D類干粉滅火系統在某聚乙烯裝置中的應用

牛定江(中國石化股份有限公司齊魯分公司塑料廠，山東 淄博 255400)

1 概述

某廠聚乙烯裝置用氣相流化床工藝，生產粒狀低密度聚乙烯產品，以乙烯、丁烯和己烯為主要原料，氫氣為分子量調節劑，采用鈦系催化劑，在氣相流化床中生產聚乙烯產品，三乙基鋁作為一種還原劑在催化劑單元中使用，它化學性質極其活潑，熱穩定性差，危險性較大。該裝置原配ABC類干粉滅火器，不符合國家消防法規消防滅火要求。故該廠在后期改造安裝了最新D類干粉自動滅火系統，達到良好滅火效果，保障裝置安全生產。

2 三乙基鋁火災

三乙基鋁AL(C2H5)3常溫下為無色透明液體,密度835 kg/m3,熔點:-52.5℃,沸點:186℃/101.3kPa，閃點:<-52.5℃,自燃點:<-52.5℃。化學性質極其活潑，與氧反應劇烈,在空氣中能自燃,遇水爆炸分解成氫氧化鋁和乙烷,熱穩定性差,開始分解溫度為120-125℃。其應禁止接觸空氣、水、活潑氫化合物、鹵素或鹵素化合物、二氧化碳等。避免接觸120℃以上的高溫、空氣條件。三乙基鋁對人體有灼傷作用，主要損害呼吸道和眼結膜。三乙基鋁火災根據國際上火災分類劃為D類火災。

3 D類干粉滅火系統滅火原理

采用惰性氣體驅動，將D類干粉從管道輸送到噴放組件，進而噴向防護區或具體保護對象滅火。滅火機理以化學滅火為主,通過化學、物理雙重滅火機能撲滅火焰,在三乙基鋁罐或管道發生火情時,由自動滅火裝置釋放出出的干粉與燃燒物火焰接觸,化學反應奪取燃燒自由基與熱量,切斷燃燒鏈實現對火焰撲滅,滅火劑與火焰反應產生大量玻璃狀物質吸附在三乙基鋁表面形成隔離層,實現物理空氣隔絕,以防其復燃。

4 在某聚烯烴裝置中的具體應用

4.1 烷基鋁罐保護區

某聚烯烴裝置烷基鋁配置單元罐區由6間半封閉平房組成，總面積54 m2，隔斷成6個相連防火分區，每個防護區9m2，混凝土磚混結構，儲罐區三面圍墻一面敞開，主要保護三乙基鋁儲罐、管道、閥門等。根要求分為1個干粉滅火保護區，6個保護分區（每個保護區面積96.75平方英尺），依托原有工藝設備，增設了1套美國安素公司D類干粉滅火控制系統，加裝專用MET-L-KYL滅火劑，采用N2驅動儲氣瓶型、用一套滅火系統保護6個烷基鋁罐。最大保護區滅火劑最小設計用量：96.75x10（設計噴放強度）=967.5磅干粉。根據需要設置了一主一備兩個440psi，2000磅的鋼質焊接結構干粉罐，使用6臺現場控制器，兩組高壓N2鋼瓶組，干粉管線采用無縫鋼管焊接連接，保護區頂部布置了兩類銅制噴頭，流量分別為4.0-6.0磅/秒和2.0-3.0磅/秒。

4.2 滅火系統組成

增設的全自動干粉滅火系統由控制系統、管網系統以及干粉罐三部分組成。控制系統由控制盤、火焰探測器、蜂鳴器及閃燈、警鈴、釋放裝置等部分組成；管網系統由干粉罐、容器閥、安全泄壓裝置、驅動氣體（氮氣）鋼瓶、輸粉管道等組成。

4.3 工作原理

火災發生時，火災探測報警及滅火控制系統收到火警信號并判斷、收到兩個獨立火災探測信號后啟動聲光報警并延遲5s噴放，以保護現場人員安全。系統發出指令給滅火系統啟動機構。打開N2鋼瓶組，高壓N2經穩壓閥減壓后進入干粉罐攪動罐中干粉,使罐壓力快速升高形成粉氣混合流。待達到工作壓力后爆破片開啟，并根據控制盤指令打開通向防護區保護對象的選擇閥。干粉滅火劑被氣體帶動,經總閥門、選擇閥、輸粉管輸送到固定噴嘴,把干粉滅火劑噴向保護對象，迅速轉壓力能為速度能，輸送到發生火情的對應保護區進行滅火，隔絕空氣，破壞燃燒鏈，起到迅速熄滅火焰且防止二次火災目的。

4.4 系統主要特點

固定干粉滅火系統對A、B、C、D四類火災都可使用，METL-KYL干粉更是專門用于撲滅烷基鋁火災的滅火劑，其主要特點是：滅火時間短、滅火效率高，對石油產品的滅火效果尤為顯著；絕緣性好，可撲救帶電設備火災，滅火后對設備污損較小；寒冷地區不需防凍，可用于缺水地區；久儲不變質。

5 結語

三乙基鋁系統主要危險因素為火災、爆炸。在該系統設置了經濟實用、安全可靠的D類干粉滅火系統，當烷基鋁系統泄漏著火時，能實現快速度滅火，避免自動化生產工藝鏈因起火中斷而被迫停止運行，提高了裝置安全系數，滿足規范要求，使風險得到了有效控制。

[1]三乙基鋁安全技術說明書.

[2]GBT 4968-2008.火災分類[S].

[3]GB 50347-2004，干粉滅火系統設計規范[S].

[4]安素公司干粉滅火系統操作說明.