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氧气管道和阀门燃烧爆炸危险性分析及预防措施

元素 发表于 2011-3-5 09:02:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
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近年来,随着氧气用量的增加,用氧大户都采用氧气管道输送。由于管路长,分布广,再加上急开或速闭阀门,造成氧气管道和阀门燃烧爆炸的事故时有发生,所以,全面分析氧气管道和冷门存在的隐患、危险,并采取相应的措施是至关重要的。$ {. k: S% s6 h! m3 x, {; Z( T
; K0 W1 ~) O$ Q7 J/ t
一、几种常见氧气管道、阀门燃烧爆炸原因分析6 D5 O- n! c1 Q6 E
  1.管道内的铁锈、粉尘、焊渣与管道内壁或阀口摩擦产生高温发生燃烧7 b3 s7 I: {* l) s+ l
  这种情况与杂质的种类、粒度及气流速度有关,铁粉易与氧气发生燃烧,且粒度越细,燃点越低;气速越快,越易发生燃烧。0 G0 @# }4 a. _
                 表1 常压氧气中铁粉燃点 & f5 ?/ A! v( }* O5 B
粒度(目)     10~20     20~30     30~50     100     200
% v- Q; _6 D0 I/ M  [8 `9 s燃点(℃)     421     408     392     385     315
2 v$ u$ @; w0 `5 i0 v2 e 2.管道内或阀门存在油脂、橡胶等低燃点的物质,在局部高温下引燃。, K2 X0 A; p# _9 A
  几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点,见表2。) [0 c- b. a2 m% U- @2 t9 m
             表2 几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点如下表
/ Y' L. x& X- t3 \) S3 K  f可燃物名称     润滑油     钢纸垫     橡胶     氟橡胶     三氯乙     聚四氟乙烯- ~, l# L4 z: M
燃点(℃)     273~305     304     130~170     474     392     5073 w/ v% T6 J2 i4 Q4 S  Z3 b
 3.绝热压缩产生的高温使可燃物燃烧
$ ]( W$ Y: J3 T+ \  例如阀前为15MPa,温度为20℃,阀后为常压0.1MPa,若将阀门快速打开,阀后氧气温度按绝热压缩公式计算可达553℃,这已达到或超过某些物质的着火点。5 M  A4 P" {! w8 [5 y6 E
  空气绝热压缩后温度与压力的关系,见表3。
2 l! c) a" ?6 m+ r- z. l             表3 空气绝热压缩后温度与压力的关系
& S0 q( v! ~3 f5 b( z* l& u; sV1/V2     1     2     3     4     5     10     15     207 p3 B4 n/ ?$ {# U: X# |/ Y
压强(MPa)     0.1     0.26     0.47     0.95     2.5     4.42     6.6     
5 M& D5 u' n9 e- t& \, _温度(℃)20     112     183     284     462     592     697        
1 s' \; o# I) I8 E 4.高压纯氧中可燃物的燃点降低是氧气管道阀门燃烧的诱因: F% p: m; m* \; W/ U& D
  氧气管道和阀门在高压纯氧中,其危险性是非常大的,试验证明,着火的引爆能与压力平方成反比,这些对氧气管道和阀门构成了极大的威胁。0 i/ f7 J. |/ R5 J" r0 h1 w
6 t0 I  e- d# K6 A( o0 v
二、防范措施/ E9 R0 j4 N* W/ K: o; F
  1.设计应符合有关法规、标准规定
8 G8 `' ^- t& J6 }  设计应符合1981年冶金部颁发的《钢铁企业氧气管网的若干规定》,以及《氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-1997)、《氧气站设计规范》(GB50030-91)等法规标准的要求。
, l2 n& y5 a% ]+ q9 W  (1) 碳素钢管中氧气的最大流速应符合表4。
0 H" L  s: m; [, d$ C- V& A% E' A: E" L$ ?# m. e3 R! H6 p
表4 碳素钢管中氧气的最大流程
# ?8 V$ |# N5 F7 k工作压力(MPa)     ≤0.1     0.1~0.6     0.6~1.6     1.6~3.08 _% f0 n# d" F8 t5 R% M- c6 `
流速(m/s)     20     13     10     8) m( E: U/ q5 W/ z" a) ?/ P
 (2)为防止着火,在氧气阀门后,均应连接一段其长度不少于5倍管径,且不少于1.5m的铜基合金或不锈钢的管道。8 J7 d6 E5 r; {
  (3)氧气管道应尽量少设弯头和分岔头,工作压力高于0.1MPa的氧气管道弯头,应采取冲压成阀型法兰制作。分岔头的气流方向,应与主管气流方向成45°到60°角。
, h6 E8 Q& h" |  E' B1 j7 Q' B  (4)在对焊凹凸法兰中,采用紫铜焊丝作O型密封圈,是氧气用法兰抗燃性可靠的密封形式。
% _  A9 q% Z- Q% K( p! X1 P0 c8 C  (5)氧气管道应有导电的良好装置,接地电阻应小于10Ω,法兰间电阻应小于0.03Ω。
5 n" s: a( B& D8 D/ G  (6)车间内主要氧气管道的末端应加设放散管,以利氧气管道的吹扫和置换,在较长的氧气管道进入车间调节阀前,应设过滤器。7 F1 F" i# A5 c/ o. t
  2.安装注意事项
2 I4 u; B5 k! |1 r6 a  (1)凡与氧接触的部位要严格脱脂,脱脂后用不含油的干空气或氮气吹净。
8 W4 T% S0 d9 C$ ]  (2)焊接应采用氩弧焊或电弧焊。0 A8 V6 b0 [3 l6 R. s
  3.操作注意事项
! U$ W$ D, q6 R. m( C- W2 e3 C  (1)开关氧气阀门时应缓慢进行,操作人员应站在阀门的侧面,开启要一次到位。
$ g  D7 a; f( K, Z, g5 F+ u  (2)严禁用氧气吹刷管道或用氧气试漏、试压。
: ~, Z! [7 K2 p/ C; {1 G; v; c  (3)实行操作票制度,事先对操作目的、方法、条件作出较详细的说明和规定。
* m5 o2 E7 V2 A* w$ x9 p8 |; ?. U/ z  (4)直径大于70mm的手动氧气阀门,当阀前后压差缩小到0.3MPa以内时才允许操作。
& Y3 _. J$ Z4 X7 G, W$ V8 y  4.维护保养注意事项
, Z0 j" S9 b) i  ^  (1)氧气管道要经常检查维护,除锈刷漆,每3~5年一次。9 z* i& Y. w# D  Y1 V
  (2)管路上的安全阀、压力表,要定期校验,1年1次。. y0 C" U' e5 F1 \5 M' R# C2 ]
  (3)完善接地装置。2 [& I$ {2 C! ^1 T" W% z. {; g" C
  (4)动火作业前,应进行置换,吹扫,吹出气体中氧含量在18%~23%时为合格。0 N$ E. h* T8 e$ y
  (5)阀门、法兰、垫片及管材、管件选用应符合《氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-1997)的有关规定。4 w; j/ p3 Y# X* z. w
  (6)建立技术档案,培训操作,检修,维护人员。
5 u9 s& @& i' m& Y6 N  5.其他安全措施  `) s  d( L5 M2 G: U0 v
  (1)提高施工、检修及操作人员对安全的重视程度。3 R  |- y. k6 l! z0 m2 P
  (2)提高管理人员的警惕性。8 R# f" {  H8 D
  (3)提高科学技术水平。
9 E6 m8 W/ j& i& j( M  (4)不断完善送氧方案。7 [) m. L3 V/ L3 J
全部回复(3)
学习学习
2011-3-22 13:25:43
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2011-3-25 16:11:20
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2011-7-22 16:05:54
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