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氨水的爆炸区域划分探讨

来源:化工加 发布时间:2024/01/25

对于液氨,按爆炸环境考虑基本无争议。但对于作为常用的化工企业物料--氨水,因其浓度不同,是否考虑防爆一直有一定的争议。

       一、相关规范及常识点

       1、《爆炸危险环境电力装置设计规范》 GB50058-2014 

       2、《城镇燃气设计规范(2020年版)》GB50028-2006

       基本常识点:氨水因其容易分解挥发,所以需要密封保存。

       二、氨的爆炸分级、分组及划分方法

       根据《爆规》的附录C可以查到液氨的物料特性。
       氨:气态,IIA T1。爆炸下限15%,爆炸上线28%。相对密度0.6。

       根据《爆规》的2.0.26,氨属于比空气轻的气体。

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氨水,若考虑防爆划分的话,参考《爆规》的附录B-5。

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       三、是否需要考虑爆炸划分

       1、《爆规》的2.0.26条的条文说明

       2.0.26 本条说明如下:
           (1)对于相对密度在0.8至1.2之间的气体或蒸气应酌情考虑。
           (2)经验表明,氨很难点燃,而且在户外释放的气体将会迅速扩散,因此爆炸性气体环境的范围将被忽略。

       2、《城镇燃气设计规范(2020年版)》GB50028-2006,附录B-2

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       从上可以看出,浓氨水(≥8%)需要考虑2区,稀氨水(<8%)为非危险区。并且可以从其注释可以看出,爆炸区具体是需要结合释放源的位置,按释放半径来划分。


       3、《爆规》的3.2.2条

       3.2.2 符合下列条件之一时,可划为非爆炸危险区域:
           1 没有释放源且不可能有可燃物质侵入的区域;
           2 可燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10%;
           3 在生产过程中使用明火的设备附近,或炽热部件的表面温度超过区域内可燃物质引燃温度的设备附近;
           4 在生产装置区外,露天或开敞设置的输送可燃物质的架空管道地带,但其阀门处按具体情况确定。

       对于氨,其爆炸下限为15%。若气体混合物的最高浓度不超过爆炸下限的10%(即1.5%),则可以根据此条直接划为非爆炸危险区。

       三、氨水的体积浓度值

       《氨水罐的火灾和爆炸危险性分析》郑鲜等,以下摘自其文章。


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       不同浓度的氨水,在不同环境温度时,其上部气相空间的混合物比例如下图所示:


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       从上图可以看出,10%的氨水,在环境温度在30℃左右时,氨水罐上方的气相空间混合物就已达到了氨的爆炸下限。也可以理解为10%的氨水,其上部气相空间的混合物若发生泄漏,需要按二级释放源来考虑。


       四、氨水事故爆炸案例及其原因分析汇总

       1、淄博周村区嘉周热电有限公司脱硫脱硝装置氨水罐发生爆炸(氨水浓度20%)


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2、贵州芭田生态工程有限公司“5·9”锅炉车间 脱硫氨水罐爆炸事故

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       3、内蒙古和发稀土“3·21”爆炸事故

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       4、从以上三个爆炸事故可以看出,其直接原因基本相同:即在罐顶或罐子处,没有采取一定措施前提下直接明火作业,直接发生爆炸事故。根据《爆规》的3.1.2条可以晓得发生爆炸的2个基本条件:一是存在爆炸性气体混合物,二是火花、电弧或高温。


       总结:

       1、建议按《城镇燃气设计规范(2020年版)》GB50028-2006中,浓氨水(≥8%)需要考虑2区,稀氨水(<8%)为非危险区。

       2、采用防爆产品更像是安全的最后一道防线但不是其唯一手段,同样重要的也包括:前期工艺布置、可燃气体探测、事故排风,和后期的人工操作要求等。但其之间不是相互替代关系:比如做好事故排风和可燃探测,不意味着可以不考虑防爆;或者设置防爆设备后可以弱化其他环节的要求。每一步都做好才能最大限度地减小爆炸事故的发生。

       3、个别行业有特殊规定的按其规定执行。

       《冷库设计规范》GB 50072-2021 。本规范的核心思想是尽量减少制冷机房内的用电设备数量,但规范大大增加了其他方面的措施要求,只要求部分在泄漏时仍需工作的设备采用防爆型。

比如其要求应设置控制室,相应控制设备不应布置在制冷机房内,宜布置在控制室。事故风机供电也要求专用的供电回路,配电控制箱宜独立设置,等等。

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