4.2建设项目可能出现爆炸、火灾、中毒、灼烫事故的危险、有害因素 4.2.1爆炸、火灾事故固有危险性分析
合成氨生产过程工艺复杂。生产工艺设备、管道均属承压装臵,其中,合成系统最高允许工作压力可达32Mpa(G),最高温度为480℃,属高温高压操作。工艺过程中的氢气、一氧化碳、甲烷及氨气泄漏在空气中易形成爆炸性混合物,一遇火源,就会引起爆炸、火灾、中毒。
在生产工艺过程中,各工序的火灾危险等级大部份属于甲、乙级,其中属甲类火灾危险性的单元有:碳化煤球、造气、脱硫、变换、压缩、脱碳、碳化、铜洗、合成工段;属乙类火灾危险性的单元有:液氨贮槽罐区。现将主要工艺过程固有危险性分析如下:
(1)碳化煤球是造气的原料,煤球中的氢氧化钙与变换气中的CO2起反应生成碳酸钙,增加了碳化煤球的强度。在生产过程中变换气泄漏,遇到火源引起火灾爆炸;碳化罐检修时臵换不合要求,动火时节会引起爆炸。生产过程中产生的粉尘会造成粉尘伤害。
(2)造气是煤在高温下与适量空气和水蒸气反应转化为气体产物(半水煤气)和少量残渣的过程。造气工段的主要危险是半水煤气泄漏发生着火或空间爆炸,同时加煤和出灰时有粉尘产生;半水煤气中氧含量过高可导致煤气系统爆。
造气的主要设备有煤气炉、废热锅炉。如果锅炉缺水被烧红,突然加冷水造成瞬间温差应力过大,蒸汽压突然增高,致使煤气炉夹套及锅炉炉壁膨胀鼓泡甚至爆炸,废热锅炉列管开裂,煤气水夹套汽包及废热锅炉汽包玻璃液位计爆碎。
(3)气柜由水槽、钟罩、进气管、出气管等组成。当系统加减负荷过急,
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操作不当,可引起气柜过高钟罩脱轨或造成气柜抽负压吸入空气,引起爆炸。气柜臵换不彻底,动火检修时可发生爆炸。在正常生产状态下,气柜发生泄漏遇火源可发生着火。
(4)变换过程是利用一氧化碳与水蒸汽作用生成二氧化碳与氢,以调整原料气的氢氮比。半水煤气中一氧化碳和硫化氢在有水的条件下对管壁腐蚀严重,易造成换热器列管上部腐蚀穿孔。变换中的设备、管理泄漏,变换气体与空气形成混合气体,遇到火源会引起爆炸和发生火灾。
(5)压缩工段主要是完成各工序原料气的加压和输送任务。压缩机系统积炭易导致空气试车时爆炸;在气缸润滑油系统,缸体间连接螺栓有疲劳断裂的危险,此时可造成大量原料气外泄而爆炸着火;排油总管有被腐蚀漏气的危险,此时压缩机集油槽排油夹带出的可燃气漏入地沟与空气混合形成爆炸性混合气,遇明火会发生爆炸。
(6)合成工段,在较高温度、压力和催化剂的作用下,经过精制的氢氮混合气体,在合成塔内合成为氨。氨合成工段使用的设备有合成塔、氨分离器、氨冷凝器、废热锅炉、热交换器、循环压缩机等。合成气体和氨蒸汽泄漏,与空气混合有爆炸发生火灾的危险。氨气引起人员中毒,液氨能烧伤皮肤;生产过程是在高温、高压工艺条件进行,高压设备、管道长期产生疲劳破坏会发生物理爆炸。
(7)液氨贮槽,由合成氨分离器、冷热交换器分离出的液氨,经减压后送入液氨贮槽贮存。由于液氨贮槽贮量大(100m3),如槽体腐蚀破坏,大量液氨漏出可导致大面积中毒或发生氨气爆炸事故。
带液氨是冰机岗位多发事故,带液氨后氨压缩机发生液击会打坏气缸,损坏机件,严重时会发生爆炸。冷冻贮氨器液位计有爆炸的危险。
(8)电气火灾
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①合成塔升温使用电炉时,外漏气体碰到发热的电极杆而引起着火或因电极杆绝缘不良,产生电火花与外漏气体相遇而着火(如合成塔顶着火)。
②电气设备超负荷运行或输电线路、电器接触不良导致电阻值升高发热会引起燃烧。
③变压器除有大量绝缘油(可燃)外,还有其它绝缘材料,如电缆线、漆布、木材、黄漆布带、棉布、棉纱、浸渍纸等易燃可燃物质,在变压器过载发热、短路故障或其它异常情况下,均可燃烧着火。变压器油泄漏遇明火可发生火灾。
(9)锅炉、容器爆炸
①蒸汽锅炉汽泡、煤气发生炉水夹套、变换炉和氨合成塔及其废热锅炉均为高温作业过程,高温易使金属材料发生蠕变,降低设备材料强度和气密性,易导致设备失效发生爆炸。
②变换、碳化、合成生产过程有大量不同压力等级的压力容器、压力管道。如设备有超标缺陷且不按规定定期检验,或长期使用产生疲劳和腐蚀损坏而发生泄漏以至爆炸事故。在高压容器、管道中,工艺气体中的氢气在高温高压下具有渗入钢内的能力,使钢发生脱碳和脆化(氢脆),强度降低发生爆炸。
③在合成氨生产装臵中分为高压、中压、低压系统,若遇仪表、阀门失灵或误操作,可使高压气体窜至低压系统,造成低压设备发生物理爆炸,如液氨贮槽爆炸原因主要是氨分离器及冷热交换器排氨阀或自动排氨装臵失灵,未装有合成放氨压力超压报警器。高压气体串入低压氨贮槽造成爆炸。又如:铜洗塔液位最低限未控制好,高压气体窜入低压铜液再生系统,合成废热锅炉内U型1Crl8Ni9Ti传热管因软水含氯离子及含氧量超标长期被腐蚀穿孔,高压气体窜入低压蒸汽系统,均可导致物理爆炸。
④蒸汽锅炉在运行中由于压力表、安全阀等超压保护装臵缺失或失灵,以
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致锅炉在超压时不起泄压保护作用,或者因水质差,造成水位计的汽路、水路结垢,产生堵塞,造成假液位,都会使锅炉超压而造成爆炸事故。
⑤氧气瓶、溶解乙炔气瓶属移动式压力容器,在使用过程中,如不按规定定期检验,野蛮装卸,高温烧烤、火烧、使用不当或违规带压检修瓶阀等,可导致发生爆炸事故。
4.2.2中毒事故固有危险性分析
合成氨生产的半水煤气、原料气、氨等是有毒物质。合成氨生产过程是在高温、高压条件下进行,如果设备、管道的强度不足或腐蚀破坏而造成有毒介质泄漏,可使作业人员发生中毒事故。
此外,对设备进行维护、保养、检修、维修时,对设备内有毒气体进行臵换、吹扫、清洗不彻底,也易发生中毒事故。 4.2.3灼烫事故危险性分析
(1)高、低温烫伤危险
合成氨生产工艺过程中,存在高温部位主要有蒸汽锅炉及蒸汽系统管道、煤气发生炉、变换炉、氨合成塔出口管道及废热锅炉等。存在低温的部位主要有合成氨冷器、氨分离器、油分离器,冰机,以及氨储槽。这些设备、管道如保温隔热层脱落,人体误触及,或设备、管道因密封不良、腐蚀穿孔发生高温、低温介质泄漏触及人体,均可造成离温灼烫或低温冻伤。
(2) 化学灼伤危险
醋酸、氨水等对设备具有腐蚀性,人体接触会造成化学灼伤。 4.2.4建设项目可能出现作业人员伤亡的其它危险、有害因素 4.2.4.1 触电伤害
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氮肥厂高、低压配电盘、开关柜多,倒闸操作时不遵守用电规程极易发生触电事故。此外,违章带电作业,误操作,电气设备绝缘破损漏电,电气设备保护接地(接零)缺失或失效,低压供电系统无过载保护或无漏电保护等,均可导致人员触电事故。 4.2.4.2 机械伤害
压缩机、冰机、风机及各种泵类设备、金属切削机床等转动机械,其可触及的外露转动部位如安全防护装臵缺失,人员误触及、违章不停机检修设备,或停车检修时有人误启动等,会发生机械伤害。 4.2.4.3 起重伤害
本项目使用有电动葫芦等起重机械,如超负荷运行,操作不当,设备腐蚀破坏或故障等,易发生起重伤害事故,造成设备损坏或人员伤害。
在设备检修时使用的各种起重机械设备,如超负荷、人为误操作、指挥不当、设备或工具损坏、强度不足等,均易发生起重伤害。 4.2.4.4 物体打击、砸伤危险
在进行设备安装、检修和机械加工作业时存在物体打击和坠物砸伤危险。 4.2.4.5 高处坠落危险
氮肥厂有许多塔类设备、架空管道、厂房建(构)筑物、爬梯、平台、吊装孔或预留孔等。对厂房和设备进行维修时,如果高位工作平台、预留孔洞等无安全防护措施,或防护栏不牢固,易导致高处坠落事故。 4.2.4.6 交通事故危险
生产所有原料及产品等均采用汽车运输方式,机动车辆密度较大,如没有严格的交通管制措施,易发生交通事故造成车辆伤害。
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