易燃易爆氣體管道在維護檢修中的防火安全

韓本書

（中國第一重型機械股份公司安技環保部，黑龍江 齊齊哈爾 161042）

隨著機械加工行業產能的不斷擴大，熱加工生產中使用的能源由過去的以煤氣為主逐漸轉化為天然氣、丙烷、丙烯等多元并用的格局。這些氣體在燃燒中具有不產生煙塵、不污染環境、燃燒熱值高、容易點燃、操作簡便、熱效率高等優點，是現代工業不可或缺的清潔高效能源。這些能源在給我們帶來高效、清潔的同時也存在很大的火災危險性，尤其在運行狀態維護檢修中大多都伴有電、氣焊等明火作業項目，如操作不慎將引發火災，一旦發生爆炸則對作業人員和設備造成重大危害。為保證在維護檢修中的防火安全，需有嚴密的防控措施。

1 常用可燃氣體的理化參數。

1.1 天然氣，主要成份為甲烷（CH4），相對密度 0.415（－164℃），閃點－190℃，爆炸極限5.3-15%，最易引燃濃度7.5%，產生最大爆炸壓力濃度9.8%，最大爆炸壓力70.3牛/cm2，最小引燃能量0.28毫焦。

1.2 丙烷（C3H8），相對密度0.5852，閃點－104℃，爆炸極限2.3-9.5%，最易引燃濃度4.1%，產生最大爆炸壓力濃度4.6%，最大爆炸壓力84.1牛/cm2，最小引燃能量0.26毫焦。

1.3 丙烯（CH2=CHCH3），相對密度0.581（液體 0℃），閃點－104℃，爆炸極限 2-11.1%，最小引燃能量0.28毫焦（濃度4.44%）。

1.4 煤氣，主要成份為烷烴、烯烴、芳烴、氫、一氧化碳，爆炸極限4.5-40%，最易引燃濃度15-21%，最易傳爆濃度18%，產生最大爆炸壓力濃度21%，最大爆炸壓力77.9牛/cm2。

1.5 標準規定要求。

《建筑設計防火規范》、《消防技術標準規范》中火災危險性分類將閃點小于28℃的液體、爆炸下限小于10%的氣體劃為甲類生產類別。常用的這些氣體均能與空氣混合形成爆炸性混合物，爆炸下限也都小于10%，均有較強的燃燒爆炸危險性。根據氣體燃燒的理論我們得知，可燃氣體與空氣的混合燃燒屬于化學反應。如果擴散混合燃燒為正常燃燒，而當可燃氣體與空氣混合達到爆炸濃度范圍，如遇明火會使火焰傳播速度急劇增加，其速度常可達每秒數千米，這就是燃燒的爆炸現象，且具有相當大的破壞力。因此，在易燃易爆氣體管道維護檢修中必須以高度重視，防止火災和爆炸事故的發生。

2 動火作業的前期準備工作

大型企業的可燃氣體大多以管道輸送至各使用單位，然后再以支線管道輸送至各設備，輸氣距離長，關聯閥門多，需經常維護檢修。在維護檢修中有很多部位需電、氣焊明火作業。因此，做好動火作業的前期準備工作是保證安全的首要條件，為保證動用明火作業安全應做好以下幾點工作：

2.1 確定維護檢修可燃氣體的種類、檢修的范圍和明火作業的部位，針對不同種類的可燃氣體制相應的火災防控措施。

2.2 可燃氣體管道在動火作業前要嚴密關閉動火部位上端進氣口的閥門，開啟上部放散口的閥門向空中放散，經過一段時間放散再開啟動火部位下端和最末端的截止閥放散管道內的可燃氣體，在放散時盡量減少向地面的排放量。如在廠房內放散可燃氣體，下風口方向20米內不得有明火作業。

2.3 用惰性氣體對管道進行吹掃，如無惰性氣體也可用壓縮空氣吹掃。用壓縮空氣進行吹掃時應控制其流速，防止管道內的雜質在高速沖刷中與金屬壁摩擦產生火花。吹掃可燃氣體管道嚴禁使用氧氣，一旦誤用氧氣將使管道內的焦油渣發生劇烈氧化進而引發爆炸。對相對密度大于空氣密度1.5-2倍的煤氣、丙烷、丙烯等可燃氣體管道要徹底吹掃，將末端和“盲腸”部位的氣體置換出來，防止在盲區內存有殘留氣體遇明火或高熱發生爆燃。可燃氣體吹掃出口地面如有地坑或凹洼時，放散前應對地坑采取遮擋措施，防止大量可燃氣體沉積在坑內形成爆炸釋放源。如無法遮擋，在動火作業前應用壓縮空氣吹掃，將坑內的可燃氣體擴散至爆炸極限下線內。

2.4 測試可燃氣體濃度，在動火作業前要對管道內的可燃氣體進行測試，切不可貿然作業。測試時應多點檢測，并應密切關注進氣口上端的截止閥有無氣體滲漏，中端和末端管道內的可燃氣體是否已被置換。經測試可燃氣體的含量以低于爆炸下限的20%（天然氣≤1.06%、丙烷≤0.46%、丙烯≤0.4%、煤氣≤0.9%）后方可進行明火作業。

3 動火作業

經測試合格后可進行動火作業，在作業時應做好以下幾點防控工作：

3.1 清除干凈作業部位的所有可燃物，在高處動火作業時應密切關注下部的可燃物，如無法遮蓋或移開時應設專人持滅火器進行現場監護，防止高處落下的焊渣引燃下部的可燃物。

3.2 關閉動火部位的放散閥門，盡量減少燃氣管道內的空氣流動量，阻隔可燃物質在燃燒時的助燃條件。

3.3 配備應急滅火器或氟蛋白水溶液滅火劑，滅火器以ABC類干粉滅火器為宜（CO2滅火器對固體類油脂火災滅火級別低），如沒有氟蛋白也可以用高濃度洗衣粉泡沫水溶液，其形成的大量泡沫也有較好的隔絕空氣的作用。有些企業的煤氣管道已運行十幾年或幾十年，管道內附著較多的焦油渣和焦油，在氣割和焊接作業中，管道內的糊狀焦油著火很難避免，管道內發生著火時要及時撲滅，防止形成長時間、長距離燃燒。

3.4 動火作業部位半徑15米內不得進行噴漆、稀釋劑涂刷清洗作業。根據報導，噴漆作業時形成的爆炸霧化氣體可飄散至20米，用輕質油類涂刷、清洗工件的油氣帶在下風向可飄至15米。因此，在動火作業半徑15米之內不得進行噴漆、輕質油類涂刷、清洗工件作業，是防止發生爆炸事故的重要條件。

4 發生意外事故的處置措施。

在可燃氣體管道動火作業時一旦發生爆炸應做好以下幾點工作：

4.1 首先要搶救傷員，將受傷人員轉移至安全地帶并迅速撥打“120”急救電話。

4.2 根據火勢情況在撥打“119”火警電話的同時要立即開展前期滅火工作。首先要迅速關閥斷氣，組織人員檢查進口端閥門是否被意外開啟，如處于開啟狀態要迅速關閉閥門，截斷可燃氣體輸送通道。

4.3 查明火災事故的成因，如確因管道內殘存氣體發生爆燃，就不會形成大的危害，因管道內殘存的氣體量少且沒有氣源補充，在短時間內就會燃燒殆盡，明火自然熄滅。如確因閥門破損無法關閉，在有氣源不斷補充的情況下，不要急于滅火，在人為可控的條件下讓其穩定燃燒，同時迅速組織人員搶修故障點，截斷可燃氣體的輸入通道。此時一旦將火撲滅，繼續外泄的氣體極易大量聚集沉積，混合成爆炸性氣體，形成二次爆炸的釋放源衍生更大的次生災害。待故障點排除后一次性將管道內的明火徹底撲滅。滅火作業完成后要認真檢查著火部位、清除殘留火種。同時要保護好火災現場，以便查清火災成因。

5 結語

易燃易爆氣體管道在維護檢修時大多在運行狀態下進行，開啟放散閥門后成負壓狀態，管道內的氣體極易與空氣混合形成混合性爆炸氣體，如處于最敏感濃度，很小的引燃能量就可以引爆爆炸性混合氣體。因此，在動火作業前排除管道內的可燃氣體，將氣體濃度降至爆炸極限下限的20%以下，清除引發爆炸的源頭是維護檢修作業中的首要工作。同時在動火作業期間嚴格執行防控措施的各項工作要求，控制管道內糊狀焦油的燃燒，防止地面可燃物發生火災，就可以避免易燃易爆氣體管道在動火檢修作業中的爆炸、爆燃事故的發生。

[1]《建筑設計防火規范》GB50016-2006

[2]《消防技術標準規范》2011年版