根據燃燒原理,防火防爆的主要措施就是設法消除燃燒爆炸三要素中的任一要素,其方法如下。
1. 控制天然氣泄漏
防止天然氣泄漏和積聚,使其不能達到爆炸極限,這是防止爆炸的首要措施。
① 將有泄漏危險的裝置和設備盡量安裝在露天或半露天的廠房中,以利于泄漏的天然氣擴散稀釋。當必須采用室內廠房時,則廠房建筑應具有良好的自然通風,或加裝必要的機械通風設備。
② 生產設備,在投入生產前和定期檢修時,應檢查其密閉性和耐壓程度。所有機泵、管道、閥門、法蘭、管件及接頭等易漏部位,應經常檢查,避免產生“跑、冒、滴、漏”現象。設備流程在運轉和運行時,可用肥皂液、化學試劑或分析儀器檢查其氣密情況。
③ 天然氣流程的罐、塔、容器和管道等,在檢修時(尤其是需動火時),必須用惰性氣體(如氮氣、蒸汽等)進行充分的置換,并經徹底清洗分析合格。與外部相連的管道,應用盲板隔開。
④ 當長輸管線無法用惰性氣體進行置換,又需動火時,應嚴格防止空氣進入形成爆炸混合氣體,引起管內燃炸。
⑤ 設備上的一切排氣放空管都應伸出室外,并考慮周圍建筑物的高度與四鄰環境。如果排放的氣體污染性大,數量又多,需接受城市環境保護部門的監督。排氣放空管不能形成真空或被堵塞。
⑥ 應注意帶壓生產設備、塔、容器和管道的密閉性,防止天然氣逸出形成爆炸混合氣體。對于負壓生產設備,應防止空氣侵入而使設備內部的天然氣達到爆炸極限。
⑦ 鍋爐、加熱爐等的燃燒室,由于突然熄火,在燃燒室內會形成可燃性混合氣體,此時如果處理不當,就有可能引起爆炸。可采用火焰檢測器對燃燒狀態進行監測,一旦發生熄火,檢測器能迅速檢測出來,并自動接通控制裝置,立即切斷氣源。
2. 消除點火源
存在有燃燒爆炸混合氣體的危險場所,應嚴格消除可以點燃爆炸性混合氣體的各種火源。
(1) 明火
① 爆炸危險場所嚴禁吸煙和攜帶火種,并應在明顯處設立警示標志。
② 在具有火災和爆炸危險性的廠、站、庫內;必須使用防爆型電器設施和照明。
③ 在工藝操作過程中,加熱天然氣時,必須采用熱水、水蒸氣及其他較安全的加熱方法。
④ 對設備、塔、容器及管道進行檢修動火時(如氣焊、電焊、噴燈、熔爐等),必須嚴格執行動火制度。
(2) 摩擦和撞擊
在生產中,摩擦和撞擊往往是造成天然氣著火爆炸事故的根源之一。因此,具有爆炸危險性的生產場所應采取嚴格的措施,使所有設備不產生火花。
① 機器軸承等轉動部分,應潤滑良好。機件摩擦部分,應采用有色金屬制造的軸瓦,以消除火花。
② 工具和通風機上的風翼,應用銅的合金制造,或用鍍銅的鋼板制造。
③ 搬運儲存天然氣和易燃液體的金屬容器時,禁止在地上拋擲或拖拉,并防止鐵器相互撞擊,以免發生火花。
④ 禁止穿鐵釘鞋和不穿防靜電工作服進入易燃易爆場所。
(3) 電火花
電火花是引發天然氣著火爆炸的一個主要火源。因此具有爆炸危險的廠、站、庫內的所有電氣動力設備和照明裝置,必須符合防火防爆的安全要求。
① 電線要絕緣,并用鋼管保護,免受生產過程中產生的蒸汽及氣體腐蝕,電線的絕緣材料也應具有耐腐蝕的性能。
② 具有爆炸危險的場所,應采用防爆式電氣設備,如防爆電機、防爆開關、防爆接線盒、防爆燈具、防爆控制器、防爆電話、防爆儀表及其他防爆電氣設備。
③ 電氣設備的保險絲必須與額定的容量相適應。
④ 對一切電氣設備,都應訂有規章制度,并經常檢查。
⑤ 嚴禁在天然氣工藝裝置區拖拉電源線和設置臨時電源線。
⑥ 工作結束后,應及時切斷電氣設備的電源。
(4) 靜電放電
靜電的產生或起電過程是相當復雜的,方式也是多種多樣的,如感應起電、介質的極化起電、溫差起電、壓力起電、吸附起電、電解起電和接觸起電等,有時幾種起電方式同時存在。接觸起電是產生靜電電荷的主要方式。在生產過程中,當物體的靜電積聚到一定程度,或其電位高于周圍介質的擊穿場強時,就會發生靜電放電現象。即靜電能量轉變為熱能、光能和聲能的過程。放電火花的能量大于點燃可燃性氣體所需最小點火能量時,便可使可燃氣體著火或爆炸。因此,在油氣集輸場所,必須嚴格按照SY/T 6340—1998《石油工業防靜電推薦作法》有關要求設置可靠的接地。使用期間應按照SY 5984—94《油氣田容器、管道和裝卸設施接地裝置安全檢查規定》的有關要求定期進行測試檢查。接地設置的具體要求如下。
① 在有爆炸危險的場所,一般不允許采用平皮帶傳動,用三角皮帶較為安全。最安全的方法是安設單獨的防爆電動機,電動機和設備之間用軸直接傳動或經過減速器傳動。
② 接地泄漏是消除靜電常用的主要方法。下列生產設備應有可靠的接地:
a. 生產或加工天然氣的設備、容器和儲罐;
b. 輸送天然氣的管道以及各種閥門;
c. 易燃易爆場所通風管道上的金屬網過濾器;
d. 金屬管道上的接地電路,因工藝要求被法蘭填料的絕緣中斷,應該在法蘭上設置金屬連接片導電;
e. 其他能產生靜電的生產設備;
f. 易燃易爆的生產廠房、工藝裝置區應采用環形接地網,將各個設備的接地線連接起來。
(5) 雷電
如果雷電通過有燃燒爆炸危險性的廠房、倉庫和裝置區,不僅能引起天然氣燃燒,也能引起爆炸。因此,為避免雷電引起的危害,對于易遭受雷擊的建筑物、構筑物、露天生產的設備及儲存容器,特別是遭受雷擊能夠引起燃燒爆炸的廠房和倉庫,必須安裝避雷設備和防雷接地。其做法應按SY/T 6319—1997《防止靜電、閃電和雜散電流引燃的措施》的有關要求。
下列生產廠房和設備應裝設防止直接雷擊和感應雷擊的避雷設備:
① 經常散發天然氣與空氣能形成爆炸混合氣體的廠房和倉庫;
② 大型儲氣罐;
③ 露天高度在15m以上,具有燃燒爆炸危險性的生產設備、裝置;
④ 煙囪和水塔;
⑤ 發電站、配電站和高壓輸電線路避雷裝置的設置,應根據電器設備的避雷規定執行。