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安全生产技术,涵盖了第一章机械、第二章电气、第三章特种设备、第四章防火防爆、第五章危险化学品、特种设备等。
编辑于2025-12-30 10:47:43机械安全技术
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第一节 机械安全 基础知识
一、机械基本概念
机械是由若干个零、部件连接构成,其中至少有一个零、部件是可运动的, 并且配备或预定配备动力系统,是具有特定应用目的的组合
按机械零部件构成的机械分类
A
1. 单台机械
木材加工机械、金属切削机床、起重机等
2. 实现完整功能的机组或大型成套设备
即为同一目的由若干台机械组合成一个综合整体, 如自动生产线、加工中心、组合机床等
3. 可更换设备
可以改变机械功能的、可拆卸更换的、非备件或工具设备, 这些设备可自备动力或不具备动力
按机械的使用用途的机械分类
B
一、 动力机械
电动机、内燃机、蒸汽机以及在无电源的地方使用的联合动力装置
二、 金属切削机械
车床、钻床、镗床、床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、 刨(插)床、拉床、电加工机床、锯床和其他机床12类
三、 金属成型机械
金属切削机械以外的加工机械,如锻压机械、铸造机械等
四、 交通运输机械
汽车、火车、船舶和飞机等交通工具
五、 起重运输机械
各类起重机、运输机、升降机、卷扬机等
六、 工程机械
土石方施工、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的各种工程机械。 包括挖掘机、铲运机、工程起重机、压实机、打桩机、钢筋切割机、混凝土搅拌机、路面机、凿岩机、线路工程机械及其他专用工程机械
七、 农业机械
拖拉机、林业机械、牧业机械、渔业机械等
八、 通用机械
泵、风机、压缩机、阀门、真空设备、分离机械、减(变)速机、干燥设备、 气体净化设备等
九、 轻工机械
纺织机械、食品加工机械、印刷机械、制药机械、造纸机械等
十、 专用机械
冶金机械、采煤机械、化工机械、石油机械等
三、机械使用过程中的危险有害因素
(一)机械性危险
机械性危险包括与机器、机器零部件(包括加工材料夹紧机构)或其表面、工具、工件、荷载、飞射的固体或流体物料有关的可能会导致挤压、剪切、碰撞、切割、切断、缠绕、碾压、吸入或卷入、冲击、刺伤或穿刺、磨损、抛出、绊倒和跌落等危险
产生机械性危险的条件因素主要有
割裂挤塌砸落窒
有形
1. 形状或表面特性
如锋利刀刃、锐边、尖角形等零部件、粗糙或光滑表面
2. 相对位置
如由于机器零部件运动可能产生挤压、剪切、缠绕区域的相对位置
例子
金属切削机床的挤压危险
刀具与刀座之间
刀具与夹紧机构或机械手之间
工作台与墙之间
金属切削机床的剪切风险
刀具与刀座之间
主轴箱与立柱之间
工作台与滑鞍之间
3. 动能
具有运动的机器零部件与人体接触,零部件由于松动、松脱、掉落或折断、碎裂、甩出
4. 势能
人或物距离地面有落差在重力影响下的势能,高空作业人员跌落危险、弹性元件的势能释放、在压力或真空下的液体或气体的势能、高压流体(液压和气动)压力超过系统元器件额定安全工作压力等
5. 质量和稳定性
机器抗倾翻性或移动机器防风抗滑的稳定性
6. 机械强度不够导致的断裂或破裂
7. 料堆(垛)坍塌、土岩滑动造成掩埋所致的窒息危险等
(二)非机械性危险 无形
电气危险(如电击、电伤)、温度危险(如灼烫、冷冻)、噪声危险、振动危险、 辐射危险(如电离辐射、非电离辐射)、材料和物质产生的危险、 未履行安全人机工程学原则而产生的危险等
四、机械危险部位及其安全防护措施
转动
1. 转动轴(无凸起部分)
一般是通过在光轴的暴露部分安装一个松散的、与轴具有12mm净距的护套对其进行防护,护套和轴可以相互滑动。
2. 转动轴(有凸起部分)
具有凸起物的旋转轴应利用固定式防护罩进行全面封闭。
3. 对旋式轧辊
即使相邻轧辊的间距很大,操作人员的手、臂以及身体也有可能被卷入。 一般采用钳型防护罩进行防护。
4. 牵引辊
可以安装一个钳型条,通过减少间隙来提供保护,通过钳型条上的开口,便于材料的输送
5. 辊式输送机 (辊轴交替驱动)
应该在驱动轴的下游安装防护罩。
如果所有的辊轴都被驱动,将不存在卷入的危险,故无须安装防护装置。
6. 轴流风扇(机)
安装在通风管道内部的轴流风扇(机)将不存在危险。开放式叶片是危险的,需要使用防护网来进行防护。防护网的网孔应足够大,使得空气能有效通过同时网孔还要足够能有效防止手指接近叶片。
7. 径流通风机
安装在通风管道内部的风机不存在危险。通向风扇的进风口应该被一定长度的导管所保护,并且其入口应覆盖防护网。导管的长度和网孔的尺寸必须能够防止手指和手臂接近转动的叶片。
8. 啮合齿轮
机械设备的大部分齿轮都是包含在机框内的,由于其密闭性,这些齿轮是安全的。——暴露的齿轮应使用固定式防护罩进行全面的保护。
齿轮传动机构必须装置全封闭型的防护装置。机器外部不允许有裸露的合齿轮。防护外壳与传动机构的外形相符,同时应便于开启,便于机器的维护保养,防护罩内壁应涂成红色,最好装电气联锁,使防护装置在开启的情况下机器停止运转
9. 旋转的有辐轮
当有辐轮附属于一个转动轴时,可以利用一个金属盘片填充有辐轮来提供防护
10. 砂轮机
无论是固定式砂轮机,还是手持式砂轮机,除了其磨削区域附近,均应加以密闭来提供防护。在其防护罩上应标出砂轮旋转的方向和最高线速度等技术参数。
11. 旋转的刀具
旋转的刀具应被包含在机器内部。在手工送料时,应尽可能减少刀刃的暴露,并使用背板进行防护。当加工的物料是可燃物时,产生碎屑的场所应有防火措施。当需要拆卸刀片时应使用特殊的卡具和手套来提供防护
直线
1. 切割刀刃
应使其暴露部分尽可能少。对刀具进行维护时,需要提供特殊的卡具。
2. 砂带机
砂带机的砂带应该向远离操作者的方向运动,并且具有止逆装置, 仅将工作区域暴露出来,靠近操作人员的端部应进行防护。
3. 机械工作台和滑枕
平板(滑枕)达到极限位置时,平板(滑枕)的端面距离应和固定结构的间距不能小于500mm,以免造成挤压。
4. 配重块
应对其全部行程加以封闭,直到地面或者机械的固定配件处,避免形成挤压陷阱
5. 带锯机
可调节的防护装置应该装置在带锯机上,仅用于材料切割的部分可以露出, 其他部分得以封闭。
6. 冲压机和铆接机
可能需要操作人员手持工件靠近冲击头,需要提供能够感知手指存在的特殊失误防护装置。
7. 剪刀式升降机
操作过程的主要危险在于临近的工作平台和底座边缘间形成的剪切和挤压陷阱。可利用帘布加以封闭。 维护过程的主要危险在于剪刀机构的意外闭合。可通过障碍物(木块等)来防止剪刀机构的闭合。
转动和直线
1.齿条和齿轮
应利用固定式防护罩将齿条和齿轮全部封闭起来。
2.皮带传动
危险出现在皮带接头及皮带进入到皮带轮的部位。这种驱动还会因摩擦而生热。 采用的防护措施必须能够保证足够的通风,否则,这种驱动会因过热而失效。
特性:传动精度低,易产热、易产生静电
焊接金属网是一种适用的防护,可能需要一个支撑框架(金属骨架防护网),其安装位置应能保证手指不会触及皮带。与皮带的距离不应小于50mm,设计应合理,不应影响机器的运行。
一般传动机构离地面2m以下,应设防护罩。 但在下列3种情况下,即使在离地面2m以上也应加以防护。(太长、太宽、太快) A 皮带轮中心距在3m以上;--- B 皮带宽度在15cm以上; ---C皮带回转速度在9m/min以上。
3.输送链和链轮
危险来自输送链进入到链轮处以及链齿。 采取的防护措施应能防止接近链轮的锯齿和输送链进入到链轮部位。
五、实现机械安全的途径与对策措施
机械设备安全应考虑其寿命的各个阶段,包括机械产品的安全和机械使用的安全两个阶段。 决定机械产品安全性的关键是设计阶段采用安全措施,还要通过使用阶段采用安全措施来最大限度减小风险。
实现机械设备安全遵循以下两个基本途径—— 1.设计适当的结构,尽可能避免危险或减小风险; 2.通过减少对操作者涉入危险区的需要,限制人们面临危险,避免给操作者带来不必要的体力消耗、精神紧张和疲劳
消除或减小相关的风险,应按下列等级顺序选择安全技术措施,即“三步法”
三步走 本防信
第一步本质安全设计措施,也称直接安全技术措施。
最重要
第二步安全防护措施,也称间接安全技术措施。
第三步使用安全信息,也称提示性安全技术措施。
(一)本质安全设计措施: 通过改变机器设计或工作特性,来消除危险或减小与危险相关的风险的安全措施
本质安全
1.合理的结构型式
1
1||| 机器零部件形状
可接近的机械部件避免锐边、尖角、粗糙面、凸出部位; 对可能造成“陷入“的机器开口或管口端进行折边、倒角或覆盖
2||| 运动机械部件 相对位置设计
a加大运动部件之间的最小间距,使人体的相应部位可以安全进入 或b通过减小其间距,使人体的任何部位不能进入。
3||| 足够的稳定性
在机器生命周期的各个阶段内都应考虑机器的稳定性 底座的几何形状、重心、安装地点的支承面特征。
2.限制机械应力以保证足够的抗破坏能力
1||| 专业符合性要求。设计和制造应满足专业标准或规范
2||| 足够的抗破坏能力。
强度、刚度、抗疲劳性、构件稳定性
3||| 连接紧固可靠。
螺栓连接、焊接、铆接、粘接
4||| 防止超载应力。
在传动链预先采用“薄弱环节”预防超载, 如易熔塞、限压阀、断路器
5||| 良好的平衡和稳定性。
材料均匀性和回转精度;机械整体具有抗倾覆或抗风抗滑
3.使用本质安全的工艺过程和动力源
3
1||| 爆炸环境中的动力源
应采用全气动或全液压控制操纵机构,或本质安全电气设备
2||| 采用安全的电源。
3||| 防止与能量形式有关的潜在危险。(泄漏喷射)
4||| 改革工艺控制有害因素
消除或降低噪声、振动源(焊接代替铆接,液压代替锤击) 控制有害物质排放(颗粒代替粉末、铣代替磨)。
4.控制系统的安全设计
1||| 控制系统的设计。应与所有机器电子设备的电磁兼容性相关标准一致。
2||| 软、硬件的安全。
3||| 提供多种操作模式及模式转换功能。正常、非正常(故障査找、清洗、维护)作业都要考虑
4||| 手动控制器的设计和配置应符合安全人机学原则。
5||| 考虑复杂机器的特定需求。 例如动力中断的自我保护或重启原则、“定向失效模式”“关键”件加倍(冗余)设置
5.材料和物质的安全性
包括生产过程各个环节所涉及的各类材料(包括组成机器自身的材料、燃料、加工原材料、中间或最终产品、添加物、润滑剂、清洗剂,与工作介质或环境介质反应的生成物及废弃物等)
应满足以下要
1||| 材料的力学性能
抗拉强度、抗剪强度、冲击韧性、屈服极限
2||| 对环境的适应性(高温、寒冷、风化、腐蚀等)。
3||| 避免材料的毒性。
4||| 防止火灾和爆炸风险。
6.机械的可靠性设计和维修性设计
一是机械设备要尽量少出故障,即设备的可靠性; 二是出了故障要容易修复,即设备的维修性。
1||| 使用可靠性已知的安全相关组件。 指能够经受住所有干扰和应力,且产生失效概率小的组件需要考虑的环境条件 包括冲击、振动、冷、热、潮湿、粉尘、腐蚀、静电、电磁场
2||| 关键组件或子系统加信(或冗余)和多样化设计。 当一个组件失效,另一个组件或其他多个组件能够继续执行各自的功能,保证安全功能继续有效。采用多样化的设计或技术,避免共因失效或共模失效。
3||| 操作的机械化或自动化设计 通过机器人、搬运装置、传送机构、鼓风设备实现自动化,通过进料滑道、推杆和手动分度工作台实现机械化。减少人员暴露于危险,限制操作产生的风险
4||| 机械设备的维修性设计。 当产品一旦出故障,易发现、易拆卸、易检修、易安装
维修性
维修性是产品固有的可靠性指标之一。
维修性设计应考虑以下要求:
a将维护、润滑和维修设定点放在危险区之外
b 维修作业 的可达性
即安装场所可达性( 有足够的检修活动空间)
设备外部的可达性 (考虑封闭设备用于人员进行检修的开口部分的结构及其固定方式)
设备内部的可达性 (设备内部各零、组部件之间的合理布局和安装空间)
c零部件的标准化与互换性
d必须考虑维修人员的安全。
7.遵循安全人机工程学的原则
1||| 操作台和作业位置应考虑人体测量尺寸、力量和姿势、运动幅度、易用性等。
2||| 避免操作者的紧张姿势和动作,避免将操作者的工作节奏与自动的连续循环连在一起。
3||| 照明不足时,应增设局部照明,避免眩光、阴影和频闪效应。
4||| 手动控制操纵装置必须清晰可见、可识别,且作用明确,必要处适当加标志; 布局、行程和操作阻力与所要执行的操作相匹配,能安全地即时操作按钮的位置、手柄运动与它们的作用应是恒定的操作时不会引起附加风险。
5||| 指示器、刻度盘和视觉显示装置信息装置应在人员易于感知的参数和特征范围之内,含义确切、易于理解,显示耐久、清晰; 使操作者和机器间的相互作用尽可能清楚、明确,且在操作位置便于察看、识别和理解
(二)安全防护措施
安全防护措施是指从人的安全需要出发,采用特定技术手段,防止仅通过本质安全设计措施不足以减小或充分限制各种危险的安全措施,包括防护装置、保护装置及其他补充保护措施。
防护 装置
概念
通常采用壳、罩、屏、门、盖、栅栏等结构和封闭式装置,用于提供防护的物理屏障,将人与危险隔离,为机器的组成部分。
开口要求
指尖<6mm, 指至指关节 6-10mm, 手 10-30mm
功能
1||| 隔离作用
防止人体的进入
2||| 阻挡作用
防止飞出物或喷射物,防止人体灼烫、腐蚀伤害
3||| 容纳作用
接受掉落零件或碎片
4||| 其他作用
有害因素的隔绝、密封、吸收、屏蔽
类型1
1||| 固定式防护装置
保持在所需位置(关闭)不动的防护装置。 不用工具不能将其打开或拆除。
2||| 活动式防护装置
通过机械方法与机器的构架或临近的固定元件相连接, 并且不用工具就可打开,打开后应有铰链相连
3||| 联锁式防护装置
只要防护装置不关闭,被其“抑制”的危险机器功能就不能执行
分类2
1||| 封闭式
将危险区全部封闭,人员从任何地方都无法进入危险区
2||| 距离防护
不完全封闭危险区,凭借安全距离和安全间隙来防护
3||| 可调装置
设计为整个装置可调或装置的某组成部分可调
分类3
1||| 封闭式防护箱罩
一般用于齿轮传动或传输距离不大的传动装置的防护
2||| 金属骨架防护网
常用于皮带传动装置的防护
3||| 栅栏式防护
防护范围比较大的场合,或作为移动机械移动范围内临时作业的现场防护,或高处临边作业的防护
一般 要求
1||| 满足安全防护装置的功能要求。应保证在机器的整个可预见的使用寿命内
2||| 构成元件及安装的抗破坏性。 结构体应有足够的强度和刚度;结构无松脱、裂损、腐蚀等危险隐患。
3||| 不应成为新的危险源。不应增加任何附加危险。
4||| 不应出现漏防护区。不易拆卸(或非专用工具不能拆除);不易被旁路或避开。
5||| 满足安全距离的要求。使人体各部位无法逾越。
6||| 不影响机器的预定使用功能。 不得与机械任何正常可动零部件产生运动抵触;对机器使用期间各种模式的操作产生的干扰最小,不增加操作难度或强度对观察生产过程的视野阻碍最小。
7||| 遵循安全人机工程学原则。
保护装置
种类
1||| 联锁装置。 用于防止危险机器功能在特定条件下(通常是指只要防护装置未关闭)运行的装置
2||| 能动装置。 一种附加手动操纵装置,与启动控制一起使用,并且只有连续操作时,才能使机器执行预定功能。(类似吹风机要一直按着)
3||| 保持——运行控制装置。 一种手动控制装置,只有当手对操纵器作用时,机器才能启动并保持机器功能
4||| 双手操纵装置。 至少需要双手同时操作,强制操作者在机器运转期间,双手没有机会进入机器的危险区域
5||| 敏感保护装置。 用于探测人体或人体局部,并向控制系统发出正确信号以降低被探测人员风险的装置。
6||| 机械抑制装置。 靠其自身强度,防止危险运动的机械障碍(如楔、轴、撑杆、销)的装置
7||| 限制装置。 防止机器或危险机器状态超过设计限度(如空间限度、压力限度、荷载限度)的装置
8||| 有限运动控制装置(也称行程限制装置)。 与机器控制系统一起作用的,使机器元件做有限运动的控制装置。
9||| 有源光电保护装置。 通过光电发射和接收元件完成感应功能的装置,可探测特定区域内由于不透光物体出现引起的该装置内光线的中断。
技术特征
1||| 保护装置应能在危险事件即将发生时,停止危险过程。
2||| 重新启动的功能,即当保护装置动作第一次停机后,只有重新启动,机器才能开始工作
3||| 光电式、感应式保护装置应具有自检功能,当出现故障时,应使危险的机器功能不能执行或停止执行,并触发报警器。
4||| 保护装置必须与控制系统一起操作并与其形成一个整体
5||| 保护装置的设计应采用“定向失效模式”的部件或系统、考虑关键件的加倍冗余, 必要时还应考虑采用自动监控。(坏的模式只有1、2、3)
3. 安全防护 装置选择
1||| 机械正常运行期间操作者不需要进入危险区的场合 ——固定式防护装置,如适当高度的栅栏,通道防护装置等。
2||| 机械正常运转时需要进入危险区的场合——可考虑采用联锁装置、自动停机装置、可调防护装置、自动关闭防护装置、双手操纵装置、可控防护装置等。
3||| 对非运行状态的其他作业期间(如机器的设定、示教、过程转换、查找故障、清理或维修)需进入危险区的场合——需要移开或拆除防护装置,或人为抑制安全装置功能时,可采用手动控制模式、止一动操纵装置或双手操纵装置、点动一有限的运动操纵装置
4. 补充 保护措施
1)急停装置
急停装置容易识别、清晰可见。 急停器件为红色掌揿或蘑菇式开关、拉杆操作开关等,附近衬托色为黄色。
急停装置应能迅速停止危险动作或危险过程而不产生附加风险,急停功能不应削弱安全装置或与安全功能有关装置的效能。
急停装置应设有防意外操作的措施,通常与操作控制站隔开可以避免相互混淆,可设置在操作者无危险随手可及之处,也可设置在可碎玻璃壳内。
急停装置被启动后应保持接合状态,在用手动重调之前应不可能恢复电路。
2)被困人员逃生和救援的措施
3)隔离和能量耗散的措施
将机器与动力供应隔离
耗散能量如果不可行,应抑制任何可增大危险的储存能量
4)提供方便且安全搬运机器及重型零部件的装置
起重吊钩自动抓取设备、 叉车的叉臂定位装置
5)安全进入机器的措施
步行区采取防滑材料
(三)安全信息的使用
1. 信息 使用原则
1)根据风险的大小和危险的性质
可依次采用安全色、安全标志、警告信号直到警报器。 标志、符号和文字信息应容易理解和明确无误,文字信息应采用使用机器的国家语言。 图形符号和安全标志应优先于文字信息。
2)根据需要信息的时间
提示操作要求的信息应长期固定在所需的机器部位附近; 显示状态的信息应尽量与工序顺序一致,与机器运行同步出现; 警告超载的信息应在负载接近额定值时,提前发出警告信息; 危险紧急状态信息应即时发出,持续的时间应与危险存在的时间一致,持续到操作者干预为止或信号的消失应随危险状态解除而定。
3)根据机器结构和操作的复杂程度 复杂机器除安全标志和使用说明书外,还应有关负载安全的图表、运行状态信号和报警装置
4)根据信息内容和对人视觉的作用采用不同的安全色, 安全色的使用不能取代防范事故的其他安全措施
5)满足安全人机学的原则
2.安全标志和安全色
安全色
1||| 红色
红色表示禁止、停止、危险或提示消防设备、设施的信息。 红色用于各种禁止标志、交通禁令标志、消防设备标志; 机械的停止按钮、刹车及停车装置的操纵手柄; 机械设备的裸露部位(飞轮、齿轮、皮带轮的轮辐、轮毅等); 仪表刻度盘上极限位置的刻度、危险信号旗
2||| 红色与白色相间条纹
表示禁止通行、禁止跨越的信息
液化石油汽车槽车的条纹
3||| 黄色
黄色表示注意、警告的信息。黄色用于如警告标志、皮带轮及其防护罩的内壁、砂轮机罩的内壁、防护栏杆、警告信号旗等。
4||| 黄色与黑色相间条纹
表示特别注意的信息
各种机械在工作或移动时容易碰撞的部位
5||| 蓝色
蓝色表示必须遵守规定的指令性信息。蓝色用于道路交通标志和标线中警告标志
6||| 蓝色与白色相间隔条纹
表示方向、指令
7||| 绿色
绿色表示安全的提示性信息。绿色用于如机器的启动按钮、安全信号旗以及指示方向的提示标志,如安全通道、紧急出口、可动火区、避险处等
8||| 绿色与白色相间条纹
安全环境的安全标记
3.信号和警告装置的安全要求
优先级要求
警告听觉信号<紧急听觉信号<紧急撤离听觉信号
可察觉性
频闪效应会削弱闪光信号的可察觉性。 听觉信号和视觉信号宜同时使用时,声光的同步可提高信号的可察觉性。
信号必须清晰可鉴,听觉信号应明显超过有效掩蔽值,
听觉信号在接收区内的任何位置都不应低于65dB(A)。 紧急视觉信号应使用闪烁信号灯,以吸引注意并产生紧迫感, ——警告视觉信号的亮度应至少是背景亮度的5倍。 紧急视觉信号亮度应至少是背景亮度的10倍,即后者的亮度应至少2倍于前者,
机械布置要求
1.多层建筑物运输、有振动、有腐蚀和用水量较大工艺布置在底层; 有粉尘、毒气及腐蚀性气体和火灾危险性较大的工部布置在顶层。
2.散发热量、腐蚀性、尘毒危害或者电磁辐射较严重的工序,布置在靠外墙和厂房的下风侧。
3.危害相同的生产工序宜集中或相邻布置,不同危害的工序应相互隔离。
4.整体要求
(1)运输线路避免与人流交叉、铁路与道路平面交叉。
(2)主要生产区、仓库区、动力区的道路,应环形布置。 (拓展:高层厂房,占地面积大于3000 m²的甲、乙、丙类厂房和占地面积大于1500㎡的乙、丙类仓库,应设置环形消防车道。) 厂区尽端式道路,应有便捷的消防车回转场地。道路上部管架和栈桥等,在干道上的净高不得小于5m
(3)车间横向主要通道宽度不应小于2m;机床之间的次要通道宽度一般不应小于1m。
(4)主要人流与货流出入口的数量不少于2个。除厂房四周应设消防通道外,在厂房内部尚须设置纵横贯通的消防通道。 厂房大门净宽度应比最大运输件宽度大600mm,净高度大300mm。
5.加工 通道要求
6. 机床 布置 要求
小型机床≤6m,中型机床6~12m,大型机床>12m或质量>10t,特大型机床>30t
布局要求
1.机床应设防护挡板,重型机床高于500mm的操作平台周围——应设高度 不低于1050mm 的防护栏杆。
2.产生危害物质排放的设备,应采取整体密闭、局部密闭。密闭后应设排风装置。
3.坑池边和升降口有跌落危险处,设栏杆或盖板;需登高设备处宜设钢梯,钢直梯3m以上部分应设安全护笼。
4.高噪声、高振动设备宜相对集中,并应布置在厂房的端头,尽可能设置隔声窗或隔声走廊
5.灭火器材应定位置存放,消防器材前方不准堆放物品和杂物,用过的灭火器不应放回原处
6.采光照明
(1)应优先利用天然光,辅助以人工光。
(2)同场所内不同区域有不同照度要求时,应分区设置一般照明或局部照明(机床的床头灯)
(3)光照度
备用照明的照度值除另有规定外,不低于该场所一般照明标准值的10%;
安全照明的照度值不低于该场所一般照明照度标准值的10%;
水平疏散通道的照度值不低于1lx,垂直疏散通道的照度值不低于 5lx。
(4)避免眩光和频闪。
物资堆放
(1)堆放物品的场地要用黄色或白色划出明显界限或架设围栏。
(2) 白班存放为每班加工量的1.5倍,夜班存放为加工量的2.5倍。
(3)当直接存放在地面上时,一般堆垛高度不应超过1.4m,且高与底面宽度之比不应大于3
安全标线
(1)标注在落地电柜箱、消防器材的前面,不得用其他物品遮挡的禁止阻塞线。
(2)标注在楼梯第一级台阶和人行通道高差300mm以上的边缘处的防止踏空线。
(3)标注在凸出于地面或人行横道上、高差300mm以上的管线或其他障碍物上的防止绊跤线
第二节 金属切削 砂轮机
概念
金属切削加工是通过刀具与工件间的相对运动,从毛坯上切除多余的金属,从而获得合格零件的一种机械加工方法。 金属切削机床是用切削(车、钻、刨、铣、镗、、插、锯等)、特种加工(直接利用电能、化学能、声能、光能、热能等或其与机械能的组合等形式)等方法,将坯料或工件上多余的材料去除,以获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的加工机器。
金属切削机床存在的主要危险
1
(一)机械危险
卷绕和绞缠
挤压、剪切和冲击
引入或卷入、碾轧
飞出物打击的危险(动能或弹性位能)
物体坠落打击的危险
形状或表面特征的危险
滑倒、绊倒和跌落的危险
(二)电气危险……(三)热危险……(四)噪声危害……(五)振动危害
(六)辐射危险
电弧、激光辐射造成视力下降、皮肤损伤
电火花加工、电子束离子束加工产生较强X射线等。
电磁干扰使电气设备无法正常运行,电磁辐射损害人身健康的危险。
(七)物质和材料 产生的危险
接触或吸入有害液体、气体、烟雾、油雾和粉尘等。
火灾和爆炸危险,干式磨削产生的火花、冷却液、油液易燃或加工易燃材料引起的火灾危险抛光金属零件产生的具有爆炸性粉尘的危险。
生物和微生物,冷却液、油液发霉和变质的危险。
(八)设计时忽视人机工程学产生的危险
(九)故障、能量供应中断、机械零件破损及其他功能紊乱造成的危险--第一类危险:倒了、坏了、停电
1)机床或控制系统能量供应中断。——2)动力中断、连接松动、元件破损。 3)控制系统的故障或失灵、选择和安装不符合设计规定。 4)数控系统由于记忆失灵和保护不当及与各种外部装置间的接口连接使用不当引起的危险。 5)装配错误。——6)机床稳定性意外丧失。
(十)安全措施错误、安全装置缺陷或定位不当---第二类危险
1)防护装置性能不可靠,存在漏保护区。——2)保护装置可靠或失灵引起的危险。 3)信息和报警装置未设或失灵。——4)急停装置性能不可靠,安装位置不合适。 5)安全调整和维修用的主要设备未提供或提供不全。 6)气动排气装置安装不当,气流将切屑和灰尘吹向操作者。 7)进入机床措施没有提供或措施不到位。——8)机床系统压力失灵引起危险。
二、安全要求和安全技术措施
一 机械危险 的 安全措施
1. 运动部件
a. 有可能造成缠绕、吸入或卷入等危险的运动部件和传动装置应予以封闭、设置防护装置或使用信息提示。
b. 凡在作业上方有物料传输装置、带传动装置以及上方可能有坠落物件的下方,应设置防护廊、防护棚、防护网等防护
c. 运动部件与运动部件、运动部件与静止部件之间,不应存在挤压危险和剪切危险,否则应遵循如下安全距离要求或按有关规定采用防止挤压、剪切的保护装置。
d.
e. 运动部件在有限滑轨运行或有行程距离要求的,应设置可靠的限位装置。
f. 对于有惯性冲击的机动往复运动部件,应设置缓冲装置。
g. 对于可能超负荷(压力、起升量、温度等)发生部件损坏而造成伤害的,应设置超负荷保护装置
h. 运动中可能松脱的零部件必须采取有效措施加以紧固,防止由于启动、制动、冲击、振动而引起松动、脱离、甩出。
i. 对于单向转动的部件应在明显位置标出转动方向,防止反向转动导致危险。
j. 运动部件不允许同时运动时,其控制机构应联锁,不能实现联锁的,应在控制机构附近设置警告标志
2. 机床输送高压流体的系统,应设有安全阀或溢流阀;
3. 夹持装置
(1)机动夹持装置夹紧过程的结束应与机床运转的开始相联锁;夹持装置的放松应与机床运转的结束相联锁。
运转时,工件夹紧装置不应动作;未达到预期安全预紧力时,工件驱动装置不应动作
二 电气 安全措施
1.防止触电的安全措施
电气设备应防止或限制静电放电,必要时可设置放电装置。
2.控制系统的安全措施
应确保控制系统功能安全可靠,能经受预期的工作负荷、外来影响和逻辑的错误(不包括操作程序)。即使在控制系统出现故障时,也不应导致危险产生(如意外启动,速度失控、运动无法停止、安全装置失效等)。
控制装置应设置在危险区以外(紧急停止装置、移动控制装置等除外);清晰可见,与其他装置明显区分,设置必要的标志表示其功能和用途;在操作位置不能观察到全部工作区的机床,应设置视觉或听觉警告信号装置或警告信息,使工作区内人员及时撤离或迅速制止启动。
启动和停止。机床只应在人有意控制下才能启动,包括停止后重新启动、操作状况(如速度、压力)有重大变化和防护装置尚未闭合时停止装置应位于每个启动装置附近。按下停止装置,执行机构的能量供应切断,机床运动完全停止。
控制模式选择。机床有一种以上工作或操作方式时,应设置模式选择控制装置,每个被选定的模式只允许对应一种操作或控制模式。在特别的安全措施(如减速、减功率或其他措施)下,机床的危险运动部件才允许运转。
紧急停止装置。机床应设置一个或数个紧急停止装置,保证瞬时动作时,能终止机床一切运动或返回设计规定的位置;紧急停止装置的布置应保证操作人员易于触及且操作无危险;形状应明显区别于一般开关,易识别,易于接近; 该装置复位时不应使机床启动,必须按启动顺序重新启动才能重新运转。
数控系统。应防止非故意的程序损失和电磁故障当信息中断或损坏,程序控制系统不应再发出下一步指令,但仍可完成在故障前预先选定的工序 当错误信息输入时,工作循环不能进行有关安全性的软件不允许用户改变,
三
控制油雾浓度最大值不超过5mg/m³,粉尘浓度最大值不超过10mg/m³
(1)当可能坠落的高度超过500mm时,应安装防坠落护栏、安全护笼及防护板等。
(2) 一般情况下,工作平台和通道上的最小净高度应为2100mm,通道的最小净宽度应为600 mm,最佳为800mm。当经常通过或有多人同时交叉通过的通道宽度应为1000 mm。
(3)为了避免绊倒危险,相邻地板构件之间的最大高度差应不超过4mm,工作平台或通道地板的最大开口应使直径35 mm的球不能穿过该开口。对下面有人工作的非临时通道,其地板最大开口不应让直径20mm的球体穿过,否则应采用其他适当设施保证安全。
(2)友好的人机界面设计。显示器的视距应至少为0.3m,安装高度距地面或操作站台应为1.3~2m。
(二) 磨削加工 危险因素
机械伤害。运动零部件对人体的伤害,高速旋转的砂轮擦伤;夹持不牢的加工件甩出;砂轮破坏,碎块飞甩打击伤人,是后果最严重的伤害,砂轮的安全是防护的重点。
噪声危害。切削比能大、速度高是产生磨削噪声的主要原因, 与干式磨削的排风系统噪声叠加,噪声可达115dB以上。
粉尘危害。干式磨削产生的粉尘,小于5μm的颗粒占比高,容易被吸入肺部。 长期大量吸入会导致肺组织纤维化,引起尘肺病。磨削粉尘和金属细磨屑还易伤及眼睛。 磨削火花可能引起火灾,特别是磨削镁合金,是引起火灾的不安全因素。
(三)砂轮机的安全要求
1.砂轮主轴
2.砂轮卡盘
3.砂轮保护罩
1.砂轮主轴
砂轮主轴端部螺纹应满足防松脱的紧固要求,其旋向须与砂轮工作时旋转方向相反,砂轮机应标明砂轮的旋转方向;
端部螺纹应足够长,切实保证整个螺母旋入压紧(L>1); 主轴螺纹部分须延伸到紧固螺母的压紧面内,但不得超过砂轮最小厚度内孔长度的1/2_(h>H/2)
2.砂轮卡盘
一般用途的砂轮卡盘直径不得小于砂轮直径的1/3, 切断用砂轮的卡盘直径不得小于砂轮直径的1/4;
卡盘结构应均匀平衡,各表面平滑无锐棱,夹紧装配后 与砂轮接触的环形压紧面应平整、不得翘曲卡盘与 砂轮侧面的非接触部分应有不小于1.5mm的足够间隙。
3.砂轮保护罩
砂轮防护罩的总开口角度应不大于90°,如果使用砂轮安装轴水平面以下砂轮部分加工时,防护罩开口角度可以增大到125°。而在砂轮安装轴水平面的上方, 在任何情况下防护罩开口角度都应不大于65°。
砂轮防护罩任何部位不得与砂轮装置各运动部件接触,砂轮卡盘外侧面与砂轮防护罩开口边缘之间的间距一般应不大于15mm。
新6mm,旧1.6mm,新3mm,旧2mm
防护罩上方可调护板与砂轮圆周表面间隙应可调整至6mm以下; 托架台面与砂轮主轴中心线等高,托架与砂轮圆周表面间隙应小于3mm。
防护罩的圆周防护部分应能调节或配有可调护板,以补偿砂轮的磨损。 砂轮磨损时,砂轮的圆周表面与防护置可调护板之间的距离应不大于1.6mm。
应随时调节工件托架以补偿砂轮的磨损,使工件托架和砂轮间的距离不大于2mm。
(四)砂轮机 的使用安全
砂轮的检查
有裂纹或损伤等缺陷的砂轮绝对不准安装使用。
通过标记核对砂轮的特性是否符合使用要求,砂轮与主轴尺寸是否匹配。——砂轮没有标记或标记不清,无法核对、确认砂轮特性的砂轮,不管是否有缺陷,都不可使用
新砂轮、经第一次修整的砂轮以及发现运转不平衡的砂轮,都应做平衡试验。
2.砂轮机 操作要求
在任何情况下都不允许超过砂轮的最高工作速度。安装砂轮前应核对砂轮主轴的转速,更换新砂轮时应进行必要的验算
应使用砂轮的圆周表面进行磨削作业,不宜使用侧面进行削。
正常磨削作业、空转试验、修整砂轮,操作者都应站在砂轮的斜前方位置,不得站在砂轮正面
禁止多人共用一台砂轮机同时操作。
3.个体防护要求
操作时应佩戴眼镜或护目镜,金属研磨特别注意防止铅化合物等重金属污染
(1)绝缘电阻:电源接线端子与保持接地端之间的绝缘电阻,其值不应小于1兆欧
(2)粉尘:带除尘装置的砂轮机的粉尘浓度不应超过10mg/m3。
第三节 冲压 剪切机
概念
压力加工工艺即利用压力机和模具,使金属及其他材料在局部或整体上产生永久变形。是一种少切削或无切削的加工工艺。 其中,中、小吨位开式曲柄机械压力机的使用数量最多,常称冲床。
事故特点
(1)危险状态:滑块做上下往复直线运动。
(2)操作危险区:压力机滑块安装冲模后,冲模的垂直投影面的范围的模口区。
(3)危险时间:随着滑块的下行程,上、下模具的相对距离变小甚至闭合的阶段。
(4)危险事件:滑块的下行程人的手臂仍然处于危险空间(模口区)发生挤压、剪切等机械伤害
事故原因
(1)操作简单,动作单一;
(2)作业频率高;
(3)噪声和振动大;
(5)人手脚配合不一致,动作不协调
(4)设备本身原因:模具结构设计不合理,未安装安全防护装置或安全防护装置失效,冲头打崩,机械故障导致连冲;
危险
压力机(包括剪切机)是危险性较大的机械,压力加工的危险因素有机械危险、电气危险、热危险、噪声振动危险(对作业环境的影响很大)、材料和物质危险以及违反安全人机学原则导致危险
其中以机械伤害的危险性最大。
没有辐射
压力机在作业危险区特有的冲压事故尤为突出,因冲压事故导致操作者的手指被切断的数字惊人
二、压力机作业区的安全保护
(一)操作 控制系统
操作控制系统包括离合器、制动器和脚踏或手操作装置。离合器与制动器工作异常, 会导致滑块运动失去控制,引发冲压事故。离合器分为刚性离合器和摩擦离合器
刚性离合器
以刚性金属键作为接合零件,构造简单,不需要额外动力源, 但不能使滑块停止在行程的任意位置,只能使滑块停止在上死点。
摩擦离合器
借助摩擦副的摩擦力来传递扭矩,结合平稳,冲击和噪声小, 可使滑块停止在行程的任意位置
设计时应保证
禁止在机械压力机上使用带式制动器来停止滑块。
离合器与制动器的联锁控制动作应灵活、可靠,不得相互干涉。 一般采用离合器一制动器组合结构,以减少二者同时结合的可能性。
离合器及其控制系统应保证在气动、液压和电气失灵的情况下,离合器立即脱开,制动器立即制动
制动器和离合器设计时应保证任一零件的失效,不能使其他零件快速产生危险的联锁失效
须有急停按钮。在执行停机控制的瞬时动作时,必须保证离合器立即脱开、制动器立即接合 急停按钮停止动作应优先于其他控制装置。
脚踏操作与双手操作应具有联锁控制
脚踏板的上部及两侧应有防护罩,踏板应防滑。
(二) 安全防护装置
安全防护装置分为安全保护装置与安全保护控制装置。 安全保护装置包括活动式、固定栅栏式、推手式、拉手式等。 安全保护控制装置包括双手操作式、光电感应保护装置等。
需要从多个侧面接触危险区域的压力机,应为各侧面安装提供相同等级的安全防护装置。危险区开口小于6mm的压力机可不配置安全防护装置。
常用分类
1.固定式封闭防护装置
2.双手操作式安全保护控制装置
3.光电保护装置
4.拉(推或拨)手式安全装置
属于机械式安全装置,可防止操作者双手误入危险区
2. 双手 操作 原则
双手操作式安全装置只能保护该装置的操作者,不能保护其他人员的安全。
双手操作
必须双手同时推按操纵器,离合器才能接合滑块下行程; 在滑块下行过程松开任一按钮,滑块立即停止下行程或超过下死点。
重新启动
对于被中断的操作控制需要恢复以前,应先松开全部按钮, 然后再次双手压后才能恢复运行。
最小安全距离
安全距离是指操纵器的按钮或手柄到压力机危险线的最短直线距离
操纵器装配要求
两个操纵器(按钮或操纵手柄的手握部位)的内缘装配距离至少相隔260mm 为防止意外触动,按钮不得凸出台面或加以遮盖。
对需多人协同配合操作的压力机,应为每位操作者都配置双手操纵装置,并且只有全部操作者协同操作双手操纵装置时,滑块才能启动运行,
3. 光电 保护 装置
压力机使用最广泛的安全保护控制装置。通过在投光器和接收器二者之间形成光幕将危险区包围,或将光幕设在通往危险区的必经之路上。 当人体的某个部位进入危险区时,立即被检测出来,滑块停止运动或不能启动。
保护范围
保护高度不低于滑块最大行程与装模高度调节量之和, 保护长度应能覆盖操作危险
自保功能
在保护幕被遮挡,滑块停止运动后,即使人体撤出恢复通光时,装置仍保持遮光状态,滑块不能恢复运动,必须按“复位”按钮,滑块才能再次启动。
回程不保护功能
滑块回程时装置不起作用,以利操作者的手出入操作。
自检功能
可对自身发生的故障进行检查和控制,使滑块处于停止状态, 在故障排除以前不能恢复运动。
响应时间
不得超过20ms。
抗干扰性
光线式安全装置在白炽灯、高频电子电源荧光灯干扰下能正常工作, 受到频闪灯光干扰不应失灵。
(三)消减冲模危险区的措施
减少上、下模非工作部分的接触面,将上模座正面和侧面制成斜面、倒钝外廓和非工作部件的尖角。
当冲模闭合时,从下模座上平面至上模座下平面的最小间距应大于60mm。
手工上下料时,在冲模的相应部位应开设避免压手的空手槽。
(四)其他保护措施
3.紧急停止按钮
必须装设红色紧急停止按钮,该装置在供电中断时,应以不大于0.20s的时间快速制动。如果有多个操作点时,各操作点上一般均应有紧急停止接钮。
剪板机安全技术简介
一般 安全要求
安装在刀架上的刀片应固定可靠,不能仅靠摩擦安装固定。
剪板机应有单次循环模式。 选择单次循环模式后,即使控制装置持续有效,刀架和压料脚也只能工作一个行程。
压料装置(压料脚)应确保剪切前将剪切材料压紧,压紧后的板料在剪切时不能移动。
剪板机后部落料危险区域一般应设置阻挡装置,前托料和后挡料不应在刀口下方。
应根据剪板机自身的结构性能特点,设置合适的安全监督控制装置,对机器的安全运行状况进行监控
剪板机上必须设置紧急停止按钮,一般应在剪板机的前面和后面分别设置。
(二)安全防护装置
2.联锁式 防护装置
不带防护锁的联锁式防护装置应安装在操作者伤害发生前且没有足够时间进入危险区域的位置
不带防护锁的联锁式防护应与固定式防护结合使用,任何危险运动过程中应能防止进入危险区
3. 光电 保护装置
只能从光电保护装置的检测区进入危险区,应提供附加的安全防护装置,阻止从其他方向进入危险区
如果现场有可能从剪板机侧面进入危险区,应提供附加的安全防护装置,附加的安全防护装置应确保人或任何身体部位不能进入危险区。
如果现场有可能从后部进入危险区,安装在剪板机后部的光电保护装置,用于防止从剪板机后部接触刀架和电动后挡料,并且允许剪切后的板料移动到安全位置。
光电保护装置应安装在操作者接触危险区域伤害发生前危险运动已经停止的位置
安全距离的计算应根据剪板机总停止响应时间和操作者接近危险区域的速度计算
如果人体任一部分引起光电保护装置动作,任何危险动作应停止,亦不可能启动
复位装置应放置在可以清楚观察危险区域的位置。每一个检测区域严禁安装多个复位装置如果后面由光电保护装置防护,每个检测区域应安装一个复位装置。
第四节 木工机械
(五) 机械危害 对策措施
木工机械的刀轴与电器应有安全联控装置,在装卸或更换刀具及维修时,能切断电源并保持断开位置
制动器能使刀具主轴在小于10s的足够短的时间内停止运动
配备必要的手用工具。如推棒、夹具等。
(5)用止逆器、在圆锯机上采用分料刀、防反弹安全屏护防止工件抛射风险;
(六) 非机械 危害 对策 措施
(1)触电防护:采用电击防护、短路保护和过载保护,按规接地。
(2) 降噪与 减振
a. 在噪声源内表面的周围,使用吸音材料;
b. 改进气流特性:在木工平刨床的唇板上打孔或开梳状槽,既能降噪又可减振
c. 吸尘罩采用气动设计,避免空气在吸尘管道内部受阻措施
d. 采取减振措施降低机床的振动,例如,使用平衡的刀具;
(3)尘毒危害:安装通风装置和集尘系统,工作场所粉尘平均容许浓度不超过3mg/m³。
三、木工平刨床安全技术
(一) 作业平台
工作台面离地面高度应为750~800mm。台面应平整、光滑,防止木料通过弹跳、侧倒
导向板和升降机构应能自锁或被锁紧,防止受力后其位置自行变化引起危险。
开口量应尽量小,使刀轴外露区域小,从而降低危险。但开口量过小,会使机床的动力噪声急剧增加。工作台的开口应兼顾加工安全、排屑和降噪的需要。 在零切削位置时的工作台唇板与切削圆之间的径向距离应保持为(3士2)mm。
(二) 刨刀轴
刀轴由刨刀体、刀轴主轴、刨刀片和压刀组成,装入刀片后的总成,称为刨刀轴或刀轴。
刀轴必须是装配式圆柱形结构,严禁使用方形刀轴。
刀体上的装刀梯形槽应上底在外,下底靠近圆心,组装后的刀槽应为封闭型或半封闭型。
通过刀具零件的结构和形状可靠固定,保证夹紧后在运转中不得松动或刀片发生径向滑移。
组装后的刨刀片径向伸出量不得大于1.1mm。
组装后的刀轴须经强度试验和离心试验。试验后的刀片不得有卷刃、崩刃或显著磨钝现象; 压刀条相对于刀体的滑移量不超过规定值。
(三) 加工区 安全 防护 装置
平刨床操作危险区必须设置安全防护装置,其基本功能是遮盖刀轴防止切手。 可采用护指键式、护罩或护板等形式,控制方式有机械式、光电式、电磁式、电感应式
平刨床遮盖式安全装置的安全技术要求如下
非工作状态下,护指键(或防护罩)必须在工作台面全宽度上盖住刀轴。
刨削时仅打开与工件等宽的相应刀轴部分,其余的刀轴部分仍被遮善。 未打开的护指键或护罩部分必须能自锁或被锁紧。
应有足够的强度与刚度。整体护罩或全部护指键应能承受1kN径向压力,发生径向位移时,位移后与刀刃的剩余间隙要大于0.5mm。
安全装置闭合灵敏,从接到闭合指令开始到护指键或防护罩关闭为止,闭合时间不得大于80ms 爪形护指键式的相邻键间距应小于8mm。
装置不得涂耀眼颜色,不得反射光泽。
四、 带锯机 安全技术
(一) 带锯条的 安全要求
带锯条的锯齿应锋利,齿深不得超过锯宽的1/4,厚度应与带锯轮匹配。 避免小轮选用大厚度锯条,造成断裂伤人。
锯条焊接应牢固平整,接头不得超过3个,两接头之间长度应为总长的1/5以上,接头厚度应与锯条厚度基本一致。
严格控制带锯条的横向裂纹,裂纹超长应切断重新焊接。
(二) 操控 机构 的要求
启动按钮应设置在能够确认锯条位置状态、便于调整锯条的位置上
启动按钮应灵敏、可靠,不应因接触振动等原因而产生误动作。
上锯轮机动升降机构应与锯机启动操纵机构联锁;下锯轮应装有能对运转进行有效制动的装置
必须设置急停控制按钮。
(三) 带锯机 安全防护 装置
锯轮防护。锯轮防护罩应保证足够的强度和刚度,上锯轮内衬应有缓冲材料上锯轮处于任何位置,防护罩均应能罩住锯轮3/4以上表面;在靠锯齿边的适当处设置锯条承受器;
上锯轮处于最高位置时,其上端与防护罩内衬表面应有不小于100mm的足够间隔; 锯轮、主运动的带轮应作平衡试验。
锯齿防护罩。切削边的锯齿防护罩应保证非工作锯齿不外露。 可采用多种形式的防护罩固定式防护罩,将不参加工作的锯条封闭起来; 活动式防护罩,罩体可侧向打开,方便调节锯条; 高度可调式防护罩,可根据锯切木料的厚度,调节防护罩的防护高度。
(四) 除屑 降噪 减振
机床应设置有效的排屑口、吸尘器;锯轮应设置除屑装置,以清除锯轮外缘面上的锯屑、树脂及其他粘着物;在下锯轮有可能卷入木屑、树皮等部位,应设有防止卷入的装置。
应采取降噪、减振措施,在空运转条件下,机床噪声最大声压级不得超过90dB(A)
五、 圆锯机安全技术
锯片的切割伤害、木材的反弹抛射打击伤害是主要危险。 手动进料圆锯机必须装有分料刀;自动进料圆锯机须装有止逆器、压料装置和侧向防护挡板,送料辊应设防护罩。
(一) 锯片与锯轴
圆锯机所使用圆锯片的横向稳定性和锯齿的足够刚度是主要的安全指标。
锯片与法兰盘应与锯轴的旋转中心线垂直,防止锯片旋转时的摆动,锯片与法兰盘应与锯轴同心,防止产生不平衡离心力。
普通圆锯片使用前应进行压料或拨料并经过刃磨,适张度处理和平衡检査调整。
圆锯片连续断裂2齿或出现裂纹时应停止使用,圆锯片有裂纹不允许修复使用。 若更换锯片时必须锁定主轴,应提供主轴锁定装置。
(二)安全防护装置
2.分料刀
分料刀是设置在出料端减少木材对锯片的挤压并防止木材反弹的装置。不同尺寸的锯片应采用相应规格的分料刀。
优质碳素钢45或同等机械性能的钢材制造。
应有足够的宽度以保证其强度和刚度,受力后不会被压弯或偏离正常的工作位置。宽度应介于锯身厚度与锯料宽度之间,在全长上厚度一致。
分料刀的引导边应是楔形的,以便于导入。其圆弧半径不应小于圆锯片半径。
应能在锯片平面上作上下和前后方向的调整,分料刀顶部应不低于锯片圆周上的最高点;与锯片最靠近点的距离不超过3mm,其他各点与锯片的距离不得超过8mm。
(四)有害物的排除
圆锯机设计时应考虑锯屑和粉尘的排除,吸尘罩或吸尘接口应考虑防火和防,
第五节 铸造安全
铸造作为一种金属热加工工艺,将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中,待其凝固后得到一定形状和性能铸件的方法。一般按造型方法分为普通砂型铸造和特种铸造。
1.铸造设备分类
(1)砂处理设备:
碾轮式混砂机、逆流式混砂机、多边筛等;
(2)造型制芯设备:
高中低压造型机、抛砂机、射芯机等;
(3)金属冶炼设备:
冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉等;
(4)铸造清理设备:
落砂机、抛丸机、清理滚筒机等。
2.铸造作业危险有害因素
(一)火灾及爆炸
(二)灼烫
(三)机械伤害
(四)高处坠落
(五)尘毒危害
(六)噪声振动
(七)高温和热辐射
(五) 尘毒 危害
在型砂、芯砂运输、加工过程中,打箱、落砂及铸件清理中,都会使作业区产生大量的粉尘,因接触粉尘、有害物质等因素易引起职业病。
CO
冲天炉、电炉产生的一氧化碳
CO2
在烘烤砂型或砂芯时的二氧化碳排出。
SO2
利用焦炭熔化金属,以及铸型、浇包、砂芯干燥和浇铸过程中都会产生二氧化硫气体,如处理不将会引起呼吸道疾病,
二、铸造作业安全技术措施
(一)工艺要求
1.工艺布置
污染较小的造型、制芯工段在集中采暖地区应布置在非采暖季节最小频率风向的下风侧,(采暖季节要关窗,影响不大),在非集中采暖地区应位于全年最小频率风向的下风侧。
讨厌的放在最小频率的上风侧=主导风向的下风侧 (还不太懂)
主导风向和最小风频概念正好相反
砂处理、清理等工段宜用轻质材料或实体墙等设施与其他部分隔开; 大型铸造车间的砂处理、清理工段可布置在单独的厂房内。 造型、落砂、清砂、打磨、切割、焊补(尘毒)等工序宜固定作业工位或场地,以方便采取防尘措施
2. 工艺设备
凡产生粉尘污染的定型铸造设备(如混砂机、筛砂机、带式输送机),制造厂应配置密闭罩; 型砂准备及砂的处理应密闭化、机械化;输送散料状干物料的带式输送机应设封闭罩。 混砂不宜采用扬尘大的爬式翻斗加料机和外置式定量器设备,宜采用带称量装置的密闭混砂机 炉料准备的称量、送料及加料应采用机械化装置。
3. 工艺方法
在采用新工艺、新材料时,应防止产生新污染。冲天炉熔炼不宜加萤石。 回用热砂应进行降温去灰处理。
4. 工艺操作
在工艺可能的条件下,宜(不是必须)采用湿法作业。 落砂、打磨、切割等操作条件较差的场合,宜采用机械手遥控隔离作业。
(1)炉料准备
最容易发生事故的是破碎金属块料。
(2)熔化设备
用于机器制造工厂的熔化设备主要是 冲天炉(化铁)和电弧炉(炼钢)
冲天炉熔炼过程从炉顶加料口加入焦炭、生铁、废钢铁和石灰石,高温炉气上升和金属炉料下降,伴随着底焦的燃烧,使金属炉料预热和熔化以及铁水过热,在炉气和炉渣及焦炭的作用下使铁水成分发生变化。 所以,其安全技术主要从装料、鼓风、熔化、出渣出铁、打炉修炉等环节考虑
(3)浇注作业
浇注作业一般包括烘包、浇注和冷却三个工序。
浇注前检查浇包、升降机构、倾转机构、自锁机构及抬架是否完好、灵活、可靠; 浇包盛铁水不得太满,不得超过容积的80%,以免洒出伤人浇注时,所有与金属溶液接触的工具,如扒渣棒、火钳等均需预热,防止与冷工具接触产生飞溅。
(4)配砂作业
配砂作业的不安全因素有粉尘污染;钉子、铁片、铸造飞边等杂物扎伤;混砂机运转时,操作者伸手取砂样或试图铲出型砂,结果造成被打伤或被拖进混砂机
(5) 造型和 制芯作业
制造砂型的工艺过程叫造型,制造砂芯的工艺过程叫做制芯。
生产上常用的造型设备有振实式、压实式、振压式等,常用的制芯设备有挤芯机、射芯机等。
很多造型机、制芯机都是以压缩空气为动力源。在其结构、气路系统和操作中,应设有相应的安全装置,如限位装置、联锁装置、保险装置。
(6) 落砂清理作业
铸件冷却到一定温度后,将其从砂型中取出,并从铸件内腔中清除芯砂和芯骨的过程称为落砂。 为提高生产率,若过早取出铸件,因其尚未完全凝固而易导致烫伤事故。
(二) 建筑要求
铸造车间应安排在高温车间、动力车间的建筑群内,建在厂区其他不释放有害物质的生产建筑的下风侧
厂房主要朝向宜南北向。铸造车间四周应有一定的绿化带。
铸造车间除设计有局部通风装置外,还应利用天窗排风或设置屋顶通风器。 熔化、浇注区和落砂、清理区应设避风天窗。 有桥式起重设备的边跨,宜在适当高度位置设置能启闭的窗扇。
(三) 除尘
1.炉窑
炼钢电弧炉
排烟宜采用炉外排烟、炉内排烟、炉内外结合排烟。
通风除尘系统的设计参数应按冶炼氧化期最大烟气量考虑
电弧炉的烟气净化设备宜采用干式式高效除尘器。
冲天炉
冲天炉的排烟净化宜采用机械排烟净化设备,包括 高效旋风除尘器、颗粒层除尘器、电除尘器
当粉尘的排放浓度在400~600mg/m³ 时,最好利用 自然通风和喷淋装置进行排烟净化
2.破碎与碾磨设备
颚式破碎机上部,直接给料,落差小于1m时,可只做密闭罩而不排风
当下部落差大于或等于1m时,下部均应设置排风密封罩。
球磨机的旋转滚筒应设在全密闭罩内。
3.产生粉尘的设备
砂处理设备、筛选设备、输送设备、制芯、造型、落砂、清理等设备均应通风除尘。
第六节 锻造安全
一、锻造的特点
根据锻造加工时金属材料所处温度状态的不同,锻造可分为热锻、温锻和冷锻。
二、 危险 有害 因素
1. 机械伤害。
各种设备、工具的击伤、打伤、砸伤、飞出、挤压等。
2. 灼烫
锻造加工坏料常加热至800~1200℃
3. 火灾爆炸
红热的坯料、锻件及飞溅氧化皮等遇到易燃易爆物品,极易引发火灾和爆炸事故
4. 尘毒危害
5.噪声震动
6.高温和热辐射
三 技术 措施
1. 外露的传动装置必须有防护罩。防护罩需用铰链安装在锻压设备的不动部件上。
2. 启动装置
启动装置必须能保证对设备进行迅速开关,并保证设备运行和停车状态的连续可靠
启动装置的结构应能防止锻压机械意外地开动或自动开动。较大型的空气锤 或蒸汽——空气自由锤一般是用手柄操纵的,应该设置简易的操作室或屏蔽装置
电动启动装置的按钮盒,其按钮上需标有“启动”'“停车”等字样。 停车按钮为红色,其位置比启动按钮高10~12mm。
3. 模锻锤的脚踏板应置于某种挡板之下,操作者需将脚伸入挡板内进行操纵。
4. 紧固模具的斜楔应经退火处理,锻锤端部只允许局部淬火,端部一旦卷曲,则应停止使用或修复后再使用。
5. 蒸汽锤
a. 高压蒸汽管道上必须装有安全阀和凝结罐,以消除水击现象,降低突然升高的压力
b. 蓄力器通往水压机的主管上必须装有当水耗量突然增高时能自动关闭水管的装置
c. 任何类型的蓄力器都应有安全阀。安全阀必须由技术检査员加铅封,并定期进行检査
d. 安全阀的重锤必须封在带锁的锤盒内
e. 安设在独立室内的重力式蓄力器必须装有荷重位置指示器
f. 使操作人员能在水压机的工作地点上观察到荷重的位置。
6. 新安装和经过大修理的锻压设备应该根据设备图样和技术说明书进行验收和试验。
第七节 安全人机 工程
安全人机工程是运用人机工程学的理论和方法研究“人-机-环境”系统,并使三者在安全的基础上达到最佳匹配,以确保系统高效、经济地运行的一门综合性的科学。
在人机系统中,人始终处于核心并起主导作用,机器起着安全可靠的保障作用。
(二)心理特性
能力、性格、需要、情绪、意志
(一)生理特性
1)人体特性参数
1. 尺度参数,指人体在静止状态下测得的形态参数。
2. 动态参数,指人体运动状态下,人体的动作范围。
3. 生理参数,指人活动和工作时的参数及其变化, 如人体耗氧量、心率、呼吸频率及人体表面积和体积
4. 生物力学参数,指人体各部分出力大小的参数。
2)人体能量代谢
基础代谢、安静代谢、活动代谢
3)劳动强度及分级
根据接触时间率和湿球黑球温度划分
体力劳动强度指数: 10*T*M*S*W
T——劳动时间率=工作日净劳动时间/工作日总工时(min); M——8h工作日代谢率(KJ) S——性别系数,男性=1,女性=1.3; W——体力劳动方式系数,搬=1,扛=0.4,推拉=0.05; 10——计算常数。
WBGT
WBGT 指数又称湿球黑球温度,是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量
接触时间率是指劳动者在一个工作日内实际接触高温作业的累计时间与8h的比率
描述
Ⅰ(轻劳动)
坐姿:手工作业或腿的轻度活动(正常情况下,如打字、缝纫、脚踏开关)
立姿:操作仪器,控制、查看设备,上臂用力为主的装配工作
Ⅱ(中等劳动)
手和臂持续动作(如锯木头等):——臂和腿的工作(如卡车、拖拉机或建筑设备运输操作):——臂和躯干的工作(如锻造、风动工具操作、粉刷、间断搬运中等重物、除草锄田、摘水果和蔬菜等)
Ⅲ(重劳动)
臂和躯干负荷工作(如搬重物、铲、锤锻、锯刨或凿硬木、割草、挖掘等)
Ⅳ(极重劳动)
大强度的挖掘、搬运,快到极限节律的极强活动
2.疲劳
肌肉疲劳(体力)
过度紧张的肌肉局部出现酸痛现象,一般只涉及大脑皮层的局部区域。
精神疲劳(脑力)
与中枢神经活动有关,是一种弥散的、不愿意再作任何活动的懒感觉, 意味着肌体迫切需要得到休息。
大多数影响因素都会带来生理疲劳,但是肌体疲劳与主观疲劳感未必同时发生, 有时肌体尚未进入疲劳状态,却出现了心理疲劳。 如劳动效果不佳、劳动内容单调、劳动环境缺乏安全感、劳动技能不熟练等原因会诱发心理疲劳
原因
工作 条件 因素
①劳动制度和生产组织不合理。如作业时间过久、强度过大、速度过快、体位欠佳
②机器设备和工具条件差,设计不良。如控制器、显示器不适合于人的心理及生理要求
③工作环境很差。如照明欠佳,噪声太强,振动、高温、高湿以及空气污染等
作业者本身因素
①作业者的熟练程度;
②操作技巧;
③身体素质
④对工作的适应性
⑤营养、年龄、休息、生活条件及劳动情绪
四、人机系统和人机作业环境
(一)人机系统
概念
是由相互作用、相互依存的人和机器两个子系统构成,能完成特定目标的一个整体系统。人机系统还有一个重要因素一人机界面。
人的子系统的功能主要是感受刺激——大脑信息加工——做出反应 机器子系统的功能主要是控制装置——机器运转——显示装置。
人机系统按系统中人机结合的方式可分为人机串联系统、人机并联系统和人机串、并联混合系统等类型。
(二) 人机系统的 可靠度计算
人机系统组成的串联系统 的可靠度可按下式计算
当系统由两人监控时,一旦发生异常情况应立即切断电源。该系统有以下两种控制情形。
正常状况时,相当于两人串联,可靠度比一人控制的系统减小了,即产生误操作的概率增大了,操作者不切断电源的可靠度为Rhc(不产生误动作的概率)
异常状况时,相当于两人并联,可靠度比一人控制的系统增大了,这时操作者切断电源的可靠度为RHb(正确操作的概率)
(三)人机作业环境
1.照明环境
在亮光下,瞳孔缩小,视网膜上成像更为清晰,视物清楚。 照明不良的另一个极端情况是对象目标与背景亮度的对比过大,或物体周围背景发出刺目耀眼的光线,这称为眩光。 眩光条件下,人们会因瞳孔缩小而影响视网膜的视物,导致视物模糊。
各种视觉显示器之间的亮度差应避免大于10:1;——确保显示器使用时无闪烁; 出于减少反射光引起视物不清及安全保密等理由,应不设或少设窗户。
适当的照明条件能提高近视力和远视力。
视觉疲劳可通过闪光融合频率和反应时间等方法进行测定。
2.色彩环境
视觉
对引起眼睛疲劳而言,蓝、紫色最甚,红、橙色次之,黄绿、绿、绿蓝等色调不易引起视觉疲劳且认读速度快、准确度高。
器官
红色色调会使人的各种器官机能兴奋和不稳定,有促使血压升高及脉搏加快的作用;
而蓝色、绿色等色调则会抑制各种器官的兴奋并使机能稳定,可起到一定的降低血压及减缓脉搏的作用。
设计原则
面对作业人员的墙壁,避免强烈的颜色对比
避免过多地使用黑色、暗色或深色
避免有光泽的或反射性的涂料(包括地板)
避免过度使用反射性强的颜色,如白色
控制台或工作台应为低的颜色对比
避免环境中有高饱和色等(红黄蓝)
电气安全
采用宽度标尺
第一节 电气事故 及危害
第一节电气事故及危害
一、电气事故
包括人身事故和设备事故。二者都可能导致二次事故,而且二者很可能同时发生。
(一)触电事故
触电事故分为电击和电伤。
电击是电流直接通过人体造成的伤害。
电伤是电流转换成热能、机械能等其他形态的能量作用于人体造成的伤害
(二)电气火灾爆炸事故
(三)雷击事故
(四)静电事故
(六)电路事故
(五)电磁辐射事故
辐射电磁波指频率100KHZ以上的电磁波
二、触电事故要素
(一)触电事故种类
1. 电击
(1)按照发生电击时电气设备的状态,电击分为:
① 直接接触 电击
触及正常状态下带电的带电体时(如误触接线端子)发生的电击,(正常状态下的电击)
正常状态下带电导电体
相线(火线)
中性线(零线)
设备电路
安全措施
绝缘、屏护、间距
安全电压
漏电保护装置
② 间接接触 电击
触及正常状态下不带电,而在故障状态下意外带电的带电体时(如触及漏电设备的外壳)发生的电击,也称为故障状态下的电击
正常状态下不带电导电体
外露可导电部分:电气设备金属外壳
外部可导电部分:金属护栏、建筑物水管
保护导体:接地保护线
大地:裸露的潮湿土壤或导电性地板
安全措施
接地、接零、等电位联结、双重绝缘。电气隔离和不导电环境
安全电压
漏电保护装置
(2)按照人体触及带电体的方式和电流经过人体的途径,电击分为:
①单线电击
人体站在导电性地面或接地导体上,人体某一部位触及带电导体由接触电压造成的电击。单线电击是发生最多的触电事故。
其危险程度与带电体电压、人体阻抗、鞋袜条件、地面状态等因素有关。
②两线电击
不接地状态的人体某两个部位同时触及不同电位的两个导体时由接触电压造成的电其危险程度主要决定于接触电压和人体阻抗。
③ 跨步电压电击
人体进入地面带电的区域时,两脚之间承受的跨步电压造成的电击。 故障接地点附近(特别是高压故障接地点附近),有大电流流过的接地装置附近,防雷接地装置附近以及可能落雷的高大树木或高大设施所在的地面附近均可能发生跨步电压电击。
2.电伤
1)电弧烧伤
是由弧光放电造成的烧伤,是最危险的电伤。发生弧光放电时,熔化了的炽热金属飞溅出来还会造成烫伤。高压电弧的烧伤更严重一些
(2)电流灼伤
是电流通过人体由电能转换成热能造成的伤害。 电流越大、通电时间越长、电流途径上的电阻越大,电流灼伤越严重。
(3)皮肤金属化
是电弧使金属熔化、气化,金属微粒渗入皮肤造成的伤害。
(4)电烙印
是电流通过人体后在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。
(5)电气机械性伤害
是电流作用于人体时,由于中枢神经强烈反射和肌肉强烈收缩等作用造成的机体组织断裂、骨折等伤害。
(6)电光眼
是发生弧光放电时,由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。
(二)电流对人体的作用
1. 电流对人体作用的生理反应
小电流对人体的作用主要表现为生物学效应,给人以不同程度的刺激,使人体组织发生变异。电流对机体除直接起作用外,还可能通过中枢神经系统起作用。因此,当人体触及带电体时,一些没有电流通过的部位也会发生强烈反应,甚至重要器官的正常工作会受到影响。
数十至数百毫安的小电流通过人体短时间使人致命的最危险的原因是引起心室纤维性颤动。呼吸麻痹和中止、电休克虽然也可能导致死亡,但危险性要小得多。
发生心室纤维性颤动时,心脏每分钟颤动1000次以上,但幅值很小,而且没有规则,血液实际上中止循环 呼吸可能持续2~3min,如抢救不及时,数秒钟至数分钟将由诊断性死亡转为生物性死亡
2. 电流对人体作用的影响因素
50Hz的工频电流是人们接触最多的频率,对于电击来说也是最危险的频率。
U = I × R。其中,U代表电压( V),I代表电流( A),R代表电阻(欧姆Ω)
电流大小的分类
(1)感知电流
在一定概率下,通过人体的使人有感觉的最小电流
成年男子约为1.1mA,成年女子约为0.7mA,平均1mA
摆脱电流
摆脱概率为50%的摆脱电流, 成年男子约为16mA,成年女子约为10.5mA,平均10mA 左右
摆脱概率为99.5%的摆脱电流, 成年男子约为9mA,成年女子约为6mA.
(3)室颤电流
人的室颤电流约为50mA
=死亡电流
每分钟室颤1000次以上
3) 电流途径 的影响
人体在电流的作用下,没有绝对安全的途径。 电流通过心脏会引起心室纤维性颤动乃至心脏停止跳动而导致死亡; 电流通过中枢神经,会引起中枢神经强烈失调而导致死亡 电流通过头部,会使人昏迷,严重损伤大脑,使人不醒而死亡; 电流通过脊髓会使人截瘫; 电流通过人的局部肢体也可能引起中枢神经强烈反射导致严重后果。
心脏是最薄弱的环节。流过心脏的电流越多,且电流路线越短的途径是电击危险性越大的途径。左手至胸部是最危险的途径
4)电流种类 的影响
不同种类的电流对人的危险程度不同,但各种电流都有致命的危险
(1)100HZ以上交流电流
(2)直流电流
(3)冲击电流
指作用时间0.1~10ms的电流。
有感知阈值、疼痛界限和室颤值,没有摆脱值。
5) 个体特征 的影响
身体健康、肌肉发达者摆脱电流较大。患有心脏病、中枢神经系统疾病、肺病的人电击后的危险性较大。精神状态和心理因素对电击后果也有影响。 女性的感知电流和摆脱电流约为男性的2/3。儿童遭受电击后的危险性较大
(三)人体阻抗
1. 人体阻抗 组成
人体阻抗是皮肤阻抗与体内阻抗之和。在干燥和干净的状态下,角质层的电阻率可达1x10^5~1x10^6Ω·m,表皮阻抗高达数万欧。但表皮有很多微孔保持内外相通,而且容易受到机械破坏和电击穿,计算时一般不予考虑。通电瞬间人体阻抗近似等于体内阻抗。
2.人体 阻抗范围
人体标准阻抗:2000Ω-3000Ω, 人体阻抗是皮肤阻抗与体内阻抗之和。人体皮肤阻抗是皮肤电阻和皮肤电容并联的。
3. 人体阻抗 影响因素
1.接触电压升高,人体阻抗急剧降低。接触电压较高时,人体阻抗随电压的变化逐渐减小、并趋于一个下限值。这个下限值接近体内阻抗。
2.皮肤状态。皮肤长时间湿润,皮肤阻抗几乎消失。大量出汗后,人体阻抗明显降低。
3、电流持续时间延长,人体阻抗由于出汗等原因而下降。
4.接触面积增大、接触压力增大、温度升高时,人体电阻也会降低
(5)通电瞬间人体的电阻为初始电阻,各部分电容尚未充电,相当于短路状态。
二节 触电 防护 技术
触电防护技术
直接接触触电防护:
绝缘、屏护、间距
间接接触触电防护:
接地保护、接零保护、双重绝缘、电气隔离、不导电环境
兼防直接接触和间接接触触电防护:
特低电压、漏电保护
1.绝缘材料
绝缘是用绝缘物把带电体封闭起来。良好的绝缘是保证电气设备和线路正常运行的必要条件,也是防止触及带电体的安全保障。电气设备的绝缘应符合电压等级、环境条件和使用条件的要求。
分类
(1)固体绝缘材料
包括瓷、玻璃、云母、石棉等无机绝缘材料,橡胶、塑料、纤维制品等有机绝缘材料和玻璃漆布等复合绝缘材料。
(2)液体绝缘材料
包括矿物油、硅油等液体。
(3)气体绝缘材料
包括六氟化硫、氮等气体。
性能分类
1 电性能
作为绝缘结构,主要性能是绝缘电阻、耐压强度、泄漏电流(对应电阻率,直流电流)和介电常数(介质损耗)、电阻率(直流电)
绝缘电阻
相当于漏导电流遇到的电阻,是直流电阻,是判断绝缘质量最基本、最简易的指标
电阻率——漏导电流,也就是在稳定直流状态下材料所表现的电阻率
介电常数——绝缘极化特征的性能参数。介电常数越大,极化过程越慢。
力学性能
绝缘材料的力学性能指强度、弹性等性能,随使用时间延长,力学性能将逐渐降低
3 热性能
耐热性
能用允许工作温度来衡量。
耐弧性
能指接触电弧时表面抗炭化的能力。 无机绝缘材料的耐弧性能优于有机绝缘材料。
阻燃性
能用氧指数表示。氧指数在21%以下的材料为可燃性材料 氧指数21%~27%之间的为自熄性材料,氧指数27%以上的为阻燃性材料
软化温度
是指固体绝缘在较高温度下维持不变形的能力。
黏度
指绝缘液体的流动性。
(4)吸潮性能
吸潮性能包括吸水性能和亲水性能。木材属于吸水性材料,——玻璃属于非吸水性材料、属于亲水性材料,——蜡和聚四氟乙烯属于非亲水性材料。
(5)抗生物性能
抗生物性能是材料抵御霉菌等生物性破坏的能力。
2绝缘破坏
1)绝缘击穿
当施加于绝缘材料上的电场强度高于临界值时,绝缘材料发生破裂或分解,电流急剧增加,完全失去绝缘性能。这种现象就是绝缘击穿。
气体绝缘击穿
是由碰撞电离导致的电击穿。气体击穿后绝缘性能会很快恢复。 气体的平均击穿场强随着电场不均匀程度的增加而下降。
液体 绝缘 的 击穿
特性与其纯净程度有关。纯净液体的击穿也是由碰撞电离最后导致的电击穿。 液体的密度大,电子自由行程短,积聚能量的难度大,其击穿强度比气体高。
工程上液体绝缘材料不可避免地含有各种杂质。杂质在电场作用下极化,并在电极间联成“小桥”。小桥引起电导剧增,局部温度骤升,最后将导致热击穿
为保证绝缘质量,液体绝缘使用前须经过纯化、脱水、脱气处理。 液体绝缘的击穿强度还受湿度、电压作用时间、电场均匀程度等因素的影响。 液体绝缘击穿后,绝缘性能只在一定程度上得到恢复。
固体 绝缘 的 击穿
有电击穿、热击穿、电化学击穿、放电击穿等击穿形式
电击穿
是碰撞电离导致的击穿
特点是作用时间短、击穿电压高
热击穿
是固体绝缘温度上升、局部熔化、烧焦或烧裂导致的击穿。
特点是电压作用时间较长,而击穿电压较低。
电化学击穿
是由于电离、发热和化学反应等因素综合作用造成的击穿。 特点是电压作用时间很长、击穿电压往往很低。
放电击穿
固体绝缘在强电场作用下,内部气泡首先发生碰撞电离而放电,继而加热其他杂质,使之气化形成气泡,由气泡放电进一步发展导致的击穿
固体绝缘的击穿受电压作用时间、电场均匀程度、湿度、电极几何形状、周围媒质特征、电压种类等多种因素的影响。固体绝缘击穿后将失去其原有性能。
沿绝缘固体与气体分界面的所谓沿面放电。当沿面放电发展到另一电极时称之为闪络
2) 绝缘老化
绝缘材料在运行过程中受到热、电、光、氧、机械力、微生物等因素的长期作用,发生一系列不可逆的物理化学变化,导致电气性能和机械性能的劣化。
3) 绝缘损坏
损坏是指绝缘材料受到外界腐蚀性液体、气体、蒸气、潮气、粉尘的污染和侵蚀, 以及受到外界热源、机械力、生物因素的作用,失去电气性能、力学性能的现象。
二屏护和间距
1. 屏护
屏护是采用护罩、护盖、栅栏、箱体、遮栏等将带电体同外界隔绝开来。
网眼屏护装置的网眼不应大于20mmx20mm-----40mmx40mm。
2.间距
安全距离的大小决定于电压高低、设备类型、环境条件和安装方式等因素。
架空线路应避免跨越建筑物,架空线路不应跨越可燃材料屋顶的建筑物。架空线路必须跨越建筑物时,应与有关部门协商并取得该部门的同意。
架空线路的间距须考虑气温、风力、覆冰及环境条件的影响。
架空线路导线与绿化区或公园树木的距离不得小于3m。 架空线路应与有爆炸危险的厂房和有火灾危险的厂房保持必需的防火间距。
架空线路断线接地时,为了防止跨步电压伤人,在离接地点4~8m范围内,不能随意进入。
在低压作业中,人体及其所携带工具与带电体的距离不应小于0.1m。 在10kV作业中,无遮栏时,人体及其所携带工具与带电体的距离不应小于0.7m 有遮栏时,遮栏与带电体之间的距离不应小于0.35m。
二、保护接地和保护接零
一接地保护
1.IT系统 (保护接地)
保护接地适用于各种不接地配电网。在这类配电网中,凡由于绝缘损坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部位,除另有规定外,均应接地。
字母I表示配电网不接地配或经高阻抗接地,字母T表示电气设备外壳接地。 设备金属外壳通过低电阻接地,把故障电压限制在安全范围以内
只有在不接地配电网中,由于单相故障接地电流较小,才有可能通过保护接地把漏电设备故障对地漏电压限制在安全范围之内。
2.TT系统(工作接地)
TT系统主要用于低压用户,即用于未装备配电变压器, 从外面直接引进低压电源的小型用户
第一个字母T表示电源(配电网)直接接地,第二个字母T表示电气设备外壳接地
三相星形连接的低压中性点直接接地,形成三相四线配电网。 便于动力和照明由同一台变压器供电。中性点引出的N线称为中性线。 由于N线的作用是与任一相线一起提供220V的工作电压,而且是与零电位大地连起来的,因而N线也称为工作零线(横着的那根)。中性点的接地RN叫做工作接地。
4
只有在采用其他防止间接接触电击的措施有困难的条件下才考虑采用TT系统
在TT系统中应装设能自动切断漏电故障的漏电保护装置(剩余电流保护装置)。
1
这种配电网的优点是过电压防护性能较好、一相故障接地时——单相电击的危险性较小、故障接地点比较容易检测。
2
接地的配电网中发生单相电击时,人体承受的电压接近相电压。 在接地的配电网中(TT),危险性比不接地的配电网单相电击的危险性大。
3
若在设备外壳采取接地措施,由于电源中性点是直接接地的,结果与IT系统大不相同。 一相漏电时,由于Re和Rn同在一个数量级,漏电设备对地电压一般不能降低到安全范围以内。另一方面,故障电流不可能太大,一般的短路保护不起作用,不能及时切断电源。
对比
1.过电压防护
(1)IT系统:电网和大地之间没有直接的电气连接,在意外情况下能产生很高的对地电压。降低系统的安全性。为减轻危险,在IT系统的中性点或者一相通过击穿保护器接地。
(2)TT系统:电源中性点已接地,便于动力和照明供电,具有较好的过电压抑制与防护性能,与IT系统相比,有一相故障接地点比较容易检测等优点。
2.受外界系统影响程度
(1)TT系统:由于有工作接地电阻的存在,电网容易受到外界系统的影响,当接地极周围存在明显的杂散电流时,将引起接地体电位漂移,从而引起电网中性点电位漂移。
二接零保护
字母N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点(保护零线)之间直接连接。
1.保护接零系统安全原理和类别
当某相带电部分碰连设备外壳时,通过设备外壳形成该相对保护零线的单相短路, 短路电流促使线路上的短路保护迅速动作,从而将故障部分断开电源,消除电击危险。
否则,应采取能将故障电压限制在许可范围之内的等电位联结措施。 为了实现保护接零要求,可以采用一般过电流保护装置或剩余电流保护装置。 除速断保护的作用外,保护接零也能降低漏电设备对地电压。但欲将漏电设备对地电压限制在某一安全范围内是困难的。
3.保护接零应用范围:保护接零用于中性点直接接地电压0.23/0.4kV的三相四线配电网。 在保护接零系统中,凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应接零。
①TN-S:N线和PE线完全分开 可用于有爆炸危险,或火灾危险性较大,或安全要求较高的场所,宜用于有独立附设变电站的车间
②TN一C:工作零线N与保护零线PE重合,即PEN线 可用于无爆炸危险、火灾危险性不大、用电设备较少、用电线路简单且安全条件较好的场所。 一般不适用
③TN-C-S:干线部分前一段PEN,后一段N和PE分开 宜用于厂内设有总变电站,厂内低压配电的场所及非生产性楼房(民用建筑)
在TN系统中 使用了TT方式:
如果采用了接地保护的设备漏电,该设备和保护零线对地电压都可能是危险电压,而且短路保护元件往往不能切断电源。——因此,除非接地的设备装有快速切断故障的自动保护装置(漏电保护装置),否则不得在TN系统中混用TT方式。’
4. 重复接地
(1)减轻零线断开或接触不良时电击的危险性。 (2)降低漏电设备的对地电压。 (3)改善架空线路的防雷性能。 (4)缩短漏电故障持续时间。
6. 等电位联结
等电位联结指保护导体与建筑物的金属结构、生产用的金属装备以及允许用作保护线的金属管道等用于其他目的的不带电导体之间的联结。
等电位联结是保护接零系统的组成部分。
首先将建筑物的总接地线、总水管、总暖气管以及建筑物钢筋结构连接在一起,组成“总等电位联结”。总联结后,人同时触及可导电部分间的电位差都会缩小
但由于连接线路较长,有时达不到安全水平,故在总等电位联结的基础上,将可导电部分就近再次联结,便是“辅助等电位联结”。
主总等电位连接导体的最小截面不得小于最大保护导体的1/2,且不得小于6mm²。两台设备之间局部等电位联结导体最小截面积不得小于两台设备保护导体中较小者的截面积。
三、保护导体和接地装置
1.保护导体
组成
保护导体包括保护接地线、保护接零线和等电位联结线。 保护导体分为人工保护导体和自然保护导体
自然保护导体
交流电气设备应优先利用建筑物的金属结构、生产用的起重机的轨道、配线的钢管等自然导体作保护导体。 在低压系统,允许利用不流经可燃液体或气体的金属管道作保护导体
人工保护导体
可以采用多芯电缆的芯线、与相线同一护套内的绝缘线、固定敷设的绝缘线或裸导体
保护导体干线必须与电源中性点和接地体(工作接地、重复接地)相连。 保护干线应经两条连接线与接地体连接。保护导体支线应与保护干线相连。
所有保护导体,包括有保护作用的PEN线上均不得安装单极开关和熔断器; 保护导体应具有防机械损伤和化学腐蚀的措施,接头应便于检查和测试; 可拆开的接头必须是用工具才能拆开的接头: 各设备保护不得串联连接,即不得利用设备外露导电部分作为保护导体的一部分。
粗度要求
2)保护导体截面积
当保护线与相线材料相同时按下表选取:
除应用电缆芯线或金属护套作保护线外,单芯绝缘导线作保护零线时, 有机械防护的不得小于2.5mm²;——没有机械防护的不得小于4mm²。
兼用作中性线、保护零线的PEN线的最小截面积除应满足不平衡电流和谐波电流的导电要求外,还应满足保护接零可靠性的要求。 为此,要求铜质PEN线截面积不得小于10mm²、——铝质的不得小于16mm², 如系电缆芯线则不得小于4mm²。电缆线路应利用其专用保护芯线和金属包皮作保护零线。
2.接地装置
接地装置是接地体(极)和接地线的总称。运行中的电气设备的接地装置应当始终保持在良好状态
1)自然接地体和人工接地体
自然接地体是用于其他目的,但与土壤保持紧密接触的金属导体。 例如,埋设在地下的金属管道(有可燃或爆炸性介质的管道除外)、金属井管、与大地有可靠连接的建筑物的金属结构、水工构筑物及类似构筑物的金属管、桩等自然导体均可用作自然接地体。 当自然接地体的接地电阻符合要求时,可不敷设人工接地体(发电厂和变电所除外)。
在利用自然接地体的情况下,应考虑到自然接地体拆装或检修时,接地体被断开,断口处出现的电位差及接地电阻发生变化的可能性。 自然接地体至少应有两根导体在不同地点与接地网相连(线路杆塔除外)。
2) 接地线
交流电气设备应优先利用自然导体作接地线。在非爆炸危险环境, 如自然接地线有足够的截面,可不再另行敷设人工接地线
非经允许,接地线不得作其他电气回路使用
不得利用蛇皮管、管道保温层的金属外皮或金属网以及电缆的金属护层作接地线。
3) 接地 装置 安装
为了减少自然因素对接地电阻的影响,接地体上端离地面深度不应小于0.6m(农田地带不应小于1m),并应在冰冻层以下。
接地体宜避开人行道和建筑物出入口附近。接地体的引出导体应引出地面0.3m以上。接地体离独立避雷针接地体之间的地下水平距离不得小于3m; 距离建筑物墙基之间的地下水平距离不得小于1.5m。
接地装置应尽量避免敷设在腐蚀性较强的地带。为防止机械损伤和化学腐蚀,接地线与铁路或公路的交叉处及其他可能受到损伤处,均应穿管或用角钢保护。
接地线穿过墙壁、楼板、地坪时,应敷设在明孔、管道或其他坚固的保护管中。接地线与建筑物伸缩缝、沉降缝交叉时,应弯成弧状或另加补偿连接件
4) 接地 装置 连接
接地装置地下部分的连接应采用焊接,并应采用搭焊,不得有虚焊。
利用建筑物的钢结构、起重机轨道、工业管道等自然导体作接地线时, 其伸缩缝或接头处应另加跨接线。自然接地体与人工接地体之间的连接必须可靠。
接地线与管道的连接可采用螺纹连接或抱箍螺纹连接,但必须采用镀锌件, 以防止锈蚀。在有振动的地方,应采取防松措施。
三、双重绝缘、安全电压和漏电保护
一双重绝缘
双重绝缘属于防止间接接触电击的安全技术措施。
结构
双重绝缘是强化的绝缘结构,包括双重绝缘和加强绝缘两种类型。
双重绝缘指工作绝缘(基本绝缘)和保护绝缘(附加绝缘)。 前者是带电体与不可触及的导体之间的绝缘,是保证设备正常工作和防止电击的基本绝缘; 后者是不可触及的导体与可触及的导体之间的绝缘,是当工作绝缘损坏后用于防止电击的绝缘。
加强绝缘是具有与上述双重绝缘相同绝缘水平的单一绝缘。
基本条件
Ⅱ类设备的绝缘电阻用500V直流电压测试。 工作绝缘的绝缘电阻不得低于2MΩ,保护绝缘的绝缘电阻不得低于5MΩ, 加强绝缘的绝缘电阻不得低于7MΩ。
Ⅱ类设备的外壳应有足够的绝缘水平和力学强度,外壳上的盖、窗必须使用工具才能打开。在其明显部位应有“回”形标志。
凡属双重绝缘的设备,不得再行接地或接零。
具有双重绝缘的电气设备属于Ⅱ类设备。
三、电气隔离和不导电环境
电气隔离和不导电环境都属于防止间接接触电击的安全技术措施。
1. 电气隔离
电气隔离指工作回路与其他回路实现电气上的隔离。 其安全原理是在隔离变压器的二次边构成了一个不接地的电网,阻断在二次边工作的人员单相电击电流的通路。电气隔离的回路必须符合以下条件:
(1)电源变压器必须是隔离变压器。与安全隔离变压器一样,隔离变压器的输入绕组与输出绕组没有电气连接,并具有双重绝缘的结构。
(2)二次边保持独立。被隔离回路不得与其他回路及大地有任何连接。 对于二次边回路线路较长者,应装设绝缘监视装置。
(3)二次边线路要求。二次边线路电压过高或二次边线路过长,都会降低这种措施的可靠性。(U≤500V时,L≤200m),电压与长度的乘积UL<100000V*m
(4)等电位联结。为了防止隔离回路中两台设备的不同相线漏电时的故障电压带来的危险,各台设备的金属外壳之间应采取等电位联结措施。
(5)单相隔离变压器的额定容量不应超过25kV·A,三相隔离变压器的额定容量不应超过40kV·A。隔离变压器的空载输出电压交流不应超过1000V。
2.不导电环境
是指地板和墙都用不导电材料制成,即大大提高了绝缘水平的环境。 不导电环境必须符合以下安全要求:
(1)
电压500V及以下者,地板和墙每一点的电阻不应低于50kΩ
电压500V以上者不应低于100kΩ
(2)保持间距或设置屏障,防止人体在工作绝缘损坏后同时触及不同电位的导体。
(3)永久性特征。不因受潮或引进其他设备而降低安全水平。
(4)场所内不得有保护零线或保护地线。
(5)有防止场所内高电位引出和场所外低电位引入的措施。
二安全电压
依靠安全电压供电的设备属于Ⅲ类设备。
安全电压是在一定条件下、一定时间内不危及生命安全的电压。也称为特低电压(ELV)
安全电压属于既能防止间接接触电击也能防止直接接触电击的安全技术措施。
1.安全电压限值和额定值
1) 限值
安全电压限值是在任何情况下,任意两导体之间都不得超过的电压值。 工频安全电压有效值的限值为50V,直流安全电压的限值为120V
对于电动儿童玩具及类似电器,当接触时间超过1s时,推荐 干燥环境中,工频安全电压有效值的限值取33V,直流安全电压的限值取70V;
潮湿环境中,工频安全电压有效值的限值取16V,直流安全电压的限值取35V。
2) 额定值
工频有效值的额定值:42V、36V、24V、12V、6V。 当电气设备采用24V以上安全电压时,必须采取直接接触电击的防护措施。
2.安全电源及回路配置
1) 安全电源
通常采用安全隔离变压器作为特低电压的电源。 具有同等隔离能力的发电机、蓄电池、电子装置等均可做成特低电压电源
不论采用什么电源,特低电压边均应与高压边保持双重绝缘的水平,
2) 回路配置
安全电压回路的带电部分必须与较高电压的回路保持电气隔离,并不得与大地、保护接零(地)线或其他电气回路连接。
变压器外壳及其一、二次线圈之间的屏蔽隔离层应按规定接地或接零。 如果变压器不具备双重绝缘的结构,为了减轻变压器一次线圈与二次线圈短接的危险,二次线圈应接地或接零
3) 插销座
安全电压设备的插销座不得带有接零或接地插头或插孔。 为了防止与其他电压的插销座有插错的可能,特低电压应采用不同结构的插销座,或者在其插座上有明显的标志。
4)短路保护
安全隔离变压器的一次边和二次边均应装设短路保护元件。
5) 功能特低电压
如果电压值与安全电压值相符,而由于功能上的原因,电源或回路配置不完全符合特低电压的要求,则称之为功能特低电压。 其补充安全要求是,装设必要的屏护或加强设备的绝缘,以防止直接接触电击: 当该回路与一次边保护零线或保护地线连接时,一次边应装设防止电击的自动断电装置,以防止间接接触电击。
四 漏电保护
漏电保护装置主要用于防止间接接触电击和直接接触电击。用于防止直接接触电击时,只作为基本防护措施的补充保护措施。漏电保护装置也可用于防止漏电火灾,以及用于监测一相接地故障
又称“剩余电流动作保护器”按照动作原理,分为电压型和电流型两类; 按有无电子元器件,分为电子式和电磁式两类;——按极数,分为二极、三极和四极漏电保护装置
2漏电保护装置的动作参数(动作电流)
3. 漏电保护装置 的安装和运行
①属于 I 类的移动式电气设备及手持式电动工具;
②生产用的电气设备;
③施工工地的电气设备;
④安装在户外的电气装置;
⑤临时用电的电气设备;
⑥机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路:
⑦游泳池、喷水池、浴池的、安装在水中的电气线路和设备
⑧医院中可能直接接触人体的电气医用设备,必须安装。
口诀:施医生 I 人在外临湿了
对于公共场所的通道照明电源和应急照明电源、消防用电梯及确保公共场所安全的电气设备、用于消防设备的电源(如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等)、用于防盜报警的电源,以及其他不允许突然停电的场所或电气装置的电源,漏电时立即切断电源将会造成其他事故或重大经济损失。在这些情况下,应装设不切断电源的报警式漏电保护装置。
从防止触电的角度考虑,使用特低电压供电的电气设备、一般环境条件下使用的具有双重绝缘或加强绝缘结构的电气设备、使用隔离变压器且二次侧为不接地系统供电的电气设备,以及其他没有漏电危险和触电危险的电气设备可以不安装漏电保护装置。
第三节 电气防火 防爆技术
一、电气引燃源
一、危险温度
1.短路
过电压、防护等级不足、操作错误、绝缘老化等;单相短路是最常见的短路形式。
2.接触不良
触头松动、不牢或有杂物
3.过载
线路超过承载量或使用时间过长;
4.铁芯过热
带有铁芯的电气设备,如铁芯短路,或线圈电压过高,或通电后铁芯不能吸合,由于涡流损耗和磁滞损耗增加都将造成铁芯过热并产生危险温度
5. 散热不良
电气设备的散热或通风措施遭到破坏,如散热油管堵塞、通风道堵塞、安装位置不当、环境温度过高或距离外界热源太近,均可能导致电气设备和线路产生危险温度
6. 漏电
漏电电流一般不大,不能促使线路熔丝动作。如漏电电流沿线路均匀分布,发热量分散,一般不会产生危险温度;但当漏电电流集中在某一点时,可能引起比较严重的局部发热。
7.机械故障
电动机被卡死或轴承损坏、缺油,造成堵转或负载转矩过大
8.电压 过高或过低
电压过高,除使铁芯发热增加外,对于恒定电阻的负载,还会使电流增大; 电压过低,除使电磁铁吸合不牢或吸合不上外,对于恒定功率负载,也还会使电流增大
9.电热器具 和照明灯具
电炉、电烘箱、电熨斗、电烙铁、电褥子等电热器具和照明器具的工作温度较高 白炽灯以及日光灯镇流器等。
二电火花和电弧
电火花是电极间的击穿放电; ——大量电火花汇集起来即构成电弧。(电弧温度高达6000-8000℃) 不仅能引起可燃物燃烧,还能使金属熔化、飞溅,构成二次引燃源。
电火花分为工作火花和事故火花。
1
工作火花指电气设备正常工作或正常操作过程中产生的电火花。例如: 控制开关、断路器、接触器接通和断开线路时产生的火花;———插销拔出或插入时产生的火花;———直流电动机的电刷与换向器的滑动接触处、———绕线式异步电动机的电刷与滑环的滑动接触处产生的火花等。
2
事故火花是线路或设备发生故障时出现的火花。例如: 电路发生短路或接地时产生的火花;——熔丝熔断时产生的火花;——连接点松动或线路断开时产生的火花;——变压器、断路器等高压电气设备由于绝缘质量降低发生的闪络
事故火花还包括由外部原因产生的火花。如雷电火花、静电火花和电磁感应火花。
除上述外,电动机的转动部件与其他部件相碰也会产生机械碰撞火花。
三、设备原因
1)电气设备额定值和实际不符;
2)设备内元器件安全距离达不到要求;
3)电线、电缆截面积选择过小,线路处于超负荷状态;
4)电气设备容量选择过小;
5)保护电器保护定值选择过大,致使被保护设备故障时不能及时动作;6)开关电器选型不当
二、危险物质和爆炸危险环境、(一)危险物质的性能参数和分级分组 能与空气形成爆炸性混合物的爆炸危险物质分为三类:
I 甲Ⅱ气Ⅲ粉尘
3类
I类:矿井甲烷;
Ⅱ类:爆炸性气体、蒸气、薄雾;
Ⅲ类:爆炸性粉尘、纤维
ⅢA级:可燃性飞絮
棉花纤维、麻纤维、丝纤维
ⅢB级:非导电性粉尘
聚乙烯、小麦、玉米
ⅢC级:导电性粉尘
石墨、炭黑、焦炭、铁、锌
概念
1.闪点
在规定的试验条件下,易燃液体能释放出足够的蒸气并在液面上方与空气形成爆炸性混合物,点火时能发生闪燃的最低温度。闪点越低者危险性越大
2.燃点
燃点是物质在空气中点火时发生燃烧,移开火源仍能继续燃烧的最低温度。 越低越危险。
3.引燃温度
引燃温度又称自燃点或自燃温度, 是可燃物质不需外来火源即发生燃烧的最低温度。
4. 爆炸极限
爆炸极限分为爆炸浓度极限和爆炸温度极限。 爆炸浓度极限是指在一定的温度和压力下,气体、蒸气、薄雾或粉尘、纤维与空气形成的能够被引燃并传播火焰的浓度范围。 该范围的最低浓度称为爆炸下限,最高浓度称为爆炸上限。 爆炸范围越大,下限越低,危险性越大。
甲烷 5%-15%,汽油 1.4%-7.6%,乙炔1.5%-82%。
5. 最小点燃 电流比
在规定试验条件下,气体、蒸气、薄雾爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流之比。
越小越危险。
最小引燃能量是在规定的试验条件下,能使爆炸性混合物燃爆所需最小电火花的能量
6. 最大试验 安全间隙
在规定试验条件下,两个经长25mm的间隙连通的容器, 一个容器内燃爆不引起另一个容器内燃爆的最大连通间隙 是衡量爆炸性物质传爆能力的参数。越小越危险。
7. 最小引燃能量
在规定的试验条件下,能使爆炸性混合物燃爆所需最小电火花的能量,甲烷的最小引燃能量为0.33mJ,乙炔的为 0.02 mJ。
(二)爆炸危险环境
1.气体、蒸气爆炸危险环境
根据爆炸性气体、蒸气混合物出现的频繁程度和持续时间将此类危险场所分为0区、1区和2区
0区
指正常运行时持续出现或长时间出现或短时间频繁出现爆炸性气体、蒸气或薄雾,能形成爆炸性混合物的区域
除了装有危险物质的封闭空间,如密闭的容器、储油罐等内部气体空间,很少存在0区
1区
指正常运行时可能出现(预计周期性出现或偶然出现)爆炸性气体、蒸气或薄雾, 能形成爆炸性混合物的区域。
2区
指正常运行时不出现,即使出现也只可能是短时间偶然出现爆炸性气体、蒸气或薄雾, 能形成爆炸性混合物的区域。
危险区域的级别和大小受释放源特征、通风条件、危险物质性质等因素的影响。
三、爆炸危险区域 (一)气体、蒸气爆炸危险环境——1.释放源和通风条件对区域危险等级的影响
释放源
是划分爆炸危险区域的基础。
很多现场还存在上述两种以上特征的多级释放源。
连续级释放源:
连续释放、长时间释放或短时间频繁释放;
0区
一级释放源:
正常运行时周期性释放或偶然释放;
1区
二级释放源:
正常运行时不释放或不经常且只能短时间释放。
2区
通风情况
是划分爆炸危险区域的重要因素。通风分为自然通风、一般机械通风和局部机械通风等类型。良好的通风标志是混合物中危险物质的浓度被稀释到爆炸下限的1/4以下。
划分危险区域时,应综合考虑释放源和通风条件: (2)如通风良好,可降低爆炸危险区域等级;如通风不良,可提高爆炸危险区域等级。 (3)局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为有效时,可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级。 (4)在障碍物、凹坑和死角处,应局部提高爆炸危险区域等级。 (5)利用堤或墙等障碍物,限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散,可缩小爆炸险区域的范围。
2. 危险区域 的范围
爆炸危险区域的范围应根据释放源的级别和位置、易燃物质的性质、通风条件、障碍物及生产条件、运行经验,经技术经济比较综合确定。
当危险物质释放量越大、浓度越高、爆炸下限越低、闪点越低、温度越高、通风越差时,爆炸危险区域越大。
在建筑物内部,宜以厂房为单位划定爆炸危险区域的范围;——如果厂房内空间大,释放源释放的易燃物质量少,可按厂房内部分空间划定爆炸危险的区域范围。 在后一情况下,必须充分考虑危险气体、蒸气的密度和通风条件。
(二)粉尘、纤维爆炸危险环境
根据爆炸性粉尘、纤维混合物出现的频繁程度和持续时间将此类危险场所分为20区、21区和22区
20区
空气中的可燃性粉尘云持续或长期或频繁地出现于爆炸性环境中的区域。
包括粉尘容器、旋风除尘器、搅拌器等设备内部的区域
21区
在正常运行时,空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性环境中的区域。
包括频繁打开的粉尘容器出口附近、传送带附近等设备外部邻近区域
22区
在正常运行时,空气中的可燃粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环境中的区域,即使出现,持续时间也是短暂的。
包括粉尘袋、取样点等周围的区域
粉尘、纤维爆炸危险区域的级别和大小受粉尘量、粉尘爆炸极限和通风条件等因素影响。 爆炸性粉尘环境的范围,应根据爆炸性粉尘的量、释放率、浓度和物理特性,以及同类企业相似厂房的实践经验等确定。
四、防爆电气设备和防爆电气线路——(一)防爆电气设备
类型
隔爆型设备(d)
是具有能承受内部的爆炸性混合物发生爆炸而不致受到破坏,而且通过外壳任何结合面或结构间隙,不致由内部爆炸引起外部爆炸性混合物爆炸的电气设备
里炸外不炸,外炸里不炸
增安型设备(e)
是在正常时不产生火花、电弧或高温的设备上采取加强措施以提高安全水平的电气设备。
充油型设备(o)
是将可能产生电火花、电弧或危险温度的带电零、部件浸在绝缘油里,使之不能点燃油面上方爆炸性混合物的电气设备。
充砂型(q)设备
是将细粒状物料充入设备外壳内,令壳内出现的电弧、火焰传播、壳壁温度及粒料表面温度不能点燃周围爆炸性混合物的电气设备。
浇封型(m)设备
是将可能产生能点燃混合物的电弧、火花及高温部件浇封在环氧树脂等浇封剂里面,使其不能点燃周围爆炸性混合物的设备。
本质安全型设备(i)
是正常状态下和故障状态下产生的火花或热效应不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
正压型设备(p)
是向外壳内充入带正压的清洁空气、惰性气体或连续通入清洁空气以阻止爆炸性混合物进入外壳内的电气设备。 按其充气结构可分为通风、充气、气密等三种形式。
无火花型 设备(n)
是在防止产生危险温度、防冲击、防机械火花、防电缆事故、外壳防护等方面采取措施,以防止火花、电弧或危险温度的产生来提高安全程度的电气设备。 无火花型设备在正常条件下不会点燃周围爆炸性混合物,而且一般不会发生有点燃作用的故障。
气密型设备
是用熔化、挤压或胶粘的方法制成气密外壳,能防止外部气体进入壳内的设备。
有的防爆电气设备,其本体是一种防爆类型, 但允许安装有其他防爆类型的部件。 矿用隔爆兼本质安全型永磁机构高压真空配电装置
3. 防爆电气设备 的标志示例:
3
(1)Ex d ⅡB T3 Gb,表示该设备为隔爆型“d”, 用于ⅡB类爆炸性气体环境,其引燃温度为T3组,保护级别(EPL)为Gb的防爆电气设备。
(2)Ex p ⅢC T120℃ Db IP65,表示该设备为正压型“p”,用于有ⅢC导电性粉尘的爆炸性粉尘环境,其最高表面温度低于120℃,保护级别(EPL)为Db,外壳防护等级为IP65的防爆电气设备。
4.爆炸危险环境 中电气设备选用
应根据电气设备使用环境的等级、电气设备的种类和使用条件选择电气设备。 所选用的防爆电气设备的级别和组别不应低于该环境内爆炸性混合物的级别和组别。
在爆炸危险环境应尽量少用携带式设备和移动式设备,应尽量少安装插销座。
(二)防爆电气线路
1.线路 敷设方式
(1)电气线路宜在爆炸危险性较小的环境或远离释放源的地方敷设。 当可燃物质比空气重时,电气线路宜在较高处敷设或直接埋地:
架空敷设时宜采用电缆桥架;
电缆沟敷设时,沟内应充砂,并宜设置排水措施。
电气线路宜在有爆炸危险的建、构筑物的墙外敷设。在爆炸粉尘环境,电缆应沿粉尘不易堆积并且易于粉尘清除的位置敷设。
(2)敷设电气线路的沟道、电缆桥架或导管,所穿过的不同区域之间墙或楼板处的孔洞,应采用非燃性材料严密堵塞。
(3)敷设电气线路时宜避开可能受到机械损伤、振动、腐蚀、紫外线照射以及可能受热的地方,不能避开时,应采取预防措施。
4)钢管配线可采用无护套的绝缘单芯或多芯导线。
(5)在爆炸性气体环境内钢管配线的电气线路必须作好隔离密封。
(6)在1区内电缆线路严禁有中间接头,在2区、20区、21区内不应有中间接头。
(7)电缆或导线的终端连接:电缆内部的导线如果为绞线, 其终端应采用定型端子或接线鼻子进行连接。
(8)架空电力线路严禁跨越爆炸性气体环境,架空线路与爆炸性气体环境的水平距离,不应小于杆塔高度的1.5倍。在特殊情况下,采取有效措施后,可适当减少距离。
2. 导线材料
1区、20区和21区的电力及照明线路应采用截面不小于2.5mm²的铜芯导线。 2区和22区电力线路应采用截面不小于1.5mm²的铜芯导线或截面不小于16mm²的铝芯导线。 2区和22区照明线路应采用截面积不小于1.5mm²的铜芯导线。
爆炸危险环境应优先采用铜线。
在有剧烈振动处应选用多股铜芯软线或多股铜芯电缆。
爆炸危险环境不宜采用油浸纸绝缘电缆。
在爆炸危险环境,低压电力、照明线路所用电线和电缆的额定电压不得低于工作电压,并不得低于500V。中性线应与相线有同样的绝缘能力,并应在同一护套内。
对于爆炸危险环境中的移动式电气设备
1区、20区和21区应采用重型电缆,
2区和22区应采用中型电缆
3. 允许载流量
爆炸危险环境导线允许载流量不应高于非爆炸危险环境的允许载流量。 1区、2区导体允许载流量不应小于熔断器熔体额定电流和断路器长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍,也不应小于电动机额定电流的1.25倍。高压线路应进行热稳定校验。
电气防火防爆技术
(一) 消除或减少 爆炸性混合物
A、采取封闭式作业,防止爆炸性混合物泄漏 B、清理现场积尘,防止爆炸性混合物积累; C、设计正压室,防止爆炸性混合物侵入 D、采取开式作业或通风措施,稀释爆炸性混合物 E、在危险空间充填惰性气体或不活泼气体,防止形成爆炸性混合物: F、安装报警装置,当混合物中危险物品的浓度达到其爆炸下限的10%时报警等。
(二) 消除引燃源
根据爆炸危险环境的特征和危险物的级别、组别选用电气设备和电气线路,并保持安全运行保持设备清洁。———设备脏污或灰尘堆积既降低设备的绝缘又妨碍通风和冷却,特别是正常时有火花产生的电气设备,很可能由于过分脏污引起火灾。
(三) 隔离和间距
室内电压10kV以上 A:总油量60kg以下的充油设备,可安装在两侧有隔板的间隔内; B:总油量60~600kg者,应安装在有防爆隔墙的间隔内 C:油量600kg以上者,应安装在单独的防爆间隔内。
10kV变、配电室不得设在爆炸危险环境的正上方或正下方; 变、配电室与火灾爆炸危险环境毗连时,隔墙应用非燃材料制成 配电室允许通过走廊或套间与火灾危险环境相通,但走廊或套间应由非燃材料制成。 隔墙上与变、配电室有关的管子和沟道,孔洞、沟道应用非燃性材料严密堵塞。 毗连变、配电室的门、窗应向外开,通向无爆炸或火灾危险的环境。
室外变、配电装置不应设置在易于沉积可燃粉尘或可燃纤维的地方。 开关、插销、熔断器、电热器具、照明器具、电焊设备、电动机等均应避开易燃物或易燃建筑构件。起重机滑触线的下方,不应堆放易燃物品。
(四) 爆炸危险环境 接地和接零
(1)从防止触电的角度考虑不要求接地(或接零)的部位,如交流127V及以下、直流110V及以下的电气设备也应接地(或接零),并实施等电位联结。
(2)将所有设备的金属部分、金属管道,以及建筑物的金属结构全部接地(或接零),并连接成连续整体。
(3)采用TN-S系统,并装设双极开关同时操作相线和中性线。 保护导体的最小截面,铜导体不得小于4mm²,钢导体不得小于6mm²。
(4)在不接地配电网中,必须装设一相接地时或严重漏电时能自动切断电源的保护装置或能发出声、光双重信号的报警装置。短路保护应有较高的灵敏度。
(五) 电气灭火
1.触电危险和断电
拉闸时最好用绝缘工具操作
高压应先断开断路器,后断开隔离开关,
低压应先断开电磁起动器或低压断路器,后断开闸刀开关
切断电源的范围应适当,防止切断电源后影响灭火工作
剪断电线时,不同相的电线应在不同的部位剪断
剪断空中的电线时,剪断位置在电源方向的支持点附近
2带电灭火安全要求
选用二氧化碳灭火器、干粉灭火器。不宜使用泡沫灭火器。 二氧化碳喷嘴至电压10kv者不应小于0.4m。 用水灭火时,水枪喷嘴至电压10kV及以下者不应小于3m。 对架空线路等空中设备进行灭火时,人体位置与带电体之间的仰角不应超过45°。 如有带电导线断落地面,应在周围画警戒圈,防止可能的跨步电压。
四 雷击 和 静电 防护 技术
一、雷电防护技术
(一)雷电概要
1. 雷电 种类
1)直击雷:
带电积云与地面建筑物等目标之间的强烈放电称为直击雷
2)感应雷:
也称作闪电感应,分为静电感应和电磁感应。
3)球雷:
雷电放电时形成的发红光、橙光、白光或其他颜色光的火球。球雷是一团处在特殊状态下的带电气体。可能从门、窗、烟肉等通道侵入室内。
直击雷和感应雷都能在架空线路或在空中金属管道上产生沿线路或管道的两个方向迅速传播的闪电冲击波(闪电电涌)。直击雷和感应雷都能在空间产生辐射电磁波。
2. 雷电 参数
1)雷暴日
少雷区:年平均雷暴日不超过 15d/a;多雷区:年平均雷暴日超过40d/a
2)雷电流幅值:
主放电时冲击电流的最大值。可达数十千安至数百千安。
3)雷电流陡度:
指雷电流随时间上升的速度。由于雷电流陡度很大,雷电具有高频特征
4)直击雷冲击过电压:可高达数千千伏;——感应雷过电压也高达数百千伏。
由于雷电的电流和陡度都很大、放电时间很短,从而表现出极强的冲击性。
3.雷电的危害
1) 火灾和爆炸
直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物造成火灾; ——A.高电压造成的二次放电可能引起爆炸性混合物爆炸; ——B.巨大的雷电流通过导体,在极短的时间内转换出大量的热能,可能烧毁导体、熔化导体,导致易燃品的燃烧,从而引起火灾乃至爆炸: ——C.球雷侵入可引起火灾;数百万伏乃至更高的冲击电压击穿电气设备的绝缘导致的短路亦可能引起火灾。
2)电击
A.雷电直接对人放电会使人遭到致命电击;——B.二次放电也能造成电击; C.球雷打击也能使人致命——D.数十至数百千安的雷电流流入地下,会在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压,可能直接导致接触电压和跨步电压电击 ——E.电气设备绝缘损坏后,可能导致高压窜入低压,在大范围内带来触电危险。
3) 设备和设施毁坏
A.数百万伏乃至更高的冲击电压可能毁坏发电机、电力变压器、断路器、绝缘子等电气设备的绝缘、烧断电线或劈裂电杆: B.巨大的雷电流瞬间产生的大量热量使雷电流通道中的液体急剧蒸发,体积急剧膨胀,造成被击物破坏甚至爆碎。
4)大规模停电
电力设备或电力线路破坏即可能导致大规模停电。
4.防雷分类
第一类 防雷 建筑物
1)制造、使用或储存火炸药及其制品,遇电火花会引起爆炸、爆轰,从而造成巨大破坏或人身伤亡的建筑物。
(2)具有0区、20区爆炸危险场所的建筑物。
(3)具有1区、21区爆炸危险场所,且因电火花引起爆炸会造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物
第二类 防雷 建筑物
(5)制造、使用或储存火炸药及其制品,但电火花不易引起爆炸,或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物。
(7)具有2区、22区爆炸危险场所的建筑物。
具有1区、21区爆炸危险场所,但电火花引起爆炸不会造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物
(1)国家级重点文物保护的建筑物。
(2)国家级的会堂、办公楼、档案馆,大型展览馆,大型机场航站楼,大型火车站,大型港口客运站,大型旅游建筑,国宾馆,大型城市的重要动力设施。
(3)国家级计算中心、国际通讯枢纽。
(4)国际特级和甲级大型体育馆。
(8)有爆炸危险的露天气罐和油罐
(9)预计雷击次数>0.05次/a
(10)预计雷击次数>0.25次/a
第三类 防雷 建筑物
(1)省级重点文物保护的建筑物和省级档案馆。
(2)0.01次/a≤预计雷击次数≤0.05次/a的省、部级办公建筑物和其他重要或人员集中的公共建筑物以及火灾危险场所。
(3)0.05次/a≤预计雷击次数≤0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般工业建筑物
(4)年平均雷暴日15d/a以上地区,高度15m及15m以上的烟囱、水塔等孤立高耸的建筑物;年平均雷暴日15d/a及15d/a以下地区,高度20m及20m以上的烟囱、水塔等孤立高耸的建筑物
二)防雷装置
外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成; 内部防雷装置主要指防雷等电位联结及防雷间距
1. 接闪器
接闪器都是利用其高出被保护物的突出地位,把雷电引向自身,然后,通过引下线和接地装置,把雷电流泄入大地,以此保护被保护物免受雷击。 避雷针(接闪杆)、避雷线、避雷网和避雷带都可以作为接闪器 建筑物的金属屋面可作为第一类防雷建筑物以外其他各类建筑物的接闪器。
避雷线一般采用截面不小于50mm²的热镀锌钢绞线或铜绞线。——用金属屋面作接闪器时,金属板之间的搭接长度不得小于100mm,金属板不得有绝缘层。 接闪器焊接处应涂防腐漆。接闪器截面锈蚀30%以上时应予更换。
接闪器的保护范围 有两种计算方法, 对于建筑物按滚球法, 对于电力装置按折线法
3.引下线
引下线截面锈蚀30%以上者也应予以更换。
圆钢或扁钢等金属导体,应满足 力学强度、耐腐蚀和热稳定的要求
4.防雷 接地装置
除独立避雷针外,在接地电阻满足要求的前提下,防雷接地装置可以和其他接地装置共用
防雷接地电阻一般指冲击接地电阻。
消除导体上的静电
独立避雷针的冲击接地电阻一般不应大于10Ω, 附设接闪器每一引下线一般也不应大于10Ω, 但对于不太重要的第三类建筑物可放宽至30Ω 防感应雷装置的工频接地电阻不应大于10Ω 防雷电冲击波的接地电阻,视其类别和防雷级别,冲击接地电阻不应大于5~30Ω。 其中,阀型避雷器的接地电阻一般不应大于5Ω。
2.避雷器和 电涌保护器
避雷器
装设在被保护设施的引入端。主要用来保护电力设备和电力线路, 也用作防止高电压侵入室内的安全措施。
正常时处在不通的状态,出现雷击过电压时,击穿放电,切断过电压,发挥保护作用。过电压终止后,迅速恢复不通状态,恢复正常工作
电涌保护器
就是低压阀型避雷器。 无冲击波时表现为高阻抗,冲击到来时急剧转变为低阻抗。
三)防雷技术
1. 直击雷防护
第一类、第二类、第三类防雷建筑物易受雷击的部位,遭受雷击后果比较严重的设施或堆料(装卸油台、露天油罐、露天储气罐),35kV及以上的高压架空电力线路、发电厂、变电站等都应采取防直击雷的措施。
装设避雷针、避雷线、避雷网和避雷带是直击雷防护的主要措施。 严禁在装有避雷针的构筑物上架设通讯线、广播线或低压线。利用照明灯塔作独立避雷针支柱时,照明电源线必须采用铅皮电缆或穿入铁管,并埋入地下水平长度10m以上才能进入室内。独立避雷针不应设在人经常通行的地方。
露天装设的有爆炸危险的金属储罐和工艺装置,当其壁厚不小于4mm时,允许不再装设接闪器,但必须接地;接地点不应少于两处,其间距离不应大于30m,冲击接地电阻不应大于30Ω。
2. 二次放电防护
防雷装置承受雷击时,其接闪器、引下线和接地装置呈现很高的冲击电压,可能击穿与邻近的导体之间的绝缘,造成二次放电。
第一类防雷建筑物防止二次放电的最小距离不得小于3m, 第二类防雷建筑物防止二次放电的最小距离不得小于2m。 不能满足间距要求时应予跨接,即进行等电位联结。
3. 感应雷防护
电力系统中应采取雷电感应防护措施;有爆炸和火灾危险的建筑物也应采取。 为防止静电感应产生的高电压,应将建筑物内的金属构件与防雷电感应的接地装置相连。屋面结构钢筋连接成闭合回路。
为了防止电磁感应,平行敷设的管道、构架、电缆相距不到100mm时,须用金属线跨接,跨接点之间的距离不应超过30m; 交叉相距不到100mm时,也应跨接。 管道接头、弯头、阀门过渡电阻大于0.03Ω时,连接处也应用金属线跨接。
二、静电防护技术____(一)静电产生、影响与特点
1.静电产生
最常见的方式是接触一分离(摩擦)起电。感应起电也比较常见。
(1)固体物质大面积的摩擦,固体在压力下接触而后分离。
(2)粉体物料筛分、过滤、输送、干燥,悬浮粉尘高速运动。
(3)在混合器中搅拌各种高电阻率物质。
(4)高电阻率液体在管道中高速流动,液体喷出管口,液体注入容器发生冲击、冲刷和飞溅
(5)液化气体、压缩气体或高压蒸汽在管道中高速流动和由管口喷出。
(6)穿化纤布料衣服、高绝缘鞋的人员操作、行走、起立等。
2.静电的 影响因素
1)材质和杂质的影响
容易得失电子,而且电阻率很高的材料才容易产生和积累静电。杂质对静电有很大的影响。静电的产生取决于所含杂质的成分。一般情况下,杂质有增强静电的趋势
2)工艺设备和工艺参数的影响
接触面积越大,双电层正、负电荷越多,产生的静电越多。接触压力越大或摩擦越强烈,会增加电荷分离强度,产生较多静电。
设备的几何形状也对静电有影响。平皮带与皮带轮之间的滑动位移比三角皮带大,产生的静电也比较强烈。
过滤器会大大增加接触和分离程度,可能使液体静电电压增加十几倍到100倍以上。
3)环境条件的影响
湿度对静电泄漏的影响很大。随着湿度增加,绝缘体表面凝成薄薄的水膜,并溶解空气中的二氧化碳气体和绝缘体析出的电解质,使绝缘体表面电阻大为降低,从而加速静电泄漏。 空气湿度降低,很多绝缘体表面电阻率升高,泄漏变慢,从而容易积累危险静电。 由于空气湿度受环境温度的影响,以致环境温度的变化可能加剧静电的产生。
导电性材料接地在很多情况下能加强静电的泄放,减少静电的积累。
3.静电特点
1)静电 电压高
固体静电可达20x10^4V以上,液体静电和粉体静电可达数万伏,气体和蒸汽静电可达一万多伏,人体静电也可达一万多伏。静电电压在很大程度上取决于几何条件。
2)静电泄漏慢
静电泄漏有两条途径:一条是绝缘体表面(表面电阻);另一条是内部(体积电阻)。电阻率越高泄漏时间越长。
3)多种 放电形式
①电晕放电
带电体尖端附近局部区域内的放电。 其电流很小,能量密度不高,如不继续发展则没有引燃危险。
②刷形放电
是火花放电的一种,放电通道有很多分支。 绝缘体束缚电荷的能力很强,表面容易出现刷形放电刷形放电能引燃一些敏感度高的爆炸性混合物。
当高电阻薄膜背面贴有金属导体时,能形成所谓传播型刷形放电。传播型刷形放电产生高密度的火花,引燃危险性较大。
③火花放电
是放电通道火花集中,即电极上有明显的放电集中点的火花放电。 其引燃危险性大。
④云形放电
是悬浮在空气中的带电粒子形成空间电荷云后所发生的闪电状放电。 云形放电的引燃危险性也很大。
(二)静电危害与防治
1.静电的危害
爆炸和火灾
静电能量虽然不大,但因其电压很高而容易发生放电。
带静电的人体接近接地导体或其他导体时,以及接地的人体接近带电的物体时,均可能发生火花放电。
静电电击
静电电击是静电放电造成的瞬间冲击性的电击。虽然不会使人致命,但会造成二次事故。还可能引起工作人员紧张而妨碍工作等。
妨碍生产
生产过程中产生的静电,可能妨碍生产或降低产品质量。例如引起电子元件误动作,可能对无线电设备产生干扰,还可能击穿集成电路的绝缘。
2.静电防护措施
静电最为严重的危险是引起爆炸和火灾。因此,静电安全防护主要是对爆炸和火灾的防护。这些措施对于防止静电电击和防止静电影响生产也是有效的。
1) 环境危险 程度控制
静电引起爆炸和火灾的条件之一是有爆炸性混合物存在。 为了防止静电引燃成灾,可采取取代易燃介质、降低爆炸性混合物的浓度、 减少氧化剂含量等控制所在环境爆炸和火灾危险程度的措施。
2) 工艺控制
工艺控制是从材料的选用、摩擦速度或流速的限制、静电松弛过程的增强、 附加静电的消除等方面采取措施,限制和避免静电的产生和积累。
为了有利于静电的泄漏,可采用导电性工具;为了减轻火花放电和感应带电的危险, 可采用阻值为10^7~10^9Ω的静电导电性工具。
为了防止静电放电,在液体灌装、循环或搅拌过程中不得进行取样、检测或测温操作。进行上述操作前,应使液体静置一定的时间,使静电得到足够的消散或松弛。
为了避免液体在容器内喷射、溅射,应将注油管延伸至容器底部;而且,其方向应有利于减轻容器底部积水或沉淀物搅动;装油前清除罐底积水和污物,以减少附加静电。
3)接地
接地主要作用是消除导体上的静电。金属导体应直接接地。
为了防止火花放电,应将可能发生火花放电的间隙跨接连通起来,并予以接地,使其各部位与大地等电位。
因为静电泄漏电流很小,防静电接地电阻原则上不超过1MΩ即可;对于金属导体,为了方便检测,接地电阻不超过100~1000Ω。采用电阻率1x10^8Ω·m以下的材料制成的静电导电性地面,实质也是一种接地措施。对于产生和积累静电的高绝缘材料,宜通过10^6Ω或稍大一些的电阻接地。
为了防止感应静电的危险,不仅产生静电的金属部分应当接地,而且与其不相连接但邻近的其他金属物体也应接地。
对于感应静电,接地只能消除部分危险。
4)增湿
为防止大量带电,相对湿度应在50%以上;为了提高降低静电的效果,相对湿度应提高到65%~70%:对于吸湿性很强的聚合材料,为了保证降低静电的效果,相对湿度应提高到80%~90%。增湿的方法不宜用于消除高温绝缘体上的静电。
5)抗静电添加剂
抗静电添加剂是化学药剂,具有良好的导电性或较强的吸湿性。在容易产生静电的高绝缘材料中,加入抗静电添加剂之后,能降低材料的体积电阻率或表面电阻率以加速静电的泄漏,消除静电的危险。
6)静电消除器
静电消除器是能产生电子和离子的装置。 物料上的静电电荷得到异性电荷的中和,从而消除静电的危险。
静电消除器主要用来消除非导体上的静电。 尽管不一定能把带电体上的静电完全消除掉,但可消除至安全范围以内。
第五节 电气装置 安全技术
一、低压电气设备
(一)电气设备环境条件和外壳防护等级
1. 电气设备 环境条件
空气中介质的状态及其他环境参数会影响触电的危险性。例如潮湿、导电性粉尘、腐蚀性蒸气和气体对电气设备的绝缘起破坏作用,如果此时环境温度高,人体电阻降低,则触电危险性增大。又如,导电性地面及电气设备附近有金属接地物体存在使得容易构成电流回路,增大触电的危险性。应根据环境特征选用相应防护型式的用电设备。
2.电气设备 外壳防护等级
第一位数字前附加字母防护标志
仅考虑一种防护时,另一位数字用X代替
第一位数字:对固体异物进入或人体接触内部带电部分的防护等级。
第二位数字:对水进入内部的防护等级。
(无滴滴淋溅喷浪浸潜)
电动机 安全要求
2.电动机电压、电流、温升参数符合要求,电压波动不得超过-5%~10%,电压不平衡不得超过5%,电流不平衡不得超过 10%。
3.电动机保护完善:用熔断器保护时,熔体额定电流应取异步电动机额定电流的1.5 倍(减压启动或轻载启动)或 2.5 倍(全压启动或重载启动); 用热继电器保护时,热元件的电流不应大于电动机额定电流的 1-1.5 倍。
(三)手持电动工具和移动式电气设备
1. 电气设备 触电防护 分类
0类
仅仅依靠基本绝缘来防止触电。设备外壳可以用绝缘材料也可以用金属材料。 外壳和内部都没有接地端子。0类设备可以有Ⅱ类结构或Ⅲ类结构的部件。
0Ⅰ类
也是依靠基本绝缘来防止触电的。这种设备的金属外壳上装有接地(零)的端子 不提供带有保护芯线的电源线。也可以有Ⅱ类结构或Ⅲ类结构的部件。
Ⅰ类
除依靠基本绝缘外,还有一个附加的安全措施。 自设备内部有接地端子引出的专用的保护芯线的带有保护插头的电源线。 也可以有Ⅱ类结构或Ⅲ类结构的部件
Ⅱ类
具有双重绝缘和加强绝缘的结构。Ⅱ类设备可以有Ⅲ类结构的部件。
Ⅲ类
依靠安全特低电压供电以防止触电,Ⅲ类设备内不得产生高出安全特低电压的电压
2. 手持电动工具和 移动式电气设备 的危险性
手持电动工具
包括手电钻、手砂轮、冲击电钻、电锤、手电锯等工具。
移动式设备
包括蛙夯、振捣器、水磨石磨平机等电气设备。
手持电动工具没有0类和0Ⅰ类产品,市售产品绝大多数都是Ⅱ类设备。 移动式电气设备大部分是Ⅰ类产品。
(1)手握设备,人与工具间接触电阻小,触电时难以摆脱。
(2)移动性很大,电源线容易受损,且连接处易脱落使金属外壳带电。
(3)无固定工位,运行振动大,条件恶劣,机身容易损坏而使金属壳带电。
3. 手持电动工具 和 移动式电气设备 的安全使用
(1)Ⅱ类、Ⅲ类设备没有保护接地或保护接零的要求, Ⅰ类设备必须采取保护接地或保护接零措施。
(2)在爆炸和火灾危险的环境中,除中性线外,应另设保护零线。
(3)单相设备的相线和中性线上都应该装有熔断器,并装有双极开关。
(4)移动式电气设备的保护线不应单独敷设,而应当与电源线有同样的防护措施, 即采用带有保护芯线的橡皮套软线作为电源线。
(5)移动式电气设备的电源插座和插销应有专用的保护线插孔和插头。 其结构应能保证插入时保护插头在导电插头之前接通,拔出时保护插头在导电插头之后拔出。同时,其结构还应能保证保护插头与导电插头不得互相插错。
(6)在接地配电网中,可以装设一台隔离变压器,并由该隔离变压器给设备供电。
(7)一般场所,手持电动工具应采用Ⅱ类设备。 在潮湿或金属构架上等导电性能良好的作业场所,必须使用Ⅱ类或Ⅲ类设备。 在锅炉内、金属容器内、管道内等狭窄的特别危险场所,应使用Ⅲ类设备; 如果使用Ⅱ类设备,则必须装设额定漏电动作电流不大于15mA、动作时间不大于0.1s的漏电保护装置;——Ⅲ类设备的安全隔离变压器、Ⅱ类设备的漏电保护装置以及Ⅱ、Ⅲ类设备的控制箱和电源连接器件等必须放在外部
(四)电气照明
2.电气照明基本安全要求
(1)一般照明的电源采用220V电压。 在特别潮湿、高温、有导电灰尘或有导电地面的场所,对于容易触及而又无防触电措施的固定式灯具,安装高度不足2.2m时,应采用24V安全电压。
(2)照明配线应采用额定电压500V的绝缘导线。凡重要的政治活动场所、易燃易爆场所、重要的仓库均应采用金属管配线。凡重要的政治活动场所、重要的控制回路和二次回路、移动的导线和剧烈振动处的导线、特别潮湿场所和严重腐蚀场所均应采用铜导线。 卤钨灯及单灯功率超过100W的白炽灯,灯具引入线应选用105~250℃耐热绝缘电线。
(3)建筑物照明电源线路的进户处,应装设带有保护装置的总开关。 配电箱内单相照明线路的开关必须采用双极开关:——照明器具的单极开关必须装在相线上。
(4)应急照明的电源,应区别于正常照明的电源。应急照明线路不能与动力线路或照明线路合用,而必须有自己的供电线路。应急照明应根据需要选择切换装置。
(7)爆炸危险环境应选用防爆型灯具。在有腐蚀性气体或蒸气或特别潮湿的环境应选用防水型灯具。户外也应选用防水型灯具。多尘环境应选用防尘型灯具。
灯饰所用材料应为难燃型材料:除敞开式灯具外,凡100W及100W以上的照明器应采用瓷灯座
(5)白炽灯的功率不应超过1000W。
(9)库房内不应装设碘钨灯、卤钨灯、60W以上的白炽灯等高温灯具。
(11)灯具不带电,金属件、金属吊管和吊链应连接保护线;保护线应与中性线分开。
五 低压电器
1.低压控制电器
主要用来接通、断开线路和用来控制电气设备
如刀开关、低压断路器、减压启动器、电磁启动器
2.低压保护电器
主要用来获取、转换和传递信号,并通过其他电器对电路实现控制。
熔断器、热继电器属于低压保护电器。
1)热继电器
核心元件是热元件,利用电流的热效应实施保护作用。 当热元件温度达到设定值时迅速动作,并通过控制触头使控制电路断开,从而使接触器失电,断开主电路。有些热继电器在一次电路缺相时也能动作,起缺相保护作用。
热继电器的热容量较大,动作延时也较大,只宜用于过载保护,不能用于短路保护
2)熔断器
熔断器是将易熔元件串联在线路上,遇到短路电流时迅速熔断来实施保护的保护电器。 易熔元件刚刚不会熔断的电流称为临界电流。易熔元件的临界电流大于其额定电流。 由于易熔元件的热容量小,动作很快,熔断器可用作短路保护元件; 在有冲击电流出现的线路上,熔断器不可用作过载保护元件。
临界电流多为额定电流的 1.3 -1.5 倍。
3. 低压配电箱 和配电柜
箱柜用不可燃材料制作。——箱柜外不得有裸带电体外露,装设在箱柜外表面或配电板上的电气元件必须有可靠的屏护
除触电危险性小的生产场所和办公室外,不得采用开启式的配电板。
触电危险性大或作业环境较差的场所,如铸造车间、锻造车间、热处理车间、锅炉房、木工房等,应安装封闭式箱柜。
有导电性粉尘或产生易燃易爆气体的危险作业场所,必须安装密闭式或防爆型箱柜
落地安装的箱柜底应高出地面 50-100mm,操作手柄中心高度一般为 1.2-1.5m,箱柜前方0.8-1.2m范围内无障碍物。
二、高压电气设备
(一)变、配电站安全要求
一)
1. 变、配电站应接近负荷中心,应避开易燃易爆场所;应设在企业的上风侧,——并不得设在容易沉积粉尘和纤维的场所;——不应设在人员密集的场所。
2. 高压配电室和高压容器室耐火等级不应低于二级,低压配电室耐火等级不应低于三级, 油浸电力变压器室应为一级耐火建筑。
3. 变、配电站各间隔的门应向外开启;——门的两面都有配电装置时,门应能向两个方向开启。长度超过 7m 的高压配电室和长度超过 10 m 的低压配电室至少应有两个门。
4. 屋内单台电气设备总油量在 100kg 以上时,应设置贮油或挡油设施。 挡油设施应按容纳20%油量设计
5. 10kV 及其以下的变、配电室不得设在爆炸危险环境的正上方或正下方。 配电室允许通过走廊或套间与火灾危险环境相通,但走廊或套间应由非燃性材料制成。
6. 10KV 变、配电站应装有电流速断、过电流保护、熔断器和防雷保护,不接地系统应装有绝缘监视。油浸式变压器应装有气体保护,干式变压器应装有温控保护。
7. 蓄电池室有可燃气体产生,必须有良好的通风:——变压器室、电容器室等有较多热量排放,必须有良好的自然通风,必要时采取强迫通风。——进风口宜在下方,出风口宜在上方。 ——但装有六氟化硫装置的房间,排风系统的出风口应在下方。
二) 变压器
1)油浸式变压器
油浸式变压器的铁芯、绕组浸没在绝缘油里。油的主要作用是绝缘、散热和减缓油箱内元件的氧化。油浸式变压器火灾爆炸危险性较大。
绝缘材料的最高工作温度不超过 105℃。
2)干式变压器
没有油箱和变压器油,在很大程度上排除了火灾、爆炸隐患
三) 高压开关
分类
高压断路器
强有力灭弧装置
高压负荷开关
简单灭弧装置,与熔断器串联使用
高压隔离开关
无灭弧装置,不能带负荷操作
高压负荷开关必须串联有高压熔断器。由熔断器切断短路电流。负荷开关只用来操作负荷电流
正常情况下,跌开式熔断器只用来操作空载线路或空载变压器。
隔离开关不具备操作负荷电流的能力。切断电路时必须先拉开断路器,后拉开隔离开关;接通电路时必须先合上隔离开关,后合上断路器。
高压开关喷出电弧方向不得有可燃物。
跌开式熔断器的操作顺序是拉闸时先拉开中相,再拉开下风侧边相,最后拉开上风侧边相;合闸时先合上上风侧边相,再合上下风侧边相,最后合上中相。
三、电气线路
(一)电力线路类型和特点
1. 架空线路
架空线路的导线多采用钢芯铝绞线、硬铜绞线、硬铝绞线和铝合金绞线。 腐蚀性强烈环境应采用铜导线。厂区、居民区内的低压架空线路应采用绝缘导线。
单股铝线或单股铝合金线不得架空敷设。
架空线路造价低、机动性强、便于施工和检修。但其妨碍城市建设;易受空气杂物污染;碰撞或过分接近树木及其他高大设施,导致触电、短路等事故。
2. 电缆线路
电缆线路主要由电力电缆、终端接头、中间接头及支撑件组成。 芯线分铜芯和铝芯两种。绝缘层分塑料绝缘、橡皮绝缘、浸渍纸绝缘等几种。
电缆线路造价高,不妨碍市容和交通,可靠性高,受外界因素的影响小,不易发生因雷击、风害、冰雪等自然灾害造成的故障。 特别是在有腐蚀性气体或蒸气,或易燃、易爆的场所应用最为广泛。
3. 室内配线
金属管—适用爆炸性环境,不适用于潮湿环境;硬塑料管配线—适用潮湿环境,不适用于高温环境‘’瓷绝缘配线—适用于正常环境,高温环境。
(二)电力线路安全条件
1.导电能力
线路导线太细将导致其阻抗过大,受电端得不到足够的电压。此外,在TN系统中,如果线路导线太细,则单相短路电流可能不能推动短路保护动作
3.绝缘和间距
运行在低压电力线路的绝缘电阻一般不得低于每伏工作电压 1000Ω, 新安装和大修后的低压电力线路一般不得低于 0.5MΩ
4.导线连接
导线连接必须紧密。原则上导线连接处的力学强度不得低于原导线强度的80%: 绝缘强度不得低于原导线的绝缘强度;——接头部位电阻不得大于原导线的1.2倍
铜导线与铝导线之间应尽量采用铜一铝过渡接头
5.线路防护和过电流保护
电力线路的过电流保护包括短路保护和过载保护。
四、电气安全检测仪器
(一)绝缘电阻测量仪
绝缘电阻是电气设备最基本的性能指标。 绝缘电阻是兆欧级的电阻,要求在较高的电压下进行测量
1.兆欧表
现场应用兆欧表测量绝缘电阻。(左图 机械式兆欧表——右图 电子式兆欧表)
指针式兆欧表俗称摇表,主要由作为电源的手摇发电机和作为测量机构的磁电系比率计组成。 手摇发电机输出较高电压直流电源,施加到被测绝缘电阻上,运用欧姆定律进行测量。
兆欧表有E(接地端)、L(线路端)、G(屏蔽端)三个端子。一般测量只用到E端和L端。 E端接外壳或接地、L接被测导体。G端是消除表面电流影响测量准确性的专用端子。 测量电缆的绝缘电阻须将G端连接到被测缆芯的绝缘层上。
2.兆欧表使用
(1)被测设备必须停电。对于有较大电容的设备,停电后还必须充分放电。 (2)测量连接导线不得采用双股绝缘线,而应采用绝缘良好单股线分开连接,以免双股线绝缘不良带来测量误差。
(3)使用指针式兆欧表摇把的转速应由慢至快,转速应稳定,不要时快时慢。 一般在转速120r/min左右持续摇动1min,待指针稳定后读数。 记录完毕后应将转速由快至慢,逐渐停止下来。
(4)使用指针式兆欧表测量过程中,如果指针指向“0”位,表明被测绝缘已经失效。应立即停止转动
(5)对于有较大电容的线路和设备,测量终了也应进行放电。
(6)测量应尽可能在设备刚停止运转时进行,以使测量结果符合运转时的实际温度。
应根据被测对象选用不同电压的兆欧表。 测量额定电压500V以下的线路或设备应采用500V或1000V的兆欧表; 测量500V以上的线路或设备应采用1000V或2500V的兆欧表; 测量10kV及10kV以上的线路或设备应采用2500V的兆欧表。 测量新的和大修后的线路或设备应采用较高电压的兆欧表 ;测量运行中的线路或设备应采用较低电压的兆欧表。
(二)接地电阻测量仪
接地电阻测量仪是用于测量接地电阻的仪器,有机械式测量仪和数字式测量仪
指针式接地电阻测量仪俗称接地摇表,主要由手摇交流发电机和电位差计式测量机构组成。
接地电阻测量仪有C2、P2、P、C,四个接线端子或E、P、C三个接线端子。 测量时,在离被测接地体定的距离向地下打入电流极和电压极。
如被测接地电阻很小,且接线很长,接线电阻可能带来较大的误差。为消除这一误差,应将仪器上的C、P,端子拆开,分别接向被测接地体。
一般应当在雨季前或其他土壤最干燥的季节测量。雨天一般不应测量接地电阻。
使用
1. 尽可能将被测接地与电力网分开
2. 测量电极间的连线应避免与邻近的高压架空线路平行,以防止感应电压的危险。
3. 雷雨天气不得测量防雷接地装置的接地电阻
4. 使用机械式接地电阻测量仪测量时,摇把的转速应由慢至快,至120r/min左右时调节电位器,边调边摇;至指针稳定指在中心刻线位置停止调节,再逐渐减速,停止摇动。然后将刻度盘指示值乘以倍率得到被测接地电阻值,并记录。
(三)谐波测试仪
谐波是频率为基波(50Hz)整数倍的正弦波。
非线性负载(如电子设备、电弧炉)的大量应用,线路上会产生不同频率、不同幅值、不同相位的谐波
谐波的出现可能引起谐振,会增加变压器、电动机、电容器、电缆等设备发热,会在中性线上产生很大的电流,还会影响电子设备正常工作,会产生电磁干扰,甚至危及系统的稳定
(三)红外线测温仪
红外测温仪是利用热辐射体在红外波段的辐射通量来测量温度的,属于非接触式测量
①避免在强电磁环墇、温度大幅度急剧变化的环墇使用:——②不应把测温仪存放在高温处:
③将测温仪对准被测物后再按键测量;——⑤与带电体保持安全距离:
④为了保证测量的准确度,测量区域应小于被测目标的范围
⑥对于光亮的被测表面,宜在表面上覆盖黑色薄膜再进行测量,以提高测量准确度
(五)可燃气体检测仪
可燃气体检测仪由传感器(探测器)、测量电路和显示单元组成。 检测浓度用百万分比ppm表示。当可燃气体浓度达到其爆炸下限的20%时应警报
应尽量接近阀门、管道接头等较容易泄漏处安装探头,与阀门、管道接头等之间的距离不宜超过1m
可燃气体比空气重时,探头应安装在设备下方
可燃气体比空气轻时,探头应安装在设备上方
探头所接电线应采用三芯屏蔽电缆,芯线截面不应小于1mm²,屏蔽层应接地。
(4)检测比空气重的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜距地坪(或楼地板)0.3-0.6 m。 (5)检测比空气轻的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜在释放源上方保证测2 m内。 (6)检测比空气略重的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜在释放源下方0.5~1.0m。 (7)检测比空气略轻的可燃气体或有毒气体时,探测器的安装高度宜高出释放源0.5~1.0m。
探头应定期标定
探头应尽量避开高温、潮湿、多尘等有害环境,并不得妨碍正常操作
特种设备
采用宽度标尺
第一节 基础知识
特种设备的基本概念
依据其主要工作特点,分为承压类特种设备和机电类特种设备。
承压类特种设备
是指承载一定压力的密闭设备或管状设备
(1)锅炉
是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并通过对外输出介质的形式提供热能的设备。0.1MPa=一个大气压
1、设计正常水位容积>30L,且额定蒸汽压力>0.1MPa的承压蒸汽锅炉: 2、出口水压≥0.1MPa,且额定功率>0.1MW的承压热水锅炉; 3、额定功率≥0.1MW的有机热载体锅炉。
(2)压力容器
是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。
1、最高工作压力≥0.1MPa、容积>30L且内直径>150mm的固定式、移动式容器: 2、公称工作压力≥0.2MPa,且压力与容积的乘积>1.0MPa·L的气瓶; 3、氧舱。
(3)压力管道
是指利用一定的压力,用于输送气体或者液体的管状设备。
最高工作压力≥0.1MPa,介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度>标准沸点的液体,且公称直径>50mm的管道。
公称直径<150mm,且其最高工作压力<1.6MPa的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。
(二)机电类特种设备
必须由电力牵引或驱动的设备,包括电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内专用机动车辆
(1)电梯
是指动力驱动,利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级(踏步),进行升降或者平行运送人、货物的机电设备,包括载人(货)电梯、自动扶梯、自动人行道等。 非公共场所安装且仅供单一家庭使用的电梯除外。
(2)起重机械
是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备
1、额定起重量>0.5t的升降机;
3、层数≥2层的机械式停车设备。
2、额定起重量>3t(或额定起重力矩>40t·m塔式起重机,或生产率>300t/h的装卸桥),且提升高度>2m的起重机;
(3)客运索道
是指动力驱动,利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运送人员的机电设备,包括客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。 非公用客运索道和专用于单位内部通勤的客运索道除外。
(4)大型游乐设施
是指用于经营目的,承载乘客游乐的设施。 其范围规定为设计最大运行线速度>2m/s,或者运行高度距地面>2m的载人大型游乐设施。用于体育运动、文艺演出和非经营活动的大型游乐设施除外。
(5)场(厂)内专用机动车辆
是指除道路交通、农用车辆以外仅在工厂厂区、旅游景区、游乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。
第三节 锅炉
(二)锅炉工作原理及工作特性
锅炉工作过程主要是由汽水(介质)系统和燃烧系统来实现的。
三)锅炉的分类
按用途分
用锅炉产生的蒸汽带动汽轮机发电用的锅炉称为电站锅炉。 产生的蒸汽或热水主要用于工业生产或民用的锅炉称为工业锅炉。
按锅炉产生的蒸汽压力
超临界压力、亚临界压力、超高压、高压、中压、低压锅炉。
按锅炉的蒸发量
①蒸发量>75t/h的锅炉称为大型锅炉。
②)蒸发量为20~75t/h的锅炉称为中型锅炉。
③蒸发量<20t/h的锅炉称为小型锅炉。
按载热介质
锅炉出口介质为饱和蒸汽或者过热蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉。
锅炉出口介质为高温水(>120℃)或者低温水(120℃以下)的锅炉称为热水锅炉
以有机质液体(如高温导热油)作为热载体工质的锅炉称为有机热载体锅炉。
按燃料种类
分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电热锅炉、余热锅炉、废料锅炉等。
按燃烧方式
分为a层燃炉(固体燃料)、b室燃炉(油、气、煤)、c旋风炉(粗煤粉或煤屑)和 硫化床燃烧锅炉(煤)
按制造、安装许可
额定出口压力>2.5 MPa的蒸汽和热水锅炉属于A级;
额定出口压力 ≤ 2.5 MPa的蒸汽和热水锅炉,有机热载体锅炉属于B级
按锅炉结构
分为锅壳锅炉、水管锅炉
6. 工作系统
(1)汽水系统:使进入锅炉的给水吸热升温、汽化、过热,最后成为具有一定温度和压力的热水或蒸汽。
(2)燃烧系统:将燃料和空气送入锅炉炉膛内进行燃烧放热,将热量以热辐射的方式传给炉膛四周的水冷壁等辐射受热面;燃烧生成的高温烟气主要以对流传热方式把热量传递给对流管、烟管或者过热器、省煤器等对流受热面。
锅炉使用安全管理
1. 使用许可厂家的合格产品
2. 登记建档
正式使用前,必须到特种设备安全监察机构登记,经审查批准登记建档、取得使用证方可使用。使用单位应建立各流程的技术资料。
3. 专责管理
单位技术负责人对锅炉的安全管理负责,并指定具有专业知识,熟悉国家相关法规标准的工程技术人员 负责锅炉的安全管理工作。使用电站锅炉的单位,应设置专门的特种设备安全管理机构,逐台落实安全责任人。
4. 建立制度
包括管理制度和操作规程两方面。
5. 持证上岗
锅炉司炉、水质化验人员,应接受专业安全技术培训并考试合格,持证上岗。
6. 定期检验
指在设备的设计使用期限内,每隔一定的时间对锅炉承压部件和安全装置进行检测检查,或做必要的试验。使用单位应按照锅炉的检验周期,按时向取得国家市场监督管理总局核准资格的特种设备检验机构申请检验。
7. 监控水质
水中杂质会使锅炉结垢、腐蚀及产生汽水共腾,降低锅炉效率、寿命及供汽质量.必须严格监督控制锅炉给水及锅水水质,使之符合锅炉水质标准的规定
锅炉安全操作规程
(1)锅炉定期检验类别
锅炉定期检验工作包括外部检验、内部检验和水压试验三种.
(2) 锅炉定期 检验周期
外部检验,每年进行一次。
内部检验,一般每2年进行一次,电站锅炉结合锅炉检修同期进行,一般每3~6 年进行一次。
水(耐)压试验:应当至少每 3 年进行一次水(耐)压试验。当内部检验、外部检验和水压试验在同期进行时,应依次进行内部检验、水压试验和外部检验。
有下列情况之一时, 应当进行内部检验:
①移装锅炉投运前。
②锅炉停止运行1年以上(含1年)需要恢复运行前。
(3) 锅炉水(耐)压 试验试验步骤:
1)缓慢升压至工作压力,升压速率不超过每分钟 0.5MPa。
2)暂停升压,检查是否有泄漏或者异常现象。
3)继续升压至试验压力,升压速率不超过每分钟 0.2MPa,并且注意防止超压 4)在试验压力下保持 20 分钟。
5)缓慢降压至工作压力,降压速率不超过每分钟 0.5MPa。
6)在工作压力下,检查所有参加水(耐)压试验的受压部件表面、焊缝、胀口等处是否有渗漏、变形;检查管道、阀门、仪表等连接部位是否有渗漏。
7)缓慢泄压。
8)检查所有参加试验的受压部件是否有明显残余变形。
锅炉安全附件
安全阀、压力表
一)安全阀
设置
每台锅炉至少应当装设2个安全阀(包括锅筒和过热器安全阀)。 符合下列规定之一的,可以只装设1个安全阀:
(1)额定蒸发量≤0.5 t/h的蒸汽锅炉。
(2)额定蒸发量<4 t/h且装设有可靠的超压联锁保护装置的蒸汽锅炉。
(3)额定热功率≤ 2.8MW的热水锅炉。
安装
(1)安全阀应当铅直安装,并且应当安装在锅筒(壳)、集箱的最高位置,在安全阀和锅筒(壳)之间或者安全阀和集箱之间,不应装设阀门和取用介质的管路。
液体安全阀装在正常液压的下面,确保液压过高时,安全阀能够及时打开
(2)多个安全阀如果共同装在一个与锅筒(壳)直接相连的短管上,短管的流通截面积应当不小于所有安全阀的流通截面积之和。
(3)采用螺纹连接的弹簧安全阀时,安全阀应当与带有螺纹的短管相连接,而短管与锅筒(壳)或者集箱筒体的连接应当采用焊接结构。
校验
在用锅炉的安全阀每年至少校验1次,检验整定压力、密封性能,并记入安全技术档案。 安全阀经校验后,应加锁或铅封。为了防止安全阀的阀芯和阀座粘住,使用单位应定期对安全阀做手动或自动排放试验。 校验一般在锅炉运行状态下进行。
(2)如果现场校验有困难或者对安全阀进行修理后,可以在安全阀校验台上进行,校验后的安全阀在搬运或者安装过程中,不能摔、砸、碰撞。
(3)新安装的锅炉或者安全阀检修、更换后,应当校验其整定压力和密封性。
(4)安全阀经过校验后, 应当加锁或者铅封。
(5)控制式安全阀应当分别进行控制回路可靠性试验和开启性能检验
使用
(1)锅炉运行中安全阀应当定期进行排放试验,电站锅炉安全阀每年进行1次, 对控制式安全阀,使用单位应当定期对控制系统进行试验。
(2)锅炉运行中安全阀不允许解列,不允许提高安全阀的整定压力或使安全阀失效。
二压力表
选用
A级锅炉压力表精确度应当不低于1.6级,其他锅炉压力表精确度应当不低于2.5 级
压力表的量程应当根据工作压力选用,一般为工作压力的1.5-3.0 倍,最好选用2倍
表盘直径不应小于 100mm,表的刻盘上应划有最高工作压力红线标志,应每半年对其校验一次,并铅封完好。
安装
应当装设在便于观察和吹洗的位置,并且应当防止受到高温、冰冻和震动的影响。
锅炉蒸汽空间设置的压力表应当有存水弯管或者其他冷却蒸汽的措施, 热水锅炉用的压力表也应当有缓冲弯管,弯管内径应当不小于10mm。
压力表与弯管之间应当装设三通阀门,以便吹洗管路、卸换、校验压力表。
三 I水位测量与示控装置
设置
每台蒸汽锅炉锅筒(壳)至少应当装设2个彼此独立的直读式水位表, 符合下列条件之一的锅炉,可以只装设1个直读式水位表:
1个
(1)额定蒸发量≤0.5 t/h 的锅炉。
(4)电加热锅炉。
(2)额定蒸发量≤2 t/h ,且装有一套可靠的水位示控装置的锅炉。
(3)装设两套各自独立的远程水位测量装置的锅炉。
结构装置
(1)水位表应当有指示最高、最低安全水位和正常水位的明显标志,水位表的下部可见边缘应当比最高火界至少高50mm ,并且应当比最低安全水位至少低25m ,水位表的上部可见边缘应当比最高安全水位至少高25mm。
(2)玻璃管式水位表应当有防护装置,并且不应当妨碍观察真实水位,玻璃管的内径应当不小于 8mm。
(3)锅炉运行中能够吹洗和更换玻璃板(管)、云母片。
(4)用2个以上(含2个)玻璃板或者云母片组成的一组水位表,能够连续指示水位。
(5)水位表或者水表柱和锅筒(壳)之间阀门的流道直径应当不小于8mm ,汽水连接管内径应当不小于18m , 连接管长度大于500mm或者有弯曲时,内径应当适当放大,以保证水位表灵敏准确
(6)连接管应当尽可能短,如果连接管不是水平布置时, 汽连管中的凝结水能够流向水位表,水连管中的水能够自行流向锅筒(壳)。
(7)水位表应当有放水阀门和接到安全地点的放水管。
(8)水位表或者水表柱和锅筒(壳)之间的汽水连接管上应当装设阀门,锅炉运行时,阀门应当处于全开位置。
(四)温度测量装置
锅炉的给水、蒸汽、烟气等介质均需依靠温度测量装置进行测量监视。
五) 保护装置
1.超温报警和联锁保护装置 安装在热水锅炉的出口处,当锅炉的水温超过规定的水温时,自动报警,提醒司炉人员采取措施减弱燃烧。超温报警和联锁保护装置联锁后,还能在超温报警的同时,自动切断燃料的供应和停止鼓、引风,以防止热水锅炉发生超温而导致锅炉损坏或爆炸。
2.高低水位警报和低水位联锁保护装置
当锅炉内的水位高于最高安全水位或低于最低安全水位时,水位警报器就自动发出警报,提醒司炉人员采取措施防止事故发生。低水位联锁保护装置,不仅能自动报警,而且在水位低于低水位极限时,最迟在最低安全水位时,启动给水设备上水,水位继续下降可以自动切断燃烧,保证锅炉的安全。
3. 超压报警装置
当锅炉出现超压现象时,能发出警报,并通过联锁装置控制燃烧,如停止供应燃料、停止通风,使司炉人员能及时采取措施,以免造成锅炉超压爆炸事故。
4. 锅炉熄火保护装置
当锅炉炉膛熄火时,锅炉熄火保护装置能切断燃料供应,并发出相应信号
(六) 排污阀或放水装置
用于排放锅水蒸发而残留下的水垢、泥渣及其他有害物质,控制水质,使受热面清洁。
(七)防爆门
为防止炉膛和尾部烟道再次燃烧造成破坏,在炉膛和烟道易爆处装设防爆门。
(八) 锅炉自动控制装置
通过工业自动化仪表对混度、压力、流量、物位、成分等参数进行测量和调节,达到监视、控制、调节生产的目的,使锅炉在最安全、经济的条件下运行
锅炉超纲考点一、附件要求 (1)定期排污管:管口不应高出锅筒或者集箱内壁的最低表面; (2)紧急放水装置:电站锅炉应安装,放水管口应高于最低安全水位。 (3)锅炉启动时省煤器的保护:设置有省煤器的蒸汽锅炉,应当设置旁通水路、再循环管或者采取其他省煤器启动保护措施。 (4)再热器的保护:电站锅炉应当装设蒸汽旁路或者炉膛出口烟温监测等装置,确保再热器在启动及甩负荷时的冷却 (5)吹灰及灭火装置:装设油燃烧器的A级锅炉,尾部应当装设可靠的吹灰及空气预热器灭火装置。 (6)尾部烟道疏水装置:B级及以下燃气锅炉和冷凝式锅炉的尾部烟道应当设置可靠的疏水装置。 (7)防爆门:额定蒸发量≤75th的燃用煤粉、油、气体及其他可能产生爆燃的燃料的水管锅炉,未设置炉膛安全自动保护系统的,炉膛和烟道应当设置防爆门。
二、试验检测要求一水压 (1)锅炉受压元件应当在无损检测和热处理后进行水压试验; (2)水压试验场地应当有可靠的安全防护设施; (3)水压试验应当在环境温度高于或者等于5℃时进行,低于5℃时应当有防冻措施; (4)水压试验所用的水应当是洁净水,水温应当保持高于周围露点温度以防止表面结露,但也不宜温度过高以防止引起汽化和过大的温差应力; (5)合金钢受压元件的水压试验水温应当高于所用钢种的脆性转变温度,一般为20℃~70℃; (6)奥氏体受压元件水压试验时,应当控制水中的氯离子含量不超过25mg/L,如不能满足要求,水压试验后应当立即将水渍去除干净。
三、安全阀要求 (1)静重式安全阀应当有防止重片飞脱的装置; (2)弹簧式安全阀应当有提升手把和防止随便拧动调整螺钉的装置; (3)杠杆式安全阀应当有防止重锤自行移动的装置和限制杠杆越出的导架。 (4)蒸汽锅炉安全阀排汽管 1)排汽管应当直通安全地点,并且有足够的流通截面积,保证排汽畅通,同时排汽管应当固定,不应当有任何来自排汽管的外力施加到安全阀上: 2)安全阀排汽管底部应当装有接到安全地点的疏水管,在疏水管上不应当装设阀门; 3)两个独立的安全阀的排汽管不应当相连; (5)安全阀校验 1)在用锅炉的安全阀每年至少校验1次,校验一般在锅炉运行状态下进行; 2)如果现场校验有困难或者对安全阀进行修理后,可以在安全阀校验台上进行,校验后的安全阀在搬运或者安装过程中,不能摔、砸、碰撞; 3)新安装的锅炉或者安全阀检修、更换后,应当校验其整定压力和密封性; 4)安全阀经过校验后,应当加锁或者铅封; 5)控制式安全阀应当分别进行控制回路可靠性试验和开启性能检验; 6)安全阀整定压力、密封性等检验结果应当记入锅炉安全技术档案。
四、锅炉检测检验要求 1.月度检查 (1)锅炉承压部件及其安全附件和仪表、联锁保护装置是否完好; (2)燃烧器运行是否正常; (3)锅炉使用安全与节能管理制度是否有效执行,作业人员证书是否有效期内。 (4)是否按规定进行定期检验,是否对水(介质)定期进行化验分析,水(介质)未达到标准时是否按时处理。 (5)水封管是否堵塞,以及其他异常情况等。 2.年度检查 (1)燃烧器管路是否密封。 (2)安全与控制装置是否齐全和完好 (3)安全与控制功能是否缺失或者失效,燃烧器运行是否正常.
三、锅炉使用安全技术
准备上水烘煮,点火暖酒
一)锅炉启动步骤
1.检查准备
对新装、移装和检修后的锅炉,启动前要进行全面检查。
2上水
从防止产生过大热应力出发,上水温度最高不超过90℃,水温与筒壁温差不超过50℃。对水管锅炉,全部上水时间在夏季不小于1h,在冬季不小于2h。 冷炉上水至最低安全水位时应停止上水,以防止受热膨胀后水位过高。
3.烘炉
新装、移装、大修或长期停用的锅炉,其炉膛和烟道的墙壁非常潮湿,一旦骤然接触高温烟气,将会产生裂纹、变形,甚至发生倒塌事故。 因此,上水后,启动前要进行烘炉。
4.煮炉
对新装、移装、大修或长期停用的锅炉,在正式启动前必须煮炉。目的是清除蒸发受热面中铁锈、油污和其他污物,减少受热面腐蚀,提高锅水和蒸汽品质。
5.点火升压 (正式启动)
一般锅炉上水后即可点火升压。层燃炉一般用木材引火, 严禁用挥发性强烈的油类或易燃物引火以免造成爆炸事故。
6.暖管 与 并汽
暖管:用蒸汽慢慢加热管道、阀门、法兰等部件,使其温度缓慢上升,以防热应力过大造成损坏管道、阀门等部件:同时将管道中的冷凝水驱出,防止在供汽时发生水击。
并汽也叫并炉、并列,即新投入运行锅炉向共用的蒸汽母管供汽。 并汽前应减弱燃烧,打开蒸汽管道上的所有疏水阀,充分疏水以防水击; 冲洗水位表,使水位在正常水位线以下;使锅炉的蒸汽压力稍低于蒸汽母管内气压, 缓慢打开主汽阀及隔绝阀,使新启动锅炉与蒸汽母管连通。
点火升压阶段
1.防止炉膛爆炸
点火前,开动引风机给锅炉通风5~10min ,没有风机的可自然通风5~10min,以清除炉膛及烟道中的可燃物质。
点燃气、油、煤粉炉时,应先送风,之后投入点燃火炬,最后送入燃料。 一次点火未成功,一定要重新通风,待充分清除可燃物之后再进行点火操作
2. 控制升温 升压速度
为防止产生过大的热应力,锅炉的升压过程一定要缓慢进行。点火过程中,应对各热承压部件的膨胀情况进行监督。 发现有卡住现象应停止升压,待排除故障后再继续升压。
3.严密监视 和调整仪表
必须严密监视各种指示仪表,将锅炉压力、温度和水位控制在合理范围内。 在一定时间内压力表指针应离开原点。如锅炉内已有压力而压力表指针不动,则须将火力减弱或停息,校验压力表并清洗压力表管道,待压力表正常后,方可继续升压
4.保证强制流动 受热面的可靠冷却
对过热器的保护措施是: 在升压过程中,开启过热器出口集箱疏水阀、对空排气阀,使一部分蒸汽流经过热器后被排除,从而使过热器得到足够的冷却。
对省煤器的保护措施是: 对钢管省煤器,在省煤器与锅筒间连接再循环管,在点火升压期间,将再循环管上的阀门打开,使省煤器中的水经锅筒、再循环管(不受热)重回省煤器,进行循环流动。但在上水时应将再循环管上的阀门关闭。
三)锅炉正常运行中的监督调节
1.锅炉水位的监督调节:锅炉运行中,运行人员应不间断地通过水位表监督锅内的水位。 锅炉水位应经常保持在正常水位线处,并允许在正常水位线上下50mm内波动。
由于水位的变化与负荷、蒸发量和气压的变化密切相关,因此水位的调节常常不是孤立进行的。
为使水位保持正常,锅炉在低负荷运行时,水位应稍高于正常水位,以防负荷增加时水位降得过低 锅炉在高负荷运行时,水位应稍低于正常水位,以免负荷降低时水位升得过高。
2.锅炉气压的监督调节:负荷小于蒸发量,气压就上升;负荷大于蒸发量,气压就下降。 调节锅炉气压就是调节其蒸发量,而蒸发量的调节通过燃烧调节和给水调节实现。运行人员根据负荷变化,相应增减锅炉的燃料量、风量、给水量来改变锅炉蒸发量,使气压保持相对稳定。
对于间断上水的锅炉,为保持气压稳定,要注意上水均匀。上水间隔的时间不宜过长,一次上水不宜过多。在燃烧减弱时不宜上水,人工烧炉在投煤、扒渣时也不宜上水。
3.气温的调节:锅炉负荷、燃料及给水温度的变化都会造成过热气温的改变。过热器本身的传热特性不同,上述因素改变时气温变化的规律也不相同。
4.燃烧的监督调节:燃烧调节的任务是:使燃料燃烧供热适应负荷的要求,维持气压稳定;使燃烧完好正常,尽量减少未完全燃烧损失,减轻金属腐蚀和大气污染;——对负压燃烧锅炉,维持引风和鼓风的均衡,保持炉膛一定的负压,以保证操作安全和减少排烟损失
5.排污和吹灰
为了保持受热面内部清洁,避免汽水共腾和蒸汽品质劣化,除了对给水进行处理,还必须坚持排污 烟气流经蒸发受热面时,烟灰会沉积在受热面上,严重时会影响传热,降低效率,因此应定期吹灰。
四)停炉及停炉保养
1.停炉
注意防止降压降温过快,以避免锅炉部件因降温收缩不均匀而产生过大的热应力。
(1)正常停炉
正常停炉是预先计划内的停炉。次序是
先停燃料供应,随之停止送风,减少引风; 同时,逐渐降低锅炉负荷,相应的减少锅炉上水,但应维持锅炉水位稍高于正常水位 对于燃气、燃油锅炉,炉膛停火后,引风机至少要继续引风5min以上。
锅炉停止供汽后,应隔断与蒸汽母管的连接,排气降压。 为保护过热器,防止其金属超温,可打开过热器出口集箱疏水阀适当放气。 锅内无气压时,开启空气阀,以免锅内因降温形成真空。
停炉时应打开省煤器旁通烟道,关闭省煤器烟道挡板,但锅炉进水仍需经省煤器
对钢管省煤器,锅炉停止进水后,应开启省煤器再循环管; 对无旁通烟道的可分式省煤器,应密切监视其出口水温,并连续经省煤器上水、放水至水箱中,使省煤器出口水温低于锅筒压力下饱和温度20℃。
为防止锅炉降温过快,在正常停炉的4~6h内,应紧闭炉门和烟道挡板。 之后打开烟道挡板,缓慢加强通风,适当放水。 停炉18~24h,在锅水温度降至70℃以下时,方可全部放水。
(2)紧急停炉的操作次序是:
立即停止添加燃料和送风,减弱引风;——同时,设法熄灭炉膛内的燃料; 对于一般层燃炉可以用砂土或湿灰灭火,链条炉可以开快挡使炉排快速运转,把红火送入灰坑;
灭火后即把炉门、灰门及烟道挡板打开,以加强通风冷却; 锅内可以较快降压并更换锅水,锅水冷却至70℃左右允许排水。 因缺水紧急停炉时,严禁给锅炉上水,并不得开启空气阀及安全阀快速降压
(2) 锅炉遇有下列情况之一应 紧急停炉
①锅炉水位低于水位表的下部可见边缘
②不断加大向锅炉进水及采取其他措施,但水位仍继续下降
③锅炉水位超过最高可见水位(满水),经放水仍不能见到水位
4给水泵全部失效或给水系统故障,不能向锅炉进水
⑤水位表或安全阀全部失效
⑥设置在汽空间的压力表全部失效
⑦锅炉元件损坏,危及操作人员安全
⑧燃烧设备损坏、炉墙倒塌或锅炉构件被烧红等,严重威胁锅炉安全运行。
2. 停炉保养
锅炉停炉以后,本来容纳水汽的受热面及整个汽水系统,依旧是潮湿的或者残存有剩水。由于受热面及其他部件置于大气之中,空气中的氧有充分的条件与潮湿的金属接触或者更多地溶解于水,使金属的电化学腐蚀加剧。
另外,受热面的烟气侧在运行中常常黏附有灰粒及可燃质,停炉后在潮湿的气氛下,也会加剧对金属的腐蚀。实践表明,停炉期的腐蚀往往比运行中的腐蚀更为严重。
停炉保养主要指锅内保养,即汽水系统内部为避免或减轻腐蚀而进行的防护保养。常用的保养方式有:压力保养、湿法保养、干法保养和充气保养。
一、锅炉事故
(四)锅炉事故及预防
2.缺水事故
1)锅炉缺水的后果
当锅炉水位低于水位表的最低安全水位刻度线时,即形成了锅炉缺水事故。 现象:锅炉缺水时,水位表内发白发亮。低水位警报器动作并发出警报,过热蒸汽温度升高,给水流量不正常地小于蒸汽流量。
严重缺水会使锅炉蒸发受热面管子过热变形甚至烧塌,胀口渗漏,胀管脱落,受热面钢材过热或过烧,降低或丧失承载能力,管子爆破,炉墙损坏。如锅炉缺水处理不当,甚至会导致锅炉爆炸
3)锅炉缺水的处理
应首先判断是轻微缺水还是严重缺水。通常判断缺水程度的方法是"叫水"。
叫水方法:打开水位表的放水旋塞冲洗汽连管及水连管,关闭水位表的汽连接管旋塞,关闭放水旋塞
如果此时水位表中有水位出现,则为轻微缺水。——轻微缺水时,可以立即向锅炉上水,使水位恢复正常。如果上水后水位仍不能恢复正常,应立即停炉检查。
如果通过“ 叫水”水位表内仍无水位出现,说明水位已降到水连管以下甚至更严重,属于严重缺水。——严重缺水时,必须紧急停炉,绝不允许上水和立刻打开安全阀泄压。 在未判定缺水程度或者已判定属于严重缺水的情况下,严禁给锅炉上水,以免造成锅炉爆炸事故。
叫水”操作一般只适用于相对容水量较大的小型锅炉。不适用于相对容水量很小的电站锅炉或其他锅炉。对此类锅炉,以及最高火界在水连管以上的锅壳锅炉,一旦发现缺水,应立即停炉。
3.满水事故
锅炉水位高于水位表最高安全水位刻度线的现象,称为锅炉满水。锅炉满水时,水位表内也往往看不到水位,但表内发暗,这是满水与缺水的重要区别。 满水发生后,高水位报警器动作并发出警报,过热蒸汽温度降低,给水流量不正常的大于蒸汽流量。
严重满水时,锅水可进入蒸汽管道和过热器,造成水击及过热器结垢。 因而满水的主要危害是降低蒸汽品质,损害以致破坏过热器。
3)锅炉满水的处理
发现锅炉满水后,应冲洗水位表,检查水位表有无故障;一旦确认满水,应立即关闭给水阀停止向锅炉上水,启用省煤器再循环管路,减弱燃烧,开启排污阀及过热器、蒸汽管道上的疏水阀; 待水位恢复正常后,关闭排污阀及各疏水阀;查清事故原因并予以消除,恢复正常运行。
如果满水时出现水击,则在恢复正常水位后,还须检査蒸汽管道、附件、支架等,确定无异常情况,才可恢复正常运行。
4.汽水共腾
锅炉蒸发表面(水面)汽水共同升起,产生大量泡沫并上下波动翻腾的现象,叫汽水共腾。
发生汽水共腾时,水位表内也出现泡沫,水位急剧波动,汽水界线难以分清;过热蒸汽温度急剧下降;严重时,蒸汽管道内发生水冲击。汽水共腾与满水一样,会使蒸汽带水,降低蒸汽品质,造成过热器结垢及水击振动,损坏过热器或影响用汽设备的安全运行。
2)形成汽水共腾的原因
(1)锅水品质太差:黏度太高、盐分太高、碱度过高。
(2)负荷增加和压力降低过快。
汽水共腾 的处理
1. 应减弱燃烧力度,降低负荷,关小主汽阀,——加强蒸汽管道和过热器的疏水; 2. 全开连续排污阀,打开定期排污阀放水,——同时上水,以改善锅水品质。 待水质改善、水位清晰时,可逐渐恢复正常运行。
8. 水击事故
水在管道中流动时,因速度突然变化导致压力突然变化,形成压力波并在管道中传播的现象
后果
发生水击时管道承受的压力骤然升高,发生猛烈振动并发出巨大声响,常常造成管道、法兰、阀门等的损坏。
原因
(1)给水管道的水击常常是由于管道阀门关闭或开启过快造成的。比如,阀门突然关闭,高速流动的水突然受阻,其动压在瞬间转变为静压,造成对阀门、管道的强烈冲击。
(2)省煤器管道的水击分两种情况: 一种是省煤器内部分水变成了蒸汽,蒸汽与温度较低的(未饱和)水相遇时,水将蒸汽冷凝,原蒸汽区压力降低,使水速突然发生变化并造成水击; 另一种则和给水管道的水击相同,是由阀门的突然开闭造成的。
(3)过热器管道的水击常发生在满水或汽水共腾事故中,在暖管时也可能出现。造成水击的原因是蒸汽管道中出现了水,水使部分蒸汽降温甚至冷凝,形成压力降低区,蒸汽携水向压力降低区流动,使水速突然变化而产生水击。
(4)锅筒的水击也有两种情况: 一是上锅筒内水位低于给水管出口而给水温度又较低时,大量低温进水造成蒸汽凝结,使压力降低而导致水击;——二是下锅筒内采用蒸汽加热时,进汽速度太快,蒸汽迅速冷凝形成低压区,造成水击。
3)水击事故的预防与处理
为了预防水击事故,给水管道和省煤器管道的阀门启闭不应过于频繁,开闭速度要缓慢; 对可分式省煤器的出口水温要严格控制,使之低于同压力下的饱和温度40℃; 防止满水和汽水共腾事故,暖管之前应彻底疏水;——上锅筒进水速度缓慢,下锅筒进汽速度缓慢。
1.锅炉爆炸事故
(1)水蒸气爆炸
容器破裂,内部气压降低,高温水迅速汽化膨胀。
(2)超压爆炸
(3)缺陷导致爆炸
(4)严重缺水爆炸
给严重缺水的锅炉上水,或长时间缺水干烧。
5. 锅炉爆管
炉管爆破指锅炉蒸发受热面管子在运行中爆破,包括水冷壁、对流管束管子爆破及烟管爆破 炉管爆破时,往往能听到爆破声,随之水位降低,蒸汽及给水压力下降,炉膛或烟道中有汽水喷出的声响,负压减小,燃烧不稳定,给水流量明显地大于蒸汽流量。
炉管爆破时,通常必须紧急停炉修理
锅炉爆管 原因:
a.水质不良,水管结垢,并超温爆破;——b.水循环故障或严重缺水;
c.管路有缺陷:①烟气磨损导致管壁减薄,运行或停炉的管壁因腐蚀而减薄;②管子膨胀受阻碍,由于热应力造成裂纹;③吹灰不当造成管壁减薄;
d.有硬质异物落入管路中;
6. 省煤器损坏
省煤器损坏时,给水流量不正常的大于蒸汽流量;————严重时,锅炉水位下降,过热蒸汽温度上升;————省煤器烟道内有异常声响,烟道潮湿或漏水,排烟温度下降,烟气阻力增大,引风机电流增大。
省煤器损坏会造成锅炉缺水而被迫停炉。
省煤器损坏时,如能经直接上水管给锅炉上水,并使烟气经旁通烟道流出,则可不停炉进行省煤器修理,否则必须停炉进行修理。
省煤器 损坏原因:
a.烟速过高或烟气含灰量过大,飞灰磨损严重;
b.给水品质差,管道腐蚀严重;
c.材质缺陷导致破裂;
d.省煤器出口烟气温度低于其酸露点,在出口处造成酸性腐蚀;
e.水击或炉膛爆炸剧烈震动导致省煤器损坏。
7. 过热器损坏
——过热器损坏通常需要停炉修理
主要指过热器爆管。————这种事故发生后,蒸汽流量明显下降,且不正常的小于给水流量。————过热蒸汽温度上升,压力下降;————过热器附近有明显声响,炉膛负压减小,过热器后的烟气温度降低。
9. 炉膛爆炸 事故
炉膛爆炸是指炉膛内积存的可燃性混合物瞬间同时爆燃,从而使炉膛烟气侧压力突然升高,超过了设计允许值而造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙破坏的现象,即正压爆炸。 此外还有负压爆炸,即在送风机突然停转时,引风机继续运转,烟气侧压力急降,造成炉膛、刚性梁及炉墙破坏的现象。
炉膛爆炸(外爆)要同时具备3个条件:————一是燃料必须以游离状态存在于炉膛中; 二是燃料和空气的混合物达到爆燃的浓度;————三是有足够的点火能源。
炉膛爆炸原因:一是设计上的安全缺陷和结构强度缺陷,二是操作人员的误判断、误操作
(3)对策措施: ①装设可靠的炉膛安全保护装置;——②提高炉膛及刚性梁的抗爆能力; ③点火时严禁采用“爆燃法”,点火失败后先通风吹扫 5~10min 后才能重新点火; ④点火程序:先送风——投入点火火把——最后送燃料。
10. 尾部烟道 二次燃烧
主要发生在燃油锅炉上。当锅炉运行中燃烧不完好时,部分可燃物随着烟气进入尾部烟道,积存于烟道内或黏附在尾部受热面上,在一定条件下这些可燃物自行着火燃烧。 尾部烟道二次燃烧常将空气预热器、省煤器破坏。
事故原因
①可燃物在尾部烟道积存;②达到可燃物着火的温度条件; ③尾部烟道门孔和挡板关闭不严密;空气预热器密封不严,空气泄漏。
尾部烟道二次燃烧易在停炉之后不久发生。防止尾部烟道二次燃烧,——要提高燃烧效率,尽可能减少不完全燃烧损失,减少锅炉的启停次数:——加强尾部受热面的吹灰; 保证烟道各种门孔及烟气挡板的密封良好;——应在燃油锅炉的尾部烟道上装设灭火装置
11. 锅炉结渣
指灰渣在高温下黏结于受热面、炉墙、炉排之上并越积越多的现象。 燃煤锅炉结渣是个普遍性的问题,层燃炉、沸腾炉、煤粉炉都有可能结渣。 由于煤粉炉炉膛温度较高,煤粉燃烧后的细灰呈飞腾状态,因而更易在受热面上结渣。
结渣使受热面吸热能力减弱,降低锅炉的出力和效率;————局部水冷壁管结渣会影响和破坏水循环,甚至造成水循环故障;————结渣会造成过热蒸汽温度的变化,使过热器金属超温: 严重的结渣会妨碍燃烧设备的正常运行,甚至造成被迫停炉。结渣对锅炉的经济性、安全性都有不利影响。
产生结渣的原因主要是煤的灰渣熔点低,燃烧设备设计不合理,运行操作不当等。 预防结渣的主要措施有:
(1)在设计上要控制炉膛燃烧热负荷,在炉膛中布置足够的受热面,控制炉膛出口温度,使之不超过灰渣变形温度;————合理设计炉膛形状,正确设置燃烧器,在燃烧器结构性能设计中充分考虑结渣问题;————控制水冷壁间距不要太大,而要把炉膛出口处受热面管间距拉开:————炉排两侧装设防焦集箱
(2)在运行上要避免超负荷运行;————控制火焰中心位置,避免火焰偏斜和火焰冲墙; 合理控制过量空气系数和减少漏风。
(3)对沸腾炉和层燃炉,要控制送煤量,均匀送煤,及时调整燃料层和煤层厚度。
发现锅炉结渣要及时清除。清渣应在负荷较低、燃烧稳定时进行,操作人员应注意防护和安全
第四节 气瓶
瓶装气体 分类
1. 压缩气体
是指在-50℃时加压后完全是气态的气体,包括临界温度(Tc)< -50℃的气体,也称永久气体
2. 高(低)压液化气体
指在温度高于-50℃时加压后部分是液态的气体, 包括临界温度(Tc)在-50℃~65 ℃的高压液化气体 临界温度(Tc)高于 65 ℃的低压液化气体。
3. 低温液化气体
在运输过程中由于深冷保温而部分呈液态的气体,临界温(Tc)一般≤-50℃ 也称为深冷液化气体或者冷冻液化气体。
4. 溶解气体
在一定的压力、温度条件下溶解于气瓶内溶剂中的气体。易分解或聚合的可燃气体
5. 吸附气体
在一定的压力、温度条件下吸附于吸附剂中的气体。
6. 混合气体与标准气体。
气瓶分类
把容积不超过3000L,压力不超过70MP,用于储存和运输压缩气体、液化气体、溶解气体、吸附气体的可重复充装的可移动的容器叫作气瓶,是运输压缩气体和液化气体最常用的容器。
按瓶体结构可分为
无缝气瓶、焊接气瓶、缠绕气瓶、低温绝热气瓶、内装填料气瓶等。
按照公称工作压力
分为高压气瓶(>10MPa)和低压气瓶(<10MPa)
按照公称容积(指水容积)
小容积气瓶(≤12L), 中容积气瓶(12<容积≤150L), 大容积瓶(>150L)
按照用途一般分为
①工业用气瓶——②医用气瓶——③燃气气瓶 ④车用气瓶——⑤呼吸器用气瓶——⑥消防灭火用气瓶。
3.标准要求
(1)适用范围: 不适用于仅在灭火时承受瞬间压力的消防灭火气瓶,手提式干粉灭火器、水基型灭火用气瓶、军用装备、核装备、航空航天器、铁路机车、海上设施、矿山井下、民用机场专用设备使用的气瓶。
(2)压力要求:
①设计压力:气瓶设计压力一般为气瓶的耐压试验压力
(2)压力要求:试验压力包括耐压试验压力和气密性试验压力
(3)检测检验要求:钢质无缝气瓶的无损检测一般采用超声检测或者磁粉检测; 焊接气瓶瓶体的纵、环焊接接头,一般采用 X 射线检测;无法采用 X 射线检测的,可以釆用超声检测
(4)气瓶爆破安全系数:指水压爆破压力与公称工作压力的比值。
4.气瓶检查
(1)企业应委托具有气瓶检验资质的机构对气瓶进行定期检验。
(2)盛装氮、六氟化硫、惰性气体的气瓶,每 5 年检验 1 次。
(3)盛装对瓶体材料能产生腐蚀作用的气体的气瓶,每 2 年检验 1 次。
(4)盛装其他气体的气瓶(溶解乙炔、呼吸用复合气瓶),每 3 年检验 1 次。
(5)盛装混合气体的前款气瓶,其检验周期应当按照混合气体中检验周期最短的气体确定。
(6)车用液化石油气钢瓶、车用液化二甲醚钢瓶每 5 年检验 1 次。
(7)液化石油气钢瓶、液化二甲醚钢瓶每 4 年检验 1 次。
(四)气瓶的颜色标记和钢印标记
1.颜色标志
是指涂敷在气瓶外表面的瓶色、字样、字色以及色环,是识别气瓶内所充装气体的标志。 可以迅速辨别所盛装气体,避免错装和错用。反射阳光和热量,防止气瓶外表面生锈。
2.钢印标志
包括制造钢印标志和检验钢印标志。
对于无缝气瓶的定期检验,规定了色标的使用年限循环法则,检验色标每10年为一个循环周期。在无缝气瓶的定期检验钢印标志上,应当按照检验年份涂检验色标。
气瓶附件
气瓶附件包括瓶阀、瓶帽、保护罩、安全泄压装置、防震圈、气瓶专用爆破片、安全阀、液位计、紧急切断和充装限位装置等。
1.瓶阀
瓶阀是装在气瓶瓶口上的,用于控制气体进入或排出气瓶的组合装置。
接触氧或者强氧化性气体的瓶阀应当进行脱脂处理;
(1)对于盛装可燃、有毒或者剧毒介质气瓶的瓶阀,制造单位还应当在瓶阀上装设电子识读标志;
(2)瓶阀出气口的连接型式和尺寸,设计成能够防止气体错装、错用的结构, 盛装助燃和不可燃气体瓶阀的出气口螺纹为右旋,可燃气体瓶阀的出气口螺纹为左旋。
(3)工业用非重复充装焊接气瓶瓶阀设计成不可重复充装的结构,瓶阀与瓶体的连接采用焊接方式
(4)公称容积大于100L的液化石油气瓶使用的气相瓶阀,宜设计成带有液位限定功能或带有电子防伪识读功能的直阀或者角阀,液相瓶阀宜设计成单向阀。
在规定的操作条件下,任何与气体接触的金属或者非金属瓶阀材料与气瓶内所充装的气体具有相容性
氧气瓶阀结构具有剩余压力保持功能
(6)与乙炔接触的瓶阀材料,选用含铜量小于65%的铜合金(质量比)。这是因为铜会与乙炔起反应,生成乙炔铜,乙炔铜是一种爆炸性化合物。
(7)盛装易燃气体的气瓶瓶阀的手轮,选用阻燃材料制造。
(8)盛装氧气或者其他强氧化性气体的气瓶瓶阀的非金属密封材料,具有阻燃性和抗老化性
(9)瓶阀的制造单位可以制造本单位瓶阀产品上装设的安全阀或爆破片。
2.瓶帽和保护罩
瓶帽是装在气瓶顶部、阀门之外的帽罩式安全附件,是气瓶保护帽的简称。 其功能在于避免气瓶在搬运、运输或者使用过程中,受碰撞或冲击损伤阀门。
为防止气体泄漏或由于超压泄放,造成瓶帽爆炸,在瓶帽上要开有对称的泄气孔, 避免一侧排气产生的反作用,使气瓶倾倒或旋转。
保护罩是保护瓶帽、瓶阀或易熔塞免受撞击而设置的敞口屏罩式零件,可兼作提升零件,多用于焊接气瓶及液化石油气钢瓶,所有保护量应为不可拆卸结构。
瓶帽和保护罩应满足下列要求 (1)无缝气瓶出厂时,应当装配不影响瓶阀手轮正常使用的保护罩,并且不得装配螺纹式瓶帽。 (2)公称容积>10L的钢质焊接气瓶(含溶解乙炔气瓶),应当配有不可拆卸的保护罩或者固定式瓶帽。
(3)气瓶保护罩或者固定式瓶帽应当具有良好的抗撞击性,不得用铸铁制造 公称容积<5L的钢质无缝气瓶和公称容积≤15L的铝合金无缝气瓶的保护量,可以用工程塑料制造
3.安全泄压装置
气瓶安全泄压装置的主要(唯一)作用是保护气瓶在遇到周围发生火灾时,不会因瓶体受热、瓶内温度升高过快而造成气瓶爆炸。
1)安全泄压装置的类型
(1)易熔合金塞装置
通过控制温度来控制瓶内的温升压力,只适用于气瓶,不适用于定式容器。 为了防止易熔合金塞因受压力而脱落,常常将塞体内孔做成带螺纹形、阶梯形或锥形。
易熔合金由熔点很低的金属组成。 组成的金属必须与瓶内介质相适应,不与瓶内气体发生化学反应,也不影响气体的质量。
我国目前使用的易熔合金塞装置的公称动作温度有102.5℃、100℃和70℃三种。 用于溶解乙炔的易熔合金塞装置,其公称动作温度为100℃。 公称动作温度为70℃的易熔塞用于除溶解乙炔气瓶外的公称工作压力P≤3.45MPa的气瓶 公称动作温度为102.5℃的易熔塞用于公称工作压力3.45MPa<P≤30MPa的气瓶。
车用压缩天然气气瓶的易熔合金塞的动作温度为110℃。
(2) 爆破片装置
由爆破片( 压力敏感元件)和夹持器(或支撑圈)组装而成。
由于无缝气瓶瓶体上不宜开孔,高压无缝气瓶容积较小,安全泄放量也小,不需要太大的泄放面积,因此用于永久气体气瓶的爆破片一般装配在气瓶阀门上
(3) 安全阀
安全阀是广泛用于固定式压力容器的泄压装置。可重新关闭,保持密封状态。 但泄压反应慢( 因阀的开密封性能差(是各类泄压装置中最差的一种,特别启动具有滞后作用)、对介质的洁净度要求很高、是气瓶在运输、使用、搬运过程中的颠簸振动,使装在气瓶上的安全阀的密封性能更受影响,增加泄漏量。 一般气瓶都没有安装这种泄压装置。
(4) 复合装置
爆破片一易熔塞复合装置由爆破片与易熔塞串联组装而成。 易熔合金塞装设在爆破片排放一侧。 只有在环境温度和瓶内压力都分别达到了规定值的条件才发生动作、泄压排气,一般不会发生误动作。一般用于对密封性能要求特别严格的气瓶。
2)安全泄压装置的要求
(1) 安全泄压装置的装设及选用原则
①车用气瓶、溶解乙炔气瓶、焊接绝热气瓶、液化气体气瓶集束装置,以及长管拖车和管束式集装箱用大容积气瓶,应当装设安全泄压装置。
②盛装剧毒气体、自燃气体的气瓶,禁止装设安全泄压装置。
③盛装有毒气体的气瓶不应当单独装设安全阀, 盛装高压有毒气体的气瓶应当选用爆破片-易熔合金塞复合装置。
④燃气气瓶和氧气、氮气以及惰性气体气瓶,一般不装设安全泄压装置。
⑤盛装易于分解或者聚合的可燃气体、溶解乙炔气体的气瓶,应当装设易熔合金塞装置。
⑥盛装液化天然气以及其他可燃气体的低温绝热气瓶内胆,至少装设2只安全阀; 盛装其他低温液化气体的低温绝热气瓶,应当装设爆破片装置和安全阀。
车用液化石油气钢瓶、车用二甲醚钢瓶,应当装设带安全阀的结合阀或者分立的安全阀 车用压缩天然气气瓶,应当装设爆破片一易熔合金塞串联复合装置或者玻璃泡装置。
工业用非重复充装焊接钢瓶应当装设爆破片
(2) 安全泄压装置 的 设计要求
①剧毒气体、自燃气体气瓶上,禁止装配泄压装置; 盛装有毒气体的气瓶不应当单独装设安全阀。
剧燃氧惰不装
②燃气气瓶和氧气、氮气以及惰性气体气瓶,一般不装设安全泄压装置;
③安全阀的开启压力不得小于气瓶水压试验压力的 75%,也不得大于气瓶水压试验压力;
④无缝气瓶泄压装置应装设在瓶阀上;
缝阀低非封,乙焊是“渣男”
焊接气瓶的安全泄压装置,应当单独设置在气瓶封头上或者装设在瓶阀或者阀座上;
溶解乙炔气瓶,应当将易熔合金塞装设在气瓶上封头、阀座或者瓶阀上。
工业用非重复充装焊接钢瓶的爆破片装置、低温绝热气瓶的装置,应当焊接在气瓶封头上
爆破片-易熔合金塞复合装置中的爆破片,应当置于与瓶内介质接触的一侧。
4. 防震圈
是指套在气瓶外面的弹性物质,是气瓶防震圈的简称。 主要功能是防止气瓶受到直接冲撞。
二、气瓶充装
(一) 充装管理 要求
气瓶使用单位一般指气瓶的充装单位, 车用气瓶、非重复充装气瓶、呼吸器用气瓶的使用单位是产权单位和充装单位。
(1)气瓶使用单位应当按照规定申请办理气瓶使用登记。
(2)盛装易燃、助燃、有毒、腐蚀性气体气瓶的充装单位以及非重复充装气瓶的充装单位,应当取得气瓶充装许可。
(3)气瓶充装单位办理所充装气瓶的使用登记后,方可从事气瓶充装。
(4)气瓶充装单位只能充装本单位办理使用登记的气瓶,以及使用登记机关同意充装的气瓶
(5)气瓶充装单位应当向气体使用者提供安全用气使用说明,对气体使用者进行气瓶安全使用指导,并且对所充装气瓶满足本规程所规定的基本安全要求负责。
(6)充装作业人员应当取得相应资格,方可从事气瓶充装以及检查工作。
(二)充装 基本要求
(1)充装单位应当在充装检查合格的气瓶上,牢固粘贴充装产品合格标签,标签上至少注明充装单位名称和电话、气体名称、实际充装量、充装日期和充装检查人员代号
(2)充装单位应当在充装气瓶上标示警示标签,燃气气瓶警示标签上应当注明"人员密集的室内禁用"字样。
(6)严禁充装未经定期检验合格、非法改装、翻新以及报废的气瓶。
充装单位应当按照有关规定制定事故应急救援预案,并且每年至少组织一次事故应急演练并记录
(三) 充装 检查与记录
(1)基本要求
①充装前(后),应当逐只对气瓶进行检查,并且填写检查记录。
②气瓶充装过程中,应当逐只进行检查,并且填写充装记录。
③检查记录和充装记录可以采用电子记录方式, 并且应当由作业人员签字确认。
(2)检查发现以下情况的气瓶,应当先进行处理,否则严禁充装
①出厂标志、颜色标记不符合规定,瓶内介质未确认。
②气瓶附件损坏、不全或者不符合规定。
③气瓶内无剩余压力。
④超过检验期限。
⑤外观存在明显损伤,需检查确认能否使用。
⑥充装氧化或者强氧化性气体气瓶沾有油脂。
充装可燃气体的新气瓶首次充装或者定期检验后的首次充装,未经过置换或者抽真空处理
充装特殊规定
1. 充装 压缩气体
(1)应当考虑充装温度对最高充装压力的影响, 充装后的压力(折算成20℃时)不得超过气瓶的公称工作压力。
(2)充装单位采用电解法制取氢气、氧气,应当装设自动测定氢、氧浓度的仪器和超标报警的装置,同时应定期对氢、氧浓度进行人工检测。 当氢气中含氧或氧气中含氢超过0.5%(体积比)时,应当停止充装作业,同时查明原因并采取有效措施进行处置。
2. 充装高(低)压 液化气体
充装前应当逐瓶称重(车用气瓶除外)
应当配备与充装接头相适应的衡器
(3)衡器应当装设有超装警报或自动切断气源的装置。
(4)应当采用复检用衡器,对充装量逐瓶复检;——自动化充装的,按照批量抽样有关规定进行复检——充装超量的气瓶应当及时采取有效措施进行处置,否则不允许出充装站
4.充装溶解乙炔
(1)乙炔充装量及乙炔与溶剂(丙酮)的质量比(炔酮比)应当符合规定。
(2)充装前,测定溶剂补加量,溶剂量不满足要求的,应补加溶剂。
充装过程中,瓶壁温度不得超过40℃,容积流速应当小于0.015m3/(h·L)。
(4)应当采取多次充装的方式,每次间隔时间不少于8h。
5. 充装混合气体
(1)充装前,气瓶应当采用加温、抽真空等适当方式预处理,并且按照相应混合气体充装标准的规定确定各气体组分的充装顺序。
充装每一气体组分之前,应当使用待充装的气体对充装装置和管道进行置换
6.其他要求
(1)禁止将移动式压力容器内的气体直接对气瓶进行倒装,或者将气瓶内的气体直接对气瓶进行充装。
(2)车用气瓶充装装置应当具有识读汽车牌照和气瓶电子识读标志的功能, 并且只能对符合相应规定的气瓶进行充装。
车用液化天然气气瓶充装站应当具备向气瓶充装蒸汽压力不小于0.8MPa的饱和液体的能力
三、充装站对气瓶的日常管理
(一) 气瓶 的 装卸 运输
(1)运送要注意
①气瓶轻装、轻卸。
②严禁抛、滑、滚、碰。
③严禁拖拽、随地平滚、顺坡横或坚滑下或用脚踢;——严禁肩扛、背驮、怀抱、臂挟、托举。当人工将气瓶向高处举放或气瓶从高处落地时必须二人同时操作。
(2)吊运气瓶应做到
①将散装瓶装入集装箱内,固定好气瓶,用机械起重设备吊运,
②不得使用电磁起重机吊运气瓶。
③不得使用金属链绳捆绑后吊运气瓶。
④不得吊气瓶瓶帽吊运气瓶。
(3)严禁用叉车、翻斗车或铲车搬运气瓶
(4)在气瓶运输车上,应注意
①氧气瓶不可与可燃气体气瓶同车。
②运输车辆应具有固定气瓶的相应装置,散装直立气瓶高出栏板部分不应大于气瓶高度的1/4。
③运输气瓶的车上严禁烟火。
④夏季时气瓶要防晒。
(5)化学性质相抵触的 气体不得同车运输。
①氧气、氯气与氢气;
②乙炔与液化石油气;
③氧化或强氧化气体气瓶不准和易燃品、油脂及沾有油脂的物品同车运输。
(6)严禁用自卸汽车、挂车或长途客运汽车运送气瓶,同时也不准许装运气瓶的货车载客
(7)运送气瓶的汽车应遵守公安、交通部门有关危险品运输的安全规定,严禁在首脑机关、居民密集处、超市闹市区及学校等处停车。运输车停靠时,司机和押运员不得同时离开车辆。
(8)司机、装卸及押运员均应明确所运输的气体性质,安全注意事项和紧急处置措施。
(二) 气瓶 的 贮存 保管
(1)气瓶瓶库的建设必须经有关部门的批准。气瓶的储存必须有专用瓶库。
(2)气瓶瓶库屋顶应为轻型结构,应有足够的泄压面积,透明的玻璃上应涂白漆,应有通风换气装置。地面平坦且不打滑,瓶库内不得有地沟、暗道,严禁明火和其他热源; 冬季集中供暖库房设计温度为10℃,严禁采用煤炉、电热器取暖。在夏季,库房温度应控制在30℃以下,相对湿度在80%以下。可燃、有毒、窒息库房应有自动报警装置。
气瓶入库应按照气体的性质、公称工作压力及空实瓶严格分类存放,应有明确的标志。 可燃气体的气瓶不可与氧化性气体气瓶同库储存; 氢气不准与笑气、氨、氯乙烷、环氧乙烷、乙炔等同库
(4)气瓶的库房应与其他建筑物保持一定的距离,应为单层建筑,墙壁及屋顶的建筑材料应为防火材料..。——(5)应当遵循先入库先发出的原则。
(6)库房应设有相应的灭火器材,库房周围严禁存放易燃易爆物品。库房内应设有适当的通道
(7)盛装易发生聚合反应或分解反应的气瓶,必须根据气体性质控制瓶库内的温度,规定储存期限,避开放射源。
(8)空、实瓶应分开放置,并有明显标志,毒性气体气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸、产生毒物的,应分室存放,并设置防毒用具。
(9)气瓶放置应整齐,并佩戴瓶帽,立放时,应有防倾倒措施;——横放时,头部朝向一方
为了防止气瓶的混放,避免气瓶混淆,气瓶充装单位应设置气瓶待检区、不合格区、待充装区、充装合格区。应按气体性质分类存放,并有足够的防火安全距离。
气瓶使用
1.氧气瓶里的氧气,不能全部用完,必须留有 0.1Mpa 剩余压力,严防乙炔倒灌引起爆炸。乙炔气瓶保留 0.05MPa 余压,防止氧气倒灌。
2.禁止用沾染油类手和工具操作气瓶,以防引起爆炸。
3.气瓶不得靠近热源和电器设备,夏季要有遮阳措施防止暴晒,与明火的距离要大于10 米。
4.瓶阀冻结时,严禁用火烘烤,可用 40℃以下水解冻。
(四) 气瓶 的 报废
1.气瓶进行报废的要求
(1)气瓶或者瓶阀使用时间超过其设计使用年限的。
(2)车用气瓶随报废车辆一同报废,其中出租车使用的车用压缩天然气瓶使用时间最长为8年。
(3)低温绝热气瓶的绝热性能无法满足使用要求并且无法修复的。
2.报废气瓶的处理
(1)消除报废气瓶使用功能的破坏性处理,应当采用压扁或者将瓶体解体等不可修复的方式。
禁止任何单位或个人采用钻孔或者破坏瓶口螺纹的方式,对报废气瓶进行消除使用功能处理
(3)禁止任何单位或个人将报废气瓶(包括气瓶附件)修理、翻新后销售、使用。
(5)禁止任何单位或个人将报废气瓶未经消除使用功能处理,而销售、交给其他单位或者个人
(2)进行气瓶消除使用功能处理的机构应当对所处理的气瓶逐只进行记录,并且每年向负责办理气瓶使用登记的市场监管部门报告消除使用功能的气瓶数量。
第五节 压力容器
压力容器
一般泛指在工业生产中盛装用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程的气体或液体,并能承载一定压力的密闭设备。
2. 压力容器 的参数
1) 压力
(1)最高工作压力,指在正常操作情况下,容器顶部可能出现的最高压力
(2)设计压力
指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度及其元件尺寸的压力。即标注在容器铭牌上的设计压力
设计压力值不得低于最高工作压力。
2)温度
(1)设计温度,指在正常工作情况下,设定的元件的金属温度。 设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。当壳壁或元件金属的温度低于-20℃,按最低温度确定设计温度;除此之外,设计温度一律按最高温度选取。
(2)试验温度,压力试验时,壳体的金属温度。
(3)实际工作温度,在实际工作情况下,元件的金属温度
3)介质
(1)物质状态:气体、液体、液化气体、单质和混合物。
(2)化学特性:可燃、易燃、惰性和助燃4 种。
(3)毒害程度:极度危害(I)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、轻度危害(IV)4级
(4)对容器的腐蚀性:强腐蚀性、弱腐蚀性和非腐蚀性。
分 类
1.按 压力等级划分
(1)低压容器,0.1MPa≤p<1.6MPa
(2)中压容器,1.6MPa≤p<10.0MPa
(3)高压容器,10.0MPa ≤p<100.0MPa
(4)超高压容器,p>100.0MPa
外压容器中,当容器的内压力小于一个绝对大气压(约0.1MPa)时, 又称为真空容器
2.按容器在生产中的作用划分
2
换热压力容器
用于完成介质的热量交换。例如热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器
分离压力容器
用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。例如分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器
储存压力容器
用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。 例如储罐、缓冲罐、消毒锅、印染缸、烘缸、蒸锅等。
反应压力容器
用于完成介质的物理化学反应。 例如反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等。
3.按安装方式划分
(1)固定式压力容器
(2)移动式压力容器
4.按 制造许可 划分
以制造难度、结构特点、设备能力、工艺水平、人员条件等为基础, 将压力容器划分为A、B、C、D共4个许可级别。A级为最高级别。
制造许可A级
高压容器、球罐、非金属压力容器、氧舱、超高压容器
制造许可B级
无缝气瓶、焊接气瓶、特种气瓶、低温绝热气瓶、内装填料气瓶
制造许可C级
铁路罐车、汽车罐车、罐式集装箱、长管拖车、管束式集装箱 (移动式)
制造许可D级
中、低压容器
5.按安全技术管理 (基于危险性)划分
按《固定式压力容器安全技术监察规程》 将压力容器划分为三类(I、Ⅱ、Ⅲ类)。
(1)首先将压力容器的介质分为两组。
第一组介质:
毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气体。
第二组介质:
除第一组以外的介质,如毒性程度为中度危害以下的化学介质, 包括水蒸气、氮气
按照介质特性分组后选择分类图,再根据设计压力p(MPa)和容积V(㎡),标出坐标点,确定容器类别
一、压力容器使用安全管理
在使用许可厂家的合格产品、登记建档、建立制度、定期检验方面与锅炉使用安全管理基本相同。 专责管理方面,使用压力容器的单位,应设置安全管理机构,配备安全管理负责人和安全管理人员。 使用石化与化工成套装置的单位,以及使用压力容器台数达到50台及以上的单位,应当设置专门的特种设备安全管理机构,配备专职安全管理人员,并逐台落实安全责任人。
持证上岗方面,压力容器安全管理负责人和安全管理人员,应当持有特种设备管理人员证。 操作人员必须严格执行安全管理制度和操作规程。
日常检查方面,压力容器的安全检查每月进行一次,检查内容主要有:安全附件,装卸附件,安全保护装置,测量调控装置,附属仪器仪表是否完好,各密封面有无世漏,以及其他异常情况等。
二、压力容器安全附件及仪表
一) 安全附件
1.安全阀
安全阀(重闭型)压力容器安全阀分全启式安全阀和微启式安全阀。根据安全阀的整体结构和加载方式可以分为静重式、杠杆式、 弹簧式和先导式 4 种。
有毒物质、含胶着物质、冷冻环境不能用
安全阀的 主要故障
(1)泄漏;
(2)到规定压力时不开启;
(3)不到规定压力时开启;
(4)排气后压力继续上升;
(5)排放泄压后阀瓣不回座。
2.爆破片
是一种非重闭式泄压装置,又称爆破膜或防爆膜,是一种断裂型安全泄放装置。
与安全阀相比,它具有结构简单、泄压反应快、密封性能好、适应性强等特点。
爆破类型特性
(1)正拱普通型爆破片为单层整体结构,其特点是强度和爆破压力高、耐疲劳性能稍差,适用于中高压及载荷波动小的场合。
(2)在爆破压力相同的情况下,反拱型爆破片的厚度是正拱型爆破片的几倍,厚度偏差对爆破压力的影响相对较小,故制造精度较高。
(3)反拱开缝型爆破片适用于气相介质及气液相介质;适用于压力较低场合;爆破时没有火花。
3. 爆破帽
爆破帽为一端封闭,中间有一薄弱层面的厚壁短管,爆破压力误差较小,泄放面积较小,多用于超高压容器。超压时其断裂的薄弱层面在开槽处——精准但贵
4.易熔塞
易熔塞属于“熔化型“”温度型”安全泄放装置,它的动作取决于容器壁的温度,主要用于中、低压的小型压力容器,在盛装液化气体的钢瓶中应用更为广泛
5. 紧急切断阀
是一种特殊结构和特殊用途的阀门,通常与截止阀串联安装在紧靠容器的介质出口管道上。其作用是在管道发生大量泄漏时紧急止漏,一般还具有过流闭止及超温闭止的性能,并能在近程和远程独立进行操作。
二-- 安全附件 装设要求
1. 安全阀、爆破片 的压力设定
(1)安全阀整定压力一般不大于容器设计压力。 也可采用最高允许工作压力确定安全阀整定压力。
(2)爆破片设计爆破压力一般不大于容器设计压力, 且爆破片的最小爆破压力不得小于容器工作压力
(3)安全阀、爆破片的排放能力应大于等于压力容器的安全泄放量。
2. 安全 附件 安装
(1)安全泄放装置应当铅直安装在压力容器液面以上的气相空间部分,或者装设在与压力容器气相空间相连的管道上。
(2)压力容器与安全泄放装置之间的连接管和管件的通孔,其截面积不得小于安全阀的进口截面积,其接管应当尽量短而直。
(3)压力容器一个连接口上装设两个或者两个以上的安全泄放装置时,则该连接口入口的截面积,应当至少等于这些安全泄放装置的进口截面积总和。
(4)安全泄放装置与压力容器之间一般不宜装设截止阀门;为实现安全阀的在线校验,可在安全阀与压力容器之间装设爆破片装置;
(4)对于盛装毒性程度为极度、高度、中度危害介质,易爆介质,腐蚀、黏性介质或者贵重介质的压力容器,为便于安全阀的清洗与更换,经过使用单位主管压力容器安全技术负责人批准,并且制定可靠的防范措施,方可在安全泄放装置与压力容器之间装设截止阀门,压力容器正常运行期间截止阀门必须保证全开(加铅封或者锁定),截止阀门的结构和通径不得妨碍安全泄放装置的安全泄放。
(5)对易爆介质或者毒性程度为极度、高度或者中度危害介质(区别:腐蚀、黏性、贵重)的压力容器,应当在安全阀或者爆破片的排出口装设导管,将排放介质引至安全地点,并且进行妥善处理毒性介质不得直接排入大气。
3.安全阀与爆破片装置的组合
安全阀与爆破片装置 并联组合时
爆破片的标定爆破压力不得超过容器的设计压力。
安全阀的开启压力应略低于爆破片的标定爆破压力。
安全阀进口和容器之间 串联安装爆破片装置时: 安全阀—爆破片—容器
安全阀不能直接使用的场合:介质毒性为极度、高度危害或强腐蚀性
爆破片破裂后的泄放面积应不小于安全阀进口面积, 同时应保证爆破片破裂的碎片不影响安全阀的正常动作
爆破片装置与安全阀之间应装设压力表、旋塞、排气孔或报警指示器,以检查爆破片是否破裂或渗漏
安全阀出口侧串联安装爆破片装置时: 爆破片—安全阀—容器
容器内的介质应是洁净的,不含胶着物质或阻塞物质。
安全阀出口侧有可能被腐蚀或存在外来压力;
当安全阀与爆破片之间存在背压时,阀仍能在开启压力下准确开启
爆破片的泄放面积不得小于安全阀的进口面积。
安全阀与爆破片装置之间应设置放空管或排污管, 以防止该空间的压力累积
三、压力容器使用安全技术
(一)压力容器安全操作
1. 基本要求
(1)平稳操作。加载和卸载应缓慢。并保持运行期间载荷的相对稳定。 过高的加载速度会降低材料的断裂韧性,可能使存在微小缺陷的容器在压力的快速冲击下发生脆性断裂。操作中,压力频繁地、大幅度地波动,对容器的抗疲劳强度是不利的,应尽可能避免,保持操作压力平稳。
(2)防止超载。防止过载主要是防止超压。
2. 压力容器 运行期间 的检查
在工艺条件方面,主要检查操作压力、操作温度、液位是否在安全操作规程规定的范围内,容器工作介质的化学组成,特别是那些影响容器安全(如产生应力腐蚀、使压力升高等)的成分是否符合要求。
在设备状况方面,主要检查各连接部位有无泄漏、渗漏现象,容器的部件和附件有无塑性变形、腐蚀以及其他缺陷或可疑迹象,容器及其连接管道有无振动、磨损等现象。
在安全装置方面,主要检查安全装置以及与安全有关的计量器具是否保持完好状态。
3. 压力容器需要 紧急停止运行 的情况:
a容器的操作压力或壁温超过安全操作规程规定的极限值, 而且采取措施仍无法控制,并有继续恶化的趋势;
b容器的承压部件出现裂纹、鼓包变形、焊缝或可拆连接处泄漏 等危及容器安全的迹象
c 安全装置全部失效,连接管件断裂,紧固件损坏等,难以保证安全操作
d操作岗位发生火灾,威胁到容器的安全操作
e高压容器的信号孔或警报孔泄漏
二) 压力容器 的维护保养
(1)保持完好的防腐层。工作介质对材料有腐蚀作用的容器,常采用防腐层来防止介质对器壁的腐蚀,如涂漆、喷镀或电镀、衬里等。 如果防腐层损坏,工作介质将直接接触器壁而产生腐蚀,所以要常检查,保持防腐层完好无损。
若发现防腐层损坏,即使是局部的,也应该先经修补等妥善处理以后再继续使用。
(2)消除产生腐蚀的因素
一氧化碳气体在含有水分的情况下才可能对钢制容器产生应力腐蚀,应尽量采取干燥、过滤等措施;
碳钢容器的碱脆需要具备温度、拉伸应力和较高的碱液浓度等条件,介质中含有稀碱液的容器,必须采取措施消除使稀液浓缩的条件,如接缝渗漏,器壁粗糙或存在铁锈等多孔性物质等;
盛装氧气的容器,常因底部积水造成水和氧气交界面严重腐蚀,最好使氧气经过干燥,或在使用中经常排放容器中的积水。
(3)消灭容器的“跑、冒、滴、漏”
(4)加强容器在停用期间的维护。长期或临时停用的容器,必须将内部的介质排除干净,腐蚀性介质要经过排放、置换、清洗等技术处理。经常保持容器的干燥和清洁,防止大气腐蚀。在潮湿的情况下,钢材表面有灰尘、污物时,大气对钢材才有腐蚀作用。
经常保持容器的完好状态。容器上所有的安全装置和计量仪表,应定期进行调整校正,使其始终保持灵敏、准确;容器的附件、零件必须保持齐全和完好无损,连接紧固件残缺不全的容器,禁止投入运行
安全状况等级
定期检测检验方法
金属压力容器定期检验项目,以宏观检验、壁厚测定、表面缺陷检测、安全附件及仪表检验为主,必要时增加埋藏缺陷检测、材料分析、密封紧固件检验、强度校核、耐压试验、泄漏试验
(1)壁厚测定:一般采用超声测厚方法。
①壁厚测定时,如果发现母材存在分层缺陷,应当增加测点或者采用超声检测,查明分层分布情况以及与母材表面的倾斜度,同时作图记录; ②材质不明的,一般需要查明主要受压元件的材料种类和牌号;对于第Ⅲ类压力容器,必须查明材质;有材质劣化倾向的压力容器,应当进行硬度检测,必要时进行金相分析;有焊缝硬度要求的压力容器,应当进行硬度检测。
(2)表面缺陷检测:磁粉检测、渗透检测,铁磁性材料制压力容器的表面检测应当优先采用磁粉检测。检测中发现裂纹,检验人员应当扩大表面无损检测的比例或者区域,以便发现可能存在的其他缺陷;
(3)埋藏缺陷检测:射线检测或者超声检测等方法。无法进行内部检验的压力容器,应当采用可靠的检测技术(例如内窥镜、声发射、超声检测等)从外部检测内部缺陷。
(4)泄漏试验:对于介质毒性程度为极度、高度危害,应当进行泄漏试验。 泄漏试验包括气密性试验和氨、卤素、氦检漏试验。
(5)金属容器耐压试验:最低试验压力为 1.5 倍简单压力容器的设计压力; 耐压试验时,简单压力容器壁温和试验用介质温度不得引起容器的脆性断裂,试验用介质的温度一般不低于5℃。(下表为复杂压力容器耐压试验的压力系数)
(7)快开门式压力容器设计专项要求 设计快开门式压力容器时,设计者应当设置安全联锁装置,并且对其使用环境、校验周期、校验方法等使用技术要求作出规定。 安全联锁装置应当满足以下要求: 1)当快开门达到预定关闭部位,方能升压运行; 2)当压力容器的内部压力完全释放,方能打开快开门。
一、无损检测 无损检测也叫无损探伤。常用无损检测方法有:射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测 (1)射线检测:射线照相相对缺陷定性定量是最标准的。在定量方面,对体积型缺陷(气孔、夹渣类)的长度、宽尺寸的确定也很准,其误差大致在零点几毫米。但对面积型缺陷(如裂纹、未熔合类)可能辨别不清。适宜检验厚度较薄的工件而不适宜检验较厚工作,因为检验厚工作需要高能量的射线探伤设备。适宜检测对接焊缝,检测角焊缝效果较差。 (2)超声检测:优点是:穿透能力较大,例如在钢中的有效探测深度可达1米以上;对平面型缺陷如裂纹、夹层等,探伤灵敏度较高,并可测定缺陷的深度和相对大小;设备轻便,操作安全,易于实现自动化检验。可发现工件内部较小的裂纹、夹渣、缩孔、未焊透等缺欠。 (3)磁粉检测:只能用于检测铁磁性材料的表面或近表面的缺陷,由于不连续的磁痕堆集于被检测表面上,所以能直观地显示出不连续的形状、位置和尺寸,并可大致确定其性质。 (4)渗透检测:又称渗透探伤,是一种表面无损检测方法,利用液体的毛细管作用,将渗透液渗入固体材料表面开口缺陷处。再通过显像剂将渗入的渗透液析出到表面显示缺陷的存在。渗透检测可以检测非磁性材料的表面缺陷,从而对磁粉检测提供了一项补充的手段。渗透检测只能检出缺陷的表面分布,难以确定缺陷的实际深度,因而很难对缺陷做出定量评价。 (5)涡流检测:是一种非接触式的检测方式,用电磁场同金属间电磁感应进行检测的方法,是工业上无损检测的方法之一。涡流检测时线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷,检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰
二、压力容器事故
(四)压力容器事故及预防
1.压力容器 爆炸事故及危害
分类
分为物理爆炸和化学爆炸。 物理爆炸是容器内高压气体迅速膨胀并以高速释放内在能量。 化学爆炸是容器内的介质发生化学反应,释放能量生成高压、高温,其爆炸危害程度往往比物理爆炸严重。
2)压力容器 爆炸的危害
(1)冲击波及其破坏作用
(2)爆破碎片的破坏作用
(3)介质伤害
(4)二次爆炸及燃烧危害
(5)压力容器快开门事故危害
快开门式压力容器开关盖频繁,在容器泄压未尽前或带压下打开端盖, 以及端盖未完全闭合就升压,极易造成快开门式压力容器爆炸事故。
2.压力容器 泄漏事故及危害
(1)有毒介质伤害
(2)爆炸及燃烧危害
(3)高温灼烫伤
3.压力容器 事故的预防
在设计上,应采用合理的结构,避免应力集中、几何突变。选用塑性、韧性较好的材料
(2)制造、修理、安装、改造时,加强焊接管理。
(4)加强检验工作。
使用过程中,避免操作失误、超温、超压、超负荷运行、失检、失修、安全装置失灵
(三) 压力容器 事故的 应急措施
(1)压力容器发生超压超温时要马上切断进汽阀门;——对于反应容器停止进料; 对于无毒非易燃介质,要打开放空管排汽;——对于有毒易燃易爆介质要打开放空管,将介质通过接管排至安全地点
(2)如果属超温引起的超压,除采取上述措施外,还要通过水喷淋冷却以降温。
(3)压力容器发生泄漏时,要马上切断进料阀门及泄漏处前端阀门。
(4)压力容器本体泄漏或第一道阀门泄漏时,要根据容器、介质不同使用专用堵漏技术和堵漏工具进行堵漏。
(5)易燃易爆介质泄漏时,要对周边明火进行控制,切断电源,严禁一切用电设备运行,并防止静电产生
第六节 压力管道
(一)压力管道
压力管道是指在生产和生活中用于输送流体介质,并能承载一定压力的密闭管状设备
1. 工作原理
主要用途就是输送介质,还可以延伸出如储存功能(长输管道)和热交换(工业管道)
3.结构特点
压力管道是由管子、管件、阀门、补偿器等压力管道元件 以及安全保护装置(安全附件)、附属设施等组成。
压力管道元件一般分成管子、管件(弯头、异径接头、三通、法兰、管帽)、阀门、 补偿器、连接件、密封件、附属部件(疏水器、过滤器、分离器、除污器、凝水缸、缓冲器等)、支吊架等,也可以将压力管道元件分成管道组成件和支承件,其中管道组成件是承受介质压力的部件。 安全保护装置包括紧急切断装置、安全泄压装置、测漏装置、测温测压装置(温度计、压力表等)、静电接地装置、阻火器、液位计和泄漏气体安全报警装置。 附属设施指阴极保护装置、压气站、泵站、阀站、调压站、监控系统等。
5. 压力管道 工艺参数
(1)设计压力
在相应的设计温度下,用以确定管道及其元件尺寸的压力值, 应不小于在操作中可能遇到的最苛刻的压力和温度组合工况下的压力
(2)操作压力
在稳定操作条件下,压力管道系统内介质的压力。
(3)设计温度
应按操作中可能遇到的最苛刻的压力和温度组合工况下的温度确定
(4)管输介质温度
管道输送介质在管道内输送时的流动温度。
(三)压力管道分类
1.按主体材料划分
分为金属管道和非金属管道。
2.按敷设位置划分
分为架空管道、埋地管道、地沟敷设管道。
3.按介质压力划分
超高压管道(>42MPa)——高压管道(10~42MPa) 中压管道(1.6~10MPa)——低压管道(<1.6MPa)
4.按介质温度划分
高温管道(>200℃)——常温管道(-29~200℃)——低温管道(<-29℃)
5.按管道用途划分
分为长输油气管道、城镇燃气管道、热力管道、 工业管道(包括工艺管道、公用工程管道)、动力管道、制冷管道。
6.安全监督管理分类
1) 长输管道(GA类)
(1)GA1级
①输送有毒、可燃、易爆气体介质, 最高工作压力>4.0MPa的长输管道。
②输送有毒、可燃、易爆液体介质, 最高工作压力>6.4MPa,且输送距离>200km的长输管道
(2)GA1级以外的长输管道为GA2级。
2) 公用管道(GB类)
(1)GB1级:城镇燃气管道
(2)GB2级:城镇热力管道。
3) 工业管道(GC类)
GC1级
①毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点的高度危害液体介质管道
②火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体(包括液化烃) 并且设计压力>4.0MPa管道。
③输送流体介质并且设计压力>10.0MPa, 或者设计压力≥4.0MPa并且设计温度>400℃的管道。
GC2级
介质毒性危害程度、火灾危险性(可燃性)、设计压力和设计温度<GC1级管道的工业管道为GC2级。
GC3级
输送无毒、非可燃流体介质,设计压力≤1.0MPa,并且设计温度一20℃<T<185℃的工业管道为GC3级,
压力管道 使用 安全管理
使用许可厂家的合格产品、登记建档、建立制度、定期检验方面与锅炉使用安全管理基本相同。 持证上岗方面,使用单位管理层应配备一名人员负责压力管道安全管理工作。 管道数量较多的单位,应设置安全管理机构或者配备专职安全管理人员,安全管理人员应经过管道安全教育和培训,取得相应的特种设备管理人员资格证。 压力管道操作人员应经培训并考试合格,取得特种设备作业人员证。
1.结构分类
压力管道由管子、管件、阀门、补偿器等压力管道元件及安全保护装置、附属设施组成。
(1)元件:管子、管件(弯头、接头、三通、法兰、管帽)、阀门、补偿器、连接件、密封件、附属部件(疏水器、过滤器、分离器、除污器、凝水缸、缓冲器)、支吊架等。
(2)安全保护装置:紧急切断阀、安全泄压装置(安全阀、爆破片)、测漏装置、测压测温装置(温度计、压力表)、静电接地装置、阻火器、液位计和泄漏气体安全报警装置。
(3)附属设施:阴极保护装置、压气站、泵站、阀站、调压站、监控系统。
二、压力管道安全附件
(一)安全泄压装置
1.长输输气管道 一般应设置 安全泄放装置
(1)输气站应在进站截断阀上游和出站截断阀下游设置泄压放空装置。
(2)输气干线截断阀上下游均应设置放空管,应能迅速放空两截断阀之间管段内的气体
(3)输气站存在超压可能的设备和容器,应设置安全阀。
2.热力管道的超压保护装置
泄压装置多采用安全阀,安全阀开启压力一般为 正常最高工作压力的1.1倍,最低为1.05倍
3.工业管道 安全泄压装置 的通用要求·
安全阀或爆破片的入口管道和出口管道上不宜设置切断阀。但工艺有特殊要求必须设置切断阀时应设置旁通阀及就地压力表,而且正常工作时安全阀或爆破片入口或出口的切断阀应在开启状态下锁住,旁通阀应在关闭状态下锁住。
(二)用于控制介质压力和流动状态的装置
1.调压装置
用在输气管道、输油管道、蒸汽管道和城镇燃气管道中,用来控制系统工作压力的设备,如将高压燃气降至所需压力,并使出口压力保持稳定不变。
2.止回阀
在需防止流体倒流的工业管道上,应设置止回阀。在燃气管道的高压储存门站、储配站调压工艺系统的燃气入口处,也应当装设止回阀。
3. 切断装置
紧急切断装置
可燃液化气或者可燃压缩气贮运和装卸设施中,重要的气相和液相管道应当设置紧急切断装置
线路截断阀
长输管道均需设置线路截断阀。截断阀可采用自动或者手动阀门
切断阀
工业管道中进出装置的可燃、易爆、有毒介质管道应在边界处设置切断阀,并在装置侧设“8”字盲板
三 阻火器
是用来阻止易燃气体、液体的火焰蔓延 和防止回火而引起爆炸的安全装置。
1. 阻火器 的型式
①按结构型式
可以分为金属网型、波纹型、泡沫金属型、平行板型、多孔板型、水封型、充填型等
②按功能
可分为爆燃型和轰爆型, 其中爆燃型阻火器是用于阻止火焰以亚音速通过的阻火器, 轰爆型阻火器是用于阻止火焰以音速或超音速通过的阻火器,
2. 阻火器的 选用要求
(1)阻火器主要是根据介质的化学性质、温度、压力进行选用。
(2)最大间隙应不大于介质在操作工况下的最大试验安全间隙。
(3)安全阻火速度应大于安装位置可能达到的火焰传播速度。
阻火器的壳体要能承受介质的压力和允许的温度,还要能耐介质的腐蚀
(5)阻火器的填料要有一定强度,且不能与介质起化学反应。
3. 阻火器的 设置要求
(1)管端型放空阻火器的放空端应安装防雨帽。
(2)工艺物料含颗粒或者其他会引起堵塞的物质时,应在阻火器进、出口安装压力表,监控阻火器的压降
(3)工艺物料含水汽或者其他凝固点高于0℃的蒸汽(如醋酸蒸汽),可能发生冻结,阻火器应设置防冻、解冻措施,如电伴热、蒸汽盘管和定期蒸汽吹扫等。 水封型阻火器,可采用连续流动水或加防冻剂防冻。
(4)阻火器不得靠近炉子和加热设备,除非阻火单元温度升高不会影响其阻火性能。
(5)单向阻火器安装时,应当将阻火侧朝向潜在点火源。
(四)防静电设施
可燃介质管道应有防静电接地设施,并测量各连接接头间的电阻值和管道系统对地阻值。 不符合规定,应设跨接导线(如法兰和螺纹连接头)和接地引线。
(五)凝水缸
为排除燃气管道中的冷凝水和天然气管道中的轻质油, 管道敷设时应有一定坡度,以便在低处设凝水缸,将汇集的水或油排出。
(六)放散管
放散管是一种专门用来排放管道中的空气或燃气的装置。 在管道投入运行时利用放散管排空管内的空气,防止在管道内形成爆炸性的混合气体。在管道或设备检修时,可利用放散管排空管道内的燃气
在城镇燃气管网中,放散管一般设在闸井中,在管网中安装在阀门前后,在单向供气的管道上则安装在阀门之前。
(七)泄漏气体安全报警装置
易燃易爆场所,通常要安装泄漏气体安全报警装置。输油输气管道一般采用固定装置(在管道上安装传感器)实时监测报警装置。
(九)压力表、温度计
低压管道使用的压力表精度不得低于2.5级,中、高压精度不低于1.5级。
(八) 阴极保护装置
在埋地敷设的线路中,设置阴极保护装置是目前防止管道受地下外部环境影响而产生腐蚀破坏的最重要措施之一。 阴极保护有牺牲阳极法和强制电流法两种保护形式。
三、压力管道使用安全技术
(一) 压力管道安全操作
严禁超压、超温运行;——加载和卸载速度不能太快,升温降温速度应缓慢。 开工升温过程中,高温管道需对管道法兰连接螺栓进行热紧,低温管道需进行冷紧。 管道运行时应尽量避免压力和温度的大幅波动;——尽量减少管道开停次数。
1)操作工艺条件的控制
压力和温度是管道运行的两个主要工艺控制指标。 介质流量及流动情况也是影响运行的重要指标。
2)交变载荷控制
管道的交变载荷应力大、频率低,几何结构不连续和焊缝附近存在应力集中处,材料易发生低周疲劳损坏。
3)腐蚀性介质含量控制
腐蚀性介质对管道材料和焊接接头产生危害,加快腐蚀速度,出现晶间腐蚀、应力腐蚀。
(二) 压力管道 维护保养
(8)管道的底部和弯曲处是系统的薄弱环节,最易发生腐蚀和磨损,因此必须经常对这些部位进行检查,发现损坏时,应及时采取修理措施。
(9)禁止将管道及支架作为电焊的零线或起重工具的锚点和撬抬重物的支撑点。
(10)停用的管道应排除管内有毒、可燃介质,并进行置换,必要时作惰性介质保护。 管道外表面应涂刷油漆,防止环境因素腐蚀。
(三) 压力管道 故障处理
(1)可拆卸接头和密封填料处泄漏是管道常见故障, 一般可采取紧固措施消除,但不得带压紧固连接件。
(3)埋地敷设的燃气管道泄漏地点在地下,泄漏的燃气会到处流窜,一般查漏时采取先按燃气气味的浓度初步确定大致的漏气范围,然后选用钻孔查漏、挖探坑査漏、井室检査、用检漏工具查漏、使用检漏仪器查漏,以及观察植物生长和利用凝水缸抽水量变化情况判断是否漏气等方法进行检查判断。
(3)安全阀失灵,应停车或泄压后检查调整。
(4)管道内部堵塞往往是由于操作条件控制不当造成介质黏度过大引发,应停车进行清理。燃气管道发生不均匀沉降时,冷凝水会积存在下沉处的管道中,形成袋水,可采取校正管道坡度,增设凝水缸等方法消除袋水。定期排除凝水缸中的冷凝水,防止管道堵塞。
(5)仪表失灵可能是仪表本身质量问题,或由于操作条件超出仪表最大量程,应由专业人员进行检查和更换。
二、安全检测检验要求——管道定期检验的安全状况分为 1 级,2 级,3 级 4 级。 管道一般在投入使用后 3 年内进行首次定期检验。以后的检验周期由检验机构根据管道安全状况等级,按以下要求确定: 安全状况等级为 1 级、2 级的,GC1、GC2 级管道一般不超过 6 年检验一次,GC3 级管道不超过9 年检验一次 安全状况等级为 3 级的,一般不超过 3 年检验一次,在使用期间内,使用单位应当对管道采取有效的监控措施 安全状况等级为 4 级的,使用单位应当对管道缺陷进行处理,否则不得继续使用。
三、压力管道事故
发生 原因
1.随时间逐渐发展 的缺陷导致的原因
(1)腐蚀减薄
(2)冲刷磨损
(4)材质劣化
(5)变形
(3)开裂
裂纹是压力管道最危险的一种缺陷,是导致管道脆性破坏的主要原因 ①管道安装裂纹:管材轧制裂纹、焊接裂纹和应力裂纹; ② 管道运行裂纹:腐蚀裂纹、疲劳裂纹、蠕变裂纹。
2.设计制造原因
3.安装质量原因
4.与时间无关,具有一定随机性的原因 在运行中超压、超温,违章作业:——超过检验期限没有进行定期检验,操作人员不懂技术而进行误操作;——第三方破坏,气候、外力作用等,
(三)压力管道事故应急措施
2.管道泄漏的紧急处理
在管道出现泄漏点时,尤其是较高压力的可燃气体管道泄漏时,应迅速关断管道上的阀门。 带压堵漏技术可以在保持生产运行连续进行的情况下,将泄漏部位密封止漏,操作简便、安全迅速、社会和经济效益高。带压堵漏技术,对操作人员要求高,应经过专门培训才能上岗作业。
管道泄漏的紧急处理中 不能带压堵漏的情况:
(1)毒性极大的介质管道。
(2)管道受压元件因裂纹而产生泄漏。
(3)管道腐蚀、冲刷壁厚状况不清
(6)现场安全措施不符合要求的管道
(4)由于介质泄漏使螺栓承受高于设计使用温度的管道。
泄漏特别严重(当量直径大于10mm),压力高、介质易燃易爆或有腐蚀性的管道
(四)典型压力管道事故及预防
2.管系振动破坏
压力管道的振源大致可分为来自系统自身和系统外两大类。 系统自身的主要有与管道直接相连接的机器、设备的振动引起的振动,管道流体的不稳定流动引起的振动 系统外的有风载荷、地震载荷引起的振动
预防管道振动首先考虑避免管道结构和气柱固有频率与压缩机、机泵的激振频率相等而形成共振。 机器激振频率一般不能改变。因此,可以通过改变缓冲器容积、管道长度和直径、或增设缓冲器来改变管道内气柱固有频率;——可以通过改变管道支座形式、数量、位置来改变管道结构固有频率。 除共振外,还要减轻气液两相的激振力、加强支架刚度,因此应使管道隔热,缩短长度,降低流速,减少液化的气体 采用较大弯曲直径的弯头,减小弯头两端的流体质量差值,提高管道支承刚度或改变支架的设置等。
3. 液击破坏 预防措施:
(1)装置开停和生产调节过程中,尽量缓慢开闭阀门。
(2)缩短管子长度。
(3)在管道靠近液击源附近设安全阀、蓄能器等装置,释放或吸收液击的能量。
(4)采用具有防液击功能的阀门。电液伺服调节阀可使液击压力不超过运行压力的10%
(5)采用自控保护装置。利用管道监控与数据采集系统,实现紧急顺序自动启停泵控制,或者采用调节阀超前骤发液击波来削弱和消除液击破坏。
4. 疲劳破坏
指管道长期受到反复加压和卸压的交变载荷作用,金属材料出现疲劳产生破坏。 疲劳破坏主要是由于应力集中、载荷反复作用和温度变化(热胀冷缩被约束)引起 管道几何不连续部位、焊缝附近、材料缺陷都有应力集中问题: 载荷反复作用主要是压力的波动、强迫振动和周期性外载荷所致; 温度变化会使管道的膨胀和收缩,由于不同的膨胀系数而产生载荷。
预防措施:选用合适的抗疲劳材料。 疲劳破坏多属于低周高应力破坏,这将取决于材料的塑性应变能力。 在设计时应做疲劳分析,考虑结构的抗疲劳性能,尽可能减少应力集中;——采取固定措施:在振动较大处设置缓冲器;——温度产生的变形应采用补偿装置。——严格控制制造及安装过程。加强定期检验。
5. 蠕变破坏
在一定的高温环境下,即使钢受到的拉应力低于该温度下的屈服强度,也会随时间的延长而发生缓慢持续的伸长,即发生钢的蠕变现象。
蠕变断口可能因长期在高温下被氧化或腐蚀,表面被氧化层或其他腐蚀物覆盖。 宏观上还有一个重要特征,即因长期蠕变,致使管道在直径方向有明显的变形,并伴有许多沿径线方向的小蠕变裂纹,甚至出现表面龟裂,或穿透壁厚而泄漏,或引起破裂事故。
常见的管道蠕变断裂包括
管道焊缝熔合线处蠕变开裂;
运行中管道沿轴向开裂;
三通焊缝部位蠕变失效。
预防措施:
(1)根据使用温度选用合适的材料及根据蠕变极限选取许用应力。
(2)合理设计管系布置和结构。蠕变破坏部位常位于弯头、三通焊缝等高拉伸应力区域和承受弯曲应力、支撑不良、布置不合理的管道端部。
(3)严格控制焊接工艺和热处理。
(4)严格执行操作规程。
(5)加强定期检验。
6. 长输管道 腐蚀破坏
(1)长输管道的内腐蚀主要是其输送介质本身,或者在温度、压力的共同作用下对管道内壁产生的腐蚀,按照腐蚀破坏的特征分为局部腐蚀和全面腐蚀。
(2)埋地管道的外腐蚀一般采用防腐层和阴极保护联合进行保护。
(3)大气腐蚀主要在海边或工业区的跨越段和露管段。主要是受大气中的水分、氧气和腐蚀介质的作用。
第七节 起重机械
五、起重机械基础知识
(二)起重机械分类
1.桥式起重机
桥架梁通过运行装置直接支承在轨道上。
有单主梁或双主梁桥式起重机,它的主梁和两个端梁组成桥架,整个起重机直接运行在建筑物高架结构的轨道上。 最简单的是梁式起重机,采用电动葫芦在工字钢梁或其他简单梁上运行。
企业室内、车间
2.门式起重机
桥架梁通过支腿支承在轨道上的起重机,又被称为带腿的桥式起重机。
门式起重机有时制造成单支腿的半门式起重机,装卸桥是专门用于装卸作业的门式起重机
3.塔式起重机
臂架安装在垂直塔身顶部的回转式臂架型起重机。 轨道临时铺设在工地上,以适应经常搬迁的需要。
4.流动式起重机
可以配置立柱(塔柱),能带载或不带载情况下沿无轨道路面行驶,且依靠自重保持稳定的臂架型起重机。
5.门座式起重机
回转臂架安装在门形座架上,下方可通过铁路或公路车辆的移动式回转起重机。
港口使用较多
6.升降机
常见的有垂直升降机、电梯等。
7.缆索起重机
以固定在支架顶部的承载索作为承载件的起重机。
8.桅杆式起重机
臂架铰接在上下两端均有支承的垂直桅杆下部的回转起重机。 是一种简易的、移动不方便且需拉设较多缆风绳保持稳定的起重和安装用起重机。
9.机械式停车设备
(三)起重机械安全 正常工作的条件
(1)金属结构和机械零部件应具有足够的强度、刚性和抗屈曲能力。
(2)整机必须具有必要的抗倾覆稳定性。
(3)原动机具有满足作业性能要求的功率,制动装置提供必需的制动力矩。
在使用许可厂家的合格产品、登记建档、建立制度、定期检验等方面与锅炉使用安全管理基本相同。
作业人员方面,起重机司机必须经过专门考核并取得合格证,方可独立操作。——指挥人员也应经过专业技术培训和安全技能训练,了解所从事工作的危险和风险,并有自我保护和保护他人的能力。
起重机 检验制度
年检
每年对所有在用的起重机械至少进行1次全面检查。 停用1年以上、遇4级以上地震、发生重大设备事故、 露天作业的起重机械经受9级以上风力之后的起重机
1149
月检
安全装置、制动器、离合器等有无异常,可靠性和精度; 重要零部件(如吊具、钢丝绳滑轮组、制动器、吊索及辅具等)的状态,有无损伤,是否应报废等; 电气、液压系统及其部件的泄漏情况及工作性能 动力系统和控制器等。停用1个月以上的起重机构使用前
安制离零系统
日检
各类安全装置、制动器、操纵控制装置、紧急报警装置,轨道的安全状况,钢丝绳的安全状况
安制
起重机 检验技术
(1)检验类别
按照起重机械定期检验规则的规定,检验类别分为首次检验和定期检验。
(2) 检验周期
① 塔式起重机、升降机、流动式起重机每年 1 次;
② 桥式起重机、门式起重机、门座式起重机、缆索式起重机、桅杆式起重机、机械式停车设备,每2年 1 次,其中涉及吊运熔融金属的起重机,每年 1 次。
(3)性能试验中的额定载荷试验、静载荷试验、动载荷试验项目,首检和首次定期检验时必须进行,额定载荷试验项目,以后每间隔 1 个检验周期进行 1 次。
二、起重机械安全装置
1 制动器 刹车
动力驱动的起重机,其起升、变幅、运行、旋转机构都必须装设机械式制动器。 在传动装置中有自锁环节的特殊场合,若确保不会发生超额定应力或运动,可不设置。
起重机的各工作机构都应采用常闭式制动器,常闭式制动器经常处于合闸状态。 可用电磁铁或电力液压推杆器等外力的作用使之松闸。
2 起重量限制器
是自动防止起重机起吊超过规定的额定起重量的限制装置,也称超载限制器。 吊起的质量超过预警质量时,装置能发出报警信号; 超过允许的起升质量时,能切断工作电源,使起重机停止运行
超载限制器按其功能型式可以分为自动停止型、报警型、综合型等三大类型。 综合型超载保护装置是在起升质量超过额定起重量时,能停止起重机向不安全方向继续动作,并发出声光报警信号,同时能允许起重机向安全方向动作。
3 起重力矩 限制器
工作幅度是臂架式起重机的一个重要参数。起重量与工作幅度的乘积称为起重力矩。 当起重力矩大于允许的极限力矩时,会造成臂架折弯或折断,甚至还会造成起重机整机失稳而倾覆或倾翻。
当载荷力矩达到额定起重力矩时,力矩限制器能自动切断起升动力源, 并发出禁止性报警信号,其综合误差不应大于额定力矩的 5%。
4 极限力矩 限制器
主要作用为防止回转驱动装置偶尔过载,保护电动机、金属结构及传动零部件免遭破坏。
限制器通过两个摩擦盘传递力矩,当转矩超出极限值,则摩擦盘之间开始打滑,起到保护作用
极限力矩限制装置 通常选择两种:
①弹簧和凸台结构的配合,是可恢复和重复作用的一种力矩限制机构。
②使用保险销钉结构,属于不可恢复的最终保护。重新使用需要另行配置销钉。
对有自锁功能的回转机构,应设极限力矩限制装置。
5 起升高度 限制器
是用于限制起升高度的安全保护装置,也称吊钩高度限位器。一般都装在起重臂头部,当吊钩滑升到极限位置,切断电路停车,再合闸时,吊钩只能下降。 在此极限位置的上方,还应留有足够的空余高度,以适应上升制动行程的要求。
在特殊情况下,还可装设防止越程冲顶的第二级起升高度限位器。
凡是动力驱动的起重机,其起升机构(包括主、副起升机构)均应装设上升极限位置限制器。
6 运行机构行程 限位器
也称运行极限位置限制器。 凡是动力驱动的起重机,其运行极限位置都应装设运行极限位置限制器
轨道式起重机运行机构,应在每个运行方向装设行程限位开关。在行程端部应安装限位开关挡铁,挡铁的安装位置应充分考虑起重机的制动行程,保证起重机在驶入轨道末端时或与同一轨道上其他起重机相距在不小于0.5m范围内时能自动停车,挡铁的安装距离应小于电缆长度。
7缓冲器和 端部止挡
桥式、门式起重机和装卸桥,以及门座起重机或升降机等都要装设缓冲器。 起重机的大车(小车)轨道末段需安装挡架,缓冲器安装在挡架或起重机上,当起重机与轨道末段挡架相撞击时,缓冲器能保证起重机能平稳停车。
8紧(应)急停止开关
紧(应)急停止开关在紧急情况下迅速切断动力回路总电源。 在有可能并为了安全的情况下,应在每个控制台附近设置一只红色按钮。 它应置于控制台上易于操作的部位,这个按钮开关应是机械释放、自动回到零位式的紧急停止开关。
9联锁保护装置
可两处操作或采用有线控制的起重机,应装设联锁保护装置,以保证只能在一处操作,防止两处同时都能操作。
10偏斜显示(限制)装置
跨度>40m的装卸桥和门式起重机,应装偏斜调整和显示装置。
11轨道清扫器
在轨道上行驶的起重机和起重小车,在台车架(或端梁)下面和小车架下面应装设轨道清扫器,其扫轨板底面与轨道顶面之间的间隙一般为5~10mm。
12抗风防滑装置
露天工作于轨道上运行的起重机,均应装设抗风防滑装置。
起重机抗风防滑装置主要有3类:夹轨器、锚定装置和铁鞋。
13风速仪
室外作业的高大起重机应安装风速仪,风速仪应安装在起重机上部迎风处, 当风力大于工作状态的风速设定值时,能发出报警信号。
15防碰撞装置
同层多台起重机同时作业、多层起重机共同作业的场所,要求安装防撞装置。 防撞装置通常采用红外线、超声波、微波等无触点式开关与起重机电气控制 系统相配合,发出警报或直接切断运行机构的动力源。
16报警装置
蜂鸣器、闪光灯等作业报警装置。 流动式起重机倒退运行时,应发出报警音响并伴有灯光闪烁信号
17防止臂架 向后倾翻装置
也称防后倾装置。用柔性钢丝绳牵引吊臂进行变幅的起重机,当遇到突然卸载等情况时,会产生使吊臂后倾的力,造成吊臂超过最小幅度,发生吊臂后倾的事故。 流动式起重机和动臂式塔式起重机上应安装防后倾装置(液压变幅除外)。
18电缆卷筒 终端限位装置
电缆长度需大于起重机运行轨道的长度,当电缆长度小于起重机运行轨道的长度时,应设置电缆卷简终端限位装置,防止电缆因长度不足被拉断。
19回转限位装置
也称回转锁定装置。指臂架起重机处于运输、行驶或非工作状态时, 锁住回转部分,使之不能转动的装置。
20 幅度限位器
对动力驱动的动臂变幅的起重机应在臂架俯仰行程的极限位置处设臂架低位置和高位置的幅度限位器。 对采用移动小车变幅的塔式起重机,装设幅度限位装置以防止可移动的起重小车快速达到其最大幅度或最小幅度处。 最大变幅速度大于40m/min的起重机,在小车向外运行且起重力矩达到额定值的80%时,应自动切换为低速运行。
23桥式、门式起重机专项安全保护和防护装置
1.防倾斜 安全钩
单主梁起重机,由于起吊重物是在主梁的一侧进行,重物等对小车产生一个倾翻力矩,由垂直反轨轮或水平反轨轮产生的抗倾翻力矩使小车保持平衡,不能倾翻。
但在风灾、意外冲击、车轮破碎、检修等情况时难以保证其安全,应安装安全钩。
24塔式起重机专项安全保护和防护装置
1.防小车坠落
塔式起重机的变幅小车及其他起重机要求防坠落的小车,应设置使小车运行时不脱轨的装置,即使轮轴断裂,小车也不能坠落。
25 防坠安全器
主要用于施工升降机等起重设备上,其作用是限制吊笼的运行速度。
设备正常工作时,防坠安全器不应动作。当吊笼超速动行,其速度达到防坠安全器的动作速度时,防坠安全器应立即动作,并可靠地制停吊笼。在安全器发生作用的同时切断传动装置的电源。
26流动式起重机专项安全保护和防护装置
1.支腿锁紧装置
工作时利用垂直支腿支承作业的流动式起重机械,垂直支腿伸出定位应由液压系统实现,且应装设支腿回缩锁定装置,使支腿在缩回后,能可靠地锁定。
液压锁是当液压管路意外破裂导致安全事故时,液压缸能瞬间停止其动作的装置。
三、起重机械使用安全技术
(一)吊运前的准备
编制作业方案(对于大型、重要的物件的吊运或多台起重机共同作业的吊装,事先要在有关人员参与由指挥、起重机司机和司索工共同讨论,编制作业方案,必要时报请有关部门审查批准)。
二) 起重机 司机安全 操作技术
(1)开机作业前,应确认处于安全状态方可开机:所有控制器置于零位; 起重机上和作业区内没有无关人员,作业人员撤离到安全区;——起重机运行范围内障碍物已清除; 起重机与其他设备或固定建筑物的最小距离在0.5m以上;——电源断路装置加锁或有警示标牌: 流动式起重机按要求平整好场地,支脚牢固可靠。
(2)开车前,必须鸣铃或示警;——操作中接近人时,应给断续铃声或示警。
(3)司机在正常操作过程中,不得利用极限位置限制器停车:——不得利用打反车进行制动 不得在起重作业过程中进行检查和维修:——不得带载调整起升、变幅机构的制动器,或带载增大作业幅度:——吊物不得从人头顶上通过,吊物和起重臂下不得站人。
(4)严格按指挥信号操作,对紧急停止信号,无论何人发出,都必须立即执行。
(5)吊载接近或达到额定值,或起吊危险器(液态金属、有害物、易燃易爆物)时,吊运前认真检查制动器,并用小高度、短行程试吊,确认没有问题后再吊运。
(7)有下述情况时,司机不应操作:——起重机结构或零部件(如吊钩、钢丝绳、制动器、安全防护装置等)有影响安全工作的缺陷和损伤:——吊物超载或有超载可能,吊物质量不清;——吊物被埋置或冻结在地下、被其他物体挤压;——吊物捆绑不牢,或吊挂不稳,被吊重物棱角与吊索之间未加衬垫 被吊物上有人或浮置物;作业场地昏暗,看不清场地、吊物情况或指挥信号。在操作中不得歪拉斜吊
(8)工作中突然断电时,应将所有控制器置零,关闭总电源。 重新工作前,应先检查起重机工作是否正常,确认安全后方可正常操作。
(9)有主、副两套起升机构的,不允许同时利用主、副钩工作——(设计允许的专用起重机除外)。
(10)用两台或多台起重机吊运同一重物时,每台起重机都不得超载。 吊运过程应保持钢丝绳垂直,保持运行同步。吊运时,有关负责人员和安全技术人员应在场指导。
(11)露天作业的轨道起重机,当风力大于6级时,应停止作业当工作结束时,应锚定住起重机。
尺寸不同的物品不经特殊捆绑不得混合吊运。
三) 司索工 安全 操作技术
司索工主要从事地面工作,如准备吊具、捆绑挂钩、摘钩卸载等,多数情况还担任指挥任务。其操作工序要求如下:
(1)准备吊具。——对吊物的质量和重心估计要准确,如果是目测估算,应增大20%来选择吊具
(2)捆绑吊物。——对吊物进行必要的归类、清理和检查,吊物不能被其他物体挤压,被埋或被冻的物体要完全挖出。——切断与周围管、线的一切联系,防止造成超载;——清除吊物表面或空腔内的杂物,将可移动的零件锁紧或捆牢,形状或尺寸不同的物品不经特殊捆绑不得混吊,防止坠落伤人 吊物捆扎部位的毛刺要打磨平滑,尖棱利角应加垫物,防止起吊吃力后损坏吊索 表面光滑的吊物应采取措施来防止起吊后吊索滑动或吊物滑脱。
吊运大而重的物体应加诱导绳,诱导绳长应能使司索工既可握住绳头,同时又能避开吊物正下方,以便发生意外时司索工可利用该绳控制吊物。
(3)挂钩起钩。吊钩要位于被吊物重心的正上方,不准斜拉吊钩硬挂,防止提升后吊物翻转、摆动;——吊物高大需要垫物攀高挂钩、摘钩时,脚踏物一定要稳固垫实,禁止使用易滚动物体(如圆木、管子、滚筒等)做脚踏物。——攀高必须佩戴安全带,防止人员坠落跌伤。
挂钩要坚持“五不挂”——即起重或吊物质量不明不挂,——重心位置不清楚不挂,——尖棱利角和易滑工件无衬垫物不挂,——吊具及配套工具不合格或报废不挂,——包装松散捆绑不良不挂等,将安全隐患消除在挂钩前;——当多人吊挂同一吊物时,应由一专人负责指挥,在确认吊挂完备,所有人员都离开站在安全位置以后,才可发起钩信号 起钩时,地面人员不应站在吊物倾翻、坠落可波及的地方,如果作业场地为斜面,则应站在斜面上方(不可在死角),防止吊物坠落后继续沿斜面滚移伤人。
(4)摘钩卸载。摘钩时应等所有吊索完全松弛再进行,确认所有绳索从钩上卸下再起钩,不允许抖绳摘索,更不许利用起重机抽索。
(5)搬运过程的指挥。在作业进行的整个过程中(特别是重物悬挂在空中时),指挥者和司索工都不得擅离职守,应密切注意观察吊物及周围情况,发现问题,及时发出指挥信号
四、起重机事故
(四)典型起重机械事故及预防
1.重物坠落事故
1)脱绳事故
重物的捆绑方法与要领不当;——吊装重心选择不当;——吊载遭到碰撞、冲击
2)脱钩事故
吊钩缺少护钩装置;——护钩保护装置机能失效; 吊装方法不当,吊钩钩口变形引起开口过大
3)断绳事故
起升绳破断
超载起吊;——起升限位开关失灵:——斜吊、斜拉 钢丝绳因长期使用又缺乏维护保养:——达到或超过报废标准仍然使用等。
吊装绳破断
吊装绳夹角太大(>120°),拉力超过极限值; 吊装钢丝绳品种规格选择不当; 吊装绳与重物之间接触处无垫片等保护措施
4)吊钩断裂
吊钩材质有缺陷;吊钩因长期磨损,使断面减小;经常超载使用,造成疲劳断裂
每根起升钢丝绳两端的固定:——钢丝绳在卷筒上的极限安全圈保证在2圈以上,有下降限位保护,——钢丝绳在卷筒装置上的压板固定及楔块固定安全可靠。 钢丝绳脱槽(脱离卷简绳槽)或脱轮(脱离滑轮),也会造成失落事故。
5.机体毁坏事故
1)断臂事故
悬臂设计不合理、制造装配有缺陷或长期使用已有疲劳隐患,一旦超载易造成断臂或悬臂严重变形毁坏。
2)倾翻事故
是自行式起重机的常见事故,大多是由于支承不当引发,例如地基松软、起重机支腿未能全部伸出等。安全装置失灵、悬臂伸长与规定不符、超载起吊
3)机体摔伤事故
室外作业的门式起重机、门座起重机、塔式起重机等轨道式起重机,由于防风夹轨器、车轮止垫、固定锚链等缺失或失效,当遇到强风吹击时,可能会倾倒、翻落。
相互撞毁事故
在同一跨中的多台桥式类型起重机由于缓冲碰撞保护装置缺失或失效,易引起起重机相互碰撞。 野外作业的多台悬臂起重机群中,悬臂回转作业中也难免出现相互碰撞事故
第八节 场(厂) 内 专用车辆
(一)场(厂)内专用机动车辆
是指利用动力装置驱动或牵引的,在特定区域内作业和行驶、最大行驶速度(设计值)超过 5km/h。
在使用许可厂家的合格产品、登记建档、建立制度、定期检验等方面与锅炉使用安全管理基本相同。作业人员要求方面与起重机械使用安全管理基本相同。
场(厂)内专用机动车辆的检查
1
年度检查
包括月度检查的内容外还包括结构的变形、裂纹、腐蚀,实心截面货叉的厚度磨损量,焊缝、螺栓等连接,主要零部件的变形裂纹腐蚀,指示装置的可靠性,电气和控制系统检查,防爆叉车性能,电缆密封性能。(变裂腐电爆)
每月检查
整车工作性能、动力转向起升液压制动系统、安全保护装置、载荷搬运装置、车轮紧固件、充气轮胎的气压灯光仪表显示、安全控制装置。(紧载安胎系统)
每日检查
每天作业前进行各类安全装置、制动器、操纵控制装置、紧急报警装置的安全状况
其他 检验项目
使用单位应当对在用场车至少每月进行一次日常维护保养和自行检查,每年进行一次全面检查,记录保留 5 年。
(1)在用场车的日常维护保养,至少包括主要受力结构件、安全保护装置、工作机构、操纵机构、电气(液压、气动)控制系统等的清洁、润滑、检查、调整、更换易损件和失效的零部件;
二、场(厂)内专用机动车辆涉及安全的主要部件
1高压胶管
叉车等车辆的液压系统,一般都使用中高压供油。高压胶管必须符合相关标准,并通过耐压试验、长度变化试验、爆破试验、脉冲试验、泄漏试验等试验检测。(长压脉破漏)
2货叉
安装在叉车货叉梁上的L形承载装置,也称取物装置。货叉应通过重复加载的载荷试验检测。
3链条
起升货叉架的链条,主要有板式链和套筒滚子链两种。需进行极限拉伸载荷和检验载荷试验。
4转向器
当左右转动方向盘时,转向力通过转向器传递到转向传动机构使车辆改变行驶方向。
5制动器
产生阻山车辆运动或运动趋势的力的部件。分为行车制动器和停车制动器
6轮胎
支撑车辆,实现车辆行驶,减小地面冲击、振动。 表面的花纹能提高车辆行驶附着能力。分为充气轮胎和实心轮胎。
7安全阀
液压系统由于超载或油缸到达终点油路仍未切断,以及油路堵塞引起压力突然升高,造成液压系统破坏。系统中必须设置安全阀,用于控制系统最高压力。最常用的是溢流安全阀
8护顶架
对于叉车等起升高度超过1.8m的工业车辆,必须设置护顶架,以保护司机免受重物落下造成伤害。护顶架一般都是由型钢焊接而成,必须能够遮掩司机的上方,还应保证司机有良好的视野。护顶架应进行静态和动态两种载荷试验检测。(护顶有动静)
9其他
挡货架,为防止货物向后坠落而设置的框架。货物稳定器,压住货叉上的货物,以防货物倒塌、滑落的属具。——(翻)料斗锁定装置,使料斗锁定在运料位置的装置。 前倾自锁阀,当油泵停止工作或发生其他故障时,自动锁闭门架倾斜油路的阀。 下降限速阀,控制下降速度的阀。 稳定支腿,装卸作业时,为保证和增加车辆的稳定性而设置的辅助支腿。
(二)典型场(厂)内专用机动车辆安全操作技术
1. 叉车
(1)叉装物件时,被装物件重量应在该机允许载荷范围内。当物件重量不明时,应将该物件叉起离地100mm后检查机械的稳定性,确认无超载现象后,方可运送。
(2)叉装时,物件应靠近起落架,其重心应在起落架中间,确认无误,方可提升。
(3)物件提升离地后,应将起落架后仰,方可行驶。
(4)两辆叉车同时装卸一辆货车时,应有专人指挥联系,保证安全作业。
(5)不得单叉作业和使用货叉顶货或拉货
(6)叉车在叉取易碎品、贵重品或装载不稳的货物时,应采用安全绳加固,必要时,应有专人引导,方可行驶。
(7)以内燃机为动力的叉车,进入仓库作业时,应有良好的通风设施。 严禁在易燃、易爆的仓库内作业。
(8)严禁货叉上载人。需要时叉车可以开倒车
叉车 超纲
一、 适用范围
《爆炸性环境用工业车辆防爆技术通则》(GB/T19854-2018)
本标准适用于爆炸性环境用工业车辆的防爆结构设计、制造和检验。 本标准不适用于煤矿井下用车辆和炸药粉尘环境用车辆。
a)气体、蒸气或薄雾的爆炸性环境用Ⅱ类车辆,按爆炸性环境内相应的气体混合物种类,还可进一步分类为IIA、IIB和IIC。 标志为IIB的车辆可适用于要求标志为IIA的车辆的使用条件; 标志为IIC的车辆可适用于要求标志为IIA和IIB的车辆的使用条件,但不适用于含有二硫化碳的可燃性气体和蒸气的场所。
b)粉尘、飞絮的爆炸性环境用Ⅲ类车辆,按爆炸性环境内相应的粉尘混合物种类,还可进一步分类为ⅢA、ⅢB和ⅢC。 标志为IIB的车辆可适用于要求标志为IIIA的车辆的使用条件: 标志为IIIC的车辆可适用于要求标志为IIIA和IIIB的车辆的使用条件。
二、分类
2.Gb级车辆:用于潜在爆炸性气体环境中1区的车辆。所具有的防爆措施,在正常运行工况下和即使在本身发生可预见故障时都能保持所需的防爆水平。
1.Gc级车辆:用于潜在爆炸性气体环境中2区的车辆。所具有的防爆措施,在正常运行工况下能保持所需的防爆水平。
3.Dc级车辆:用于潜在爆炸粉尘性环境中22区的车辆。
4.Db级车辆用于潜在爆炸性粉尘环境中21区的车辆。
三、安全要求
1.Gc级车辆: (1)表面温度:最高表面温度不应超过车辆使用场所内存在的爆炸性气体的最低点燃温度。不应采用隔热措施来降低表面温度。 (2)静电:车辆上所有大于100c㎡的金属部件都应连接到车架上,以保持电位平衡。为了防止静电电荷积累,车辆上所有的金属部件都应对地有良好的导电性。 (3)电气系统:当电源电极与车架绝缘(IT系统)时,电气安装应为双极式布线,但绝缘监控装置和本安线路除外。 (4)可燃气体探测器:气体探测系统应配备报警装置,在达到校准气体最低爆炸下限 (LEL)10%时应报警,在达到代表车辆气体类别的校准气体爆炸下限(LEL)25%时,车辆 应实现有控制的自动停车 (5)摩擦离合器:摩擦离合器摩擦部件所用材料应为非金属和铸铁,或者,非金属和与铸铁具有同样摩擦特性的材料;不应使用轻金属合金。 (6)停车制动器:停车制动器应使用听觉或视觉警告装置来指示其使用状态。
2.Gb级车辆 (1)离合器:摩擦型离合器应满足在整个运行过程中,离合器都应浸在润滑液中。润滑液的液位应能被观察到。 (2)制动器:在整个运行过程中,制动器应浸在润滑液中。润滑液的液位应能被观察到。制动器摩擦部件所用材料应为非金属和铸铁;不应使用轻金属合金。非金属化合物不应含有金属成分。在制动器摩擦片严重磨损或制动器有轴向窜动的情况下,系统应能避免制动器摩擦片底板与相关金属部件发生接触、摩擦。
其他要求
1.出厂温度试验
车辆出厂前,制造商应对每辆车辆进行左、右制动器表面温度测试试验应在正常运行条件下进行;试验时允许调整左、右制动器制动鼓与摩擦片之间的间隙。 试验用半导体点温计或红外测温计来测量制动器的表面温度。测试结果表明左、右制动器的表面温度相差不超过5K,则认为左、右制动器制动鼓和摩擦片之间的间隙调整合格。
设计要求
1.一般要求 (1)规光车、观光列车的每节车厢应当设置存放灭火器的位置,并且该位置应当便于灭火器的取用; (2)观光车辆所有车轮上均应当设置行车制动装置,并能够由司机直接操纵; (3)观光车辆应当采用非封闭的车身结构;
2.装置与系统 (1)动力源为蓄电池的场车,应当设置蓄电池固定装置。对标称直流电压超过120V的蓄电池,应当有防护措施,保证蓄电池箱未经允许时不能被打开; (2)叉车的传动系统:静压传动叉车,只有处于制动状态时才能启动发动机;——机械和液力传动的内燃叉车,应当配备在传动装置处于接合状态时,能防止发动机启动的装置。
3.制动系统 (1)场车应当设置行车、驻车制动系统,并且有相应的制动装置; (2)坐驾式叉车和观光车辆的行车制动系统与驻车制动系统应当由独立的装置进行操作; (3)驻车制动系统应当通过纯机械装置把工作部件锁止,手柄操纵的驻车制动控制装置应当有防止意外释放的功能,坐驾式车辆的司机在座位上就可以实现驻车制动。 (4)观光车行车制动系统应当采用双管路或者多管路; (5)观光车在满载状态下,制动力能够保证使其在满载最大爬坡度的上、下方向驻车; (6)观光列车车厢与牵引车头意外脱离后,车厢应当能自行制动,牵引车头的制动仍应有效。
4.叉车液压系统 (1)应当设置能防止系统内压力超过预定值的装置,此装置的设计和安装能够避免意外的松动或者调节,调整压力需要使用工具或者钥匙: (2)叉车液压系统用软管、硬管和接头至少能承受液压回路3倍的工作压力。
5.电气和控制系统 (1)场车启动应当设置开关装置,需要由钥匙、密码或者磁卡等才能启动; (2)电动场车控制系统应当具有欠电压、过电流、过热和过电压保护功能; (3)电动场车的电气系统应当采用双线制,保证良好的绝缘; (4)电动场车应当设置非自动复位且能切断所有驱动部件电源的紧急切断装置。 (5)动力源为蓄电池的场车充电,应当保证电源与车辆控制电路分离,场车不能通过自身的驱动系统行驶,插接器应当有定向防护,防止插接器接反。
6.安全防护装置 (1)乘驾式叉车和观光车辆应当设置由司机控制、能够发出清晰声响的警示装置(至少包括喇叭、倒车蜂鸣器),其中,设计为司机侧站或者侧坐驾驶的叉车可不设置倒车蜂鸣器; (2)观光车辆应当在左右各设置一面后视镜,坐驾式平衡重式叉车和侧面式叉车应当设置一个或者多个后视镜。如果采用摄像显示装置代替后视镜,应当能满足后视镜的同等功能。 (3)叉车应当设置下降限速装置、门架前倾自锁装置,如果下降限速阀与升降油缸采用软管连接,还应当有防止爆管装置; (4)起升系统应当设置防越程装置,避免货叉架和门架上的运动部件从门架上端意外脱落; (5)观光列车的最后一节车厢内,应当设置安全员专用座椅,并且设置安全员与司机双向沟通的装置: (6)规光列车的牵引在接装置上,应当设置防止观光列车在行驶中因振动和撞击而使连接脱开的安全装置; (7)观光列车的牵引车头、车厢的所有连接部位,应当设置当牵引连接失效后的二次保护装置
旅游观光车
(6)行驶过程中乘客不应离开座位或身体探出车体轮廓之外。
(9)应避免突然起步、停车及高速转弯。车辆起步时,方向盘不应处在极限位置(特殊情况除外)。
(10)十字路口、视线受阻或危险地段,应降低车速、鸣笛示警通过。不应超越同向行驶的其他车辆
(13)观光车在坡道上运行,应遵守下列规则:
①缓慢地通过上、下坡道。
③下坡时不应空挡滑行。
②不应在坡面上调头,不应横跨坡道运行。
④靠近坡道、高站台或平台边缘时,车身与站台或平台边缘之间的距离至少为观光车一个轮胎的宽度。
驾驶员离开车辆时,应使车辆处于空档位置:——关闭动力源,拉紧停车制动器:拔出钥匙
(16)加注燃料前,驾驶员应关闭发动机,制动观光车。
观光车辆行车制动系统应当采用双管路或者多管路;
观光车辆制动力能够保证在额定载荷状态下,使其在最大爬坡度的上、下方向驻车;
2.蓄电池车 (叉车、非公路旅游观光车)
蓄电池观光车辆充电时,应当保证电源与主电路分离;
(1)车辆行驶前要检查蓄电池壳体是否有裂纹、极板是否提起、电解质是否泄漏、电解液比重是否合适。
(2)蓄电池是有毒、酸性的, 因此在蓄电池周围工作时,应穿防护服,戴防护镜
(3)不要把蓄电池暴露在火花和明火中,以免引起爆炸。
第九节 客运索道
(一)客运索道
是指动力驱动,利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运送人员的机电设备, 包括客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。
(二)客运索道分类
1.客运架空索道
1)按索系分:
单线架空索道、双线架空索道
2)按吊具运行方向分:
循环(连续、脉动)式架空索道、
往复式架空索道
循环式架空索道:
用一根首尾相接的环行钢丝绳(运载索)绕于驱动轮和迂回轮上,中间支撑在各支架的托压索轮组上,并用张紧装置张紧,保证运载索具有一定的初张力,利用摩擦原理带动运载索做循环运动。
其特点是爬坡能力大,安全可靠,维护简单,易实现机械化、自动化。 其安全级别等同于飞机,设计、制造、安装、使用和管理要求较高。
往复式架空索道:
两侧各用一根或两根钢丝绳(承载索)作为载具轨道, 由牵引索牵引客车沿承载索往复运动。
优点是爬坡能力大,可跨越大跨度,客车距地高度允许超过100m; 客车数量少;支架少,便于维护;运行效率高,可运送大件重物,救护简单方便 缺点是运输能力与索道长度成反比,候车时间长,造价高,一旦发生故障,易产生大的影响和损失。
3)按抱索器类型分:
固定抱索器、脱挂抱索器
4)按吊具类型分:
吊厢式、吊篮式、吊椅式
2.客运缆车
利用钢丝绳作为牵引动力,带动车厢在两站之间轨道上做往复运动或循环移动的运送乘客的设线路在地面,安全性高,便于营救
3.客运拖牵索道
利用一根钢丝绳(运载索)绕过驱动轮和迂回轮,在地面上载客。成本低,结构简单,操作方中途可随时上下,不能与滑雪道交叉,乘客必须穿滑雪板等用具。 高位(低位):拖牵索距地面高度2m以上(小于2m)
一、客运索道使用安全管理
在使用许可厂家的合格产品、登记建档、建立制度、定期检验等方面与锅炉使用安全管理基本相同。 作业人员方面,客运索道作业人员应取得客运索道作业人员证书。 日常检查:每日使用前,使用单位应进行试运行和例行安全检查,对设备进行日常维护保养,至少每月一次自行检查;安全附件、安全保护装置、测量调控装置及有关仪器仪表进行定期校验、检修,并做出记录。
发现问题或异常情况时,应立即向安全管理人员和单位负责人报告,并及时处理,紧急情况时,安全管理人员可以决定停止使用设备并及时报告本单位负责人;出现故障时,应对设备进行全面检查,消除事故隐患后,方可重新投入使用。
二、客运索道应具备的安全装置
(一)单线循环固定抱索器客运架空索道
1.站内 机械设施 及安全装置
(3)驱动迂回轮应有防止钢丝绳滑出轮槽的装置。
(4)制动液压站和张紧液压站应设有手动泵,当液压系统出现故障时可以用手动泵临时进行工作。并设有油压上下限开关,上限泄油、下限补油。
(5)张紧小车前后均应装设缓冲器防止意外撞击。
吊厢门应安装闭锁系统,不能由车内打开,也不能由于撞击或大风的影响而自动开启
应设行程保护装置,在张紧小车、重锤或油缸行程达到极限之前,发出报警信号或自动停车
2.站内 电气设施 及安全装置
(1)减速机应设有润滑油保护装置。
(2)站台、机房、控制室应设蘑菇头带自锁装置的紧急停车按钮。
(3)有负力的索道应设超速保护,在运行速度超过额定速度15%时,能自动停车。
(4)在风力最大处设风向风速仪,在有人的站房设置风速显示装置。
(5)站房之间应有独立的专用电话。至少要有一个站房或在站房附近有外线电话。 紧急情况(如主电网断电)电话仍可正常使用,并应配备足够的无线对讲机,满足运行和检查维修工作的需要。
沿线路应有通信方式(如支架上或吊厢中设扬声器),特殊情况下,可及时通知乘客
(7)所有沿线的安全装置和站内的安全装置组成联锁安全电路,在线路中任何位置出现异常时,应能自动停车并显示故障位置。 索道紧急制动或突然断电后,在事故开关复位之前,不能重新启动驱动装置。
如索道夜间运行时,站内及线路上应有针对性照明,支架上电力线不允许超过36V
(9)对于单线循环固定抱索器脉动式索道还应增加两条要求: ①应配备至少两套不同类型、来源及独立控制的进站减速控制装置;每套装置应能可靠减速。—②应设有进站速度检测开关,当索道减速后,应能按设定减速曲线可靠减速至低速进站,若未按设计减速或设定的低速进站时,检测开关控制自动紧急停车
(10)对于单线固定抱索器往复式索道另应增加两条要求: ①应设越位开关,在客车超越停车位置时,索道应能自动紧急停车。 ②开车时站台间应设有信号联络控制系统,在站台未发开车信号前,索道不能启动
3.线路 机电设施 及安全装置
(1)沿线路不能垂直救护时,应配备水平救护设施。 吊具距地大于15m时,应有缓降器救护工具,绳索长度应适应最大高度救护要求。
(2)压索支架应有防脱索二次保护装置及地锚。 (3)托压索轮组内侧应设有防止钢丝绳往回跳的挡绳板,外侧应安装捕捉器和U型开关,脱索时接住钢丝绳并紧急停车。
(二)单线循环脱挂抱索器客运架空索道
2.站内 电气设施 及安全装置
(4)道岔应设有闭锁安全监控装置,保证道岔在发车和收车位置时的安全。
(5)应设有钢丝绳位置检测开关,当钢丝绳偏离设定位置时,索道应自动停车。
(6)应设有开关门检测开关,当已过开关门轨道后,吊厢门未关闭或打开时,索道应自动停车
(7)应设有抱索器松开和闭合状态检测开关,当抱索器在挂结前未打开钳口,或过了脱开段后,抱索器未脱开钢丝绳,索道应自动停车。
(8)应设有抱索器抱紧力和外形监测装置,钳口抱索形状若不符合要求自动停车。
(9)应设有接地棒,解决钢丝绳防雷接地问题。
(10)站房检查维修平台上应有维修闭锁开关。
3.线路机电设施 及安全装置
高度10m以上支架爬梯应设护圈, 超过25m时,每隔10m设休息平台,检修平台应有扶手或护栏。
(三)双线往复式客运架空索适应具备的安全装置
1.站内机械设施及安全装置
(9)吊架与车厢连接处应有减震措施。车厢定员大于15人和运行速度大于3m/s的索道客车吊架与运行小车之间应设减摆器。
三、客运索道使用安全技术
(二)客运索道 的日常检查
(1)客运索道每天开始运行之前,应彻底检查全线设备是否处于完好状态, 在运送乘客之前应进行一次试车,确认安全无误并经值班站长或授权负责人签字后方可运送乘客。 (2)司机除按运转维护规程操作外,对驱动机、操作台每班至少检查一次。
(3)值班电工、钳工对专责设备每班至少检查一次, 线路润滑巡视工每班至少全线巡视一周(线路长的索道,可分段分工检查)。
(4)若设备停运期间遇到恶劣天气(风暴、暴雪、冰雹),应对线路进行彻底的检查,证明一切正常后方可运送乘客。 如果是事故停车,造成运行中断,只有在排除了故障或采取了有关安全措施,且必须经值班站长同意后,方可重新运送乘客。 紧急情况下运转,索道站长或其代表一定要在场,才允许在事故状态下再开车以便将乘客运回站房。
(三)客运索道 的检查和维修
(1)应在规定的时间内对钢丝绳和抱索器进行无损探伤。 对于单线循环式索道上运载工具间隔相等的固定抱索器,应按规定的时间间隔移位
(2)运营后每1~2年应对支架各相关位置(如中心点、托压索轮及支架横担水平度、垂直度、支架形变等)进行检测,以防止发生脱索等重大事故。
第十节 大型游乐 设施
(一)游乐设施
广义上除可包括具有动力的游乐器械外, 还包括为游乐而设置的构筑物和其他附属装置以及无动力的游乐载体。
指用于经营范围的,承载乘客游乐的设施,范围规定为设计最大运行线速度大于或等于2m/s,或者运行高度距地面高于或等于 2m 的载人游乐设施。
(四)游乐设施现场工作条件
每日投入运营前,使用单位必须进行试运行和相应的安全检查,并记录检查情况。 每次运行前,作业和服务人员必须向游客讲解安全注意事项,并对安全装置进行检查确认。 室外游乐设施在暴风雨等危险的天气条件下不得操作和使用: 高度超过20m的游乐设施在风速大于15m/s时,必须停止运行。
一、大型游乐设施使用安全管理
在使用许可厂家的合格产品、登记建档、建立制度、定期检验等方面与锅炉使用安全管理基本相同。 作业人员要求方面,大型游乐设施安全管理人员和操作人员,必须取得相应资质后,方能从事相关工作。
(1)年检
每年进行一次全面检查,必要时要进行载荷试验,并按额定速度进行起升、运行、回转、变速等机构的安全技术性能检查。
(2)月检:
各种安全装置;动力装置、传动和制动系统:绳索、链条和乘坐物: 控制电路与电气元件:备用电源。
(3)日检:
控制装置、限速装置、制动装置和其他安全装置:运行正有无异常噪声振动: 易磨损件状况;——门联锁开关及安全带;——润滑点的检查和添加润滑油: 重要部位(轨道、车轮)正常。
二、大型游乐设施的安全装置
1乘人安全束缚装置(安全带、安全压杠和挡杆)
游乐设施乘人可能在乘坐物内被移动、碰撞、甩出、滑出时,必须设有乘人安全束缚装置。对危险性较大的游乐设施必要时应考虑设两套独立的束缚装置。
束缚
(1)束缚装置应可靠地固定在游乐设备的结构件上。
(2)乘人装置的座位结构和形式,自身应具有一定的束缚功能。
(3)束缚装置的锁紧装置在游乐设施出现功能性故障或急停刹车时, 仍能保持其闭锁状态,除非采取疏导乘人的紧急措施。
(4)束缚装置应可靠、舒适,与乘人直接接触的部件有适当的柔软性。
2锁紧装置(锁具)
锁具是人体束缚装置的重要组件,具有开和闭两种状态。 当处于闭的状态时,安全保护装置将乘客约束在座位上,运行过程中, 不能自行打开且乘客不能打开,必须在设备停止后由操作人员打开。
3吊挂乘坐 的保险装置
(1)吊挂座椅保险装置。吊挂座椅除用4根钢丝绳吊挂外,还必须设置4根保险绳。
(2)吊挂摆动舱的保险装置。吊挂臂是销轴连接,增加保险绳,防止销轴损坏坠落事故
4止逆行装置 (止逆装置)
沿斜坡牵引的提升系统,必须设有防止载人装置逆行的装置, 止逆装置逆行距离的设计应使冲击负荷最小,在最大冲击负荷时必须止逆可靠。
5制动装置
包括对电动机的制动和对车辆的制动。 电动机制动有机械制动和电气制动两种,车辆制动主要是机械制动。
6超速限制装置 (限速装置)
采用直流电机驱动或者有速度可调系统时,必须设有防止超速的限速装置
7运动限制装置 (限位装置)
绕水平轴回转并配有平衡重的游乐设施,乘人部分在最高点有可能出现静止状态时,应有防止或处理该状态的措施:——油缸或气缸行程的终点,应设置限位装置。 当行程开关的机械触头碰上挡块时,切断了控制电路,机械就停止运行或改变运行状态,由于机械的惯性,行程开关有一定的“超行程”以保护开关不受损坏。
8防碰撞及缓冲装置
同一轨道、滑道、车道有多组无人操作的车辆时,应设防碰撞的自动控制装置和缓冲装置。有人操作的,应设缓冲装置。
(1)防碰撞装置在车辆运行到危险距离时发出警报并切断电源,制动器制动。 主要有激光、超声波、红外线和电磁波等形式。
(2)缓冲器分蓄能和耗能两种形式, 前者以弹簧和聚氨酯材料为缓冲材料,后者主要是油压缓冲器。
三、大型游乐设施使用安全技术
(三)游乐设施运营中操作、服务人员应特别注意事项
1.操作人员应特别注意事项
(1)运营前操作人员空车按实际工况运行2次以上。
(3)乘客产生恐惧、大声叫喊时,应立即停机,让恐惧乘客下来。
(5)紧急停止按钮的位置,必须让本机台所有取得证件的操作人员都知道,以便需要紧急停车时,每个操作员都能操作。
防火防爆
采用宽度标尺
第一节 火灾爆炸 事故机理
(一)燃烧和火灾的定义、条件
燃烧
是可燃物与氧化剂作用发生的放热化学反应,通常伴有火焰、发光和(或)烟气的现象。
火灾
是在时间或空间上失去控制的燃烧。
燃烧(火灾)发生的必要条件:
氧化物、可燃物、热源(温度、点火源),即燃烧的三要素,缺一不可。 燃烧发生后要使燃烧继续发展下去,必须存在物质的链式反应未受到抑制
燃烧(火灾)发生的充分条件:
1.一定量的可燃剂浓度;
2.一定的氧含量;
3.一定的点火能,必须达到可燃物最小点火能以上。
(二)燃烧和火灾的过程和形式
1. 燃烧过程
可燃物质的聚集状态不同, 其受热后所发生的燃烧过程也不同。 除结构简单的可燃气体外, 大多数可燃物质的燃烧并非是物质本身在燃烧, 而是物质受热分解出的气体或液体蒸气在气相中的燃烧
2.燃烧形式
1. 扩散燃烧
指可燃气体由喷口(管口或容器泄漏口)喷出,在喷口处与空气中的氧互相扩散、混合,当达到可燃浓度并有足够能量的点火源时形成的燃烧。
扩散燃烧,通常是可燃气体与氧气边扩散混合边燃烧。 如天然气井口发生的井喷燃烧、打火机的燃烧、放空火炬。
2. 预混燃烧 威力最大
又称混合燃烧、动力燃烧、爆炸式燃烧, 是指在燃烧(或燃爆)前,可燃气体与空气通过旋流器进行充分混合,并形成一定浓度的可燃气体混合物,被点火源点燃所引起的燃烧或爆炸。
由于混合物性质、聚集状态(雷诺数、混合比、混合均匀度、空间机构)、点火源功率的不间,其化学反应速度有很大差别,可表现为燃烧、爆燃、爆炸、爆轰。
如接力用火炬的火焰、气体切割焊接、气体爆炸等。 失去控制的混合燃烧往往会造成重大的经济损失和人员伤亡。
3. 蒸发燃烧
可燃液体蒸发产生的蒸气被点燃,进而加热液体表面促使其继续蒸发、继续燃烧的现象,如酒精、汽油、苯等。 熔点较低的可燃固体受热后熔融,然后像可燃液体一样蒸发成蒸气而燃烧,也称为蒸发燃烧,如硫、沥青、石蜡、高分子材料、奈和樟脑等的燃烧。
4. 分解燃烧
指分子结构复杂的固体可燃物,在受热分解出其组成成分及加热温度相应的热分解产物再氧化燃烧。如木材、纸张、棉、麻、毛及合成的高分子材料等的燃烧。
5. 表面燃烧
指有些固体可燃物的蒸气压非常小或难以发生热分解,不能发生蒸发或分解燃烧,当氧气包围物质的表层时,呈炽热状态发生无火焰燃烧,属于非均相燃烧。如木炭、焦炭,以及铝、镁、铁、钨等金属的燃烧。
6. 阴燃
指某些固体可燃物在空气不流通、加热温度较低或可燃物含水分较多等条件下发生的只冒烟、无火焰的燃烧现象。有焰燃烧和阴燃在一定条件下可以相互转化。 如大量堆放的煤、杂草、湿木材等。
(三)火灾的分类
(2)按发生场地与燃烧物质 可将火灾分为:
建筑火灾、物资火灾(库)、生产工艺火灾(厂矿)、原野火灾(自然:森林、草原)、 运动器火灾(交通工具)和特种火灾(战争、地震、放射性区域)。
(3)按照一次火灾事故造成的人员伤亡情况和直接财产损失,火灾等级划分为4类。
(四)火灾基本概念及参数
1.引燃能 越小火灾危险性越大
指释放能够触发初始燃烧化学反应的能量,也叫最小点火能, 影响其反应发生的因素包括温度、释放的能量、热量和加热时间。
2.着火延滞期
也称为诱导期或感应期,指可燃性物质和助燃气体的混合物在高温下从开始暴露到起火的时间或混合气着火前自动加热的时间 在燃烧过程中又称为着火延滞期或着火落后期,单位ms。
3. 闪燃 与 闪点
闪燃指在一定温度下,在可燃液体表面上能产生足够的可燃蒸气,遇火能产生一闪即灭的燃烧现象
闪点指在规定条件下,易燃和可燃液体表面能够蒸发产生足够的蒸气而发生闪燃的最低温度。 闪点是衡量物质火灾危险性的重要参数。一般情况下闪点越低,火灾危险性越大 石油的闪点为-21℃,乙醚的闪点为-45℃,乙醇的闪点为11℃。 同一物质的开杯闪点比闭杯闪点高。
4.燃 点
着火指可燃物与火源接触而燃烧,并且在火源移去后仍能继续保持燃烧的现象。 可燃物质发生着火的最低温度为燃点(着火点)。燃点越低,火灾危险性越大。
5. 自燃 和 自燃点
自燃是指物质在通常的环境条件下(没有外界火源)自行发生燃烧的现象。 分为化学自燃和热自燃两种。 化学自燃是物质在常温下依靠自身的化学反应而发生的自燃,一般只有一些特殊物质可发生化学自燃,例如金属钠暴露在空气中的自发着火。 热自燃则是物质在某些因素的作用下,其周围的温度逐渐升高,当达到一定温度而发生的燃烧现象,例如长期堆积的原煤、烟叶、棉纱等发生的自燃。
自燃点是在规定的条件下,物质不用任何辅助引燃能源而达到自行燃烧的最低温度。 液体和固体可燃物受热分解并析出的可燃气体挥发物越多,其自燃点越低; 固体可燃物粉碎得越细,其自燃点越低。
汽煤柴蜡渣油, 汽自高,汽闪低
6.热分解温度
指可燃物质受热发生分解的初始温度。它是评价可燃固体的火灾危险性主要指标之一,固体的热分解温度越低,燃点也低,火灾的危险性越大。
7.火灾危险性
火灾危险性分类可分为生产、储存物品、可燃气体和可燃液体的火灾危险性分类4种。
生产的火灾危险性分类分为
甲、乙、丙、丁、戊级;
储存物品的火灾危险性分类分为
甲、乙、丙、丁、戊级;
可燃气体的火灾危险性分类分为
甲、乙级;
可燃液体的火灾危险性分类分为
甲、乙、丙级。
(五)典型火灾的发展规律——分为初起期、发展期、最盛期、减弱至熄灭期。
初起期
火灾开始发生的阶段,这一阶段可燃物的热解过程至关重要,主要特征:冒烟、阴燃
发展期
是火势由小到大发展的阶段,一般采用T平方特征火灾模型来简化描述该阶段非稳态火灾热释放速率随时间的变化, 即假定热释放速率与时间的平方成正比,轰燃就发生在这一阶段。
最盛期
火灾燃烧方式是通风控制火灾,火势的大小由建筑物的通风情况决定。
减弱至 熄灭期
是火灾由最盛期开始消减直至熄灭的阶段,熄灭的原因可以是燃料不足、灭火系统的作用等。
因建筑物内可燃物、通风条件不同,火灾有可能达不到最盛期,缓慢发展后就熄灭了
二、爆炸
(一)爆炸及其分类
1.爆炸的定义
(1)爆炸过程高速进行。
(2)爆炸点附近压力急剧升高,多数爆炸伴有温度升高。
(3)发出或大或小的响声。
(4)周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏。
爆炸最主要的特征是爆炸点及其周围压力急剧升高
2.爆炸分类
二)爆炸破坏作用
1.冲击波 (爆炸的气体产物)
其对建筑物的破坏程度与冲击波能量的大小、建筑物的坚固程度及其距产生冲击波的中心距离有关。
2.碎片冲击
3.震荡作用
爆炸发生时,特别是较猛烈的爆炸往往会引起短暂的地震波。 地震波会导致建筑物的震荡、开裂、松散、倒塌等危害。
4.次生事故
有可燃物,会造成火灾;——人受冲击波或震荡作用,造成高处坠落事故; 粉尘作业场所,冲击波会使积存在地面的粉尘扬起,引起更大范围的二次爆炸
5.有毒气体
爆炸反应中会生成一定量的C0、N0、HS、S0,等有毒气体。
三) 可燃气体爆炸
1.分解爆炸性气体爆炸
即使在没有氧气的情况下,也能被点燃爆炸。
它们在温度和压力作用下发生分解,产生相当数量的分解热,这为爆炸提供了能量。 分解热是分解爆炸的内因,温度和压力是外因。
分解爆炸的敏感性与压力有关。分解爆炸所需的能量,随压力的升高而降低。 当压力低于某值时,就不再产生分解爆炸,此压力称为分解爆炸的极限压力(临界压力)。
乙炔、乙烯、环氧乙烷;还有臭氧O₃、联氨N₂H₄、丙二烯、甲基乙炔、乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氰化氢、四氟乙烯等分解性气体
带乙的二货
乙炔(CH)受热或受压时,容易发生聚合、加成、取代或爆炸性分解等反应。温度达到200~300℃时发生聚合反应,反应热会加速聚合反应。 当温度升至700℃时,未聚合的乙炔就会发生爆炸性分解(生成C和H)。乙炔因火焰、火花引起分解爆炸的情况较多,也有因开关阀门所伴随的绝热压缩产生热量而发火爆炸
当乙炔压力较高时,应加入氮气等惰性气体加以稀释, 乙炔与铜、银、汞等重金属反应生成爆炸性的乙炔盐,乙炔盐轻微撞击便能发生爆炸而使乙炔着火
爆炸极限
概念:当可燃性气体、蒸气或可燃粉尘与空气(或氧)在一定浓度范围内均匀混合,遇到火源发生爆炸的浓度范围称为爆炸浓度极限,简称爆炸极限。
五)粉尘爆炸
2.能够爆炸的粉尘: ①金属类(如镁粉、铝粉、其他金属等);②煤炭类(如活性炭、煤等);③粮食类(如面粉、淀粉、玉米粉、啤酒麦芽粉、麦糠、大麦粉等);④合成材料类(如塑料、染料、合成洗剂、合成黏结剂等);⑤饲料类(如血粉、鱼粉、饲料粉等);⑥农副产品类(如棉花、烟草、砂糖等);⑦林产品类(如纸粉、木粉等)
2.特点
(1)粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小, 但燃烧时间长,产生的能量大,破坏程度大。
(2)爆炸感应期较长。尘粒的表面分解或蒸发阶段及由表面向中心延烧的过程。
(3)有产生二次爆炸的可能性。
(4)粉尘有不完全燃烧现象。燃烧后的气体中含有大量的CO及粉尘(如塑料粉)自身分解的有毒气体,会伴随中毒死亡的事故。
3.条件
(1)粉尘本身具有可燃性。
(2)粉尘悬浮在空气(或助燃气体)中并达到一定浓度。
(3)有足以引起粉尘爆炸的起始能量(点火源)
4.过程
粉尘爆炸过程与可燃气爆炸相似,但有两点区别: 一是粉尘爆炸所需的发火能要大得多;
二是在可燃气爆炸中,促使温度上升的传热方式主要是热传导; 而在粉尘爆炸中,热辐射的作用
5.危险性 影响因素
粉尘粒度越细,分散度越高,可燃气体和氧的含量越大,火源强度、初始温度越高,湿度越低,惰性粉尘及灰分越少,爆炸极限范围越大,粉尘爆炸危险性也就越大
粉尘爆炸压力及压力上升速率(dp/dt)主要受粉尘粒度、初始压力、粉尘爆炸容器、湍流度等因素的影响。
粒度对粉尘爆炸压力上升速率的影响比其对粉尘爆炸压力的影响大得多。 当粉尘粒度越细,比表面积越大,反应速度越快,爆炸上升速率就越大。
粉尘爆炸在管道中传播碰到障碍片时,因湍流的影响,粉尘呈漩涡状态, 使爆炸波阵面不断加速。当管道长度足够长时,甚至会转化为爆轰。
6.粉尘爆炸机理
1)气相点火机理:从最初的粉尘粒形成到发生爆炸的过程,粉尘粒子表面通过热传导和热辐射从火源获得能量,使表面温度极具升高,达到粒子加速分解的温度,形成粉尘蒸汽或分解气体。
2)表面非均相点火机理:氧气与表面颗粒直接发生反应,使颗粒表面发生点火。
3)粉尘爆炸与气体爆炸的区别:①粉尘爆炸的发火能要比气体爆炸大得多。②在可燃气体爆炸中,促使温度上升的传热方式主要是热传导;而在粉尘爆炸中,热辐射的作用大
第二节 防火防 爆技术
火灾爆炸预防基本原则
一是防止和限制可燃可爆系统的形成:
二是当燃烧爆炸物质不可避免地出现时,要尽可能消除或隔离各类点火源
三是阻止和限制火灾爆炸的蔓延扩展,尽量降低火灾爆炸事故造成的损失
点火源及其控制
消除点火源是防火和防爆的最基本措施。
(一) 明火
1.加热用火的控制
加热易燃物料时,要尽量避免采用明火设备,而宜采用热水或其他介质间接加热, 如蒸汽或密闭电气加热等加热设备,不得采用电炉、火炉、煤炉等直接加热。
明火加热设备的布置,应远离可能泄漏易燃气体或蒸气的工艺设备和储罐区,并应布置在其上风向或侧风向。对于有飞溅火花的加热装置,应布置在上述设备的侧风向。
如果存在一个以上的明火设备,应将其集中于装置的边缘。 如必须采用明火,设备应密闭且附近不得存放可燃物质。
2.维修焊割用火的控制
(1)在易燃物料的设备、管道动火,或在可燃可爆区域内动火时,应将系统和环境进行彻底的清洗或清理。与其他系统连通的,应将连接管道拆下断开或加堵金属盲板隔绝,再进行清洗。然后用惰性气体吹扫置换,气体分析合格后方可动焊。
隔清吹分
爆炸下限>4%的可燃气体或蒸气,浓度应≤0.5%; 爆炸下限<4%的可燃气体或蒸气,浓度应≤0.2%。
大405,小402,4-10--1%
(2)动火现场应配备必要的消防器材,并将可燃物品清理干净。可能积存可燃气体的沟、坑、下水道及其附近,应用惰性气体吹扫干净,再用非燃材料遮盖(如石棉板)。
(3)气焊作业时,应将乙炔发生器放置在安全地点,以防回火爆炸伤人或将易燃物引燃。
(4)电杆线破残应及时更换或修理, 不得利用与易燃易爆生产设备有联系的金属构件作为电焊地线。
3.其他明火
存在火灾和爆炸危险的场所,不得使用蜡烛、火柴或普通灯具照明、禁止吸烟和携带火种; 汽车、拖拉机一般不允许进入,如确需进入,排气管上应安装火花熄灭器; 明火与有火灾爆炸危险的厂房和仓库保证足够安全间距,如化工厂内的火炬与甲乙丙生产装置、油罐和隔油池保证100m的安全距离。
(二) 摩擦 和 撞击
轴承摩擦发热、铁器和机件的撞击、钢铁工具的相互撞击、砂轮的摩擦、铁桶开裂也能产生火花。在易燃易爆场合应避免这种现象发生,如工人应禁止穿钉鞋,不得使用铁器制品。 搬运储存可燃物体和易燃液体的金属容器,应使用专用运输工具,禁止在地面上滚动、拖拉、抛掷,防止碰撞:吊装时防止吊绳断裂下坠发生危险; 机器设备不能用不发生火花的金属时,应使其在真空或惰性气体中操作。
在有爆炸危险的生产中,机件的运转部分应该用两种材料制作,其中之一是不发生火花的有色金属材料(如铜、铝)。轴承应有良好的润滑, 敲打工具使用铍铜合金或包铜的钢制作,地面铺沥青、菱苦土等较软的材料。
五) 化学能 和 太阳能
在常温下能发生氧化自燃的物质,应保存在水中(液封);
与水接触分解出放出可燃气体的物质。如电石与水作用分解放出乙炔,轻金属钠遇水分解出氢气,五硫化磷遇水分解出硫化氢等,应注意防潮:
有些受热升温分解出催化作用气体,如硝化棉、赛璐珞等释放氧化氮和热,氧化氮进一步催化分解导致燃烧和爆炸。以上物质必须防热、通风。
凸透镜、圆形玻璃瓶、有气泡玻璃瓶会聚光。有爆炸危险的厂房必须遮阳,窗户采用磨砂玻璃
三、 爆炸控制
防止爆炸的一般原则: 一是控制混合气体中的可燃物含量处在爆炸极限以外;——二是使用惰性气体取代空气; 三是使氧气浓度处于其极限值以下。为此,应防止可燃气体向空气泄漏,或防止空气进入可燃气体中;控制、监视混合气体组分;装设报警装置和设施。
(一) 惰性气体保护
化工生产中惰性气体主要有氮气、二氧化碳、水蒸气、烟道气等。 以下情况通常需考虑采用惰性介质保护:
(1)可燃固体物质的粉碎、筛选处理及其粉末输送时,采用性气体进行覆盖保护。
(2)处理可燃易爆的物料系统,在进料前用惰性气体进行置换,以排除系统中原有的气体,防止形成爆炸性混合物。
将惰性气体通过管线与火灾爆炸危险的设备、储槽等连接起来,在万一发生危险时使用。
(4)易燃液体利用惰性气体充压输送。
在有爆炸性危险的生产场所,对有可能引起火灾危险的电器、仪表等采用充氮正压保护
(6)易燃易爆系统检修动火前,使用惰性气体进行吹扫置换。
(7)发现易燃易爆气体泄漏时,采用惰性气体冲淡;发生火灾时,用惰性气体进行灭火。
向可燃气体、蒸气或粉尘与空气的混合物中加入惰性气体,可以达到两种效果, 一是缩小甚至消除爆炸极限范围,二是将混合物冲淡。 氮气等惰性气体在使用前应经过气体分析,其中含氧量不得超过2%。
(二) 系统密闭和 正压操作
装盛可燃易爆介质的设备和管路,系统必须用水压试验来检查其密闭性。此外, 还可在接缝处涂抹肥皂液进行充气检测。无味气体可在其中加入显味剂(硫醇、氨等)
当设备内部充满易爆物质时,要采用正压操作,以防外部空气渗入设备内。 但压力也应控制,压力过高会增加泄漏甚至管道破裂,压力过低就会有空气渗入。 通常可设置压力报警器,在设备内压力失常时及时报警。
对爆炸危险度大的可燃气体或可燃粉尘以及危险设备和系统,在连接处应尽量采用焊接接头,减少法兰连接;——如果必须使用法兰连接时,应尽量选用止口连接面型。
三)厂房通风
绝对密闭很难办到,可燃气体、蒸气或粉尘总会从设备系统中泄漏出来,而且生产过程中某些工艺(如喷漆)会大量释放可燃性物质。因此,必须用通风的方法使可燃气体、蒸气或粉尘的浓度不致达到危险的程度,一般应控制在爆炸下限1/5以下。
(四)以不燃溶剂代替可燃溶剂
以不燃或难燃的材料代替可燃或易燃材料,是防火与防爆的根本性措施。
四、防火防爆安全装置及技术
防火防爆安全装置可以防止火灾爆炸的发生,阻止其扩展和减少破坏, 分为阻火隔爆装置与防爆泄压装置两大类。
一) 阻火及隔爆技术
阻火隔爆是通过隔离措施防止外部火焰窜入系统,或阻止火焰的蔓延, 分为机械隔爆(依靠固体或液体阻断火焰)和化学抑爆(通过释放化学物质抑制火焰)两类。
1.工业阻火器
分为机械阻火器、液封和料封阻火器。
常用于阻止爆炸初期火焰的蔓延。一些具有复合结构的机械阻火器也可阻止爆轰火焰的传播。其依靠本身的物理特性来阻火,在工业生产过程中时刻都在起作用,对流体介质的阻力较大。对于纯气体介质才是有效的。
2.主动式、被动式隔爆装置
靠自身某一元件的动作来阻隔火焰。
主动式(监控式)隔爆装置
由一灵敏的传感器探测爆炸信号,经放大后输出给执行机构, 控制装置喷洒抑爆剂或关闭阀门,从而阻隔爆炸火焰。
被动式隔爆装置
有自动断路阀、管道换向隔爆等形式, 由爆炸波推动隔爆装置的阀门或闸门来阻隔火焰
只是在爆炸发生时才起作用,因此在不动作时对流体介质的阻力小,有些隔爆装置甚至不会产生任何压力损失。
对气体中含有杂质(如粉尘、易凝物等)的输送管道,应当选用主、被动式隔爆装置为宜。
3.其他阻火隔爆装置
1) 单向阀
又称止逆阀,止回阀。在工业生产上,通常在系统中流体的进口和出口之间,与燃气或燃油管道及设备相连接的辅助管线上,高压与低压系统之间的低压系统上,或压缩机与油泵的出口管线上安置单向阀。
2) 阻火阀门
是为了阻止火焰沿通风管道或生产管道蔓延而设置的阻火装置。 在正常情况下,阻火阀门受环状或者条状的易熔金属的控制,处于开启状态。 一旦着火,温度升高,易熔金属即会熔化,此时阀门失去控制,受重力作用自动关闭,将火阻断在阀门一边。
3)火星熄灭器(防火罩、防火帽)
——火星熄灭器熄火的基本方法主要有
(1)当烟气由管径较小的管道进入管径较大的火星熄灭器中,气流由小容积进入大容积,致使流速减慢、压力降低,烟气中携带的体积、质量较大的火星就会沉降下来,不会从烟道飞出 (2)在火星熄灭器中设置网格等障碍物,将较大、较重的火星挡住;或者采用设置旋转叶轮等方法改变烟气流动方向,增加烟气所走的路程,以加速火星的熄灭或沉降。 (3)用喷水或通水蒸气的方法熄灭火星。
4.化学抑制防爆装置(简称化学抑爆、抑制防爆)
是在火焰传播显著加速的初期通过喷洒抑爆剂来抑制爆炸的作用范围及猛烈程度的一种防爆技术 原理:高灵敏度的爆炸探测器探测到爆炸发生瞬间的爆炸信号后,通过控制器启动爆炸抑制器,迅速将抑爆剂喷入被保护设备中,将火焰扑灭。 它可用于装有气相氧化剂中可能发生爆燃的气体、油雾或粉尘的任何密闭设备和管道中。
化学抑爆技术可以避免有毒或易燃易爆物料以及灼热物料、明火等窜出设备,对设备强度要求较低 适用于泄爆易产生二次爆炸,或无法开设泄爆口的设备以及所处位置不利于泄爆的设备。 常用的抑爆剂有化学粉末、水、卤代烷和混合抑爆剂等。
二) 防爆泄压技术
(1)当安全阀的入口处装有隔断阀时,隔断阀必须保持常开状态并加铅封。 (2)如安全阀用于排泄可燃气体,直接排入大气,则必须引至远离明火或易燃物,而且通风良好的地方,排放管必须逐段用导线接地以消除静电作用。 (3)液化气体容器上的安全阀应安装于气相部分,室内设备如蒸馏塔的安全阀、放空口宜引出房顶,并高于房顶2m以上。
1.安全阀
当超压时,安全阀泄出压力至安全范围内再自动关闭。 泄压时产生动力响声,还可起到报警的作用。
按整体结构及加载方式分:
杠杆式、弹簧式、脉冲式
按气体排放方式分:
全封闭、半封闭、敞开式
A
①杠杆式
利用重锤的质量和位置变化调整开启压力。 调整容易且较正确,加载不因阀瓣的升高而增加。 对振动敏感而产生泄漏,适于温度较高系统,不适于持续运行的系统。
②弹簧式
利用调整螺母来调整弹簧压力。弹簧力随开启高度变化,不利于阀的迅速开启结构紧凑,灵敏度较高。对振动不敏感,可用于移动式压力容器。 长期高温会影响弹簧力,不适于高温系统。
③脉冲式
结构复杂,通常只用于安全泄放量很大的系统或用于高压系统。
B
①全封闭式
排出的气体全部通过排放管排放,介质不外泄, 主要用于存在有毒或易燃气体的系统。
②半封闭式
排出的气体部分通过排放管排放,其他部分从阀盖或阀杆之间的缝隙漏出 多用于对环境无害气体系统。
③敞开式
没有排气管,直接排入大气,多用于压缩空气、水蒸气系统。
2.爆破片(又称防爆膜、防爆片)
介质不洁净、易于结晶或聚合的压力容器,或工作介质为剧毒气体或可燃气体(蒸气)里含有剧毒气体的压力容器,均不宜使用安全阀,应采用爆破片。
爆破片的防爆效率取决于它的厚度、泄压面积和膜片材料的选择。
设备和容器运行时,爆破片需长期承受工作压力、温度或腐蚀,还要保证设备的气密性,而且遇到爆炸增压时必须立刻破裂。 这就要求泄压膜材料要有一定的强度,以承受工作压力:有良好的耐热、耐腐蚀性;同时还应具有脆性,当受到爆炸波冲击时,易于破裂;厚度要尽可能薄,但气密性要好。
正常工作时操作压力较低或没有压力的系统,可选用石棉、塑料、橡胶或玻璃等材质的爆破片;操作压力较高的系统可选用铝、钢等材质;微负压操作时可选用2--3mm厚的橡胶板。 由于钢、铁片破裂时可能产生火花,存有燃爆性气体的系统不宜选其作爆破片。 在存有腐蚀性介质的系统,为防止腐蚀,可在爆破片上涂一层防腐剂。
爆破片应有足够的泄压面积,以保证膜片破裂时能及时泄放容器内的压力,防止压力迅速增加而致容器发生爆炸。 一般按1㎡容积取0.035----0.18㎡,但对氢和乙快的设备则应大于0.4㎡。 爆破片爆破压力的选定,一般为设备、容器及系统最高工作压力的1.15~1.3倍。 爆破片一般6~12个月更换一次。
3.泄爆设施
有爆炸危险的厂房或厂房内有爆炸危险的部位应设置泄压设施
(1)泄压设施宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易干泄压的门、窗等, 应采用安全玻璃等在爆炸时不产生尖锐碎片的材料。
(2)泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危险的部位。
(3)作为泄压设施的轻质屋面板和墙体的质量不宜大于60kg/㎡。
(4)屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。
第三节 烟花爆竹 安全技术
(二)烟花爆竹的组成、性质及产品分类与分级
1.组成
烟火药最基本的组成是氧化剂和还原剂。要获得理想的烟火效果,还应包括黏合剂、添加剂。
氧化剂:
高氯酸钾、硝酸钾、硝酸钡、硝酸锶、四氧化三铅等。
还原剂:
镁铝合金粉、铝粉、钛粉、铝渣、铁粉、木炭、硫磺、苯甲酸钾、苯二甲酸氢钾
黏合剂:
酚醛树脂、淀粉、虫胶、聚乙烯醇、硝化棉、单基火药、硝基漆、桃胶、糊精。
添加剂:
草酸钠、氟铝酸钠、氟硅酸钠、硫酸钡、聚氯乙烯、木炭、纸屑、锯末、香料、石蜡
2.特性
能量特征:
标志火药做功能力的参量,一般是指1kg火药燃烧时气体产物所做的功。
燃烧特性:
标志火药能量释放的能力,主要取决于火药的燃烧速率和燃烧表面积。 燃烧速率与火药组成和物理结构有关,还随初始温度和工作压力的升高而增大 加入增速剂、嵌入金属丝或将火药制成多孔状,均可提高燃烧速率。 燃烧表面积取决于火药的几何形状、尺寸和对表面积的处理情况。
力学特性:
指火药要具有相应的强度,满足在高温下保持不变形、低温下不变脆,能承受在使用和处理时可能出现的各种力的作用,以保证稳定燃烧。
安全性:
生产、使用、运输过程安全可靠。
4.产品级别
按照药量及所能构成的危险性大小,烟花爆竹产品分为A、B、C、D四级
A级:
由专业燃放人员在特定的室外空旷地点燃放、危险性很大的产品。
B级:
由专业燃放人员在特定的室外空旷地点燃放、危险性较大的产品。
C级:
适于室外开放空间燃放、危险性较小的产品。
D级:
适于近距离燃放、危险性很小的产品。
二、烟花爆竹基本安全知识
(一)烟花爆竹、原材料和半成品安全性能检测
8
1.摩擦感度:
指在摩擦作用下,火药发生燃烧或爆炸的难易程度。
3.静电感度:
包括两个方面,一是炸药摩擦时产生静电的难易程度(摩擦产生的静电量); 二是炸药对静电放电火花的感度。
2.撞击感度:
烟花爆竹药剂在冲击和摩擦作用下,炸药内部产生了所谓“热点”, 也叫灼热核。这些热点的温度超过了炸药的爆发点,成为爆炸的初始中心。 热点的半径越小,临界温度越高;——炸药的敏感度越低,临界温度越高。
4.爆发点:
使炸药开始爆炸变化,介质所需的最低温度。 爆发点越低,炸药对热的感度越高。爆发点不是一个严格稳定的量。
5.相容性:
内相容性:
是药剂中组分与组分之间的相容性。不同组分在使炸药性能提升的同时,会产生组分成分之间相互反应的问题,直接影响炸药储存、运输和使用的安全性、可靠性。
外相容性:
是把药剂作为一个体系,它与相关的接触物质(另一种药剂或结构材料)之间的相容性。比如,炸药与其包装材质之间的相容性会影响炸药的安全性。、
6.吸湿性:
烟火药的吸湿率应≤2.0%:笛音药、粉状黑火药、含单基火药的烟火药应≤4.0%。
7.水分测定:
烟火药的水分应≤1.5%:笛音药、粉状黑火药、含单基火药的烟火药应≤3.5%。
8.pH测定:
烟火药应为5~9。
9.烟花爆竹药剂 感度的影响因素
(1)温度:
药剂温度升高,各种感度都会增高。
(2)杂质:
惰性物质会使药剂感度发生变化,杂质主要影响药剂的机械感度。分为敏化剂和钝化剂。
(二)烟花爆竹、烟火药生产的安全措施
1.烟火药(裸药)制造过程中的防火防爆措施
1
(2)粉碎氧化剂、还原剂应分别在单独专用工房内进行,每栋工房定员2人; 粉碎前除尘;粉碎前后应筛除杂质:严禁将氧化剂和还原剂混合粉碎筛选; 粉碎筛选过一种原料后的机械、工具、工房应经清扫(洗)、擦拭干净才能粉碎筛选另一原料: 高感度的材料应专机粉碎;不应用粉碎氧化剂的设备粉碎还原剂。 粉碎时保持通风,防止粉尘浓度过高。
(4)烟火药各成分混合宜采用转鼓等机械设备,每栋工房定机1台,定员1人; 手工混药,每栋工房定员1人。
(5)黑火药制造宜采用球磨、振动筛混合,三元黑火药制造应先将炭和硫进行二元混合。
(6)进行二元或三元黑火药混合的球磨机与药物接触的部分不应使用铁制部件,可用黄铜、杂木、楠竹和皮革及导电橡胶等材料制成。进行烟火药混合的设备应达到不产生火花和静电积累的要求,不应使用易产生火花(铁质)和静电积累(塑料)材质。
(7)含氯酸盐等高感度药物的混合,应有专用工房,并使用专用工具。
《烟花爆竹安全与质量》(GB10631-2004)明确了不能使用氯酸钾配制烟火剂生产烟花爆竹
(8)每栋工坊药物混合应符合规定。多种烟火药混合每次限量按照各烟火药限量的平均值选取
(9)不应使用球磨机混合氯酸盐烟火药等高感度药物;—— 摩擦药的混合,应将氧化剂、还原剂分别用水润湿后方可混合,混合后的烟火药应保持湿度; 不应使用干法和机械法混合摩擦药;每次药物混合后,宜采用竹、木、纸等不易产生静电的材质容器盛装 湿药即混即用;干药在中转库的停滞时间≤24h; 湿法配制含铝、镁铝合金等活性金属粉末时,应做好通风散热。
(15)药物干燥应用日光、热水(溶液)、低压热蒸汽、热风干燥或自然晾干,不应用明火直接烘烤 干燥时控制药量、温度,干燥散热时不应翻动和收取,应冷却至室温收取。 散热间不应进行收取和计量包装操作,不应堆放成箱药物; 湿药和未经摊凉、散热的药物不应堆放和入库。
(16)药物计量包装应在专用工房内,每栋工房定员1人。
(17)引火线应机械制作,并在专用工房内;机械动力装置应与制引机隔离。
2.烟花爆竹产品生产过程中的防火防爆措施
(2)直接接触烟火药的工序应按规定设置防静电装置,并采取增加湿度等措施。 手工直接接触烟火药的工序应使用铜、铝、木、竹等材质的工具, 不应使用铁器、瓷器和不导静电的塑料、化纤材料等工具。盛装烟火药时不应超过容器边缘
(7)礼花弹装球时,只能轻轻按压,合球不应猛烈碰合,合球后不应强烈敲击。
(8)当筒体变形、不洁净或效果件变形时,按废弃物处置。 筑(压)药过程中,当模具与药物难以分离时,不应强行分离,应采用酒精清洗。
(9)含较大颗粒的铝、钛、铁粉的烟火药,不应筑压。
(26)成品、有药半成品的干燥应在专用场所(晒场、烘房)进行。产品干燥不应与药物干燥在同一晒场(烘房)进行,摩擦类产品不应与其他产品在同一晒场(烘房)干燥。
(27)蒸汽干燥的烘房温度≤75℃,升温速度≤30℃/h,不宜采用肋型散热器,
(28)热风干燥成品、有药半成品室温≤60℃,风速≤1m/s: 循环风干燥应有除尘设备,除尘设备应定期清扫。
(三)烟花爆竹工厂的布局和建筑安全要求
1.建筑物危险等级
《烟花爆竹工程设计安全规范》(GB50161)明确了危险建筑物等级,分为1.1级和1.3级。
1.1级建筑物:
1.1级建筑物为建筑物内的危险品在制造、储存、运输中具有整体爆炸危险或有迸射危险,其破坏效应将波及周围。采取单机单栋或单人单栋独立设置,当采取抗爆间室、隔离操作时可以联建。
1.3级建筑物:
建筑物内的危险品在制造、储存、运输中具有燃烧危险,偶尔有较小爆炸和(或)较小迸射危险,但无整体爆炸危险, 其破坏效应局限于本建筑物内,对周边影响较小(电点火头、喷花类)
厂房危险等级应由其中最危险的生产工序确定。仓库危险等级应由其中存储的最危险物品确定
2.工厂平面布置
2)危险品总仓库区的总平面布置规定
2
(1)应根据仓库的危险等级和计算药量结合地形布置。
(2)比较危险或计算药量较大的危险品仓库,不宜布置在库区出入口的附近。
(3)危险品运输道路不应在其他防护屏障内穿行通过。
(4)不同类别仓库应考虑分区布置,同一危险等级的仓库宜集中布置, 计算药量大或危险性大的仓库宜布置在总仓库区的边缘或其他有利于安全的地形处。
3)危险品生产区和危险品总仓库区的围墙设置规定
3
(1)应设置高度不低于2m的围墙。
(2)围墙与危险性建筑物、构筑物之间的距离宜为12m,且不应小于5m。
(3)围墙应为密砌墙,特殊地形设置密砌围墙有困难时,局部地段可设置刺丝围墙。
(4)绿化,宜种植阔叶树。
(5)距离危险性建筑物、构筑物外墙四周5m内宜设置防火隔离带。
4. 工艺布置
临时存药间或临时存药洞的最大存药量不应超过单人半天的生产需要量,且不应超过10kg
1.1级、1.3级厂房和库房(仓库)应为单层建筑;————1.1级厂房应单人单栋或单机单栋设置;原料称量、氧化剂的粉碎和筛选、可燃物的粉碎和筛选,应独立设置厂房。 1.1级厂房不得设置除更衣室以外的辅助用室(1.3级厂房可以)。
5.工厂安全距离的定义及安全距离的确定
(1) 定义
最小允许距离
烟花爆竹工厂的安全距离实际上是危险性建筑物与周围建筑物之间的距离
外部距离
包括工厂危险品生产区内的危险性建筑物与其周围村庄、公路、铁路、城镇和本企业生活区等的距离
内部距离
以及危险品生产区内,危险性建筑物之间以及危险建筑物与周围其他建(构)筑物之间的距离
(2) 安全距离 的确定
烟花爆竹工厂的内、外部安全距离是根据危险性建筑物的计算药量、建筑物的危险性等级和防护情况确定的。
烟花爆竹工厂建筑物的计算药量是该建筑物内所存放的黑火药、烟火药、在制品、半成品、成品等能形成同时爆炸或燃烧的危险品最大药量,这里所指建筑物包括厂房和仓库。
(3)计算注意
①防护屏障内的危险品药量,应计入该屏障内的危险性建筑物的计算药量。
②抗爆间室的危险品药量可不计入危险性建筑物的计算药量。
③厂房内采取了分隔防护措施,相互间不会引起同时爆炸或燃烧的药量可分别计算,取其最大值
厂房计算药量和停滞药量规定,都是烟花爆竹生产建筑物中暂时搁置时允许存放的最大药量。
6.危险品生产区建筑结构要求 抗爆间室:抗爆间室之间或与相邻工作间之间不应设地沟相通,输送有燃烧爆炸危险物料的管道,在未设置隔火隔爆措施的条件下,不应通过或进出抗爆间室; 门的开启应与室内设备动力系统的启停进行联锁,墙高出相邻屋面不少于0.5m。
7.防静电要求
(1)危险场所中可导电的金属设备、金属管道、支架及金属导体均应直接接地。
(2)静电接地系统应与电气设备的保护接地共用同一接地装置。
(3)不宜或不能直接接地的金属设备和装置,应通过防静电材料间接接地。
8.生产设施要求:烟花爆竹生产企业生产设施应当符合以下安全生产条件:
8
(1)A1级建筑物应设有安全防护屏障。
(2)A2级建筑物应单人单栋使用。
(3)A3级建筑物应单人单间使用,并且每栋同时作业人员的数量不得超过2人。
(4)C级建筑物的人均使用面积不得少于3.5m。
(5)严禁在危险场所架设临时性电气设施。
第四节 民用爆炸 物品安全 技术
(二)民用爆炸物品的火灾爆炸危险因素,
乳化炸药
是将水相和油相在高速的运转和强剪切力作用下,借助乳化剂的乳化作用而形成乳化基质,再经过敏化剂敏化得到的一种油包水型的爆炸性物质。
制药所用的原材料和辅助材料,如硝酸铵、复合蜡(含乳化剂)等都具有易燃易爆性; 乳化设备中有高速转动摩擦的部件,装药机含有各种输送泵。
乳化炸药生产的火灾爆炸危险因素主要来自物质危险性, 如生产过程中的高温、撞击摩擦、电气和静电火花、雷电引起的危险性。
乳化炸药生产原料或成品在储存和运输中存在以下危险因素:
(1)硝酸铵储存过程中会发生自然分解,放出热量。 当环境具备一定的条件时热量聚集,当温度达到爆发点时引起硝酸铵燃烧或爆炸。
(2)油相材料都是易燃危险品,储存时遇到高温、氧化剂等,易发生燃烧而引起燃烧事故。
(3)乳化炸药的运输可能发生翻车、撞车、坠落、碰撞及摩擦等险情,会引起乳化炸药的燃烧或爆炸
(三)民用爆炸物品基本安全知识
1.炸药燃烧及爆炸特征
1) 炸药燃烧 的特性
(1)能量特征
标志炸药做功能力的参量,一般是指1kg炸药燃烧时气体产物所做的功
(2)燃烧特性
炸药能量释放的能力,主要取决于炸药的燃烧速率和燃烧表面积
(3)力学特性
炸药要具有相应的强度,满足在高温下保持不变形、低温下不变脆,能承受在使用时可能出现的各种力的作用,以保证稳定燃烧。
(4)安定性
指炸药必须在长期储存中保持其物理化学性质的相对稳定。 为改善炸药的安定性,一般在炸药中加入少量的化学安定剂,如二苯胺
(5)安全性
2.民用爆炸品的燃烧爆炸敏感度及其影响因素
2)影响民用爆炸品爆炸的因素很多,主要有炸药的性质、装药的临界尺寸、炸药层的厚度和密度、炸药的杂质及含量、周围介质的气体压力和壳体的密封、环境温度和湿度等。
第五节 消防设施 与 器材
应急照明分为疏散照明和备用照明,疏散照明包括疏散路径照明、开阔区域照明、高危险工作区域照明。
二、疏散路径照明 1.对于宽度不超过2m的疏散路径,疏散路径内地面沿中心线上的水平照度应不低于IIx,并且照明区域的宽度应不小于通道宽度的1/2,区城内照度应不低于中心线照度的50%。 2.沿疏散路径中心线的最大照度与最小照度之比应不大于10:1。 3.应急工况下最大流明输出时,应通过限制视野内各灯具的光强来控制失能眩光。
三、高危险工作区域照明 高危险区域,参考面上的维持照度不应低于该工作所需维持平均照度的10%,且不应低于15 1x,且应无顺闪效应 2.高危险工作区域照明的照度最大值与最小值之比不应大于10:1。 3.持续时间和响应时间应符合国家标准要求。 注:如果没有相关规定,则建议使用以下最低要求。持续时间:60min
(一) 火灾自动 报警系统
火灾自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置、火灾警报装置和电源等部分组成的通报火灾发生的全套设备,复杂系统还包括消防控制设备。
火灾报警控制器具有控制、记忆、识别和报警功能,另外还有自动检测、联动控制、打印输出、图形显示、通信广播等作用。
火灾自动报警系统除用于生产和存储火药、炸药、弹药、火工品等场所外,其余场所都适用。
火灾自动报警系统主要完成探测和报警功能
联动控制系统主要完成控制和联动功能
火灾报警系统分级
火灾自动报警系统分为:区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。
区域报警系统包括火灾探测器、手动报警按钮、区域报警控制器、火灾警报装置和电源等组成,系统简单,一般适用于二级保护对象,使用广泛,行政事业单位、工矿企业的要害部门和娱乐场所;
集中报警系统一般适用于一、二级保护对象,一般用于高层宾馆、饭店、大型建筑群;
控制中心报警系统一般适用于特级、一级保护对象,用于大型宾馆、饭店、商场、大型综合楼工程
消防系统
消防系统中有三种控制方式:自动控制、联动控制、手动控制。
自动消防系统应包括探测、报警、联动、灭火、减灾等功能。
在火灾自动报警系统中,当接收到来自触发器件(探测器或手动报警按钮)的火灾报警信号,能自动或手动启动相关消防设备并显示其状态的设备,称为消防控制设备。
2.火灾探测器
1)感光式火灾探测器
2)感烟式火灾探测器
1)感光式火灾探测器
适用于监视有易燃物质区域的火灾发生,特别适用于没有阴燃阶段的燃料火灾(醇类.汽油、煤气等易燃液体、气体)的早期检测报警。
分类
按检测火灾光源的性质分,有红外火焰火灾探测器和紫外火焰火灾探测器两种。
红外线
波长较长,有大量烟雾存在的火场,在距火焰一定距离内,仍可使红外线敏感元件感应。误报少,响应时间快,抗干扰能力强,工作可靠。
紫外火焰 探测器
适用于有机化合物燃烧的场合(油井、输油站、飞机库、可燃气罐、液化气罐、易燃易爆品仓库等),特别适用于火灾初期不产生烟雾的场所(酒精、石油等)。火焰温度越高,火焰强度越大,紫外光辐射强度也越高。
2) 感烟式火灾探测器
感烟式火灾探测器是一种感知燃烧和热解产生的固体或液体微粒的火灾探测器。 用于探测火灾初期的烟雾,发现早、灵敏度高、响应速度快、使用面广。
(1) 点型感烟 火灾探测器
对警戒范围中某一点周围的烟参数响应的火灾探测器,分为离子感烟和光电感烟两种。
离子感烟利用核电子技术,对黑烟灵敏度非常高,但其内部有放射性元素,终将被淘汰。
光电感烟对黑烟灵敏度很低,对白烟灵敏度较高,但火场初期往往都是黑烟较多,大大限制了使用范围
(2) 线型感烟 火灾探测器
线型感烟火灾探测器是红外光束型的感烟火灾探测器,它是利用烟雾粒子吸收或散射红外线光束的原理对火灾进行监测。
3)感温式 火灾探测器
感温式火灾探测器是对警戒范围中的温度进行监测的一种探测器。其热敏元件随温度升高发生物理变化,进而转变成电信号,传输给火灾报警控制装置。
根据感热效果和结构型式,可分为:
(1)定温火灾探测器
是在火灾现场的环境温度达到预定值及其以上时动作。
可靠性、稳定性好,保养维修方便,响应过程长,灵敏度低。
(2)差温火灾探测器
是在环境升温速率超过预定值时动作。
(3)差定温火灾探测器
是一种既能响应预定温度报警, 又能响应预定温升速率报警的火灾探测器
4) 可燃气体 火灾探测器
(1)探测气体密度小于空气密度的可燃气体探测器应设置在被保护空间的顶部, 探测气体密度大于空气密度的可燃气体探测器应设置在被保护空间的下部, 探测气体密度与空气密度相当的可燃气体探测器可设置在被保护空间的中间部位或顶部。
(2)不适宜安装 可燃气体 探测器的场所:
①经常有风速0.5m/s以上气流存在、可燃气体无法滞留:
②)经常有热气、水滴、油烟的场所;
③环境温度经常超过40℃的场所;
④有酸、碱等腐蚀性气体存在的场所。
有铅离子(Pb+)或有硫化氢气体存在的场所因气敏元件中毒而失效,不应安装可燃气体火灾探测器。
应至少每季检查一次可燃气体探测器是否工作正常。可用棉球蘸酒精去靠近探测器检测
5)复合式 火灾探测器
包括复合式感温感烟火灾探测器、复合式感温感光火灾探测器、复合式感温感烟感光火灾探测器、分离式红外光束感温感光火灾探测器。
二、消防器材
灭火器
灭火器由于结构简单,操作方便,轻便灵活,使用面广,是扑救初期火灾的重要消防器材。
2.灭火剂
1)水和水系灭火剂
包括室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、水幕和水喷雾灭火系统
水能从燃烧物中吸收热量,使温度迅速下降,终止燃烧。水汽化时,体积增大1700多倍,水蒸气可以阻止空气进入燃烧区,导致燃烧因缺氧熄灭,还可稀释和冲淡某些液体或气体,降低燃烧强度。 冲击水能冲过燃烧表面进入内部,从而使未着火的部分与燃烧区隔离开来,防止燃烧物继续分解燃烧
不能用水扑灭的 火灾包括
密度小于水和不溶于水的易燃液体的火灾。
遇水产生燃烧物的火灾,如金属钾、钠、碳化钙等,不能用水,而应用砂土灭火
硫酸、盐酸和硝酸引发的火灾。强大的水流冲击能使酸飞溅,遇可燃物燃烧或伤人
电气火灾未切断电源前不能用水扑救。
高温状态下化工设备的火灾不能用水扑救,以防高温设备遇冷水后骤冷,引起形变或爆裂。
2)气体灭火剂
二氧化碳的来源较广,利用隔绝空气后的窒息作用可成功抑制火灾。
气体灭火剂具有释放后对保护设备无污染、无损害等优点。 二氧化碳来源广,不含水、不导电、无腐蚀性,可用来扑灭精密仪器和一般低压电气火灾 它还适用于扑救可燃液体和固体火灾,特别是受污染易损坏的固体火灾。
但是二氧化碳不宜用来扑灭金属钾、镁、钠、铝等及金属过氧化物(如过氧化钾、过氧化钠)、有机过氧化物、氯酸盐、硝酸盐、高锰酸盐、亚硝酸盐、重铬酸盐等氧化剂的火灾。 因二氧化碳释放后汽化冷却使空气中的水蒸气形成小水滴,上述物质遇水发生反应,释放大量的热,同时释放氧气,使二氧化碳窒息作用受到影响。
卤代烷1211、1301具有优良的灭火性能,但因其对臭层破坏,已被淘汰。
目前七氟丙烷灭火器最具推广价值。混合气体IG-541灭火器同样对大气层没有污染,现已逐步开始使用。它是一种由氮气、氩气、二氧化碳组合的混合气体,喷射时不会形成浓雾或造成视野不清,对人体基本无害。(贵)
3) 泡沫灭火剂
分类
包括化学泡沫、空气泡沫(机械泡沫)
按发泡倍数泡沫系统可分为低倍数泡沫灭火系统、中倍数泡沫灭火系统和高倍数泡沫灭火系统。
高倍数(201~1000倍)泡沫灭火剂能在短时间内迅速充满着火空间,适用于大空间火灾,并具有灭火速度快的优点。高倍数泡沫灭火多次在油罐区、液化烃罐区、地下油库、汽车库、油轮、冷库等场所扑救失控性大火起到决定性作用。
灭火机理
①隔氧窒息,灭火泡沫在燃烧物表面形成的泡沫覆盖层;且泡沫混合液受热蒸发产生的水蒸气降低燃烧物附近氧气浓度的作用。
②阻隔热辐射的作用。泡沫层封闭了燃烧物表面,可以遮断火焰的热辐射,具有防止燃烧物本身和附近可燃物质蒸发的作用。
③冷却作用。泡沫混合液中含有水,使燃料表面被冷却到可燃物闪点或燃点以下
范围
①蛋白泡沫灭火剂主要用于扑救各种石油产品、油脂等不溶于水的可燃液体火灾,也可用于扑救木材等一般可燃固体的火灾。
②水成膜泡沫灭火剂,主要用于扑救一般非水溶性可燃、易燃液体火灾,是一种理想的灭火剂。
③用于扑救水溶性可燃液体火灾的泡沫灭火剂称为抗溶性泡沫灭火剂。
4) 干粉灭火剂
干粉灭火剂与水、泡沫、二氧化碳等相比,在灭火速率、灭火面积、等效单位灭火成本效果三个方面有一定优越性,目前在手提式灭火器和固定式灭火系统上得到广泛的应用。
灭火机理
①化学抑制作用。阻断链式反应自由基
窒息、冷却、辐射及对有焰燃烧的化学抑制作用是干粉灭火效能的集中体现, 其中化学抑制作用是灭火的基本原理,起到主要灭火作用。
②“烧爆”作用。
③冷却和窒息的浓度。干粉灭火剂受热发生分解作用,属于吸热反应;产生的水蒸气及二氧化碳等气体起到一定的窒息作用。
④隔离:干粉附着到可燃物质的表面,起到隔离氧气的作用。
分类
①普通干粉灭火剂。主要是全硅化碳酸氢钠干粉。这类灭火剂适用于扑灭B类火灾、C类火灾、E类火灾,又称为BC类干粉。
②多用途干粉灭火剂。主要是磷酸铵盐干粉,具有抗复燃的性能,不仅适用于扑救液体火灾、气体火灾,还适用于扑救一般固体物质的火灾(A类),因此又称为ABC类干粉。
③D类干粉。D类干粉是指适用于扑救D类火灾的干粉。其基料目前主要有氯化钠、碳酸氢钠和石墨等。
3.灭火器种类及其使用范围
危险化学品
采用宽度标尺
第一节 危险化学品的基础知识
(一)危险化学品的概念
指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质,对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品
(二)危险化学品的类别划分
爆气易自氧金放,毒@人
根据《危险化学品分类》(GB6944-2012)(爆气液固、氧毒射腐)该标准将危险化学品分为9个类别: 1类为爆炸品、2类为气体(包括易燃、非易燃、毒性气体)、3 类为易燃液体、4类为易燃固体及遇水自燃的物质、5类为氧化剂和有机过氧化物、6类为毒性物质、7类为放射性物质、8类为腐蚀性物质、9类为杂项物质
二、 主要危险特性
1. 燃烧燃性
爆炸爆性
2. 毒害毒性
许多危险化学品可通过一种或多种途径进入人体和动物体内,当其在人体累积到一定量时,便会扰乱或破坏破肌体的正常生理生功能,引起暂时性或持久性的病理改变病,甚至危及生命
3. 腐蚀性
强酸、强碱等物质能对人体组织、金属等物品造成损坏,接触人的皮肤、眼睛或肺部、食道等时,会引接起表皮组织坏死而造成灼伤。内部器官被灼伤后可引起炎症,甚至会造成死亡
4. 放射性
放射性危险化学品通过放出的射线, 可阻碍和伤害人体细胞活动机能并导致细胞细死亡
四、化学品安全技术说明书和安全标签的内容及要求 (一)化学品安全技术说明书(SDS)
要求
1.提供了化学品在安全、健康和环境保护等各方面的信息,推荐了防护措施和紧急情况下的应对措施
2.供应商应向下游用户提供完整的SDS,供应商有责任对SDS进行更新,并向下游用户提供最新版本
3.下游用户应通过合适的途径将危险信息传递给不同作业场所的使用者
根据国家标准要求,化学品安全技术说明书包括16大项的安全信息内容,具体如下:
(1)化学品及企业标识(包括供应商名称、地址、电话等)——(2)危险性概述(主要物理化学危险性信息) (3)成分/组分信息。(标明是物质还是混合物、化学品名或通用名、美国化学文摘登记号CAS):混合物不必列明所有组分 (4)急救措施(分为吸入、皮肤接触、眼睛接触和食入)——(5)消防措施——(6)泄漏应急处理 (7)操作处置与储存——(8)接触控制和个体防护(容许浓度、个体防护装备配备); (9)理化特性——(10)稳定性和反应活性——(11)毒理学信息——(12)生态学信息 (13)废弃处置——(14)运输信息——(15)法规信息——(16)其他信息培训、推荐用途、限制用途
化学品安全 技术说明书 其主要作用体现在
(1)是化学品安全生产、安全流通、安全使用的指导性文件
(2)是应急作业人员进行应急作业时的技术指南
(3)为危险化学品生产、处置、储存和使用各环节制订安全操作规程提供技术信息
(4)为危害控制和预防措施的设计提供技术依据
(5)是企业安全教育的主要内容
二)危险化学品安全标签
是用文字、图形符号和编码的组合形式表示化学品所具有的危险性和安全注意事项
(1)化学品标识
位于标签的上方
用中英文分别标明化学品的化学名称或通用名称名称要求醒目清晰,
(2)象形图
采用《化学品分类和标签规范》(GB30000)规定的象形图
(3)信号词
位于化学品名称的下方;根据化学品的危险程度和类别, 用“危险”“警告”两个词分别进行危害程度的警示
(4)危险性说明:
简要概述化学品的危险特性居信号词下方
(5)防范说明
该部分应包括安全预防措施、意外情况(如泄漏、人员接触或火灾等)的处理、安全储存措施及废弃处置等内容
(6)供应商标识
名称、地址、邮编电话等
(7)应急咨询电话——(8)资料参阅提示语
(9)危险信息先后排序:
当某种化学品具有两种及两种以上的危险性时,其象形图、信号词、危险性说明的先后顺序应按规定执行
第二节 危险化学品的燃烧爆炸类型
危险化学品的燃烧按其要素构成的条件和瞬间发生的特点,可分为闪燃、着火和自燃3种类型。 危险化学品的爆炸可按爆炸反应物质分为简单分解爆炸、复杂分解爆炸和爆炸性混合物爆炸。
简单分解爆炸
在爆炸时并不一定发生燃烧反应,其爆炸所需要的热量是由爆炸物本身分解产生的。 属于这一类的有乙炔银、叠氮铅等。这类物质受轻微震动即可能引起爆炸,十分危险
此外,还有些可爆炸气体在一定条件下,特别是在受压情况下,能发生简单分解爆炸。
例: 乙炔、环氧乙烷
复杂分解爆炸
这类可爆炸物的危险性较简单分解爆炸物稍低。 爆炸时伴有燃烧现象,燃烧所需的氧由本身分解产生
例: 梯恩梯、黑索金
爆炸性混合物爆炸
所有可燃性气体、蒸气、液体雾滴及粉尘与空气(氧)的混合物发生的爆炸均属此类。这类爆炸就是可燃物与助燃物按一定比例混合后遇具有足够能量的点火源发生的带有冲击力的快速燃烧。
二、燃烧爆炸过程
(四)蒸气云爆炸
可燃气体遇点火源被点燃后,若发生层流或近似层流燃烧,速度太低,不足以产生显著的爆炸超压。 燃烧传播过程中,由于遇到障碍物或受到局部约束,引起局部紊流,火焰与火焰相互作用产生更高的体积燃烧速率,如此相互作用,结果火焰传播速度不断提高,可达层流燃烧的十几倍乃至几十倍,发生爆炸。
蒸气云爆炸应具备以下几个条件:
(1)泄漏物必须可燃且具备适当的温度和压力。
(2)必须在点燃之前即扩散阶段形成一个足够大的云团,如果在一个工艺区域内发生泄漏,经过一段延迟时间形成云团后再点燃,则往往会产生剧烈的爆炸。
(3)产生的足够数量的云团处于该物质的爆炸极限范围内才能产生显著的爆炸超压。 蒸汽云团在泄漏点周围是富集区,云团边缘是贫集区,介于两者之间的云团处于爆炸极限范围内。这部分蒸汽云所占比例取决于多个因素,包括泄漏物的种类和数量,泄漏时的压力,泄漏孔径的大小,云团受约束程度,以及风速、湿度等。
第三节 危险化学品燃烧爆炸事故危害
火灾与爆炸都会造成生产设施的重大破坏和人员伤亡,但两者的发展过程显著不同。
火灾
火灾是在起火后火场逐渐蔓延扩大,随着时间的延续,损失程度迅速增长, 损失大约与时间的平方成比例,如火灾时间延长1倍,损失可能增加4倍
爆炸
爆炸则是猝不及防,往往仅在瞬间爆炸过程已经结束,并造成设备损坏厂房倒塌、人员伤亡等损失
危险化学品的燃烧爆炸事故通常伴随发热、发光、高压、真空和电离等现象, 具有很强的破坏作用,主要破坏形式有以下几种。
一、 高温的破坏作用
燃烧爆炸后,遗留热或火苗,会把从破坏的设备内部不断喷出的可燃气体、易燃或可燃液体的蒸气点燃,也可能把其他易燃物点燃引起火灾。
油罐、液化气瓶爆破后会引起大面积火灾。 正在运行的燃烧设备或高温的化工设备被破坏时,灼热碎片可能引起火灾。
高温辐射还可能使附近人员受到严重灼烫伤害甚至死亡。
二、爆炸的破坏作用
(一)爆炸碎片 的破坏作用
机械设备、装置、容器等爆炸后产生许多碎片,飞出后会在相当大的范围内造成危害。一般碎片飞散范围在半径500m以内。
(二) 爆炸冲击波 的破坏作用
物质爆炸时,使空气压力、密度等产生突变,产生冲击波。 冲击波的破坏作用主要是由其波阵面上的超压引起的。
在爆炸中心附近,波阵面上的超压可达几个甚至十几个大气压。 波阵面超压在20~30kPa内,就足以使大部分砖木结构建筑物受到严重破坏。 超压在100kPa以上时,除坚固的钢筋混凝土建筑外,其余部分将全部破坏。
(三) 造成中毒 和环境污染
许多物质不仅是可燃的,而且是有毒的,发生爆炸事故时,会使大量有毒物质外泄,造成人员中毒和环境污染。
有些物质本身毒性不强,但燃烧过程中可能释放出大量有毒气体和烟雾,造成人员中毒和环境污染
第四节 危险化学品事故的控制和防护
一、危险化学品中毒、污染事故预防控制措施
(一) 替代
控制、预防化学品危害最理想的方法是不使用有毒有害和易燃、易爆的化学品,但这很难做到,通常的做法是选用无毒或低毒的化学品替代已有的有毒有害化学品。 例如,用甲苯替代喷漆和涂漆中用的苯,用脂肪烃替代胶水或黏合剂中的芳烃等。
(二) 变更工艺
生产中不可避免地要生产、使用有害化学品。这时可通过变更工艺消除或降低化学品危害 如以往用乙炔制乙醛,采用汞作催化剂,现在发展为用乙烯为原料,通过氧化或氧氯化制乙醛,不需用汞做催化剂。通过变更工艺,彻底消除了汞害。
(三) 隔离
隔离就是通过封闭、设置屏障等措施,避免作业人员直接暴露于有害环境中。 最常用的隔离方法是将生产或使用的设备完全封闭起来,使工人在操作中不接触化学品。
隔离操作是另一种常用的隔离方法,简单地说,就是把生产设备与操作室隔离开。 最简单的形式就是把生产设备的管线阀门、电控开关放在与生产地点完全隔离的操作室内
(四) 通风
概念
通风是控制作业场所中有害气体、蒸气或粉尘最有效的措施之一。 借助于有效的通风,使作业场所空气中有害气体、蒸气或粉尘的浓度低于规定浓度, 保证工人的身体健康,防止火灾、爆炸事故的发生。
分类
通风分——局部排风——和——全面通风两种。
局部排风
是把污染源罩起来,抽出污染空气,所需风量小,经济有效,便于净化回收
对于点式扩散源,可使用局部排风
实验室中的通风橱,焊接室或喷漆室可移动的通风管和导管都是局部排风设备。
全面通风
用新鲜空气将作业场所中的污染物稀释到安全浓度以下,所需风量大,不能净化回收。其原理是向作业场所提供新鲜空气,抽出污染空气,进而稀释有害气体、蒸气或粉尘,从而降低其浓度。 采用全面通风时,在厂房设计阶段就要考虑空气流向等因素。 因为全面通风的目的不是消除污染物,而是将污染物分散稀释,所以全面通风仅适合于低毒性作业场所,不适合于污染物量大的作业场所。
对于面式扩散源,要使用全面通风。
在冶炼厂,熔化的物质从一端流向另一端时散发出有毒的烟和气,两种通风系统都要使用。
(五) 个体防护
当作业场所中有害化学品的浓度超标时,工人就必须使用合适的个体防护用品。防护用品主要有头部防护器具、呼吸防护器具、眼防护器具、躯干防护用品、手足防护用品
个体防护用品不能降低作业场所中有害化学品的浓度,它仅仅是一道阻止有害物进入人体的屏障。防护用品本身的失效就意味着保护屏障的消失,因此个体防护不能被视为控制危害的主要手段,而只能作为一种辅助性措施。
(六) 保持卫生
包括保持作业场所清洁和作业人员的个人卫生两个方面。
1.经常清洗作业场所,对废弃物、溢出物加以适当处置,保持作业场所清洁,也能有效地预防和控制化学品危害。
2.作业人员应养成良好的卫生习惯,防止有害物附着在皮肤上,防止有害物通过皮肤渗入体内
二、危险化学品火灾、爆炸事故的预防
(一)防止燃烧、爆炸系统的形成
(1)替代。
(2)密闭。
(3)惰性气体保护。
(4)通风置换。
(5)安全监测及联锁。
(二)消除点火源
(1)控制明火和高温表面。
(2)防止摩擦和撞击产生火花。
(3)火灾爆炸危险场所采用防爆电气设备避免电气火花。
(三)限制火灾、爆炸蔓延扩散的措施
包括阻火装置、防爆泄压装置及防火防爆分隔、火灾报警系统
第五节 危险 化学品 储存、 运输 与包装
一、危险化学品储存的基本要求
储存
(2)危险化学品必须储存在经公安部门批准设置的专门的危险化学品仓库中,经销部门自管仓库储存危险化学品及贮存数量必须经公安部门批准。未经批准不得随意设置危险化学品贮存仓库。
(3)危险化学品露天堆放,应符合防火、防爆的安全要求, 1.爆炸物品、2.一级易燃物品、3.遇湿燃烧物品、4.剧毒物品不得露天堆放。
(4)储存危险化学品的仓库必须配备有专业知识的技术人员,其库房及场所应设专人管理,管理人员必须配备可靠的个人安全防护用品。
(5)储存的危险化学品应有明显的标志。同一区域贮存两种及两种以上不同级别的危险化学品时, 应按最高等级危险化学品的性能标志。
(6)危险化学品储存方式分为 3 种——隔离储存,——隔开储存,——分离储存。
(1)隔离储存:同一房间、同一区域内,不同物品分开距离,用通道保持空间的储存方式。 (2)隔开储存:同一建筑物或同一区域内,用隔板或墙将不同禁忌物品分离开。 (3)分离储存:不同建筑物或同一建筑物不同房间的储存方式。
(7)根据危险化学品性能分区、分类、分库储存。各类危险化学品不得与禁忌物料混合储存
(8)储存危险化学品的建筑物、区域内严禁吸烟和使用明火。
1.危险化学品仓库应采用隔离储存、隔开储存、分离储存的方式对危险化学品进行储存。 2.危险化学品储存应满足危险化学品分类、包装、储存方式及消防要求。 3.危险化学品的储存配存,应符合附录A及其化学品安全技术说明书要求。 4.储存爆炸物的仓库,其外部安全防护距离以及物品存放应满足GB18265 的要求;储存有毒气体或易燃气体,且其构成危险化学品重大危险源的仓库,其外部安全防护距离应满GB18265的要求。 5.剧毒化学品、易燃气体、氧化性气体、急性毒性气体、遇水放出易燃气体的物质和混合物、氯酸盐、高锰酸盐、亚硝酸盐、过氧化钠、过氧化氢、溴素应分离储存。 6.剧毒化学品、监控化学品、易制毒化学品、易制爆危险化学品,应按规定将储存地点、储存数量、流向及管理人员的情况报相关部门备案, 剧毒化学品以及构成重大危险源的危险化学品,应在专用仓库内单独存放,并实行双人收发、双人保管制度。 三、新增要求 仓库堆垛间距应满足以下要求: a)主通道≥200cm;——b)墙距≥50cm;——c)柱距≥30cm;——d) 垛距≥100cm(每个堆垛的面积不应大于150m);——e)灯距≥50cm。
三、危险化学品运输安全技术与要求
运输
(1)危险化学品的运输实行资质认定制度,未经资质认定,不得运输危险化学品。 危险化学品运输企业应当配备专职安全管理人员、驾驶人员、装卸管理人员和押运人员。
2)危险化学品托运人必须办理有关手续后方可运输——运输企业应当查验有关手续齐全有效后方可承运
(3)托运人应当向承运人说明所托运危险化学品的种类、数量、危险特性及发生危险情况的应急处置措施,并按规定妥善包装,在外包装上设置相应标志。需要添加抑制剂或稳定剂的,托运人应当按规定添加并告知承运人注意事项;还应提交与托运危险化学品完全一致的安全技术说明书和安全标签。
危险货物装卸过程中,应轻装轻卸,堆码整齐,防止混杂、撒漏、破损,不得与普通货物混合堆放
(5)危险物品装卸前,应对车(船)搬运工具进行必要的通风和清扫,不得留有残渣, 对装有剧毒物品的车(船),卸车(船)后必须洗刷干净。
(6)装运爆炸、剧毒、放射性、易燃液体、可燃气体等物品,必须使用符合安全要求的运输工具; 禁忌物料不得混运-;-禁止用电瓶车、翻斗车、铲车、自行车等运输爆炸物品。
运输强氧化剂、爆炸品及用铁桶包装的一级易燃液体时,没有采取可靠的安全措施时,不得用铁底板车及汽车挂车;——禁止用叉车、铲车、翻斗车搬运易燃、易爆液化气体等危险物品;
温度较高地区装运液化气体和易燃液体等危险物品,要有防晒设施: 放射性物品应用专用运输搬运车和抬架搬运,装卸机械应按规定负荷降低25%的装卸量; 遇水燃烧物品及有毒物品,禁止用小型机帆船、小木船和水泥船承运。
(7)运输危险货物应当配备必要的押运人员,保证货物处于监管之下; 运输车辆应当悬挂或者喷涂符合要求的警示标志。
(8)道路危险货物运输过程中,驾驶人员不得随意停车。不得在居民聚居点、行人稠密地段、政府机关、名胜古迹、风景浏览区停车。如需在上述地区进行装卸或临时停车时,应采取安全措施。
运输爆炸物品、易燃易爆化学物品以及剧毒、放射性等危险物品,应事先报经当地公安部门批准,按指定路线、时间、速度行驶。
运输易燃易爆危险货物车辆的排气管,应安装隔热和熄灭火星装置,并配装导静电橡胶拖地带装置
(10)运输危险货物应根据性质,采取遮阳、控温、防爆、防静电、防火、防震、防水、防冻、防粉尘飞扬、防散漏等措施。
(11)禁止通过内河封闭水域运输剧毒化学品以及国家规定禁止通过内河运输的其他危险化学品 通过道路运输剧毒化学品的,托运人应当向运输始发地或目的地的县级人民政府公安机关申请剧毒化学品道路运输通行证。
(12)危险化学品道路运输企业、水路运输企业的驾驶人员、船员、装卸管理人员、押运人员、申报人员、集装箱现场检查人员,应当经交通运输主管部门考核合格,取得从业资格。
四、危险化学品包装安全要求
《危险货物运输包装通用技术条件》 (GB12463)把危险货物包装分成3类:
工类包装
适用内装危险性较大的货物。
Ⅱ类包装
适用内装危险性中等的货物。
Ⅲ类包装
适用内装危险性较小的货物。
五、接触和混合储运的危险性
某些化学品接触或混合时其危险性增加。有些化学品接触或混合易燃烧,还有些接触或混合易发生爆炸。还有些化学品在发生事故时,所使用的灭火方法不同。 必须掌握危险化学品之间的抵触和不相容性,避免将禁忌物料混储混运,以便保证储运安全。
六、化学品安全存放基本原则:
(1)酸与碱分开放
(2)氧化性化学品与还原性化学品分开放
(3)有机物与无机物分开放
(4)易燃易爆的化学品应放在化学品安全柜(防爆柜)中,没有化学品安全柜的应放在通风阴凉的地方
(5)易燃易挥发有机试剂存放处不得有电开关,有机试剂挥发遇到电火花很可能发生爆炸。
(6)氢气等易燃易爆气体与氧气、空气等具有助燃性的气体钢瓶不可放在同一房间内
(7)
特别注意强氧化剂 (高锰酸钾、过氧化氢、浓硫酸、硝酸、次氯酸钠、高氣酸等)
不得与易燃有机试剂 (如丙酮、乙腈、乙醚、无水乙醇等)混放。
(8)玻璃瓶装化学品、具有强腐蚀性化学品、大瓶化学品应放在试剂柜下层(便于取放的高度), 塑料瓶装、小瓶装和质量轻的试剂可放在试剂柜上层。
第六节 危险化学品经营的安全要求
国家对危险化学品经营(包括仓储经营)实行许可制度。未经许可,任何单位和个人都不得经营危险化学品。
办理经营许可证的程序:
一、申请:
1.从事剧毒化学品、易制爆危险化学品经营的企业,应向所在地设区的市级人民政府安全生产监督管理部门提出申请, 2.从事其他危险化学品经营的企业,应向所在地县级人民政府安全生产监督管理部门提出申请 3.有储存设施的,应当向所在地设区的市级人民政府安全生产监督管理部门提出申请
二、审查与发证:
自收到证明材料之日起30日内。
三、登记注册:
申请人持许可证向工商行政管理部门申请。
一、危险化学品经营企业的条件和要求
(一)经营场所和储存设施满足的要求
(1)应坐落在交通便利、便于疏散处。
(3)从事批发业务的企业,应具备县级以上(含县级)公安、消防部门批准的专用危险化学品仓库(自有或租用)。所经营的危险化学品不得存放在业务经营场所。
(4)零售业务只许经营除爆炸品、放射性物品、剧毒物品以外的危险化学品。
零售
①店面应与繁华商业区或居住人口稠密区保持500m以上距离。
②店面面积(不含库房)不应小于60m²,店面内不得设有生活设施。
③店面内只许存放民用小包装的危险化学品,总质量不得超过1t。
④店面内危险化学品摆放应布局合理,禁忌物料不能混放。综合性商场(含建材市场)所经营的危险化学品应有专柜存放。
⑤店面内显著位置设有“禁止烟火”警示标志
⑥店面内应放置有效的消防、急救安全设施
⑦店面与存放危险化学品的库房(或罩棚)应有实墙相隔。 单一品种存放量不能超过500kg,总质量不能超过2t。
⑧零售店面备货库房应根据危险化学品的性质与禁忌分别采用隔离储存、隔开储存或分离储存等不同方式进行储存。
⑨零售业务的店面备货库房应报公安、消防部门批准。
危险化学品经营企业应向供货方索取并向用户提供SDS。
(二)从业人员 满足的要求
(1)企业法定代表人或经理应经过国家授权部门的专业培训,取得合格证书
(2)企业业务经营人员应经过国家授权部门的专业培训,取得合格证书。
(3)经营剧毒物品企业的人员,除具备以上要求外,还应经过县级以上(含县级)公安部门的专门培训,取得合格证书方可上岗。
剧毒化学品、易制爆危险化学品的经营经营剧毒化学品的企业要申领经营许可证,经营剧毒品要设专人。 危险化学品生产企业、经营企业销售剧毒化学品、易制爆危险化学品,应当如实记录购买单位的名称、地址、经办人姓名、身份证号码以及所需购买的剧毒化学品、易制爆危险化学品的品种、数量、用途
销售记录以及经办人的身份证明复印件、相关许可证件复印件或者证明文件的保存期限不得少于1年。
剧毒化学品、易制爆危险化学品的销售企业、购买单位应当在销售、购买后5日内,将所销售、购买的剧毒化学品、易制爆危险化学品的品种、数量、以及流向信息报所在县级人民政府公安机关备案,并输入计算机系统
第七节 泄露控制 与销毁处 置技术
(一) 泄漏处理
(1)疏散无关人员,隔离泄漏污染区。是否疏散和隔离,视泄漏物毒性和泄漏量的大小而定。
(2)切断火源。如果泄漏物是易燃物,则必须首先消除泄漏污染区域的点火源。
(3)应急人员的个体防护。
(4)注意事项:避免泄漏物对周围环境带来的潜在危害
5)泄漏物的处置
根据物质的物态(气、液、固)及其危险性(燃爆特性、毒性)采取合适的处置方法
气体泄漏物
应急人员能做的仅是止住泄漏。 如果可能的话,用合理通风和喷雾状水等方法消除其潜在影响
液体泄漏物
在保证安全的前提下切断泄漏源。采用适当的收容方法、 覆盖技术和转移工具消除泄漏物。
固体泄漏物
用适当的工具收集泄漏物
(二)火灾控制
2.几种特殊化学品火灾扑救注意事项
(1) 扑救气体类火灾时
切忌盲目扑灭火焰,在没有采取堵漏措施的情况下,必须保持稳定燃烧。
大量可燃气体泄漏出来与空气混合,遇点火源就会发生爆炸,造成严重后果。
(2) 扑救爆炸物品火灾时
切忌用沙土盖压,以免增强爆炸物品的爆炸威力;——扑救爆炸物品堆垛火灾时,水流应采用吊射,避免强力水流直接冲击堆,以免堆倒塌引起再次爆炸。
(3) 扑救遇湿易燃物品火灾时
绝对禁止用水、泡沫、酸碱等湿性灭火剂扑救。一般可使用干粉、二氧化碳、卤代烷扑救,但钾、钠、铝、镁等物品用二氧化碳、卤代烷无效 固体遇湿易燃物品应使用水泥、干砂、干粉、硅藻土等覆盖。 对镁粉、铝粉等粉尘,切忌喷射有压力的灭火剂,以防止将粉尘吹扬起来,引起粉尘爆炸。
(4) 扑救易燃液体火灾时
比水轻又不溶于水的液体用直流水、雾状水灭火往往无效, 可用普通蛋白泡沫或轻泡沫扑救;——水溶性液体最好用抗溶性泡沫扑救。
(5) 扑救毒害和腐蚀品的火灾时
应尽量使用低压水流或雾状水,避免腐蚀品、毒害品溅出: 遇酸类或碱类腐蚀品最好调制相应的中和剂稀释中和。
(6)2,4-二硝基甲醚、二硝基萘、萘等易升华的易燃固体
受热放出易燃蒸气,能与空气形成爆炸性混合物,尤其是在室内,易发生爆炸。
在扑救过程中应不时向燃烧区域上空及周围喷射雾状水,并消除周围一切点火源。
二、废弃物销毁
(一) 固体废弃物 的处置
(1) 危险废弃物
使危险废弃物无害化采用的方法是使它们变成高度不溶性的物质,也就是固化/稳定化的方法。
目前常用的固化/稳定化方法有:水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、有机聚合物固化、自凝胶固化、熔融固化和陶瓷固化。
(2) 工业固体废弃物
工业固体废弃物是指在工业、交通等生产过程中产生的固体废弃物
一般工业废弃物可以直接进入填埋场进行填埋。 对于粒度很小的固体废弃物,为了防止填埋过程中引起粉尘污染, 可装入编织袋后填埋。
(二)爆炸性物品的销毁 爆烧溶化
凡确认不能使用的爆炸性物品,必须予以销毁,在销毁以前应报告当地公安部门,选择适当的地点、时间及销毁方法。 一般可采用以下4种方法:爆炸法、烧毁法、溶解法、化学分解法。
(三)有机过氧化物 废弃物处理
有机过氧化物是一种易燃、易爆品。其废弃物应从作业场所清除并销毁,其方法主要取决于该过氧化物的物化性质,根据其特性选择合适的方法处理,以免发生意外事故 处理方法主要有分解,烧毁,填埋。
第八节 危险化学品危害及防护
一、 毒性危险化学品
慢性中毒
毒性危险化学品进入体内,长时期、小剂量所引起的中毒为慢性中毒;
亚急性中毒
在较短时间内(3~6个月)有较大剂量引起的中毒为亚急性中毒;
急性中毒
一次或短时间内大量进入体内所引起的中毒为急性中毒。
毒性危险化学品在体内的毒性与毒性危险化学品的化学结构、理化性质、生产环境、劳动强度、个体因素以及几种毒性危险化学品的联合作用有关。
(一)毒性危险化学品侵入人体的途径
1.呼吸道
工业生产中,毒性危险化学品进入人体的最重要的途径是呼吸道。 凡是以气体、蒸气、雾、烟、粉尘形式存在的毒性危险化学品,均可经呼吸道侵入体内。 呼吸道吸收程度与其在空气中的浓度密切相关,浓度越高,吸收越快。
2.皮肤
脂溶性毒性危险化学品经表皮吸收后,还需有水溶性,才能进一步扩散和吸收, 所以水、脂皆溶的物质(如苯胺)易被皮肤吸收。
3.消化道
多半是由于个人卫生习惯不良,手沾染的毒性危险化学品随进食、饮水或吸烟等途径而进入消化道,误食也是进入消化道的途径。 进入呼吸道的难溶性毒性危险化学品,可经由咽部被咽下而进入消化道。
(二)工业毒性危险化学品对人体的危害
3.窒息
单纯窒息
在空间有限的工作场所,氧气被氮气、二氧化碳、甲烷、氢气、氨气等气体所代替,空气中氧浓度降到17%以下,致使机体组织的供氧不足。就会引起头晕、恶心、调节功能紊乱等症状。缺氧严重时会导致昏迷,甚至死亡。
血液室息
毒性化学物质影响机体传送氧的能力。典型的血液窒息性物质就是一氧化碳。 空气中一氧化碳含量达到0.05%时就会导致血液携氧能力严重下降。
细胞内室息
毒性化学物质影响机体和氧结合的能力。 如氰化氢、硫化氢等物质影响细胞和氧的结合能力,尽管血液中含氧充足
9.尘肺
尘肺是由于在肺的换气区域发生了小尘粒的沉积以及肺组织对这些沉积物的反应,尘肺病患者肺的换气功能下降,在紧张活动时将发生呼吸短促症状,这种作用是不可逆的,一般很难在早期发现肺的变化。 能引起尘肺病的物质有石英晶体、石棉、滑石粉、煤粉和铍等。
三、放射性危险化学品的危险特性
放射性强度越大,危险性就越大。人体组织在受到射线照射时,能发生电离,如果人体受到过量射线的照射,就会产生不同程度的损伤。在极高剂量的放射线作用下,能造成3种类型的放射伤害:
(1)对中枢神经和大脑系统的伤害
主要表现为虚弱、倦怠、嗜睡、昏迷、震颤、痉挛,可在2天内死亡
(2)对肠胃的伤害
主要表现为恶心、呕吐、腹泻、虚弱和虚脱,症状消失后可出现急性昏迷, 通常可在2周内死亡
(3)对造血系统的伤害
主要表现为恶心、呕吐、腹泻,但很快能好转,经过2~3周无症状之后, 出现脱发、经常性流鼻血,再出现腹泻,极度憔悴,通常在2~6周后死亡。
特种设备
采用宽度标尺
第三节 锅炉
(二)锅炉工作原理及工作特性
锅炉工作过程主要是由汽水(介质)系统和燃烧系统来实现的。
三)锅炉的分类
按用途分
用锅炉产生的蒸汽带动汽轮机发电用的锅炉称为电站锅炉。 产生的蒸汽或热水主要用于工业生产或民用的锅炉称为工业锅炉。
按锅炉产生的蒸汽压力
超临界压力、亚临界压力、超高压、高压、中压、低压锅炉。
按锅炉的蒸发量
①蒸发量>75t/h的锅炉称为大型锅炉。
②)蒸发量为20~75t/h的锅炉称为中型锅炉。
③蒸发量<20t/h的锅炉称为小型锅炉。
按载热介质
锅炉出口介质为饱和蒸汽或者过热蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉。
锅炉出口介质为高温水(>120℃)或者低温水(120℃以下)的锅炉称为热水锅炉
以有机质液体(如高温导热油)作为热载体工质的锅炉称为有机热载体锅炉。
按燃料种类
分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电热锅炉、余热锅炉、废料锅炉等。
按燃烧方式
分为a层燃炉(固体燃料)、b室燃炉(油、气、煤)、c旋风炉(粗煤粉或煤屑)和 硫化床燃烧锅炉(煤)
按制造、安装许可
额定出口压力>2.5 MPa的蒸汽和热水锅炉属于A级;
额定出口压力 ≤ 2.5 MPa的蒸汽和热水锅炉,有机热载体锅炉属于B级
按锅炉结构
分为锅壳锅炉、水管锅炉
6. 工作系统
(1)汽水系统:使进入锅炉的给水吸热升温、汽化、过热,最后成为具有一定温度和压力的热水或蒸汽。
(2)燃烧系统:将燃料和空气送入锅炉炉膛内进行燃烧放热,将热量以热辐射的方式传给炉膛四周的水冷壁等辐射受热面;燃烧生成的高温烟气主要以对流传热方式把热量传递给对流管、烟管或者过热器、省煤器等对流受热面。
第四节 气瓶
瓶装气体 分类
1. 压缩气体
是指在-50℃时加压后完全是气态的气体,包括临界温度(Tc)< -50℃的气体,也称永久气体
2. 高(低)压液化气体
指在温度高于-50℃时加压后部分是液态的气体, 包括临界温度(Tc)在-50℃~65 ℃的高压液化气体 临界温度(Tc)高于 65 ℃的低压液化气体。
3. 低温液化气体
在运输过程中由于深冷保温而部分呈液态的气体,临界温(Tc)一般≤-50℃ 也称为深冷液化气体或者冷冻液化气体。
4. 溶解气体
在一定的压力、温度条件下溶解于气瓶内溶剂中的气体。易分解或聚合的可燃气体
5. 吸附气体
在一定的压力、温度条件下吸附于吸附剂中的气体。
6. 混合气体与标准气体。
气瓶分类
把容积不超过3000L,压力不超过70MP,用于储存和运输压缩气体、液化气体、溶解气体、吸附气体的可重复充装的可移动的容器叫作气瓶,是运输压缩气体和液化气体最常用的容器。
按瓶体结构可分为
无缝气瓶、焊接气瓶、缠绕气瓶、低温绝热气瓶、内装填料气瓶等。
按照公称工作压力
分为高压气瓶(>10MPa)和低压气瓶(<10MPa)
按照公称容积(指水容积)
小容积气瓶(≤12L), 中容积气瓶(12<容积≤150L), 大容积瓶(>150L)
按照用途一般分为
①工业用气瓶——②医用气瓶——③燃气气瓶 ④车用气瓶——⑤呼吸器用气瓶——⑥消防灭火用气瓶。
第五节 压力容器
压力容器
一般泛指在工业生产中盛装用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程的气体或液体,并能承载一定压力的密闭设备。
2. 压力容器 的参数
1) 压力
(1)最高工作压力,指在正常操作情况下,容器顶部可能出现的最高压力
(2)设计压力
指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度及其元件尺寸的压力。即标注在容器铭牌上的设计压力
设计压力值不得低于最高工作压力。
2)温度
(1)设计温度,指在正常工作情况下,设定的元件的金属温度。 设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。当壳壁或元件金属的温度低于-20℃,按最低温度确定设计温度;除此之外,设计温度一律按最高温度选取。
(2)试验温度,压力试验时,壳体的金属温度。
(3)实际工作温度,在实际工作情况下,元件的金属温度
3)介质
(1)物质状态:气体、液体、液化气体、单质和混合物。
(2)化学特性:可燃、易燃、惰性和助燃4 种。
(3)毒害程度:极度危害(I)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、轻度危害(IV)4级
(4)对容器的腐蚀性:强腐蚀性、弱腐蚀性和非腐蚀性。
分 类
1.按 压力等级划分
(1)低压容器,0.1MPa≤p<1.6MPa
(2)中压容器,1.6MPa≤p<10.0MPa
(3)高压容器,10.0MPa ≤p<100.0MPa
(4)超高压容器,p>100.0MPa
外压容器中,当容器的内压力小于一个绝对大气压(约0.1MPa)时, 又称为真空容器
2.按容器在生产中的作用划分
2
换热压力容器
用于完成介质的热量交换。例如热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器
分离压力容器
用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。例如分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器
储存压力容器
用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。 例如储罐、缓冲罐、消毒锅、印染缸、烘缸、蒸锅等。
反应压力容器
用于完成介质的物理化学反应。 例如反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等。
3.按安装方式划分
(1)固定式压力容器
(2)移动式压力容器
4.按 制造许可 划分
以制造难度、结构特点、设备能力、工艺水平、人员条件等为基础, 将压力容器划分为A、B、C、D共4个许可级别。A级为最高级别。
制造许可A级
高压容器、球罐、非金属压力容器、氧舱、超高压容器
制造许可B级
无缝气瓶、焊接气瓶、特种气瓶、低温绝热气瓶、内装填料气瓶
制造许可C级
铁路罐车、汽车罐车、罐式集装箱、长管拖车、管束式集装箱 (移动式)
制造许可D级
中、低压容器
5.按安全技术管理 (基于危险性)划分
按《固定式压力容器安全技术监察规程》 将压力容器划分为三类(I、Ⅱ、Ⅲ类)。
(1)首先将压力容器的介质分为两组。
第一组介质:
毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气体。
第二组介质:
除第一组以外的介质,如毒性程度为中度危害以下的化学介质, 包括水蒸气、氮气
按照介质特性分组后选择分类图,再根据设计压力p(MPa)和容积V(㎡),标出坐标点,确定容器类别
第六节 压力管道
(一)压力管道
压力管道是指在生产和生活中用于输送流体介质,并能承载一定压力的密闭管状设备
1.按主体材料划分
分为金属管道和非金属管道。
2.按敷设位置划分
分为架空管道、埋地管道、地沟敷设管道。
3.按介质压力划分
超高压管道(>42MPa)——高压管道(10~42MPa) 中压管道(1.6~10MPa)——低压管道(<1.6MPa)
4.按介质温度划分
高温管道(>200℃)——常温管道(-29~200℃)——低温管道(<-29℃)
5.按管道用途划分
分为长输油气管道、城镇燃气管道、热力管道、 工业管道(包括工艺管道、公用工程管道)、动力管道、制冷管道。
6.安全监督管理分类
1) 长输管道(GA类)
(1)GA1级
①输送有毒、可燃、易爆气体介质, 最高工作压力>4.0MPa的长输管道。
②输送有毒、可燃、易爆液体介质, 最高工作压力>6.4MPa,且输送距离>200km的长输管道
(2)GA1级以外的长输管道为GA2级。
2) 公用管道(GB类)
(1)GB1级:城镇燃气管道
(2)GB2级:城镇热力管道。
3) 工业管道(GC类)
GC1级
①毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点的高度危害液体介质管道
②火灾危险性为甲、乙类可燃气体或者甲类可燃液体(包括液化烃) 并且设计压力>4.0MPa管道。
③输送流体介质并且设计压力>10.0MPa, 或者设计压力≥4.0MPa并且设计温度>400℃的管道。
GC2级
介质毒性危害程度、火灾危险性(可燃性)、设计压力和设计温度<GC1级管道的工业管道为GC2级。
GC3级
输送无毒、非可燃流体介质,设计压力≤1.0MPa,并且设计温度一20℃<T<185℃的工业管道为GC3级,