石油化工项目中氢气爆炸的预防控制

2019-03-22刘建龙于颖琪

产业与科技论坛 2019年11期

关键词：爆炸性火花混合物

□刘建龙于颖琪

氢气是常见的工业气体之一，在石油化工、冶金、电子、食品加工、有机合成等方面都有着广泛的应用，此外氢气还用作航天燃料[1]。在石油化工领域，氢气作为重要的原料，用于甲醇生产、合成氨以及石油炼化过程的各类加氢反应。

一、氢气的燃爆危险性

氢气是一种无味、无色、极易燃爆的气体[2]。同时，氢气还是一种极易渗透和扩散的气体[3]。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即发生爆炸，爆炸极限4%～75%(体积比)，自燃温度500℃，最小点火能0.019MJ[4]。

二、发生氢气爆炸的条件

发生氢气爆炸必须具备的两个条件：一是氢气与空气混合形成爆炸性气体混合物；二是激发源：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温等。在石油化工项目中预防氢气爆炸通常主要防止上述两个条件的形成。

三、氢气爆炸的预防措施

(一)防止形成爆炸性气体混合物。

1.防止氢气设备、管道内形成爆炸性气体混合物的措施。一是氢气设备、管道引入氢气前，采用惰性气体置换或注水排气法进行置换直到采样分析氧含量合格；二是氢气设备、管道均为正压操作，严禁形成负压，防止空气进入氢气设备或管道；三是设备定期检验，防止内漏造成氢气与其它介质互渗。

2.防止氢气泄漏的措施。一是氢气管道采用无缝金属管道，管道连接采用焊接方式，减少设备密封、管道连接等易泄漏点；二是按照法规、规章、标准规范等要求选择合适的管道及管道组成件，氢气管道的设计、制造、安装、检验严格按照相关规定执行；三是设置压力监测仪表，具有报警、联锁等功能，合理设置安全阀防止系统超压引起氢气泄漏。

3.防止氢气积聚达到爆炸限的措施。一是氢气泄放管道设置稀释管道，在氢气泄放时混入水蒸汽、氮气等气体，降低泄放气中氢气浓度；二是含有氢气的放空管道引至室外高处排放；三是氢气设备、管道布置在通风良好的房间内，如有可能布置在敞开或半敞开厂房中，防止氢气在厂房中积聚；四是设置氢气检测器，在氢气积聚达到其爆炸下限前及时发现，并发出警报，且可以联锁启动事故风机对厂房加强通风。

(二)防止产生激发源。一般可采取以下措施防止产生激发源：一是生产、储存、使用氢气的场所火灾危险性分类为甲类，其与明火、散发火花地点的距离满足相关规范的要求；二是防止产生静电火花，包括生产、储存、使用氢气的场所出入口设置人体静电导除装置、操作人员穿防静电工作服等措施；三是氢气系统运行时不准敲击、检修时使用防爆工具、操作人员禁止穿带钉的鞋子，以免撞击产生火花；四是生产、储存、使用氢气的场所使用防爆电气设备；五是含有氢气的放空管道设置阻火器；六是生产、储存、使用氢气的厂房设置可靠的防雷设施；七是生产、储存、使用氢气的场所附近管控车辆通行，并配备防火帽。