?? 我国石油、煤炭化学工业的发展,为化肥工业提供了良好的条件,特别是小型氮肥企业得到了迅速发展。目前我国小氮肥厂年产氮肥已达四千万吨(折合成氨896.6万吨),如果按照1公斤氮肥增产2公斤粮食算,可增产粮食1600亿斤,占全国年产八千亿斤粮食的20%。由此可见,小氮肥工业直接关系到农业生产的发展,是一项造福于人民,具有广阔前景的生产项目。但是,氮肥企业在生产过程中产生的半水煤气、合成氨气等,均具有较大的火灾爆炸危险性,因此,在生产过程中,应针对小氮肥生产工艺流程的特点,采取相应的安全技术措施,以确保小氮肥企业的安全生产。本文试对小型氮肥企业的防火防爆安全技术问题作一初步探讨。
??? 一、厂房建筑的防火防爆设计
??? 小氮肥生产的特点,概括地说有四点:①工艺流程长,设备管道多;②生产过程有高度的连续性;③各工序生产操作相互影响;④生产时高温、高压、易燃、易爆、易中毒、易灼伤。在氮肥生产中,原料气、醋酸蒸气以及氨气等与空气混合达到一定比例时,遇到火源或一定的温度就可能燃烧或爆炸;生产中的一氧化碳、硫化氢、氨等气体能使人中毒;液氨、浓氨水、醋酸、铜氨液等能烧伤人。所以,生产厂房的构造应当适应氮肥生产的特点。从目前我省的小型氮肥企业看,其建筑构造大体上是一个模式。以造气车间为例,有的不是框架结构,却是半敞开的;有的虽是框架结构,却是封闭式的;虽有天窗,但房顶却是预制板的,一旦造气炉发生爆炸,厂房不能很好地泄压,后果不堪设想。如1984年博山化肥厂造气炉爆炸,造成整个车间塌落。1974年12月平原县化肥厂造气车间洗气塔发生爆炸,将洗气塔的顶盖从车间的北面抛出50多米高,落到车间南面,抛出落地移位10米。现在一般造气炉都是大型的,直径为2.26米,高度在5.5米左右,产气量一般为3000立方米/时,而工作人员大都在三楼操作,操作室和生产场地没有防火隔离,有的只用铁皮做成简易操作室,一旦发生爆炸,极易造成人员伤亡。因此,操作室与造气炉加料口之间应用耐火极限不小于2.5小时的砖墙隔开,操作室的顶盖应用能承受一定压力的钢筋混凝土板封顶;造气车间的天窗应用轻质材料覆盖,和操作室成45°角的北侧车间顶预制板上应留一定数目的0.4米的圆孔,并安装通风遮雨罩,以便更好泄压。
??? 合成车间(包括压缩工段、铜洗工段……)在夏季生产中,由于气体在管道、容器中膨胀系数增大,加之管道、容器连接处的阀门、法兰填料的强度下降,产生疲劳状态,会有泄漏现象发生,如操作者再违章作业而产生火花,就会发生整个车间的爆炸,若整个厂房爆炸气体泄压受阻,就会造成局部塌陷。因此,从建筑厂房要求来看,应当增大合成车间空间的泄压面积,最好设置天窗。但车间空间的泄压面积应当不包括天窗泄压面积,泄压比应当为0.1米2/米3;天窗与空间的泄压比应当不小于0.02米2/米3,体积超过1000米3时可适当缩小,但不能小于0.01米2/米3。
??? 二、通风的安全要求
??? 小型氮肥厂的通风对预防火灾爆炸事故,改善卫生条件极为重要,但目前存在不少问题。各小型氮肥厂主要靠厂房设计中的平行窗户和出气孔进行自然通风,夏天则人为地在地面上增设2~3个电风扇,以改善操作者的工作环境。但从实地考察看,这种方法并没有从根本上改善安全和工作条件,而应采取更为科学的通风方法。
??? 1.车间通风的主要方法。合成氨车间和碳化车间要以全面机械通风为主,其它车间以自然通风加局部机械通风为主。
??? 合成氨车间和碳化车间还要装配事故排风装置,在车间发生泄漏大量可燃气体和有毒气体时开始启用,进行强制排风。其排风的吸风口,应布置在爆炸性气体散发量最大的区域,吸风口要在车间北面墙壁2/3高处以上安装。电机要防爆。事故排风口的开关,应设置在便于开启的地点,排风口还要远离发火源。
??? 事故排风的排气量,按车间的换气次数确定,当可燃气体最高容许浓度大于5毫克/米3时,换气次数不小于:
??? (1)车间高度在6米及6米以下者——8次/时,
??? (2)车间高度在6米以上者——5次/时,
??? 当最高容许浓度等于或小于5毫克/米3时,换气次数应分别乘以1.5。
??? 合成氨车间和碳化车间高度在6米以上,事故排风的换气次数以5次/时为准。
??? 2.全面通风的气流组织方式应考虑三点:
??? (1)气流组织和可燃性气体的关系。其要求是将新鲜空气送到工人操作常停留的工作地点,避免把可燃性气体和有毒气体吹向工人操作区。送风口位置要从车间南面墙壁2/3高处安装。
??? (2)气流组织与风口位置的关系。应使进风气流均匀分布,尽量减少涡流区。
??? (3)气流组织与可燃性气体和有毒气体的运动趋向的关系,应考虑可燃气体和有毒气体的密度。合成氨和碳化车间泄漏的气体如一氧化碳、氢气、氨气都比空气轻,这些气体会迅速上浮聚集,要以车间上部排风为主、下部排风为辅。要求合成氨车间、碳化车间采用天窗式厂房结构,即便利了排风通风,又确保了安全生产。