石油化工項(xiàng)目中氫氣爆炸的預(yù)防控制

□劉建龍 于穎琪

氫氣是常見的工業(yè)氣體之一，在石油化工、冶金、電子、食品加工、有機(jī)合成等方面都有著廣泛的應(yīng)用，此外氫氣還用作航天燃料[1]。在石油化工領(lǐng)域，氫氣作為重要的原料，用于甲醇生產(chǎn)、合成氨以及石油煉化過程的各類加氫反應(yīng)。

一、氫氣的燃爆危險(xiǎn)性

氫氣是一種無味、無色、極易燃爆的氣體[2]。同時(shí)，氫氣還是一種極易滲透和擴(kuò)散的氣體[3]。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱或明火即發(fā)生爆炸，爆炸極限4%～75%(體積比)，自燃溫度500℃，最小點(diǎn)火能0.019MJ[4]。

二、發(fā)生氫氣爆炸的條件

發(fā)生氫氣爆炸必須具備的兩個(gè)條件：一是氫氣與空氣混合形成爆炸性氣體混合物；二是激發(fā)源：包括明火、電氣火花、機(jī)械火花、靜電火花、高溫等。在石油化工項(xiàng)目中預(yù)防氫氣爆炸通常主要防止上述兩個(gè)條件的形成。

三、氫氣爆炸的預(yù)防措施

(一)防止形成爆炸性氣體混合物。

1.防止氫氣設(shè)備、管道內(nèi)形成爆炸性氣體混合物的措施。一是氫氣設(shè)備、管道引入氫氣前，采用惰性氣體置換或注水排氣法進(jìn)行置換直到采樣分析氧含量合格；二是氫氣設(shè)備、管道均為正壓操作，嚴(yán)禁形成負(fù)壓，防止空氣進(jìn)入氫氣設(shè)備或管道；三是設(shè)備定期檢驗(yàn)，防止內(nèi)漏造成氫氣與其它介質(zhì)互滲。

2.防止氫氣泄漏的措施。一是氫氣管道采用無縫金屬管道，管道連接采用焊接方式，減少設(shè)備密封、管道連接等易泄漏點(diǎn)；二是按照法規(guī)、規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等要求選擇合適的管道及管道組成件，氫氣管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢驗(yàn)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行；三是設(shè)置壓力監(jiān)測(cè)儀表，具有報(bào)警、聯(lián)鎖等功能，合理設(shè)置安全閥防止系統(tǒng)超壓引起氫氣泄漏。

3.防止氫氣積聚達(dá)到爆炸限的措施。一是氫氣泄放管道設(shè)置稀釋管道，在氫氣泄放時(shí)混入水蒸汽、氮?dú)獾葰怏w，降低泄放氣中氫氣濃度；二是含有氫氣的放空管道引至室外高處排放；三是氫氣設(shè)備、管道布置在通風(fēng)良好的房間內(nèi)，如有可能布置在敞開或半敞開廠房中，防止氫氣在廠房中積聚；四是設(shè)置氫氣檢測(cè)器，在氫氣積聚達(dá)到其爆炸下限前及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出警報(bào)，且可以聯(lián)鎖啟動(dòng)事故風(fēng)機(jī)對(duì)廠房加強(qiáng)通風(fēng)。

(二)防止產(chǎn)生激發(fā)源。一般可采取以下措施防止產(chǎn)生激發(fā)源：一是生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用氫氣的場(chǎng)所火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為甲類，其與明火、散發(fā)火花地點(diǎn)的距離滿足相關(guān)規(guī)范的要求；二是防止產(chǎn)生靜電火花，包括生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用氫氣的場(chǎng)所出入口設(shè)置人體靜電導(dǎo)除裝置、操作人員穿防靜電工作服等措施；三是氫氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)不準(zhǔn)敲擊、檢修時(shí)使用防爆工具、操作人員禁止穿帶釘?shù)男樱悦庾矒舢a(chǎn)生火花；四是生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用氫氣的場(chǎng)所使用防爆電氣設(shè)備；五是含有氫氣的放空管道設(shè)置阻火器；六是生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用氫氣的廠房設(shè)置可靠的防雷設(shè)施；七是生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用氫氣的場(chǎng)所附近管控車輛通行，并配備防火帽。

三、結(jié)語

氫氣作為重要的原料在石油化工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，由于氫氣本身的危險(xiǎn)特性，石油化工項(xiàng)目中必須高度重視氫氣爆炸事故的預(yù)防。本文從氫氣爆炸的條件入手探討了在石油化工項(xiàng)目中預(yù)防氫氣爆炸事故的措施，對(duì)石油化工項(xiàng)目安全使用氫氣有一定的借鑒意義。