石油化工安全環(huán)保技術(shù)48PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOL0GY 2008 年第24卷第6期防火防爆近期聚烯烴料倉(cāng)粉塵爆炸的分析與對(duì)策譚鳳貴(北京化工大學(xué)信息與科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京100029)滴要:對(duì)近十年聚烯烴料倉(cāng)典型爆炸事故進(jìn)行匯總,分析事故原因,并對(duì)典型的爆炸事故案例中的高料位報(bào)警器放電特性進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn),提出抑制事故趨勢(shì)的對(duì)策和措施。關(guān)鍵詞:聚烯烴料倉(cāng);粉塵爆炸;靜電.20世紀(jì)80年代是國(guó)際工業(yè)粉塵靜電爆炸的一步說明,并提出相關(guān)建議,希望能減緩現(xiàn)今的事高峰期,推動(dòng)了粉體靜電的研究熱。我國(guó)聚烯烴故趨勢(shì)。粉塵爆炸的高峰期約在90年代，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在2典型事故分析此期間發(fā)生了70余起料倉(cāng)粉塵爆炸,嚴(yán)重制約了聚烯烴制備工業(yè)的安全生產(chǎn)和擴(kuò)能改造。期間，2.1 典型事故案例一中國(guó)石化集團(tuán)公司曾多次召開專題研討會(huì),組織攻關(guān)和課題研究,并于2000年11月發(fā)布了“防止事故經(jīng)過:某廠年產(chǎn)140 kt/a HDPE裝置在聚烯烴料倉(cāng)靜電燃爆的安全管理規(guī)定”(2004年和2005年4月21日處理過渡料時(shí),TK -451摻合倉(cāng)2008年又做了部分修訂),事故趨勢(shì)明顯緩和,但和旋風(fēng)分離器MZ454發(fā)生爆炸,當(dāng)時(shí)料倉(cāng)進(jìn)90 t近幾年國(guó)內(nèi)類似事故又有所增加,必須做預(yù)防工料,之后進(jìn)行2 h外摻合,當(dāng)送料50 t時(shí)發(fā)生爆炸。原因分析:作,采取安全措施防止爆炸事故的發(fā)生。該裝置采用淤槳法反應(yīng)工藝,物料中的未反1近10年聚烯烴料倉(cāng)典型爆炸事故應(yīng)單體及稀釋劑(主要是己烷)較高,雖然有閃蒸、2000年2月和9月,某廠PP 摻合倉(cāng)進(jìn)料時(shí)發(fā)干燥等脫揮和氣體回收工藝,但造粒前粉體中揮發(fā)分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在正常生產(chǎn)時(shí)仍有0.2 % ~生閃爆。2000年10月和2002年11月,某廠LDPE料0.3 %(過渡料中含量更高)。粒料中的揮發(fā)分逸出時(shí)間約為6~8h,因此物料在摻合倉(cāng)處理過程倉(cāng)發(fā)生爆炸著火。2001年2月,某廠LDPE分析倉(cāng)發(fā)生閃爆。中,實(shí)際上也是氣體逸出和積聚的過程。按0.1 %2002年5月,某廠HDPE粉料倉(cāng)進(jìn)料時(shí)發(fā)生含揮量計(jì)算,90 t料約可逸出22.6 m'已烷氣,40 t料約可逸出10 m'已烷氣。爆炸著火。2004年5月和12月,某廠LDPE 稱量計(jì)上貯該料倉(cāng)采用頂進(jìn)頂出式通風(fēng)方式。在空倉(cāng)條件下,進(jìn)料風(fēng)通常只能吹掃4 ~6 m距離,大部分風(fēng)槽和脫氣倉(cāng)發(fā)生閃爆。2005年4月,某廠HDPE摻合倉(cāng)送料時(shí)爆炸。量直接由排風(fēng)集塵管逸出。己烷氣相對(duì)密度約2006年4月,某廠HDPE摻合倉(cāng)進(jìn)料時(shí)發(fā)生2.97,主要積聚在粒料間和料堆表面。料倉(cāng)直徑5.5 m,90 t料堆位高約13 m,40 t料位高約7.52008年8月,某廠HDPE摻合倉(cāng)摻合后發(fā)生m,料倉(cāng)高23.45 m,也即在摻合和送料過程中,堆.面已烷氣體很難被置換出去(現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),排氣口氣閃爆。調(diào)查表明，上述事故的火源是物料自身的靜體濃度約為200 mU/m')。HDPE粉塵最小著火電放電,但造成粉塵爆炸的誘因或?qū)Щ鹚髋c工藝收稿日期:2008 -07 -18。制備過程和粉體處理過程的“偏離”有著千絲萬(wàn)縷作者簡(jiǎn)介:譚風(fēng)貴,男,曾在公開發(fā)行的期刊上發(fā)表多的關(guān)聯(lián)。通過具體案例的分析,對(duì)上述說法作進(jìn)篇文章,高級(jí)工程師,教授。2008年第24卷第6期.譚鳳貴.近期聚烯烴料倉(cāng)粉塵爆炸的分析與對(duì)策 土-49能低,標(biāo)準(zhǔn)粒徑(75μm)時(shí)為10 mJ,現(xiàn)場(chǎng)混合粉塵0.06實(shí)例值約17 mJ。當(dāng)與已烷氣混合時(shí),雜混粉塵的005最小著火能( MIEg)將隨氣體濃度的增加而下降。城0.04不同己烷氣體濃度的MIE計(jì)算值如圖1所示。城0.03200200116T300 FC801 Y1600 Y2000 Y2600T1MIE,-17mJ12圖2不同熔融指數(shù)( M1)物料含揮量2.2典型案例二MIE, , 10mJ事故經(jīng)過:某廠100 kVa聚丙烯裝置2D903B摻合倉(cāng),在2000年2月12日進(jìn)料中發(fā)生閃爆。同10450 %LEL年9月16日2D903E又發(fā)生閃爆。圖1不同氣體濃度的 MIEn計(jì)算曲線原因分析:兩次閃爆均為生產(chǎn)高熔融指數(shù)料(M1),物料HDPE粒料風(fēng)送靜電起電較高,φ150 mm管在含揮量偏高(如圖2所示,隨MI的增加,物料揮發(fā)13v/h負(fù)荷下起電約在0.6~ 1.2 uc/kg。 對(duì)分相差1.8倍)。φs.5m直徑摻合倉(cāng),料堆表面產(chǎn)生錐形放電的臨“9. 16"事故時(shí),2D501汽蒸機(jī)料位失控,料位界荷質(zhì)比約為0.28 μe/kg,放電能量約10 mJ。由.過低(如圖3) ,物料脫揮不足。汽蒸機(jī)正常時(shí),進(jìn)圖1可知,當(dāng)料堆表面已烷氣體濃度大于40 %料揮發(fā)分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約為2 % ~2.5 % ,出口小于LEL時(shí), HDPE雜混料塵就有被堆面錐形放電引燃500 mL/m' ,粉料倉(cāng)(2D803)氣體約在20 % ~50的可能，氣體濃度越高, MIFg越低,引|燃幾率越高。% LEL。事故后檢測(cè),2D803粉料倉(cāng)氣體濃度高達(dá)2008年8月12日,某廠HDPE摻合倉(cāng)(φ8 m100 % LEL( Y1600) ,而在正常生產(chǎn)時(shí),同牌號(hào)只有x30 m)也發(fā)生了類似的閃爆事故，當(dāng)時(shí)進(jìn)料29057%LEL。圖4為9月20日在2D803粉料倉(cāng)和1,料位高16m,空倉(cāng)約14m,摻合2.5h后,剛一開2D903摻合倉(cāng)進(jìn)行的氣體檢測(cè)數(shù)據(jù)。冷風(fēng)機(jī)即閃爆。970D501料位5040-30-2025335時(shí)間/h圉3 D501 內(nèi)料位數(shù)據(jù)某廠PP摻合倉(cāng)(TK2505)在1989~1994年曾PP粒子風(fēng)送靜電較高2D903AVE倉(cāng)進(jìn)料管發(fā)生 十余次靜電爆炸事故，其事故誘因都與切粒靜電約在0.43-2.72 μc/kg(參見表1檢測(cè)數(shù)料失穩(wěn)和干燥器脫揮不足等有關(guān)。據(jù)) ,遠(yuǎn)超出2D903( φ6 m)錐形放電的臨界值(0.表1進(jìn)料管檢測(cè)數(shù)據(jù)lμe/kg)。當(dāng)料倉(cāng)堆面上方的氣體濃度(質(zhì)量分2D903A倉(cāng)| B倉(cāng) C倉(cāng)D倉(cāng)E數(shù))超過0.5%時(shí),聚丙烯粉塵就可能被料堆表面起電量(μkg2 0.71-1.12-0.43-2.2-1.33的錐形放電所引燃。+石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2008年第24卷第6期soD6001A風(fēng)送起電在3~4μc/kg,可以推斷事故時(shí)2D803料位計(jì)下方物料電位約在50 ~60 kV,遠(yuǎn)高于誘發(fā)40202D903火花放電的臨界電位值(40kV)。類似事故國(guó)內(nèi)出現(xiàn)過多起，如某廠LDPE 分析倉(cāng),某廠LDPE 混月10月11月合倉(cāng)等,先后發(fā)生過多起粉塵爆炸事故。事后分圖4 2D803粉料倉(cāng)和2D903摻合倉(cāng)氣體檢測(cè)數(shù)據(jù)析發(fā)現(xiàn),這些事故既與料位計(jì)發(fā)生火花放電有關(guān)，也與當(dāng)時(shí)氣體控制不當(dāng)或切粒失穩(wěn)有-定關(guān)聯(lián)。2.3案例三事故經(jīng)過:某廠年產(chǎn)100 kt/a LLDPE裝置反3對(duì)策與建議應(yīng)器于2001年進(jìn)行了冷誘導(dǎo)技術(shù)改造,產(chǎn)量提高事故統(tǒng)計(jì)表明,聚烯烴料倉(cāng)粉塵爆炸多數(shù)是靜40%~50%,但因配方選型不當(dāng),物料含灰增加,6電、粉塵、氣體等諸因索共同作用引起的。靜電是固月8日D6001A粒料倉(cāng)進(jìn)料156t時(shí),在高料位報(bào)有隱患,工藝過程失誤或失控引起的氣體或微細(xì)粉警器處發(fā)生了放電和爆炸著火。某廠HDPE 摻合塵意外增多,是料倉(cāng)爆炸的觸發(fā)因素或?qū)Щ鹚?。為倉(cāng)6只摻合管有4只斷裂,在2006年4月9日B減緩或抑制類似事故的發(fā)生,提出如下建議:倉(cāng)進(jìn)料124 t時(shí),在堆面接近其中的一只摻合管斷(1)結(jié)合裝置特點(diǎn)和設(shè)計(jì)缺陷，開展危險(xiǎn)評(píng)估口位置時(shí)發(fā)生了爆炸著火。原因分析:“6.8"事故后曾對(duì)高料位報(bào)警器放和危險(xiǎn)教育,使作業(yè)者了解物料和工藝過程與料倉(cāng)粉塵爆炸的關(guān)系,以盡量減少制備過程和粉體處理過程“意外”因素的影響。5.3μ Clkg(2)減少風(fēng)送物料的靜電起電,去除或抑制金50_1.65 u Ckg屬突出物、絕緣導(dǎo)體等高能放電,通過設(shè)備改造，40-危險(xiǎn)界限建立防止靜電爆炸的本質(zhì)安全系統(tǒng)。近幾年,我1.0μ Clkg國(guó)在消除粉體靜電,以及抑制料位計(jì)火花放電等專項(xiàng)技術(shù)上,已走在國(guó)際前列,并在國(guó)內(nèi)部分企業(yè)管理指標(biāo).的不同裝置中取得了令人滿意的應(yīng)用效果和可靠. 0.25μ Clkg .性考核。50100150 200 250參考文獻(xiàn):離開罐壁距離/一圖5粉體在料倉(cāng)壁附近的表面電位[1]譚鳳貴.石化靜電事故的新特點(diǎn)與防災(zāi)研究的電特性進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖5。進(jìn)展[J].石化安全技術(shù),2000(9) :9.(上接第8頁(yè))動(dòng)閥及泡沫原液電動(dòng)閥。4消防系統(tǒng)控制5結(jié)語(yǔ)消防系統(tǒng)采用自動(dòng)控制方式,設(shè)置了微機(jī)監(jiān)油庫(kù)消防設(shè)計(jì)首先要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范,同控管理系統(tǒng),可以準(zhǔn)確直觀的確定發(fā)生火災(zāi)的位時(shí)還要具體情況具體分析。油庫(kù)的地理位置、儲(chǔ)置及情況。油庫(kù)的消防控制中心可顯示泵運(yùn)行狀存油品的種類、氣候、罐型等因素決定了消防設(shè)計(jì)態(tài)和電動(dòng)閥的開、關(guān)、停反饋信號(hào)。消防給水系方案的制定。文中談及的油庫(kù)實(shí)例，現(xiàn)場(chǎng)可看到統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)可聯(lián)鎖啟動(dòng):即發(fā)生火災(zāi)時(shí),啟整個(gè)消防系統(tǒng)布置的比較清晰明朗，設(shè)備選用較動(dòng)著火罐的消防冷卻水程序控制啟動(dòng)按鈕,即可合理適當(dāng),并盡量考慮操作方便,體現(xiàn)出油庫(kù)消防按程序依次啟動(dòng)消防水泵及相應(yīng)著火油罐消防給設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。使用方的反饋信息良好,并得到消水管道上的電動(dòng)閥;啟動(dòng)著火罐的泡沫混合液程防部門的認(rèn)可。在2006年,新建15x10* m'油罐序控制啟動(dòng)按鈕即可按程序啟動(dòng)泡沫消防泵、泡其中1座由于雷擊著火,接到報(bào)警后工作人員迅速沫站配泡沫用消防水管道電動(dòng)閥、相應(yīng)分區(qū)泡沫啟動(dòng)消防系統(tǒng),在短時(shí)間內(nèi)滅火。實(shí)踐證明,該消混和液管道電動(dòng)閥、相應(yīng)油罐泡沫混和液管道電防系統(tǒng)設(shè)計(jì)是有效.可靠的。