聚烯烴工業(yè)粉塵靜電爆炸的危險與應對策略

第7卷第3期中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)Vol 7 No 32011年3月Journal of Safety Science and TechnologyMar.2011文章編號:1673-193X(2011)-03-0093-04聚烯烴工業(yè)粉塵靜電爆炸的危險與應對策略劉繼臻(神華集團安全監察局,北京100011)摘要:隨著(zhù)我國聚烯烴粉體生產(chǎn)的迅猛發(fā)展粉體生產(chǎn)過(guò)程中的靜電爆炸事故也相應增多。該文介紹了網(wǎng)外粉塵靜電爆炸研究的進(jìn)展和國內粉塵靜電爆炸事故的主要現象。近期外的研究特點(diǎn)主要是逐漸采用工業(yè)規模的實(shí)驗裝置取代實(shí)驗室的基礎研究,著(zhù)重開(kāi)展∫料倉放電的危險研究和與放電燃爆有關(guān)的基礎研究包括安全評價(jià)和工業(yè)控制條件的推薦研究。國內粉塵靜電爆炸事故主要仔在的現象有設計缺欠或不合理,裝置擴能改造時(shí)忽視了脫揮或通風(fēng)的配套改造,處理不合格料或過(guò)渡時(shí)應急處理不當,操作失誤或不規范破壞料倉通風(fēng)控制,料位計選型不當,增加高能放電引燃兒率。針對分析出的問(wèn)題和現象,文章提出了查清運行裝置的具體事故隱患進(jìn)行防止聚烯烴料倉粉塵靜電爆炸的可接受研究和可操作性研究,開(kāi)展粉塵靜電爆炸的危險教育,提高員工的安全意識和應急處理能力等應對策略。關(guān)鍵詞:工業(yè)粉體,靜電爆炸事故,應對策略中圖分類(lèi)號:X932文獻標識碼:ADiscussion on hazard and countermeasures of static electricexplosion by polyolefin industrial dustLIU Ji-zhenShenhua Group corporatio limited, Beijing 100011, China)Abstract: With the rapid development of polyolefin powder production in China, the static electric explosion acci-dents during the polyolefin powder production process occurred more frequently. In this paper, the overseas re-search progress of static electric explosion by dust and the main phenomena of domestic static electric explosioncidents by dust were introduced. The characteristics of overseas research were mainly to gradually replace the fun-damental research in laboratory by the experimental devices in industrial scale, the research on hazard of silo discharge and the fundamental research about discharge blasting were emphasized, including the recommended studyon safety evaluation and industry control condition. The main existing phenomena of domestic dust static electric explosion accidents included lacking of design or unreasonable design; ignoring the assorted transformation of devolatilization or ventilation when conducting capacity expansion transformation of devices; disposing unqualified materialor improper emergency disposal when transition; improper or non-standard operation; damaging the ventilation con-trol of silo; wrong option of level indicator; increase the probability of high-energy discharge ignition. Aiming at theanalyzed problems and phenomena, the countermeasures were proposed, such as examine the specific accident hid-den trouble of running devices, conducting acceptability study and operability study to prevent static electric explo-sion by dust in polyolefin silo, performing hazard education of中國煤化工, and improve thesafety consciousness and emergency disposal capability of employCNMHGKey words: industrial powder; static electric explosion accident; countermeasure中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)第7卷近一、二十年我國聚烯烴粉體生產(chǎn)正經(jīng)歷一個(gè)2m都存在靜電引燃的危險。料倉直徑對料堆表面迅猛發(fā)展時(shí)期,引人注目的是粉體生產(chǎn)過(guò)程中的靜放電能量有十分重要的影響料倉直徑越大越危險。電爆炸事故也相應增多。據不完全統計,1986-實(shí)險表明,料堆表面單次放電最大電荷轉移量(4q)2000年國內粉體料倉曾發(fā)生70余起靜電爆炸事是料倉直徑的28次方函數(4q=D2),放電能量故,200年后又發(fā)生十余起靜電爆炸事故。國外同(W)是料倉直徑的336次方函數(W=D)。期的粉塵靜電爆炸比例也相當多,如日本在1972(4)料倉中可燃氣體濃度(C)對粉塵混合空間1981年,1982-1991年,1992-2001年,相繼發(fā)生的最小點(diǎn)火能(ME)有至關(guān)重要的影響:MEM=335、258、142起粉塵靜電爆炸火災事故,位列靜電事故之首。這一現象除與聚烯烴工業(yè)發(fā)展過(guò)快和防MIE OM|Ed)),其中ME為氣體的最小點(diǎn)火MIE靜電燃爆應用研究跟不上需求外,也與人們的認知能,ME4為粉塵的最小點(diǎn)火能,Cp為氣體引燃的敏程度有關(guān)。這些脫節現象嚴重制約了當前粉體工業(yè)感濃度。實(shí)驗表明,多數聚烯烴粉塵當可燃氣濃度的安全生產(chǎn)和繼續發(fā)展。了解聚烯烴粉體靜電燃爆≥0.5%w時(shí),雜混粉塵的最小點(diǎn)火能MEF約≤的自身規律和失誤教訓,對制定當前對策,扭轉現行10mJ,有可能被錐形放電引燃(錐形放電能量約≤管理的漏洞,是非常必要的。10mJ,放電周期約26-71S)。因此研究者(CIBA)建議,把可燃氣濃度<0.5%w作為料倉通風(fēng)控制1國外近期的研究與進(jìn)展的設計依據。20世紀七、八十年代是國際粉體靜電的研究2國內事故現象與危險分析熱。這一時(shí)期的研究有如下特點(diǎn):一是逐漸采用工業(yè)規模的實(shí)驗裝置取代實(shí)驗室的基礎研究,如瑞士、事故匯編有時(shí)是最好的“安全指南”,國內粉塵英國、日本等相繼開(kāi)展了全尺寸料倉的風(fēng)送起電研靜電爆炸事故主要存在以下現象。究,包括不同容積、不同負荷和氣候條件等影響因素(1)設計缺欠或不合理,往往是事故頻發(fā)的的研究;二是著(zhù)重開(kāi)展了料倉放電的危險研究和與根源放電燃爆有關(guān)的基礎研究,包括安全評價(jià)和工業(yè)控如某廠(chǎng)引進(jìn)HDPE裝置時(shí),裝置氣體回收能力制條件的推薦研究等。上述研究的主要結論如下:不足,物料實(shí)際含揮量高達1%-2%,粉體料倉先(1)通過(guò)料倉放電研究和高速攝像證實(shí)“堆積后發(fā)生十余次爆炸事故。1996年、1997年兩條生產(chǎn)狀態(tài)高絕緣性大顆粒粉體的放電是粉塵云的引燃線(xiàn)增設脫氣倉后,物料揮發(fā)分降到50pm以下,事源”。料倉內的放電形式,主要有料堆表面的錐形故趨勢基本得到抑制。放電,金屬突出物對料堆的放電,罐壁粘壁料的傳播某廠(chǎng)1996年引進(jìn)LDPE裝置時(shí),顆粒料倉凈化型刷形放電和脫落的剝離放電,金屬突出物對粉塵風(fēng)口設置偏高(在錐體上沿通風(fēng)帶處),下方錐體料云的雷狀放電等。成脫氣盲區,且反吹風(fēng)口伸出尺寸較長(cháng)(距罐壁200(2)影響風(fēng)送起電的因素較多,包括物料的形-300mm),容易發(fā)生放電,不合格品料倉(99年狀與尺寸、風(fēng)速、負荷、管壁沉積物的厚度、空氣濕度“5.25”)、摻合料倉(2000年“10.25”)、脫氣倉等,對具體設備和管線(xiàn)很難用函數關(guān)系來(lái)預測他們(2002年“1.22”)相繼發(fā)生爆炸著(zhù)火爆炸部位均的起電量。與已往研究結論不同的是:①無(wú)論高濕在反吹風(fēng)口附近。度還是低濕度,都可以產(chǎn)生高起電過(guò)程;②從放電效某廠(chǎng)引進(jìn)LDPE裝置,料倉凈化風(fēng)采用集中供應來(lái)說(shuō),1-10mm粗顆粒比lmm以下細顆粒有更風(fēng)方式,由于供風(fēng)距離遠,冬季風(fēng)溫低,罐區最遠處大的放電能量最危險的是粗細料混合輸送兩貯料罐在1997年“1.4"(12°罐)、1996年“1.16(3)料倉靜電燃爆的危險性是料倉直徑(D)、(35°罐)發(fā)生爆炸著(zhù)火。兩次爆炸都是在凈化后物料中值尺寸(M)和粉塵引燃相當能量(ME)的函(14-17h)送料過(guò)程中發(fā)生的。當時(shí)環(huán)境氣溫-數(D萬(wàn)F計算表明聚烯烴料倉直徑大于℃件代℃.料合凈化風(fēng)口篩網(wǎng)凍堵料倉中國煤化工發(fā)了料倉的靜電爆炸。CNMHG收稿日期:2010-12-12某廠(chǎng)LDE裝置混合倉曾多次發(fā)生閃爆和堵第3期中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)料。事后檢查,該料倉內共分7個(gè)分割單元,但反吹某廠(chǎng)LDPE裝置1999年5月25日生產(chǎn)高熔融凈化風(fēng)口只有5個(gè),幾次閃爆都在沒(méi)設通風(fēng)口的盲指數料時(shí),反應不正常、出現不合格料,當送到T305區內,應與料倉內通風(fēng)分配不當有關(guān)不合格品料倉時(shí)發(fā)生靜電閃爆。2002年11月22某廠(chǎng)LDPE裝置脫氣倉曾發(fā)生數次閃爆。調查日該裝置因儀表故障臨時(shí)停車(chē),將不合格料送進(jìn)發(fā)現該倉通風(fēng)分配不合理:進(jìn)料風(fēng)為2700m3/h,底T306處理再送到T301脫氣倉時(shí)發(fā)生閃爆。部?jì)艋L(fēng)為400m3/h(1"管)或600m3/h(2"管),且某廠(chǎng)2PP裝置在2000年生產(chǎn)高熔融樹(shù)脂料,采采取一只管集中進(jìn)風(fēng)。進(jìn)料時(shí)倉內可燃氣為0.2-用國產(chǎn)催化劑時(shí)因反應不好,粉料粒徑細汽蒸效果0.26%wt,停止進(jìn)料時(shí)(100t)倉內可燃氣驟升到不好(出現過(guò)零料)物料含揮量高,在2月12日和0.68%wt,(超過(guò)0.5%w危險界線(xiàn))。料倉改造前9月16日摻合倉曾發(fā)生兩次爆炸。(99年9月)進(jìn)料11米高時(shí)曾發(fā)生過(guò)靜電閃爆某廠(chǎng)PP裝置不合格品料倉在1995年曾發(fā)生3某廠(chǎng)LDPE裝置分析倉(603A/B)投產(chǎn)不久即次閃爆,三次事故均與生產(chǎn)高熔融樹(shù)脂料時(shí)反應不發(fā)生3次閃爆,1991年“11.6”、2001年“2.10”又發(fā)好、物料含揮量高有關(guān)。生閃爆。幾次事故都是在進(jìn)完料后(20t),切換分析某廠(chǎng)新建HDPE裝置1991年1月采用冷凝枝倉不久發(fā)生的。這些事故都與切換料倉后凈化N2術(shù),初期反應不好出現不合格料,當送到中間料倉時(shí)風(fēng)壓低(300mmH2O)凈化風(fēng)量不足等有關(guān)。(50)發(fā)生了閃爆。有資料表明,在2000年前國內聚烯烴料倉的2001年6月8日,某廠(chǎng) LLDPE裝置試用己烷冷68起爆炸事故統計中,與通風(fēng)設計缺欠有關(guān)的有49凝技術(shù),反應不好、物料含揮量高,當將物料送進(jìn)摻起,約占72%。因此在物料風(fēng)送靜電普遍較高的條合倉時(shí)(156t),發(fā)生了爆炸著(zhù)火。件下,料倉通風(fēng)設計不足或不合理就成了誘發(fā)料倉(4)設備出故障,沒(méi)有及時(shí)處理或處理不當靜電爆炸的主要誘因。①通風(fēng)儀表故障(2)裝置擴能改造時(shí)忽視了脫揮或通風(fēng)的配套某廠(chǎng)2PE裝置三通閥在1997年11月13日突改造然失靈,去V503A的料切向ⅤS03F倉時(shí)物料大部分如某廠(chǎng)IDPE裝置在1979-1989年間完成5漏向V503C倉,但該倉反吹凈化風(fēng)未啟動(dòng),進(jìn)料次擴能改造,年加工能力由6萬(wàn)∪a提到7.8萬(wàn)υa,59.5%料位時(shí)(112m3)該倉發(fā)生靜電爆炸。某廠(chǎng)但在1987-1998年間料倉相繼發(fā)生9次靜電爆炸HDPE裝置在1988年“11.7”也出現過(guò)類(lèi)似事故:均事故。主要原因是擴能改造后生產(chǎn)節奏和負荷提化作業(yè)時(shí)將2倉的15t料送3倉,但3倉頂分配閥高但料倉通風(fēng)能力不足。如抽氣貯槽(200m3)進(jìn)未到位,大部分漏向4·倉,結果使已停機75min的料風(fēng)為284m/min,凈化風(fēng)為24m3/min,擴能改造4‘倉發(fā)生靜電爆炸。后貯槽內可燃氣體高達08%wt(是0.5%w的1.6②摻混管斷裂倍)。計算表明,如果將貯槽內可燃氣體控制0.5%某廠(chǎng)HDPE摻合倉(B)內的4只摻混管斷裂,w以下凈化風(fēng)量至少應提到467m3/min2006年4月29日該倉進(jìn)料124t時(shí),物料剛好到其某廠(chǎng)PP裝置在1987-1988年完成擴能改造中的一只斷裂管位置(懸空7m)時(shí)發(fā)生爆炸著(zhù)火。后,年加工能力由14萬(wàn)ta提高到19萬(wàn)Ua,但在③切粒機故障1989-1994年間料倉發(fā)生12次爆炸事故。調查發(fā)1989年9月2日,某廠(chǎng)PP裝置切粒機斷兩把現,改造后于燥器N2壓力降到0.2-0.4Mpa(設計刀,帶故障運行,產(chǎn)生“帶尾巴料”,風(fēng)送物料時(shí)粉塵值為0.6Mpa),物料含揮量高達2000-300pm(設增多,摻合Ih后料倉爆炸。1991年7月3日再次計要求