爆炸与防爆安全化学课件

爆炸与防爆安全化学第一章爆炸的基本概念与危害什么是爆炸爆炸是物质在极短时间内通常为毫秒级发生的剧烈化学或物理变化过程在这一瞬间,物质释放出巨大的能量产生高温高压气体并以超音速向外扩散形成冲击波,,爆炸的三大典型特征瞬时性反应速度极快能量集中释放:,压力骤增局部压力可达数十个大气压:强破坏力冲击波和热辐射造成毁灭性破坏:爆炸的分类物理爆炸化学爆炸爆炸性混合物爆炸由物理状态急剧变化引起如物质发生剧烈氧化还原反应包括可燃物与氧化剂混合达到危险浓度,:,::压力容器超压破裂炸药分解爆炸如气体空气混合物••TNT•-液化气体急速汽化可燃气体燃烧爆炸蒸气空气混合物•••-过热蒸汽爆炸粉尘云爆炸粉尘空气悬浮体系•BLEVE••-特点无化学反应能量来自压缩气体或过热特点伴随化学键断裂与生成释放化学能特点需满足爆炸极限条件遇点火源即发生:,:,:,液体爆炸的危害人员伤亡冲击伤:冲击波导致内脏损伤、骨折烧伤:高温火焰和热辐射造成皮肤组织损伤窒息:爆炸消耗氧气,产生有毒气体二次伤害:飞溅碎片、建筑倒塌造成的伤害设备破坏•厂房结构整体垮塌•工艺管道系统破裂断开•精密仪表设备损毁•储罐容器撕裂变形环境污染•有毒有害气体大量泄漏扩散•次生火灾引发连锁反应•危险化学品污染水源土壤•大气环境质量严重恶化瞬间释放的巨大能量第二章危险化学品与爆炸风险危险化学品是引发爆炸事故的主要物质基础这些化学品由于其特殊的物理化学性质在生产、储存、运输和使用过程中存在显著的安全风险,危险化学品定义与分类根据《危险化学品安全管理条例》危险化学品是指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品,,第1类:爆炸品第2类:压缩气体第3类:易燃液体第4类:易燃固体受热、摩擦、撞击易爆炸的物质压缩、液化或加压溶解气体闪点低于一定温度的液体易燃固体、自燃物品、遇湿易燃物品第5类:氧化剂第6类:毒害品第7类:放射性物品第8类:腐蚀品具有强氧化性的物质经口、吸入或皮肤接触可致死含有放射性核素的物品第一类爆炸品详解爆炸品的核心特征典型爆炸品物质爆炸品是本身具有爆炸性质的物质,在外界作用下如受热、摩擦、撞击或其他起爆方TNT三硝基甲苯,军用和工业炸药式能发生剧烈的化学反应,瞬间产生大量气体和热量,使周围压力急剧上升黑索金环三亚甲基三硝胺,威力强大1叠氮钠起爆药,极易爆炸热敏感性硝化甘油液体炸药,极不稳定受热至一定温度即可分解爆炸,如硝化甘油在180℃爆炸硝铵炸药硝酸铵类工业炸药2机械敏感性摩擦、撞击、针刺等机械作用可引发爆炸3殉爆效应一份炸药爆炸可引发邻近炸药连锁爆炸易燃气体与液体的爆炸特性易燃气体易燃液体氢气爆炸极限极易形成爆炸性混合气体汽油闪点℃至℃蒸气易挥发:4%-75%,:-50-20,甲烷爆炸极限密闭空间积聚危险乙醇闪点℃蒸气与空气混合易燃爆:5%-15%,:13,乙炔分解爆炸可在无氧条件下爆炸丙酮闪点℃极易挥发形成爆炸性蒸气:,:-20,液化石油气比空气重易在低洼处积聚苯闪点℃蒸气比空气重易积聚:,:-11,爆炸风险的关键因素易燃气体和液体蒸气与空气混合后一旦浓度处于爆炸极限范围内遇到火源明,,火、电火花、静电、摩擦火花等即可发生爆炸这类爆炸往往事发突然波及范,闪点闪点越低挥发性越强形成爆炸性蒸气的风险越大:,,围广是化工生产中最常见的爆炸类型,蒸气密度比空气重的蒸气易在地面或低洼处积聚:挥发速度挥发快的液体更易达到爆炸浓度:点火能量有些物质仅需极小能量即可点燃:易燃液体挥发与爆炸极限爆炸极限的概念爆炸极限的影响因素可燃气体或蒸气与空气混合后能够发生爆炸的浓度范围称为爆炸极限用温度升高爆炸范围扩大,,•,体积百分比表示压力增加爆炸范围扩大•,氧含量提高爆炸范围扩大爆炸下限可引起爆炸的最低浓度•,LEL:爆炸上限UEL:可引起爆炸的最高浓度•惰性气体稀释可缩小爆炸范围爆炸范围上限与下限之间的浓度区间:爆炸下限越低物质的危险性越大例如氢气的爆炸下限仅为,,意味着空气中氢气浓度达到即存在爆炸危险4%,4%第三章爆炸事故典型案例分析历史上发生的爆炸事故为我们提供了惨痛而宝贵的教训通过系统分析典型案例的事故原因、发展过程和教训启示可以深刻认识爆炸事故的规律为防控工作提供实践依据,,广西有机厂乙炔储罐爆炸事故2008年事故背景引爆源2008年某日,广西某有机化工厂发生严重爆炸事故静电火花点燃爆炸性混合气体,引发剧烈爆燃1234事故原因伤亡情况乙炔储罐因负压状态吸入空气,形成乙炔-空气爆炸性混合气体造成21人死亡,多人受伤,11500人紧急疏散事故暴露的主要隐患事故教训与改进措施完善监控系统:安装压力、液位、温度等在线监测仪表,实现24小时实时监控监控仪表缺失强化静电防护:建立可靠的静电接地系统,定期检测接地电阻储罐未安装压力、温度等关键参数的实时监控仪表,无法及时发现异常增设安全联锁:设置负压保护装置,防止空气倒吸氮气保护:在储罐顶部充入氮气保护层,置换氧气应急演练:定期开展针对性应急演练,提升快速响应能力静电防护不足乙炔是分解爆炸物质,即使在无氧环境中也可能发生爆炸,其安全管理要求极为严未建立有效的静电接地系统,静电积累成为点火源格安全联锁缺陷缺乏储罐负压保护联锁装置,未能自动阻止空气吸入应急响应滞后事故初期处置不当,延误了最佳控制时机北京轻柴油误入石脑油罐爆炸年1997事故经过事故后果年北京某石化企业在物料输送作业中由于操作人员严重违亿1997,,

91.17反操作规程将轻柴油错误地输入石脑油储罐,两种不同物料混合后改变了储罐内的气相组成使罐内蒸气浓度,,死亡人数经济损失元进入爆炸极限范围随后在某一点火源作用下储罐发生剧烈爆,炸现场作业人员及周边人员遇难设备损毁和停产造成的直接经济损失事故深层原因分析操作确认制度缺失未执行双人复核确认制度:流程标识不清管道阀门标识不明确易混淆:,安全培训不足操作人员对物料特性认识不足:监管漏洞现场缺乏有效的监护和监督:警示操作错误是引发爆炸事故的重要原因必须建立严格的操作确认:制度实施流程图对照操作确保每一步操作准确无误,,安全隐患酿成惨剧每一次爆炸事故都是血的教训事故现场的废墟警示我们安全生产容不得半点疏忽任:,何一个环节的失误都可能导致灾难性后果第四章爆炸风险识别与管控措施有效的风险管控始于准确的风险识别化工生产中的爆炸风险具有多样性、复杂性和隐蔽性特点需要运用系统的方法进行全面识别和评估,本章将介绍爆炸风险识别的关键要素以及针对性的管控措施构建从源头,,预防到过程控制的全链条防护体系爆炸极限与危险性评估爆炸下限LEL爆炸范围最小点火能爆炸下限越低物质越危险爆炸范围越宽危险性越大点火能越小越易被点燃,,,氢气氢气范围氢气•:4%•:4%-75%71%•:

0.02mJ甲烷乙炔范围乙炔•:5%•:

2.5%-100%

97.5%•:

0.02mJ丙烷汽油范围丙烷•:

2.1%•:

1.4%-

7.6%

6.2%•:

0.25mJ乙醚甲烷•:

1.9%•:

0.28mJ危险化学品爆炸极限识别方法爆炸风险分级管理查阅物质安全数据表

1.MSDS极高风险范围LEL2%,50%参考化学品危险特性手册

2.实验室测定法专业机构高风险LEL2%-5%,范围20%-50%

3.经验公式估算法

4.中风险范围LEL5%-10%,10%-20%低风险范围LEL10%,10%准确掌握危险化学品的爆炸极限数据是制定针对性防控措施的基础对于爆炸下限低、爆炸范围宽的物质应采取更严格的管控措施,,操作错误的防控措施四想三看三联系五不操作安全操作原则0102四想三看想任务、想危险、想措施、想后果看设备、看工具、看环境0304三联系五不操作联系生产实际、联系规章制度、联系事故教训无票不操作、不懂不操作、不清不操作、未确认不操作、无监护不操作双人确认制度挂牌作业管理流程图核对操作关键操作必须双人在场设备检修挂禁止操作牌携带工艺流程图到现场•••操作前相互提醒确认设备启动挂正在操作牌逐步对照阀门管线•••操作中相互监督危险区域挂危险警告牌确认物料流向正确•••操作后共同验证作业完成及时摘牌记录操作关键数据•••操作票制度对于重要操作和高风险作业必须实施操作票制度操作票应明确操作步骤、安全措施、责任人员经审批后方可执行执行过程应有专人监护:,,,储罐区安全管理实时监控系统防火堤与围堰静电防护措施阻火器安装液位监控防止冒罐和抽空防火堤设计容积为最大罐容量的静电接地储罐、管道可靠接地呼吸阀储罐呼吸阀前安装阻火器::::110%温度监控:及时发现异常升温接地电阻:≤10Ω,定期检测定期检查:阻火芯定期清洗检查排水系统雨水排放与事故排放分离:压力监控防止超压和负压跨接线法兰连接处设跨接线合格产品选用经检验合格的产品:::隔断阀排水口设置隔断阀平时关闭:,泄漏监测可燃气体浓度实时检测防静电材料使用防静电涂料和材料正确安装确保阻火器安装方向正确:::耐火材料采用耐火混凝土或砖砌结:构储罐区安全设施布局储罐区安全间距要求储罐区必备安全设施自动灭火系统泡沫、喷淋•储罐间距不小于

0.6倍罐径≥1m可燃气体报警系统•距围墙不小于罐高的一半≥15m视频监控系统•消防通道和消防水源•距建筑物根据火灾危险性分类确定应急照明和疏散指示•距道路主干道不小于10m防雷和防静电设施•第五章防爆技术与设备防爆技术是保障化工生产安全的重要手段通过采用专门设计的防爆设备和装置可以有,效防止点火源的产生或将爆炸的影响控制在有限范围内最大程度降低爆炸事故的危,,害防爆电气设备在爆炸危险环境中,电气设备的电火花和高温表面是主要的点火源防爆电气设备通过特殊的结构设计,防止内部爆炸传播到外部,或避免产生足以点燃周围爆炸性混合物的火花和高温隔爆型d1将可能点燃爆炸性混合物的部件封闭在外壳内,外壳能承受内部爆炸压力并阻止火焰传出适用:灯具、开关、电机等增安型e2采取额外措施提高安全程度,防止在正常运行和规定异常条件下出现电弧、火花或过热适用:接线盒、照明灯具本质安全型i3防爆等级与区域分类电路在正常和故障状态下产生的火花和热效应均不能点燃爆炸性混合物适用:仪表、传感器、控制设备0区连续或长期存在爆炸性混合物1区正常运行时可能出现爆炸性混正压型p合物4向外壳内充入保护气体,保持内部压力高于周围环境,阻止爆炸性混合物进入2区仅异常情况下短时出现爆炸性适用:大型电机、分析仪表室混合物防爆等级:根据可燃物质的最小点火能量和最大试验安全间隙分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级,ⅡC级防爆性能最高选择防爆电气设备时,必须确保其防爆等级和温度组别符合使用环境的要求错误选型可能导致严重的安全隐患阻火器与泄压装置阻火器工作原理阻火器通过狭窄通道阻火芯吸收火焰热量,使火焰温度降至燃点以下,从而阻止火焰传播主要用于储罐呼吸阀、管道等位置波纹型阻火器:适用于管道,阻火性能好金属丝网型:阻火元件为多层金属丝网平行板型:用于储罐呼吸阀,通流量大维护要点:定期清洗阻火芯,检查是否堵塞或腐蚀,确保阻火性能泄压装置设计当设备或管道内压力超过设定值时,泄压装置自动开启,迅速释放气体,降低压力,防止容器爆炸破裂安全阀:自动开启和关闭,可重复使用爆破片:一次性使用,响应速度快泄压孔:建筑物泄压,面积按规范计算设计原则:泄压面积应充足,泄压口应朝向安全方向,避免伤及人员和重要设施防爆通风与隔爆措施防爆通风系统隔爆与抑爆措施在可能产生或积聚可燃气体、蒸气的场所,设置有效的通风系统,及时排除可燃物隔爆墙:采用钢筋混凝土或砖砌防爆墙,将危险区域分隔质,防止达到爆炸浓度隔爆门:在通道处设置能自动关闭的隔爆门抑爆系统:检测到爆炸初期,自动喷射抑爆剂自然通风泄爆窗:建筑物设置泄爆窗,降低爆炸超压利用室内外温差和风压实现通风,设置通风口、天窗等机械通风使用防爆风机强制通风,换气次数应满足规范要求事故排风事故状态下启动大风量排风系统,迅速稀释有害气体设计要点:通风口应设在可能产生可燃气体的设备附近,排风口应远离点火源和人员活动区域,排风应高空排放第六章爆炸事故应急处置尽管采取了多种预防措施爆炸事故仍可能发生建立完善的应急处置体系能够在事故,,发生时迅速有效地控制事态发展最大限度地减少人员伤亡和财产损失,爆炸事故应急预案核心要素预警与报警人员疏散第一时间发现异常启动应急响应通知相关人员按预定路线快速有序疏散清点人数救助受困人员,,,,医疗救护现场封锁现场急救迅速转送伤员开通绿色通道划定警戒区域阻止无关人员进入保护事故现场,,,,灭火与冷却控制泄漏启动消防系统扑灭火源冷却容器防止二次爆炸关闭相关阀门切断物料来源防止事态扩大,,,,应急指挥体系应急资源保障总指挥企业主要负责人统一指挥应急物资储备防护服、呼吸器等:,•现场指挥现场最高管理者组织实施应急设备维护消防车、救护车等:,•专业小组抢险、救护、警戒、后勤等应急通讯畅通对讲机、电话等:•外部协调:与消防、医疗、政府部门联动•应急资金专项储备应急处置典型案例分享某化工厂爆炸快速响应成功案例01早期发现监控系统发现反应釜温度异常升高,自动报警02迅速响应当班班长立即启动应急预案,切断物料进料03紧急冷却启动紧急冷却系统,向反应釜夹套通入冷却水04人员疏散按预案路线疏散周边人员,3分钟内完成疏散05泄压处理开启泄压阀,将气体导入应急吸收装置06成功控制20分钟内温度回落至安全范围,避免爆炸发生案例关键成功因素应急演练的重要性自动化监控:及时发现异常,赢得响应时间该企业每季度组织一次综合应急演练,每月进行专项演练,使员工熟练掌握应急技能预案完善:各环节责任明确,操作规范清晰定期演练:员工熟悉流程,能够快速准确执行演练内容包括:报警、疏散、灭火、救援、通讯、协调等各环节,并邀请消防部门设备完好:应急设施维护良好,关键时刻发挥作用参与指导演练后及时总结,修订完善预案,提升应急处置能力第七章安全文化与管理提升技术措施和硬件设施是爆炸防控的物质基础而安全文化和管理水平则是确保各项,措施有效落实的根本保障建设本质安全型企业需要培育浓厚的安全文化氛围建立科学的安全管理体系让,,,安全成为每个员工的自觉行动安全意识培养与能力提升分层分类培训体系实战演练常态化新员工三级安全教育岗前专业培训综合演练每半年一次模拟真实事故场景:,:,在岗员工年度继续教育技能提升培训专项演练每月一次针对特定风险点:,:,管理人员安全管理知识应急指挥能力桌面推演定期组织检验预案可行性:,:,特种作业持证上岗定期复审换证演练评估记录问题持续改进提升:,:,安全责任制落实全员参与机制层层签订各级管理者签订安全责任书隐患举报建立隐患举报奖励制度::明确职责岗位安全职责清单化合理化建议鼓励员工提出安全改进建议::考核激励安全绩效与薪酬挂钩班组自主管理班组开展安全自查活动::责任追究事故严肃追责绝不姑息安全文化活动安全月、安全知识竞赛等:,:安全文化核心理念安全第

一、预防为主、综合治理让安全是最大的效益、事故是最大的浪费的理念深入人心让我要安全成为每位员工的自觉追求:,总结与展望爆炸防控的核心要点1系统化风险识别全面识别危险化学品特性和工艺过程风险点2多层次防护体系从本质安全、工程控制到管理措施的纵深防御3智能化监控预警应用先进技术实现风险实时监测和早期预警4规范化操作管理严格执行操作规程,杜绝违章指挥和违规操作5专业化应急能力建立完善的应急预案和训练有素的应急队伍未来发展方向智慧安全:物联网、大数据、人工智能等技术应用于安全管理本质安全:从工艺设计源头消除或降低危险性绿色化工:采用更安全环保的原料和工艺路线持续改进:建立安全绩效评估和持续改进机制安全生产只有起点,没有终点爆炸防控需要全方位、多层次、全过程的系统管理,需要科技与管理的深度融合,更需要人人参与、共同努力让我们携手筑牢安全防线,共创本质安全的生产环境感谢学习本课程!安全生产,人人有责让我们将所学知识应用到实际工作中,为构建安全和谐的化工生产环境贡献力量。