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純堿生產(chǎn)中帶壓不置換動火安全技術(shù)的探討

文檔作者：李長君文檔來源：大連化學工業(yè)公司堿廣安全科		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月10日
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純堿生產(chǎn)中帶壓不置換動火
安全技術(shù)的探討
大連化學工業(yè)公司堿廣安全科 李長君
摘要：豐 帶壓不置換動火補焊可燃性氣體容器和管道的安全技術(shù)分 下 十方面進行了探討：理
論依據(jù)；發(fā)生爆炸火災(zāi)的原因；茄爆痞’藏井針對純堿生產(chǎn)具體情配．提出了動火點周圍空氣中可燃氣體含
量取可燃物爆炸下限的 作為動火分析臺椿標準的現(xiàn)點．
爆炸火災(zāi)事故往往帶來生產(chǎn)設(shè)施的重大
破壞和人員的傷亡， 是化工企業(yè)各類事故中
危害最大的一種。在純堿生產(chǎn)中， 由于生產(chǎn)
系統(tǒng)的某些環(huán)節(jié)存在氨，氫、一氧化碳、硫
化氫等可燃性氣體，而且在焊接作業(yè)中往往
要接觸到這些可燃性氣體的容器或管道的焊
補，若不采取可靠的安全措施，就有可能發(fā)
生爆炸火災(zāi)事故。
可燃性氣體容器或管道的焊補， 目前主
要有置換動火和帶壓不置換動火兩種方法。
置換動火，是將容器或管道內(nèi)的可燃性氣體
甩蒸汽或氮氣等惰性氣體置換掉，經(jīng)取樣分
析達到動火標準后方能動火。由于置換動火
需要停車，這樣就會造成生產(chǎn)波動，影響產(chǎn)量
和質(zhì)量。例如，·450kt，a純堿的氨堿廠，碳
化廢氣總管漏需焊補。若置換動火，停車、
放空、置換、堵盲板就需7小時，焊補需I
小時，抽盲扳開車恢復(fù)正常生產(chǎn)需5小時，
合計停產(chǎn)時間為13z]~時，影響產(chǎn)量約6)OOto
若帶壓不置換動火，就可以保持生產(chǎn)連續(xù)進
行，也就不會影響產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，本文
僅對純堿生產(chǎn)中帶壓不置換動火焊補可燃性
氣體容器或管道的安全技術(shù)進行探討。
一
、理論依據(jù)
可燃性氣體的容器或管道動火時發(fā)生的
爆炸，一般屬化學性爆炸。這類爆炸需同時
具備三個條件：
1． 存在可燃物，
2． 可燃物與空氣形成爆炸性混臺物并
達到爆炸范圍，
3． 在火源的作用下。
其中條件I和條件3是生產(chǎn)條件下焊補
作業(yè)無法避免的，而浦豫條件2，則是焊補
動火時防爆技術(shù)的理論依據(jù)。
可燃性氣體與空氣混合遇明火能發(fā)生爆
炸是有極限的，這個極限就是它在空氣中的
濃度范圍。例如，氮的爆炸極限：下限為15
， 上限為28％。這就是說，氧在空氣中能
發(fā)生爆炸的濃度范圍是15~28 。當濃度低
于爆炸下限，遇明火不會爆炸，當濃度高于
爆炸上限，遇明火雖然不會爆炸，但接觸空
氣卻能燃燒。煤氣、乙炔氣、氮氣等，由于
它們在容器或管道中的濃度大大超過爆炸上
限，所以帶壓焊補時，引燃可燃氣體，并以
穩(wěn)定的條件保持這個燃燒系統(tǒng)就不會發(fā)生爆
炸事故。純堿生產(chǎn)中的窯氣、爐氣，以及碳
化系統(tǒng)的下段， 中段，中和、廢氣等，這些氣
體中的可燃性氣體含量大都小于爆炸上限，
在空氣中不能點燃。所以，這些氣體的容器
或管道不能用點燃的方法帶壓焊補。那么，
是否可以帶壓動火焊補呢?這還要．從可燃氣
體的爆炸極限， 即在空氣中爆炸的濃度范圍
所需相應(yīng)的氧含量范圍來說明。例如，氫的
純堿工業(yè)
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爆炸下限是I ，上限是75 。這意味著當氫
為 爭6時，空氣占96 ，氧含量為2O．t6％ ， 當
氫為75 時，空氣占2； ，氧含量為5．25 。
這就是說， 氫在空氣中的爆炸范圍4～75
所需相應(yīng)的氧含量范圍是5．25~20．I6 同
理，氨在空氣中的爆炸范圍15~28 所需相
應(yīng)的氧含量范圍是15．t2～17．85 ， 一氧化
碳在空氣中的爆炸范圍12．5～74 所需相應(yīng)
的氧含量范圍是5．46~18．38： ，硫化氫在空
氣中的爆炸范圍 ．3～ 所需相應(yīng)的氧含
量范圍是11．6～20．1 。從以上數(shù)據(jù)可以看
出，純堿生產(chǎn)中的可燃性氣體在空氣中爆炸
所需最低氧含量是5．25 ，麗且是爆炸上限
對應(yīng)所需的氧含量。在純堿生產(chǎn)中，可燃性
氣體在容器或管道內(nèi)的濃度遠遠小于爆炸上
限，這就是說發(fā)生爆炸所需相應(yīng)的氧含量必
須大于最低的氧含量，否則就不會發(fā)生爆炸
事故。據(jù)此道理，筆者認為在純堿生產(chǎn)中，
只要控制容器或管道內(nèi)混臺氣中的氧含量小
于5 ，帶壓動火是不會發(fā)生爆炸的。
二、發(fā)生爆炸火災(zāi)的原因
根據(jù)帶壓不置換動火作業(yè)的特點，可以
哉出發(fā)生爆炸火災(zāi)的主要原因如下；
1_焊補動火前，對昝器或管道內(nèi)外氣
體的取樣分析不準確，或取樣部位不適當，
結(jié)果在容器或管道內(nèi)或動火點周圍存在著爆
炸性混合氣。
可燃氣體中氧含量不超過t ，作為安全標
準 例如，煤氣 乙炔氣、氨氣的容器或管道
帶壓動火 根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗， 在純堿生產(chǎn)
中，除了氨的容器或管道外，其他含可燃性
氣體的容器或管道動火，混臺氣中的氧含量
可以放寬到不超過5 作為安全標準。在焊
補操作過程中，必須始終保證容器或管道內(nèi)
氧含量在5 以下 這就要求前后工序統(tǒng)一
調(diào)度，平穩(wěn)操作，并指定專人負責系統(tǒng)內(nèi)的
氣體分析，若氧含量超過5 ，應(yīng)立即停止
焊補。
2． 保持正壓操作
容器或管道連續(xù)保持穩(wěn)定的正壓．是帶
壓不置換動火安全程度的美健。一旦出現(xiàn)負
壓，空氣進入容器或管道，就難免會發(fā)生爆
炸。
壓力的大小～般要求以不猛烈噴火或氣
為宜。壓力太大，氣體流量流速也太， 因此
噴出的火焰或氣很大很猛，焊條熔滴容易被
大氣流吹走， 繪焊接操作造成困難。另外，
在火焰的高溫作用下，穿孔部位的鋼板易于
變形或裂成更大的孔， 從而噴出更太的火焰
或氣，造成事故。壓力太小，容易造成壓力
波動，焊補時會使空氣漏入容器或管道，形
成爆炸性混合氣。因此，在選擇壓力對，要有
一個較大的安全系數(shù)， 一般為1．47kPa至0．8
MPa(表壓)。
0．控制動火點周圍空氣中可燃氣體舍
2． 在焊補操作過程中，動火條件發(fā)生 量
了變化。
3． 在危險未徹底消除的情況下就動火
焊補。
三、防爆安全措施
1． 控制氧含量
可燃性氣體的容器或管道帶壓不置換動
火焊補，是嚴格控制氧的含量，使之不能形
成達到爆炸范圍的一種方法。因此， 動火前
必須分析存器或管道內(nèi)部的氣體成份， 以保
證其中氧的含量不超過安全標準。一般規(guī)定
1 9 9 1年第1期
動火點周圍空氣中可燃氣體含量若達到
爆炸范圍，動火時即會發(fā)生爆炸。因此，要
嚴格控制動火點周圍空氣中可燃氣體含量在
動火分析合格標準范圍內(nèi)?，F(xiàn)行化工企業(yè)動
火分析合格的標準如下；爆炸下限<4 的
(容積百分比，以下同)，動火點空氣中可燃
物含量4 的，
動火點空氣中可燃物含量<0．5N為合格。經(jīng)
過多年的實踐證明，這個動火分析合格標準
太保守，而且又很難做到。筆者認為，就純
堿行業(yè)來說， 取可燃物爆炸下限的 作動火
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(聯(lián)(堿(的(氨(耗(及
＼．一一、-／ ＼_／ 、_／ 、_／ 、_／
杭州龍山化工廠沈均森
摘要：本文結(jié)臺生產(chǎn)實際．進行簡單計算． 對聯(lián)堿的氨耗及口值控制提出了討論．
一
， 聯(lián)堿的理論氨耗， ～ 向都以碳化塔
內(nèi)的總反應(yīng)方程式來計算：
NaC1+NH3+CO2+H20=NaHCO a+
NH,C1 (1)
2NaHCOa NaiCO}+H20+CO2
(2)
綜合(1)、(2)式得。
2NaCI+2NH3+CO2+H20 =Natco。
+2NH‘CI (S)
按(3)式計算出的理論耗氨量為318～
8／0kg／t。實際生產(chǎn)中，碳化塔內(nèi)的化學反
l應(yīng)要髭雜耨多，碳化生成物重堿的組成也不
僅僅只是N~HCO。，其中還有NaC1、NatCO。，
NH．HCO。等，因此，按(3)式計算的癌滄
氨耗與實際生產(chǎn)過程中的必須消耗量之間存
在著相當?shù)牟顒e?？v觀國內(nèi)各聯(lián)堿廠的氨
耗，最低的都在3,~0kg／t以土，它比理論耗
量已經(jīng)高出20kg／t，然而這個數(shù)字對大多數(shù)
沒有淡液中氨的回收裝置的小聯(lián)堿廠來說，
還是塹坐莫廈的。
必須消耗置是指生產(chǎn)過程中必須需要鞘
耗的數(shù)量，包括生成產(chǎn)品的反應(yīng)物數(shù)量和目
前尚無法避免的一部分損失。比如產(chǎn)品中夾
帶的非主含量物質(zhì)就是不可避免的損耗。碳
化塔內(nèi)的反應(yīng)生成物除NaHCOa外，還有其
它一些物質(zhì)，尤其是其中的NH．HCO,，除
分折臺格標準也是安全可靠的。要達到動火
分析臺格標準，必須在動九前用鉛或石棉繩
等堵塞容器或管道的漏處，然后打卡于。應(yīng)
掇據(jù)襤瓣處前部位，形狀確定卡子板和膠墊
的形狀廈厚度，保證焊補時無泄漏。
‘． 做好焊前準備工作
帶壓不置換動火的危險性很大，必須采
取可靠的安盒措施。首先要組織精明強干的
掄晦班子， 負責搶修工作。現(xiàn)場要準備足夠
風基盼風機，．并要準備幾套長管式防毒面具
和誚以器材。若是高處作業(yè)，還應(yīng)搭好不燃
的腳手架或作業(yè)平臺，跑道應(yīng)符臺安全標準，
以防萬一情況下，保證作業(yè)人員能在短時
問內(nèi)迅速撤離危險區(qū)。焊補前，應(yīng)先測定焊
補處的鷲厚，最小壁厚應(yīng)大于強度計算所確
定的最小壁厚，并能保證焊時不燒穿，否則
不準焊補。應(yīng)根據(jù)壁厚，裂縫靜位置、形
狀，大小廈母材材質(zhì)等，戢定焊補計劃和方
案，以保證焊補成功。
5．焊補操作的安全要求
首先要挑選最臺適的掙工從事帶壓焊補
操作。焊補操作時，必須有專人指揮和監(jiān)護。
焊機電流要預(yù)先詞節(jié)好， 以防電流過大熔穿
金屬。遇到動火條件有變化，如壓力急劇下
．
降，或氧含量超過允許值等，都要馬上停
焊，待查明原因，采取相應(yīng)對策后方可繼續(xù)
焊補。 ’
綜上所述，在純堿生產(chǎn)過程中，一旦發(fā)
現(xiàn)萊氣體容器或管道破漏，只要采取楣應(yīng)曲
安全技術(shù)措地，是可以在不停產(chǎn)的情況下帶
壓動火焊補的。
地堿工業(yè)
、一、
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