工艺设备的防爆

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第406页（1899字）

为了防止工艺设备爆炸时破坏设备及伤人，在设备上应使用安全装置。常用的方法有三种。

1．爆炸压力泄放装置

工艺设备的爆炸是由于在反应过程中，设备内部压力升高而引起的。采用爆炸压力泄放装置可以将反应升高的压力在未达到爆炸前或在爆炸后迅速泄放而保存工艺设备的主体。常用的爆炸压力泄放装置有膜片式安全装置、防爆片、防爆阀和安全阀。当容器内压力升高到一定程度时，安全膜破裂，使压力下降。安全膜和防爆片的安装位置不得面向工人或工人经常走动的地方。

2．隔爆装置

主要用来防止火焰的传播，以免由于火焰传播成为着火源而引起相连接管道或设备的爆炸。一般用干式隔火器。又可分填料式隔火器、箱式隔火器、网状隔火器以及金属陶瓷隔火器。此外还有液封式回火防止器，一般用水封，主要用于乙炔发生器的防爆。

还有一种隔爆装置是快速火焰隔断器。一般是回转式重锤隔断阀，或起爆药启动的柱塞式隔断器以及气动隔断器、自动截断阀、电磁启动阀等。在许多情况下可以在管道中用喷淋隔断装置来隔离火焰。在管道内安装几个带径向喷孔的喷头，发生爆炸或火灾时灭火剂(水)能从喷孔中喷出形成隔火水幕，阻止火焰传播，而且气体通过水幕后温度也会降低。

3．抑爆装置

利用高灵敏度的压力传感器作检测器，在工艺设备内发生爆炸的初期压力升高的速度还不太快时，迅速向设备(如油罐或反应器)内加入抑制剂(抑爆剂)制止爆炸继续发展。这种抑爆装置的效率相当高，所以设备内实际上不会发生明显的压力升高。这对于低强度工艺设备的防爆极为重要。这种装置的另一优点是不会把有毒、易燃易爆生成物、热气体及火焰排入大气。关键是压力敏感隔膜传感器的测量精度要高。当隔膜移动使电路关闭，即可产生抑制作用；或用爆炸制动器破坏灭火器出口的膜片，高压氮可以使灭火剂立即喷出而制止可燃蒸气、气体或粉尘的爆炸。灭火剂可以是卤代烃、水、化学干粉或惰性气体。但卤代烃与火焰作用会产生有毒气体。

除了抑爆作用外，检测器能使附加的防爆机构起作用而泄放压力以及隔离工艺设备或使设备停止运转。美国国家防火协会已经公布了抑爆系统的标准，要求在几ms以内能启动抑爆系统。为了提高抑爆系统的可靠性，必须使用灵敏可靠的传感器。由于在密闭容器里发生爆炸时会产生热辐射、温度上升、压力上升和气体电离等现象，因此可以利用这些现象中的任何一种来检测爆炸。自动抑爆系统所用的爆炸指示器就是将上述参数之一转变为电信号的装置。最常用的传感器是光学传感器，特别是紫外线传感器更灵敏。但它们只能在密闭容器内不受外界干扰的条件下使用，以免发生误动作。光传感器不适用于粉尘爆炸，这时最好用压力传感器，即采用极限式和压差式膜片接触压力传感器。这些传感器和上一章的火灾探测器的作用原理相同，只是要求精度更高、启动时间更短。

抑爆装置可以用抑爆弹或气动喷射器，为了快速启动可以用爆炸阀。前苏联有一种“液体炮”式抑爆装置。抑爆装置上的检测器启动液体炮的喷孔，使抑爆剂喷出，喷射速度可达150～200m／s。

最简单的方法是冷却抑爆，即喷入大量雾状水滴进行抑爆，其优点是可以在爆炸发展的任何阶段起作用。实际上等于降低了对爆炸检测器灵敏度的要求，提高了抑爆系统的抗干扰能力，而且可以完全排除发生第二次爆炸的可能性。

在加工粉状可燃物的设备内，粉尘和空气的混合物经常会达到爆炸极限。一旦设备内发生爆炸，设备被破坏时，冲击波使沉降在工房和设备各突出部位上的粉尘扬起，随后引起工房内粉尘的二次爆炸，使建筑物破坏。因此抑制设备内的粒尘爆炸不仅可以保护设备，而且可以防止二次爆炸的重大事故发生。加工粉状可燃物的生产设备，如干燥器、磨碎机、搅拌器、气力输送管道、旋风除尘器等均应使用抑爆装置。

加工气态可燃物时，生产设备的防爆经常采用较简单可靠的泄压装置。在生产可燃性液体的设备中可使用抑爆装置。在条件许可时，危险岗位应实行遥控或无人操作。