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胜平负:D類火災與D類滅火劑應用

胜平负 www.qmeia.com  

 

圖/浙江宇安消防 文/楊國建 


    摘要;近年來隨著我國新型金屬合金材料技術的不斷進步和普及應用以及煉油等化工企業對D類火災的實際防控需求,結合我國目前對D類滅火劑掌握的技術水平并對D類滅火劑應用進行一些分析。
    關鍵詞; D類金屬火災、烷基類火災、D類滅火劑技術、煉油廠、輕質金屬企業、防控與應用。

    1、引論
D類火災是一種比較特殊非常見性的金屬類物質燃燒火災,該類火災撲滅難度相當大。據了解,目前世界范圍內也只有1-2家企業真正掌握撲滅該類火災的滅火劑技術,特別是能有效撲滅烷基類金屬火災的滅火劑更是屈指可數,且能真正符合GA979-2012標準技術要求的,世界上目前就僅有浙江宇安消防裝備有限公司一家。我國早在80年代就有相關消防領域的專家進行深入研究D類滅火劑技術,但是由于突破該技術難度較大等種種原因,一直以來也未能突破該項技術瓶頸。近年來,隨著我國新型金屬合金材料技術的不斷進步和普及應用,以及煉油等化工企業對D類火災的實際防控需求,結合我國目前對D類滅火劑掌握的技術水平,公安部天津消防研究所啟動了D類滅火劑標準的制定,《GA979-2012、D類干粉滅火劑》標準已于2012年2月1號發布,2012年3月1號正式實施。

  
    2、金屬火災區分
    2.1火災分為A、B、C、D、E、F類,D類火災,在火災類別中排行序列第四位,屬于非常見性火災。在D類火災中也有一定的相同和區分,如;金屬鎂、金屬鈦、鋁粉、鎂合金、鋁合金是屬于D類火災中較容易撲滅的火災,因其燃燒時無融化現象,在燃燒時直接燃燒。
    2.2 金屬鋰、金屬鈉雖然也是固體但是其燃燒特征與前者有一定的區別,由于金屬鋰和金屬鈉與高溫燃燒時,先融化成金屬水而再燃燒,或者說一邊燃燒一邊融化,所以一旦發生火災,撲滅難度也相對較難,目前只能采取覆蓋方法滅火。
    2.3 烷基類火災一般較常見于煉油廠等化工企業中,由于烷基類一般均以催化劑身份供企業使用。
    2.3.1 三乙基鋁(Aluminumtriethyl,TEA),化學式為C6H15Al、Al(C2H5)3,分子量為114.16。主要用于有機合成,也用作火箭燃料。本品具有強烈刺激和腐蝕作用,主要損害呼吸道和眼結膜,高濃度吸入可引起肺水腫。吸入其煙霧可致煙霧熱。皮膚接觸可致灼傷,引起充血、水腫和起水皰,疼痛劇烈。三乙基鋁(97-93-8)與三氯化鈦組成納塔催化劑,促使丙烯進行穩定聚合;與四氯化鈦組成齊格勒催化劑,用作乙烯的低壓聚合、丙烯聚合和異戊二烯聚合。本品也用作合成橡膠及有機合成的催化劑,是齊格勒-納塔型催化劑組分之一。
    2.3.2 正丁基鋰, 鋰的烷基衍生物。包括正丁基鋰、甲基鋰、苯基鋰等。它們常用作試劑,其中以正丁基鋰溶液最常用。烷基鋰能對羰基化合物進行加成反應,還能對活潑氫進行置換反應,以及鹵素-鋰交換反應,其反應性能比一般格氏試劑要廣泛而且多樣化。它與多種金屬有機物形成的金屬鋰衍生物廣泛用于有機合成。用作聚合催化劑、烴化劑,用于引發共軛二烯烴進行陰離子聚合。通過活性聚合途徑,可以合成指定結構的線型、星型、嵌段接枝、遙爪型等聚合物,也可用來制備低順式聚丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、溶液丁苯橡膠、熱塑性橡膠、液體橡膠、熱固性樹脂、涂料等。
2.3.3 三異丁基鋁 ,分子式 C12H27Al;[(CH3)2CHCH2]3Al,主要用于有機合成及作聚合烯烴的催化劑。烯烴的聚合物。它是由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烴以及某些環烯烴單獨聚合或共聚合而得到的一類熱塑性樹脂的總稱。
一般金屬火災均有一個共同特性,即吸收空氣的中水分子時會釋放出氫氣,一旦燃燒就難以撲滅而且溫度也非常高,一般都會達到2500-3000°左右。固體類金屬火災時會放出耀眼白光,非常刺眼,而烷基類火災燃燒時則無耀眼白光產生。

     3、D類物質存儲
     3.1 固體輕質金屬物質儲運要特別注意,應將它儲存于陰涼干燥的倉庫內,相對濕度不宜超過75%,遠離火種及熱源。應與氧化劑、酸類分倉庫存放,切勿混儲混運,搬運時輕裝輕卸,保持包裝密封。一定要注意與氯氣等鹵素隔絕。在金屬鎂的生產加工及使用過程中,必須及時清除金屬鎂加工件的粉塵、碎屑、毛刺等,因為粉塵、碎屑以及毛刺的表面積大,在空氣中受熱后易燃燒。如果粉塵大量增加,將會聚集漂浮在空氣中與空氣形成爆炸性混合物,一旦遇到火源,就會發生猛烈的爆炸燃燒事故。
     3.2 烷基類物質儲存時必須用充有惰性氣體或特定的容器包裝,儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源??馕虜懷?5℃,相對濕度不超過75%。包裝要求密封,不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、醇類等分開存放,切忌混儲。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料,還應該具有避雷防雷實施。

     4、石化生產工藝防火(部分文/引用)
     4.1火災危險性
     4.1.1 原油及其煉制以后的產品皆為易燃易爆物品,在煉油工藝生產過程中,有許多工藝過程需加溫、加壓,有的甚至需要用高溫、高壓,一旦油、氣泄漏,將會發生燃燒爆炸,導致火災事故發生。
     4.1.2 石油及其產品是電的不良導體,在生產、運輸過程中,因噴射、沖擊、沉降等原因易產生靜電,導致油、氣燃燒。
     4.1.3 乙烯生產過程中物料多呈氣態,裝置比煉油更加復雜,都是在更高溫(最高可達1010℃)、更高壓(最高壓力11.28兆帕)下進行,更危險的是裂解的操作溫度遠遠高于物料的自燃點,一旦泄漏,會立即發生自燃。如與空氣混合,達到爆炸濃度,遇明火會發生爆炸,而生產過程中又要用到加熱爐明火,如果管線、設備因維修保養不當,被腐蝕產生裂縫而導致物料泄漏或者不嚴格按照操作規程操作,極易引起火災。深冷分離是在-30~-165°C超低溫下進行,若原料氣不干,系統內殘留水份就會發生“凍堵”,若操作不當,還會使設備冷脆破裂,造成泄漏,另外加氫時,反應器的進料氫、炔比例控制不當都容易引起爆炸,燃燒事故。
    
     4.2 防火措施
     4.2.1 煉油生產工藝的防火要求
     4.2.1.1 原油脫鹽脫水中,如發生停電等故障,操作者應立即停止加熱,避免局部過熱損壞設備而漏油起火。車間內應設置自動報警裝置,以便及時處理事故。“電脫鹽脫水器”應在排盡空氣后方可接通高壓電,當油沒滿罐或有空氣存在時,勿啟動高壓電源,以防止油氣爆炸。定期檢測高壓電源,發現絕緣不良、電場強度超標時勿開啟使用,防止原油燃燒爆炸。
     4.2.1,2 蒸餾過程中,應定期檢修管式明火加熱的管壁,清除爐焦,對剝蝕嚴重的管壁予以更新。加熱爐應設防爆間,以便爆炸時能及時泄壓。并應設有事故放空設施、蒸汽滅火設施、蒸汽吹掃管線等裝置。離加熱爐10米處應設控制閥門。點火前先用氮氣或蒸汽排除燃料管線內的空氣,使含氧量降至0.2%~1.O%以內,防止回火。繼續用蒸汽向爐膛內吹掃10~15分鐘,排凈可燃氣體后可稍開風門,將點火棒伸入火嘴處,打開氣閥點火。勿先開燃料氣閥再伸入點火棒,以免引起爆炸。高含硫原油應先進行脫硫處理,以減輕對設備的腐蝕。減壓蒸餾時如有空氣進入塔內將形成爆炸性混和物,加上塔內溫度高達410°C,危險極大,因此,蒸餾塔、流量計、溫度表、壓力表等應質量可靠。蒸餾塔、汽提塔以及輕重油泵房內均應設置蒸汽滅火設施。裝置內設泡沫滅火系統。塔內最好安裝可燃氣體自動報警器、安全閥及緊急放空管。所有設備、管線、閥門等勿泄漏,一旦發現滲漏立即停止進料,查明原因,泄漏擴大時,應熄火停車進行檢修。
    減壓裝置的電氣設備應采用防爆型,并有良好接地。蒸餾時嚴禁超壓操作??で?,應先全面檢查設備,進行氣密試壓。用蒸氣吹掃設備及管線,然后進行冷油循環,方可升溫。停工時,應先減少處理量、降溫,然后掃凈塔、容器、加熱爐和管線,最后用惰性氣體或蒸汽進行徹底置換。
     4.2.1.3 熱裂化時,因為重質油是在450°C~550°C(已達到油品自燃點)條件下進行反應的,如有泄漏,油氣溢出將立即起火,所以,設備管線必須嚴防滲漏引起火災。由于是在高溫高壓廠進行裂化反應,油品對設備管線腐蝕較嚴重,容易使容器耐壓強度減弱或穿孔,因此,必須定期對設備的腐蝕情況進行測量和定期清除爐內結焦,以防止管線的設備漏油?;蝗繞鶻詮芟嘰π梟柚夢露缺?、壓力表、蒸汽滅火裝置、蒸汽吹掃管線裝置等?;蝗繞饔Χㄆ誶逕?,除去結焦。其他防火措施與“蒸餾”相同。
     4.2.1.4 催化裂化工段,催化劑在再生器燒焦時,溫度高達630C~650°C,若操作不當,使空氣和明火進入,會立即發生燃燒爆炸,因此在催化劑進入再生器前應將油、氣分離掉。并定期檢測再生反應系統、加熱爐等設備,防止設備、管線損壞致使油品外泄。對穩定吸收系統、輕重油泵房等部位需要安裝氣體自動報警儀。對裝置區應配備火災自動報警設施。其他防火措施與“蒸餾”相同。
     4.2.1.5 氣體分餾時,開工前應對系統設備及管線貫通吹掃,掃凈易燃易爆液態烴的殘留物,檢查設備和管線的嚴密性,嚴防物料泄漏,并用氮氣或蒸汽排除設備和管線內的空氣,使設備內碳氫化合物中氧含量小于0.5%,以確保安全開工,應經常檢查器具及管線的泄漏情況,頂部放空閥必須保證開關靈活好用,且無內漏。在裝置區內重點部位必須配備可燃氣自動報警儀和現場報警設施。
     4.2.1.6加氫裂化時,由于此過程是在較高壓力(10——15兆帕)和較高溫度(370~430°C)下進行的,而氫氣經壓縮后壓力在10~15兆帕,如果設備、管線滲漏,導致氫氣高速噴出,由于摩擦產生靜電火花,會引起爆炸,所以要嚴防設備。管線泄漏,一旦發現泄漏,立即停車進行處理。另外,高壓氫氣長期與鋼接觸會引起“氫脆”,使鋼容器耐壓強度降低,易引起物理性爆炸,進而造成易燃氣體的燃燒爆炸。所以必須定期更新加氫裂化系統的高壓設備,勿帶病運轉。反應物進入高壓分離器前,在冷卻器入口處應注入一定量的水,以溶解反應中生成的氨,防止產生硫酸鉸、碳酸氫鉸結晶堵塞管道和冷卻器。反應器需用隔熱襯里,其外壁需涂刷超溫顯示劑,以便能及時發現溫度異常情況。裝置區重點部位可設置可燃氣體報警裝置?;鷦直ň韉壬枋?。
     4.2.1.7 焦炭化時,主要的危險在于焦炭塔下的四通閥,因受物料中的焦炭摩擦和粘附影響,閥門容易泄漏,漏出的油品溫度達500°C,已超過自燃點,極易起火。應定期對四通閥進行檢查,維修,以防止泄漏。四通閥旁需配置水蒸汽噴射裝置,以便漏油時能迅速滅火。應定期檢測設備,管線。輕油泵房、氣體壓縮機房需安裝可燃氣體自動報警儀等設施。若采用釜式焦化工藝,裝料前應先排凈釜內水蒸汽和冷凝水。出焦時先向釜內吹水蒸汽,等溫度降至規定值時方可開釜,防止自燃。水力除焦時,應在釜溫降低時再注進冷水,以免設備急冷變形。出焦日應有噴水設施,用來冷卻出釜焦炭或撲滅釜外小火。釜內起火時應用水蒸汽滅火。定期檢測釜底鋼板厚度,發現隱患,及時修理或更換。
    4.2.1.8 催化重整時,應嚴格按照工藝操作,加強設備檢查維修。裝置區內應設置自動報警儀等設施。重整反應器的隔熱襯里外壁應涂超濕顯示劑,并定期檢查反應器各部件。加氫部分防火措施同“加氫裂化”。
    4.2.1.9芳烴抽提時,系統內的介質有毒,并且易燃易爆,需對設備管線定期檢查,防止泄漏。安全閥跳開后,應降壓檢查安全閥的關閉情況。若關閉不嚴,需拆卸重新研磨、校驗。
   
    4.2.2 石油產品精制生產過程的防火要求
    4.2.2.1 加氫精制時,在生產過程中要定期檢測爐管壁厚,除去管壁焦質。其他防火措施參照“加氫裂化”。
    4.2.2.2 糖醛精制時,要防止加熱過程中加熱器內存在的空氣,以及防止加熱器泄漏。
    4.2.2.3 酮苯脫蠟工藝中所用的酮、笨、氨均有毒,且易燃易爆,應定期檢查設備、管線,防止泄漏。氨壓機勿帶液氨,防止爆炸。濾機內氧含量應合乎標準,勿超高,濾機等電機設備應防爆,勿漏電。嚴禁管線凍凝堵塞使進出容器物料失去平衡發生蹩壓爆炸。 
    4.2.2.4 分子篩脫蠟防火要點:投料前所有設備、管線全部應用蒸汽或氮氣掃凈;加熱爐應定期檢測壁厚,防止泄漏;設備應有良好接地;分子篩再生時,應通入空氣燒焦。燒焦時,為防止油氣同空氣形成爆炸性混合物,應先冷卻,用空氣吹掃,再通過其它辦法去除積焦。精油過濾時,應用惰性氣體?;?。嚴格按照規定操作,防止精制塔安全閥跳開著火。 
    4.2.2.5丙烷脫瀝青工藝中丙烷壓縮機等設備應定期維修,廠房內設可燃氣體報警裝置。瀝青汽提塔等出料口應設置水蒸汽滅火裝置,瀝青放料時溫度應嚴格控制,防止自燃??で壩盟羝虻瞪?。置換系統內的空氣。否則,丙烷與空氣混合易形成爆炸性氣體。 
    4.2.2.6白土精制過程中,定期檢測爐管壁厚和除焦;嚴格按照規程操作。 
    4.2.2.7其他煉油工藝的工藝裝置、設施、機械。建筑物、易燃物品的儲存、運輸以及防火間距等可參照《煉油化工企業設計防火規定》YHS801—78煉油篇中的具體規定。 
    
    4.2.3 乙烯生產工藝的防火要求
    4.2.3.1選擇安全裝置,定期維修設備受壓設備和容器上應安裝安全閥、壓力表、爆破片等防爆泄壓及其他安全保險裝置。壓力表應垂直安裝在管道和設備上,禁止在氨和乙炔管道或設備上使用銅質壓力表及閥件。高溫設備或明火加熱爐連接的管線上應安裝阻火器或水封。儲罐上需裝呼吸閥。定期對所有防爆泄壓和安全保險裝置及其附件進行檢測,保障其安全可靠性。定期對重點設備、容器等進行檢修,消除隱患。
    4.2.3.2嚴格控制溫度和壓力,為嚴格控制生產過程中的溫度,需安裝自動測溫、自動調溫等聯鎖系統。在重要部位還應設有下限溫度、上限溫度報警裝置???、停車時嚴格執行工藝操作規程,確定烘爐的恒溫、降溫、升溫等工藝操作規程。加氫過程中為防止反應器“飛溫”,應控制氫、炔的比例。在乙稀生產中,為避免壓力不當造成危險,應在危險性大的壓縮及深冷分離過程中設置自動調壓、自動報警、自動切除等控制壓力的系統。應配備二路電源和水源,操作時要保證水壓大于氣壓,發現停水或氣壓大于水壓時要緊急放空,以防止因停水、水壓不足造成的設備被燒裂引起的火災。所有的壓力表需靈敏、準確,其最大量程與容器工作壓力相適應。
    4.2.3.3嚴格控制物料流量、流速及液位為防止烴類氣體、液體在生產過程中產生靜電,或升溫后設備、容器爆裂,應嚴格控制物料在管中的流速。流量以及投料比例。塔、罐、容器上應設置低液位或高液位自動報警及自動切除進出料的控制系統。壓縮機各段吸入罐的液位更應嚴格控制,防止液位過高使儀表聯鎖失敗,罐體損壞,物料外濺引起事故。
    4.2.3.4安裝必要的滅火設施在生產過程中,應根據裝置的特點配備必要的滅火設施,如D類滅火系統、泡沫滅火系統、水噴淋滅火系統、冷卻水系統、蒸汽滅火系統等。在可燃氣體泄漏區、明火區最好設置可燃氣體自動檢測報警并聯鎖固定蒸汽幕滅火系統。
 
    5、D類滅火劑研究與應用
    D類火災是一種比較特殊非常見性金屬類物質燃燒火災,其撲滅難度相當的大。據了解,目前世界范圍內也只有1-2家企業真正掌握該技術,特別是能有效撲滅烷基類金屬火災的D類滅火劑生產企業更是屈指可數,且能真正符合GA979-2012標準技術要求的,世界上目前就僅有浙江宇安消防裝備有限公司一家。我國早在80年代就有相關消防領域的專家進行深入研究D類滅火劑技術,但由于突破該技術難度較大等種種原因,一直以來也未能突破該項技術瓶頸。近年來,隨著我國新型金屬合金材料技術的不斷進步和普及應用以及煉油等化工企業對D類火災的實際防控需求,結合我國目前對D類滅火劑掌握的技術水平,公安部天津消防研究所啟動了D類滅火劑標準的制定,《GA979-2012、D類干粉滅火劑》標準已于2012年2月1號發布,2012年3月1號正式實施。

 

     浙江宇安消防裝備有限公司董事長、總工程師楊國建先生,長期專注于消防產品技術的創新和新技術領域的研究,利用D類物質其自身的性質、化學結構。采用鈉鹽為主要材料制備的D類滅火劑中添加了少許的阻燃劑,利用阻燃、催化劑與鈉鹽自身內的金屬物質進行有效的導入最終有效結合,在遇到瞬間高溫時滅火劑釋放出有抑制、催化功效的氣體(部分工藝可能會涉密已略)從而達到阻燃催化之滅火奇效。在使用D類滅火劑撲滅D類滅火時應該采用淹沒式,緩緩將滅火劑噴灑于燃燒物質上,噴射出的滅火劑風壓不<0.6、不>0.9兆帕為最佳。浙江宇安于2009年10月研發成功金屬鎂、烷基類金屬火災滅火劑,同時也是國內首家申請型式認證的D類滅火劑企業,產品性能通過國家固定滅火系統和耐火構件質量監督檢驗中心,依據《GA979-2012、D類干粉滅火劑》標準進行了型式檢驗,經權威檢測該滅火劑各項性能指標均符合標準要求,并獲得了中國境內首份D類滅火劑型式檢驗報告,由此也證明了我國在D類滅火劑技術領域已達到了世界先進水平。

 

    本公司生產的D類金屬滅火器材已大量應用到了:中國石化上海高橋煉油廠、中石化武漢煉油廠、廣東茂名石化、浙江鎮海煉化有限公司、天津大港煉油廠、重慶馬瑞丁.博奧鎂業 、聞喜縣盛富鎂粉廠、江蘇海正醫藥化工有限公司、上海杰韋弗有限公司、上海燦溪經貿有限公司、夏門連科工業有限公司、浙江聯盛化學工業有限公司、西安安全爐料有限公司、無錫博士汽車柴油系統股份有限公司、寧波江東中安消防物資有限公司、天津金順科技發展有限公司、高德紅外股份有限公司 、南京協創機械設備有限公司等企業單位,在屢次滅火中均出色的完成使命展現出其獨特的性能效果。


  
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