格的管理
??? 燃氣事業(yè)建成后,要求定期檢查,維護與修理(參3)。例如凝水罐必須定期抽水,燃氣表要輪流校正與檢驗,過濾器也應及時清洗等等。這些維護管理工作看來簡單,但非常重要。目前采用了“插卡燃氣表”。燃氣管理單位不必每月抄表,同時也免去了可以和抄表一起進行的巡檢工作。很多用戶長期沒有得到管理單位的例行檢查,這很可能造成隱患。必要的例行檢查可以預防事故的發(fā)生,不容忽視。但是,這種工作是經(jīng)常的、大量的與繁瑣的,并且看不見直接效益,往往被各級領導與值班工人忽略,因此需要嚴格的制度保證。
??? (四)正確地操作
??? 無論在事故、檢修與實際應用方面,都要嚴格按照正確的安全操作規(guī)程工作。稍一大意即產(chǎn)生事故。根據(jù)事故案例分析有兩方面:一方面屬于沒有技術知識的誤操作;另一方面則是熟練工人的麻痹大意。因此要求檢查制度與安全教育。
??? (五)先進的設備
??? 為了杜絕事故,安全技術在國際上很受重視。下面簡單地介紹幾種先進的安全設備。
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??? 1、先進的防腐措施:例如各國爭先采用先進的塑料防腐技術,對燃氣管道的內(nèi)壁,還進行塑料噴涂,這樣不僅延長管道壽命,減少維修費用,更重要的是保證管道嚴密性。
??? 2、快速檢漏設備:利用先進的電子設備可以很及時地發(fā)覺漏氣的地點。目前有的國家還利用放射性元素檢漏,把漏氣現(xiàn)象解決于發(fā)生事故之前。
??? 3、安全閥門與接口:日本采用一種“安全旋塞”,在其中有一個尼龍球。在正常工作時(流量不超過標準值),尼龍球靜止不動。一旦發(fā)生事故,流量突然增大。把尼龍球吹起,頂住出口,堵住燃氣外流。這種旋塞,可以保證因偶然原因,膠管脫落造成大量漏氣的危險(見圖5)。?
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??? 4、膠管軟連接:最近在家庭中,燃氣用具與室內(nèi)燃氣管用膠管軟連接的方式越來越多。軟連接比硬管連接方便,但是容易發(fā)生事故,必須給以足夠的重視。下面舉例介紹幾項國外安全措施。
??? 為了強化燃氣膠管,美國杜邦公司生產(chǎn)一種氯磺酰聚乙烯橡膠管,內(nèi)鑲襯鋼絲網(wǎng),即有足夠的強度,又防橡膠老化,并且采用金屬螺紋接頭,嚴密而且牢固。
??? 采用膠管,有時會因彎折或被擠壓而暫時斷氣熄火,恢復后就會發(fā)生漏氣事故。為此日本東京煤氣公司生產(chǎn)一種內(nèi)壁有三個凸起物的膠管(見圖6),受壓后不會斷氣。
??? 5、燃氣用具的安全保護措施:為了安全,對于帶有燃燒室的灶具,除自動點火外,還必須帶有熄火保護裝置,當偶然事故而熄火時,燃氣閥門可以自動關閉,防止漏氣形成爆炸的條件。近年來,在高檔的家用燃氣灶中也裝有自動熄火裝置,它可以防止灶頭意外熄火、漏氣產(chǎn)生的事故。為了加強易出事故的熱水器的安全措施。熱水器安裝了熄火、過熱、缺氧等等保護裝置,當燃燒狀態(tài)稍有差錯,就能自動關閉閥門。此外在建筑上應該重視燃氣用具煙氣的排除。不同類型的熱水器配合不同類型的建筑煙道。因此熱水器的排煙必須與建筑密切結(jié)合。杜絕因排煙不暢引起的人身事故。此外近代先進的熱水器多數(shù)采用市電控制。這時的熱水器不但是燃氣用具,而且是條件比較不好的電器用具。因此其電氣安全與電磁兼容安全應給以足夠的重視。否則燃氣用具可能發(fā)生電器事故。
??? 6、電腦安全系統(tǒng):日本在83年就開始使用微型計算機控制燃氣系統(tǒng)以保證安全運行。圖8就是一個例子。將燃氣流量,室內(nèi)空氣中CO濃度,地震信號及燃氣參數(shù)等信號輸入計算機內(nèi),當某信號出現(xiàn)異常時,計算機控制閥門,使之關閉,防止事故(圖8)。
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??? 結(jié)語
??? 1、著火溫度、熄火溫度,爆炸條件以及穩(wěn)定燃燒是保證城市燃氣事業(yè)安全工作的重要理論基礎。各種各樣的爆燃、爆炸事故都應經(jīng)過理論分析,總結(jié)經(jīng)驗教訓,改進安全技術措施,使安全技術在理論上與實踐中逐步提高。
??? 2、為了保證安全生產(chǎn),合理的設計是安全的根本;高質(zhì)量施工是安全的保證;及時的維護管理是與先進的安全技術是安全的最后的屏障。各方面相輔相成,把理論研究、工程技術、企業(yè)管理以及宣傳教育等工作結(jié)合起來,才能取得良好效果。
??? 3、家用燃氣設備直接面對用戶。 因此安全使用是非常重要的問題。家用燃氣設備直接安裝在建筑物內(nèi),與建筑物有密切聯(lián)系?;仡欉^去發(fā)生的事故,許多是由于與建筑不配套造成的。為此呼吁在建筑法規(guī)內(nèi)編制與排除煙氣的內(nèi)容。
??? 4、使用市電的熱水器,必須具備電氣安全與電磁兼容安全措施。除要求安全使用燃氣外,還有注意電氣的安全。
??? 5、加強安全規(guī)范的研究。正確安全防火規(guī)范是完全必要而且應堅決執(zhí)行的。但是,有些不統(tǒng)一的,陳舊的安全要求有時會影響燃氣事業(yè)的發(fā)展。例如儲罐的安全距離、管道建筑物間距以及樓梯間能否進燃氣管等是于隨著材料與施工水平的提高在不斷改進的。只有經(jīng)過技術經(jīng)濟分析,認真總結(jié)國內(nèi)外經(jīng)驗,才能做出合理的決斷。另一方面還要注意國外動態(tài),例如以前國外發(fā)生的幾起重大燃氣失火事故,我們應收集有關資料,調(diào)查研究,接受一些先進國家的教訓,對我們今后工作是很有益的。
參考文獻:
??? 1. Combustion, Flame & Explosions of Gases?? Bernard Lewis & Guenther von Elbe?
Explosives and? Physical Science Division, U.S. Bureau of Mines, Pittsburgh, Pa.. 1961
??? 2. 燃氣燃燒及應用?? 同濟大學????? 中國建筑工業(yè)出版社???? 1996
??? 3. 燃氣輸配??? 哈爾濱建工學院???? 中國建筑工業(yè)出版社???? 1998
??? 4. 燃氣測試技術手冊????? 金志剛?? 天津大學出版社???????? 1994
??? 5. 城市煤氣情報????????????????????????????????????????? 1978~1984
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