爆炸
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爆炸及其案例分析爆炸的定义(P78-79)爆炸是物质发生急剧的物理、化学变化,在瞬间释放出大量能量并伴有巨大声响的过程。
在此过程中,空间内的物质以极快的速度把其内部所含有的能量释放出来,转变成机械功、光和热等能量形态。
所以一旦失控,发生爆炸事故,就会产生巨大的破坏作用,爆炸发生破坏作用的根本原因是构成爆炸的体系内存有高压气体或在爆炸瞬间生成的高温高压气体。
爆炸体系和它周围的介质之间发生急剧的压力突变是爆炸的最重要特征,这种压力差的急剧变化是产生爆炸破坏作用的直接原因。
爆炸的分类(P79-80)1.按照爆炸的初始能量不同,爆炸可分为以下6种。
如下表所示:2.根据爆炸时的化学变化,爆炸可分为四类:(1)、简单分解爆炸这类爆炸没有燃烧现象,爆炸时所需要的能量由爆炸物本身分解产生。
属于这类物质的有叠氮铅、雷汞、雷银、三氯化氮、三碘化氮、三硫化二氮、乙炔银、乙炔铜等。
这类物质是非常危险的,受轻微震动就会发生爆炸。
(2)、复杂分解爆炸这类爆炸伴有燃烧现象,燃烧所需要的氧由爆炸物自身分解供给。
所有炸药如三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、黑色火药等均属于此类。
(3)、爆炸性混合物的爆炸可燃气体、蒸气或粉尘与空气(或氧)混合后,形成爆炸性混合物,这类爆炸的爆炸破坏力虽然比前两类小,但实际危险要比前两类大,这是由于石油化工生产形成爆炸性混合物的机会多,而且往往不易察觉。
因此,石油化工生产的防火防爆是安全工作一项十分重要的内容。
爆炸混合物的爆炸需要有一定的条件,即可燃物与空气或氧达到一定的混合浓度,并具有一定的激发能量。
此激发能量来自明火、电火花、静电放电或其他能源。
爆炸混合物可分为:①、气体混合物,如甲烷、氢、乙炔、一氧化碳、烯烃等可燃气体与空气或氧形成的混合物②、蒸气混合物,如汽油、苯、乙醚、甲醇等可燃液体的蒸气与空气或氧形成的混合物③、粉尘混合物,如铝粉尘、硫磺粉尘、煤粉尘、有机粉尘等与空气或氧气形成的混合物;④、遇水爆炸的固体物质,如钾、钠、碳化钙、三异丁基铝等与水接触,产生的可燃气体与空气或氧气混合形成爆炸性混合物。
(4)、分解爆炸性气体的爆炸分解爆炸性气体分解时产生相当数量的热量,当物质的分解热为80kJ/mol以上时,在激发能源的作用下,火焰就能迅速地传播开来,其爆炸是相当激烈的。
在一定压力下容易引起该种物质的分解爆炸,当压力降到某个数值时,火焰便不能传播,这个压力称为分解爆炸的临界压力。
3.按燃烧速度分(1).轻爆。
物质爆炸时的燃烧速度为每秒数米,爆炸时无多大破坏力,声响也不太大。
如无烟火药在空气中的快速燃烧,可燃气体混合物在接近爆炸浓度上限或下限时的爆炸即属于此类。
(2).爆炸。
物质爆炸时的燃烧速度为每秒十几米至数百米,爆炸时能在爆炸点引起压力激增,有较大的破坏力,有震耳的声响。
可燃性气体混合物在多数情况下的爆炸,以及火药遇火源引起的爆炸等即属于此类。
(3).爆轰。
物质爆炸的燃烧速度为爆轰时能在爆炸点突然引起极高压力,并产生超音速的“冲击波”。
由于在极短时间内发生的燃烧产物急速膨胀,像活塞一样挤压其周围气体,反应所产生的能量有一部分传给被压缩的气体层,于是形成的冲击波由它本身的能量所支持,迅速传播并能远离爆轰的发源地而独立存在,同时可引起该处的其他爆炸性气体混合物或炸药发生爆炸,从而发生一种“殉爆”现象。
破坏形式1. 直接的破坏作用机械设备、装置、容器等爆炸后产生许多碎片,飞出后会在相当大的范围内造成危害。
一般碎片在100~500米内飞散。
2.冲击波的破坏作用物质爆炸时,产生的高温高压气体以极高的速度膨胀,象活塞一样挤压周围空气,把爆炸反应释放出的部分能量传递给压缩的空气层,空气受冲击而发生扰动,使其压力、密度等产生突变,这种扰动在空气中传播就称为冲击波。
冲击波的传播速度极快,在传播过程中,可以对周围环境中的机械设备和建筑物产生破坏作用和使人员伤亡。
冲击波还可以在它的作用区域内产生震荡作用,使物体因震荡而松散,甚至破坏。
冲击波的破坏作用主要是由其波阵面上的超压引起的。
在爆炸中心附近,空气冲击波波阵面上的超压可达几个甚至十几个大气压,在这样高的超压作用下,建筑物被摧毁,机械设备、管道等也会受到严重破坏。
当冲击波大面积作用于建筑物时,波阵面超压在20kPa~30kPa内,就足以使大部分砖木结构建筑物受到强烈破坏。
超压在100kPa 以上时,除坚固的钢筋混凝土建筑外,其余部分将全部破坏。
3.造成火灾爆炸发生后,爆炸气体产物的扩散只发生在极其短促的瞬间内,对一般可燃物来说,不足以造成起火燃烧,而且冲击波造成的爆炸风还有灭火作用。
但是爆炸时产生的高温高压,建筑物内遗留大量的热或残余火苗,会把从破坏的设备内部不断流出的可燃气体、易燃或可燃液体的蒸气点燃,也可能把其它易燃物点燃引起火灾。
当盛装易燃物的容器、管道发生爆炸时,爆炸抛出的易燃物有可能引起大面积火灾,这种情况在油罐、液化气瓶爆破后最易发生。
正在运行的燃烧设备或高温的化工设备被破坏,其灼热的碎片可能飞出,点燃附近储存的燃料或其它可燃物,引起火灾。
4.造成中毒和环境污染在实际生产中,许多物质不仅是可燃的,而且是有毒的,发生爆炸事故时,会使大量有害物质外泄,造成人员中毒和环境污染。
爆炸必备条件:爆炸必须具备的五个条件:1)提供能量的可燃性物质,即爆炸性物质:能与氧气(空气)反应的物质,包括气体、液体和固体。
氢气,乙炔,甲烷等;液体:酒精,汽油;固体:粉尘,纤维粉尘等。
2)辅助燃烧的助燃剂(氧化剂)如氧气、空气。
3)可燃物质与助燃剂的均匀混合。
4)混合物放在相对封闭的空间(包围体)。
5)有足够能量的点燃源:包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。
爆炸极限(爆炸范围)P17、P82-88可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限,或爆炸浓度极限。
案例及分析:1、2008年8月2日上午10时2分,贵州兴化化工有限责任公司甲醇储罐区一精甲醇储罐发生爆炸燃烧,引发该罐区内其他5个储罐相继发生爆炸燃烧。
该储罐区共有8个储罐,其中粗甲醇储罐2个(各为1000立方米)、精甲醇储罐5个(3个为1000立方米、2个为250立方米)、杂醇油储罐1个250立方米,事故造成5个精甲醇储罐和杂醇油储罐爆炸燃烧(爆炸燃烧的精甲醇约240吨、杂醇油约30吨)。
2个粗甲醇储罐未发生爆炸、泄漏。
事故原因:(1)施工单位缺乏化工安全的基本知识,施工中严重违规违章作业。
施工人员在未对储罐进行必要的安全处置的情况下,违规将精甲醇c罐顶部备用短接打开与二氧化碳管道进行连接配管,造成罐体内部通过管道与大气直接连通。
同时又严重违规违章在罐旁进行电焊等动火作业,没有严格履行安全操作规程和动火作业审批程序,最终引发事故。
(2)企业安全生产主体责任不落实。
对施工作业管理不到位,在施工单位资质已过期的情况下,企业仍委托其进行施工作业;对外来施工单位的管理、监督不到位,现场管理混乱,生产、施工交叉作业没有统一的指挥、协调,危险区域内的施工作业现场无任何安全措施,管理人员和操作人员对施工单位的违规违章行为熟视无睹,未及时制止、纠正;对外来施工单位的培训教育不到位,施工人员不清楚作业场所危害的基本安全知识。
(3)地方安全生产监管部门的监管工作有待加强。
虽然经过百日安全督查,安全生产监管部门对企业存在的管理混乱、严重违规违章等行为未能及时发现、处理。
地方安监部门应加强监管,将各项监管措施落实到位。
防范措施:(1)、切实加强对危险化学品生产、储存场所施工作业的安全监管,对施工单位资质不符合要求、作业现场安全措施不到位、作业人员不清楚作业现场危害以及存在严重违规违章行为的施工作业要立即责令立即停工整顿并进行处罚。
(2)督促、监督企业加强对外来施工单位的管理,确保企业对外来施工单位的教育培训到位;危险区域施工现场的管理、监督到位;交叉作业的统一管理到位;动火、入罐、进入受限空间作业等危险作业的票证管理制度落实到位;危险区域施工作业的各项安全措施落实到位。
对管理措施不到位的企业,要责令停止建设,并给予处罚。
(3)各地要立即将本通报转发辖区内危险化学品从业单位和各级监管部门,督促企业认真吸取事故教训,组织企业立即开展全面的自查自纠,对自查自纠工作不落实、走过场的企业,要加大处罚力度,切实消除安全隐患。
(4)各级安监部门要切实加强对危险化学品企业的监管,确保安全生产隐患排查治理专项行动和百日督查专项行动的各项要求落实到位,确保安全监管主体责任落实到位。
(5)企业应加强对从业人员的安全培训工作,增强员工安全意识,安全知识,以及应急能力。
(6)加强对外来施工人员的培训教育工作,选择有资质的施工单位来进行施工工作,严格外来施工单位资质审查。
2、2014 年8 月2 日上午7 时37 分许,江苏昆山市开发区中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间在生产过程中发生爆炸,事故导致75 人死亡,185 人受伤。
事故原因:(1)企业没有解决长期存在的问题和隐患,导致粉尘浓度超标,遇到点火源,发生爆炸。
(2)该企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设,违规双层设计建设生产车间,且建筑间距不够。
(3)生产工艺路线过紧过密,2000 平方米的车间内布置了29 条生产线,300 多个工位。
(4)除尘能力不足,没有按规定为每个岗位设计独立的吸尘装置。
(5)没有按防爆要求配置车间内所有电器设备。
(6)安全生产制度和措施不完善、不落实,没有按规定每班按时清理管道积尘,造成粉尘聚集超标;没有对工人进行安全培训,没有按规定配备阻燃、防静电劳保用品;违反劳动法规,超时组织作业。
事故处理省级批示江苏省委书记罗志军、省长李学勇作出批示,要求省市县迅速行动起来,千方百计救治伤员,抢救生命,并正在赶往现场。
中央批示中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平立即作出重要指示,要求江苏省和有关方面全力做好伤员救治,做好遇难者亲属的安抚工作;查明事故原因,追究责任人责任,汲取血的教训,强化安全生产责任制。
正值盛夏,要切实消除各种易燃易爆隐患,切实保障人民群众生命财产安全。
预防及措施1、控制消除危险性因素(1)合理设计:在化工企业中,搞技术改造,结合大修进行小改革的机会较多,在设计变更过程中,要采用先进的工艺技术和技术水平高、可靠性强的防火防爆措施,采用安全的工艺指标和合理的配管。
(2)正确操作,严格控制工艺指标:化工企业安全生产技术规程是多年来安全生产的经验总结,只要严格按着规程进行作业,严格控制工艺指标,在规程规定的范围内超过指标界限,立即采取有效措施加以扭转,而不是勉强维持,就能达到预想的安全结果。
具体来说,有4个方面:按照规定的开停车步骤进行检查和开停车;控制好升降温、升降压速率;控制好政党操作温度、压力、液位、成份、投料量、投料顺序、投料速度和排料量、排料速度等;按照规定的时间、指定的路线进行巡回检查。