2023年合成氨生产危险有害因素识别.doc

合成氨生产危险有害因素识别 1.1合成氨生产采用的主要原料为煤，属可燃固体，这些物质在常温下不易引起燃烧，但如遇高温可能引起燃烧，在煤堆场，大量的煤堆积在一起，热量如无法及时散出，煤可能产生自燃，而引发火灾。 1.2合成氨生产系统中存在大量的塔、槽、罐等静设备，由于其大局部承受高温高压，且压力和温度是经常变化的，同时参与工艺过程的介质绝大多数是易燃易爆、有腐蚀性和有毒的，因此如有操作失误、违章动火，或因密封装置失效、设备管道腐蚀，或因受设备、管道、阀门制造缺陷的影响等，将会引起泄漏，形成爆炸性混合物，造成爆 炸事故。 1.3合成氨生产系统中存在大量的换热器，有的换热工作条件要求在高温高压条件下进行，有的工作流体具有易燃易爆、有毒、腐蚀性的特点。如果换热器的设计不合理、制造缺陷、材料选择不当、腐蚀严重、违章作业、操作失误和维护管理不善，可能发生换热器发生燃烧爆炸、严重泄漏和管束失控等事故。 1.4造气炉是合成氨生产系统的生成合成氨原料气的关键设备，由于半水煤气的主要成分有氢气、一氧化碳和少量的硫化氢、甲烷等，这些气体不仅极易燃烧、爆炸，有的还具有腐蚀性、毒性，而且造气炉在高温条件下运行，其操作条件恶劣、造气周期短，如果稍有不慎或违反操作规程等都有可能导致造气炉发生炉爆炸事故。 经分析，发生造气炉爆炸的主要原因如下： 〔1〕过氧操作致使造气炉爆炸。在半水煤气生产过程中，为防止后工序变换工段触煤活性降低或被烧坏和引起造气系统发生爆炸，氧含量要求控制在0.5%以下。如果半水煤气中氧含量增加，到达爆炸极限时，遇明火和其他激发能源，就会引起爆炸事故。〔2〕空气、煤气倒流形成爆炸性混合物。主要表现在：a、检修时，未采取盲板与系统切断措施，又未关闭下行阀，到气柜的煤气总管和气柜水封积水造成憋压，致使煤气冲破洗气塔水封，或盲板强度不够而被冲破，倒流到炉内引起爆炸。 b、水封放水后或洗气箱上水阀损坏，致使水封破坏，空气流入炉内，或洗气箱水封漏气，煤气倒流入炉内。 c、用煤烘炉时产生煤气、或炉内残存煤气、不慎空气进入炉内而爆 炸。 d、检修自动调节阀时，未开副线，蒸汽中断，致使煤气倒流。 e、洗气塔溢流管被异物堵塞。f、炉盖不严，防爆板破裂。g、因设备与管道腐蚀穿孔，致使煤气倒流。 h、检修时未关煤气阀门或关不严，在大量煤气存在下动火而爆炸。〔3〕水蒸汽压力剧升，正致使造气炉水夹套憋压爆炸。水夹套内的水在炉内高温气体的辐射下，迅速汽化，水蒸汽压力升高，如果由于种种原因〔如为提高造气炉生产负荷，有意关小水夹套进〔水〕、出口〔水蒸汽〕阀门，以提高煤气发生炉炉温和加速反响；交接班制度不严、操作失误等原因〕，使水夹套或汽包构成密闭系统，其温度和压力将越来越高，以至材料受不了高压而发生物理爆炸。 〔4〕违章动火引起煤气发生炉爆炸。〔5〕设备缺陷、检修不良致使造气炉爆炸。 〔6〕燃料质量不佳、操作不当引起煤气发生炉炉口爆炸。主要原因 有： a、燃料的挥发份高，停车时炉面温度较低，致使挥发份集聚在炉的上部，或燃料温度过大，遇灼热的煤后产生水煤气。 b、炉内炭层中结块严重且有大块悬空现象，内部残存煤气未能排净。c、总蒸汽阀门、上吹蒸汽阀门漏气或未关闭，致使水煤气从炉口逸 出。 d、灼热的灰渣或煤落入到积水的灰斗中产生水蒸汽，通过汽化而产 生水煤气。 e、加煤时，将炉内火苗压灭，致使馏出物和水煤气得不到完全燃烧。〔7〕二次上吹结束、空气吹除开始时发生炉底爆炸。主要原因有：二次上吹时，上吹蒸汽阀未翻开或开得太慢，致使炉底水蒸气未吹净；炉底灰斗内有大块料，二次上吹时吹不净；吹风阀漏气，使空气和下 吹时的炉底煤气混合。 1.5半水煤气中的h2，co，ch4和h2s等都是易燃易爆的气体。在脱硫工段，常因设备或管道泄漏造成火灾、爆炸；也会因操作不慎、设备缺陷等原因，导致罗茨鼓风机抽负压，使得空气进入系统，与半水煤气混合，形成爆炸性混合气体，引起爆炸事故。在生产系统的设备和管道外表，由于h2s气体的作用，常会生成一层疏松的铁的硫化物〔fes与fe2s〕，该硫化物遇到空气中的氧，极易引起氧化反响，放出大量的热，很快使自身温度升高并到达其燃点而引起自燃。同时，在检修时，设备管道敞开后，也常会因其内部外表铁的硫化物和煤焦油与进入的空气迅速发生氧化反响而引起自燃着火的现象。 1.6变换工段是在一定的温度和压力下进行的，既存在物理爆炸的危险性，又存在化学爆炸的危险性。在生产过程中，由于设备和管道在制造、检维修中本身存在缺陷或者气体的长期冲刷，设备、管道会因腐蚀等造成壁厚减薄、疲劳，进而产生裂纹等缺陷，如果不能及时发现，及时消除，极易因设备、管道因为承受不了正常工作压力而发生物理爆炸，其后果又可能引发次生火灾及化学爆炸。半水煤气转换为变换气后，气体中的h2含量显著增加，高温气体一旦泄漏出来，遇空气易形成爆炸性混合物，遇火或高热很容易引起火灾、爆炸事故；如果设备或生产系统形成负压，空气被吸入与煤气混合，形成爆炸性混合物，在高温、摩擦、静电等作用下，也会引起化学爆炸；如果生产系统半水煤气中氧含量超过工艺指标，会引起过氧爆炸，违章动火，违章检修，也会引起化学爆炸。 1.7氮氢压缩机是合成氨生产的关键设备，压缩介质是易燃易爆气体，而且有高压条件下极易泄漏。容易引起燃烧爆炸事故。主要有：〔1〕可燃性气体通过缸体连接处、吸排气阀门、设备和管道的法兰、焊口和密封等缺陷部位泄漏；压缩机零件部位疲劳断裂、高压气体冲出至厂房空间；空气进入压缩机系统，形成爆炸性混合物，此时，如果在操作、维护和检修过程中操作、维护不当或检修不合理，到达爆炸极限浓度的可燃性气体与空气的混合物一遇火源就会发生异常激 烈燃烧，甚至引起爆炸事故。 〔2〕气缸润滑采用矿物润滑油，它是一种可燃物，当气体的温度剧升，超过润滑油的闪点后就会产生强烈的氧化，将有燃烧爆炸的危险，另外呈悬浮状存在的润滑油分子，在高温高压条件下，很容易与空气中的氧发生反响，特别是附着在排气阀、排气管道灼热金属壁面油膜上，其氧化就更为剧烈，生成酸、沥青及其他化合物，它们与气体中的粉尘、机械磨擦产生的金属微粒结合在一起，在气缸盖、活塞环槽、气阀、排气管道、缓冲罐、油水别离器和贮气罐中沉积下来形成积炭。积炭是一种易燃物，在高温过热、意外机械撞击、气流冲击、电器短路、外部火灾及静电火花等条件下都有可能引起积炭自燃，甚至爆炸。〔3〕在压缩机启动过程加，没有用惰性气体置换或置换不彻底就启动；因缺乏操作知识，没有翻开压缩机出口阀、旁路阀引起超压；在操作过程中因压缩气体调节系统仪表失灵，引起气体压力过高等，都 会引起燃烧爆炸事故。 〔4〕压缩机的机械事故，如活塞杆断裂、气缸开裂、气缸和气缸盖破裂、曲轴断裂、连杆断裂和变形、连杆螺栓断裂、活塞卡住与开裂、机身断裂、压缩机组振动等，可能酿成破坏性事故，有时会因机械事故而引发可燃性气体的二次爆炸。 1.8铜洗工段的压力及h2浓度很高。同时，高、低压连通部位多，容易发生高压串到低压局部，导致发生物理爆炸、化学爆炸和火灾危 险。 1.9合成工段属于高温、高压工段，且高压、低压并存，这决定了对生产合成氨的设备、管道必须有更高要求。如果因为材质本身的缺陷，制造质量不过关，维修质量不合格，外界压力超过设备、管道的承受压力，便会发生物理爆炸，同时也会引发化学爆炸。在高温高压下，h2对碳钢有着较强的渗透能力，形成氢腐蚀，使钢材脱碳而变脆〔即氢脆〕；n2也会对设备发生渗氮作用，从而减弱其机械性能；材料自身在高温高压下会发生持续的塑性变形，改变其金相组织，从而引起材料强度、延伸等机械性能下降，使材料产生拉伸、起泡、变裂和裂纹而破坏。氢脆、氮蚀、塑性变形的发生，也可引起爆炸事故 的发生。 合成工段主要使用h2为原料，反响生成了氨。h2和nh3，是易燃易爆气体，而且其爆炸极限在高温高压下将扩大，一旦发生泄漏而与 空气混合，极易发生爆炸。 1.10食品二氧化碳的冷冻介质为液氨，液氨如有泄漏，可能会形成氨和空气的爆炸性混合气体，遇明火或高热，引起爆炸事故。 1.11电气火灾事故的原因包括电气设备缺陷或导线过载、电气设备安装或使用不当等，如危险区域分级不准确，电气设备防爆性能不合格，电气设备发生短路、漏电或过负荷，从而造成温度升高至危险温度，引起设备本身或周围物体燃烧、爆炸。 2锅炉爆炸 在合成氨生产系统有废热锅炉，如因严重缺水、水质不良、设备缺陷等原因，均有可能引发锅炉爆炸。具体分析如下： 〔1〕严重缺水事故 由于操作工误操作、水位计或自动给水装置失灵、排污阀关闭不严、止回阀故障等原因均可造成缺水事故，严重缺水事故可能导致受热面过热烧毁，降低受热面钢材的承受能力，金相发生劣化，炉管爆破， 形成锅炉爆炸。〔2〕满水事故 由于操作工误操作、水位计或自动上水装置失灵会造成满水事故，蒸汽大量带水会降低蒸汽品质甚至发生水击，损坏管道，破坏用汽设备。〔3〕水质不合格，锅炉水含盐量到达临界量，或超负荷运行，用气量突然加大，压力降低过快可造成汽水共沸，破坏水循环，恶化蒸汽品质，水击振动，影响用汽设备的平安运行。 〔4〕锅炉选用钢材或焊接质量低劣，水质不良严重腐蚀、结垢，水循环故障等还可造成炉体爆炸事故。〔5〕运行压力超过锅炉最高允许工作压力，钢板〔管〕应力增大超过极限值，同时平安阀与超压连锁失灵也将造成超压爆炸。 3容器爆炸 各生产装置中存在大量高压设备、压力容器，这些设备、容器如果本身设计、安装存在缺陷；平安附件或平安防护装置存在缺陷或不齐全；在使用过程中如发生侵蚀、腐蚀、疲劳、蠕变等现象；未按规定由有资质的质检单位检验或办理平安准用证；人员误操作等原因，均有可 能发生容器爆炸事故。4中毒和窒息事故 4.1在合成氨生产过程中，系统中存在的半水煤气、氨均为有毒物质，这些物质如大量泄漏，会造成大面积中毒事故。 4.2甲醇生产过程中，甲醇也是有毒物质，当甲醇发生泄漏，其蒸汽或液体被人吸入或食入，会发生人员中毒事故。 4.3二氧化碳属窒息性气体，食品二氧化碳生产过程中如发生二氧 化碳泄漏会造人员窒息。 5灼烫 5.1高温水蒸汽作为一种最常见的热载体的贯穿了整个生产系统，其泄漏可能会造人员的高温灼伤。 5.2氨〔包括氨气和液氨〕存在于合成以后的系统中，其经压缩冷凝后成为液氨，是生产中的一种重要的中间产品和制冷剂，常压下，-33.3℃时液氨就会挥发为气氨，挥发的同时吸收大量的热，因此，液氨触及人体，会造成皮肤严重冻伤。液氨系统压力一般都在1.6mpa～2.0mpa之间，一旦泄漏，有可能造成严重危害。 6起重伤害 厂内有多台铲车、电动葫芦，在起重作业〔包括安装、使用、维修〕、装卸过程中有可能发生物体打击、高处坠落、车辆伤害触电等人员伤 害事故。7高处坠落 公司生产厂房多为多层厂房，在二层以上的楼层或操作平台距离地面或楼面大于2米处作业，假设防护栏杆设置不标准、防护栏杆腐蚀损坏和其他防护措施不到位等原因，均有可能造成高处坠落事故。 8机械伤害 各种机械设备的运转部位，如果没有设置防护罩等防护措施，人体触及运转部位，可能造成机械伤害事故。 9触电 各带电设备假设因防护措施不到位〔如触电保护、漏电保护、短路保护、过载保护、绝缘、电气隔离、屏护