化工历程宁静——检验前的准备(4.0)

作者:亚搏体育app官网入口发布时间:2021-12-31 00:47

本文摘要:检验准备事情中泛起的问题在一家典型的国际水平的化工公司内,每年维修用度是资产重置成本的3%~6%。大量 的重要检验事情要求尽可能不影响化工厂的生产一连性,而是天天按计划完成的通例基本检验事情,包罗从系统中隔离和清空介质的备用泵和备用压缩机的检验维护,或者是对备用的过滤器举行彻底检验或喷漆。可是,看起来无关紧要的维修准备事情往往可能导致设备处于危险之中,或者导致设备破坏甚至人员伤亡。 Trevor Kletz经常探讨检验准备事情中泛起的问题。

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检验准备事情中泛起的问题在一家典型的国际水平的化工公司内,每年维修用度是资产重置成本的3%~6%。大量 的重要检验事情要求尽可能不影响化工厂的生产一连性,而是天天按计划完成的通例基本检验事情,包罗从系统中隔离和清空介质的备用泵和备用压缩机的检验维护,或者是对备用的过滤器举行彻底检验或喷漆。可是,看起来无关紧要的维修准备事情往往可能导致设备处于危险之中,或者导致设备破坏甚至人员伤亡。

Trevor Kletz经常探讨检验准备事情中泛起的问题。最近,Trevor Kletz写道:设备检验是事故多发阶段,事故不仅发生在检验历程中还发生在设备检验前的准备事情中。事故发生的原因主要包罗:一是检验操作法式不合理,二是没有严格根据合理的操 作法式执行。

特别是在以下情况:(1) 待检验的设备存在宁静隐患,如高压或者含有有毒化学物质;(2) 检验设备时未经确认就打开了错误的设备;(3) 没有将设备的危险物质排尽,并检测设备是否安 全;(4) 没有对检验工人讲清楚设备的宁静隐患,并见告其注意事项,或者检验工人没有很好地剖析宁静警告,甚至也没有遵守宁静规则。本章涵盖了几个系统检验准备事情中泛起的事故案例。每一种不合理的检验都导致了设备损坏的结果。

这些事故发生在设备隔离、设备掩护、清空和清洗历程中,选择方法不 当也会造成事故的发生。有些情况下设备易于发生负压和正压,超出了设备的设计极限而 导致事故的发生。

容器放空到充水罐导致的事故工人在一个直径10ft、高25ft而且装满易燃液体的常压容器的顶部举行焊接作业。细心的领工员认为在焊接作业历程中,用泵从容器中抽走乙醇存在火灾隐患。他认为任何从容器顶部的鹅颈式排气孔中挥发出的可燃气体都对四周需要动火和焊接维修作业存在着庞大危险。思量到水易吸收乙醇蒸气,领工员摆设人将排气孔用软管毗连起来,通入装满水的罐 中,以使可燃蒸气“宁静地”被水吸收(图4-1 )。

随着焊接事情的举行,在这样“宁静排气装置”的条件下,开始用泵抽走容器中的液体。很快容器上部泛起了局部性的损坏,尽 管这种损坏水平比力轻。很显然,领工员并未能明白低压容器的懦弱本质。许多低压容器设计抗正压为2~ 2.5kPa,抗负压仅为0.75〜1kPa真空度。

用软管毗连排气孔可以实时处置惩罚所发生的可燃性乙醇气体,可是将软管通入水中的做法会导致超压或者负压,从而超出容器设计使用的极限而损坏容器。储罐张力事故的反思:相关文献讲明,一个康健人的肺部可以发生不低于50in水柱 [12.5kPa (表压)]的压力。相比力而言,人体的肺部可以提供10in水柱[2.5kPa (表压)] 的压力,已经凌驾低压容器的设计使用极限。一个普通的中等巨细的气球膨胀起来所需要的压力约莫是25〜30in水柱压力[6.3 ~ 7.5kPa (表压)]。

如果一小我私家能吹胀气球,则他使用肺部的能力(如果人能一直不停地坚持吹气),就可以破坏一个密闭的常压容器。其中假设容器漏气的速率低于人体吹气的速率。

正如第2章所先容的一样,英国化学工程师协 会提供了一个很是好的培训装置来说明容器的懦弱本质,最新版本的培训装置示意图如图 4-2所示。大型容器喷漆的准备事情在化工和石油化工厂中,通例泄压孔和鹅颈式泄压孔掩护着许多低压容器。

特别是在 1960-1980年期间,其时的工业企业允许排放少量的挥发性有机气体,因而,其中一些容器并未安装溢流管线。那时发生了许多意图良好的喷漆工人、领工员和安装工程师损坏低压容器的故事。

他们注意到在维修容器顶部时,喷洒过量的油漆或者喷砂机的沙粒会污染容器中的液体,于 是接纳聚乙烯膜缠绕排气孔以淘汰污染的几率。在这种无掩护的状态下,偶然有人会用泵往外抽出液体,或是夏天的狂风雨使罐体降温,最终导致容器局部负压而遭到破坏。

许多 企业都是通过事故教训,才学到了名贵的履历。盐泥溶解系统的维修准备事情一家大型化工厂在串联的3个玻璃纤维容器中溶解无机盐泥。大多数员工认为该系统在工厂庞大流程中没有危险的部门。

该区域主要处置惩罚温度较低的氯化钠水溶液,水溶液中含有饱和的不溶性盐,如碳酸钙、碳酸镁。泥浆中含有30%的碳酸钙。不行溶的碳酸盐 用盐酸在两个搅拌釜中举行处置惩罚,反映发生二氧化碳和可溶性盐。

化学反映很是简朴:工厂计划维修盐泥溶解系统时,装置的其他部门仍然继续满负荷运转。化工历程操作员思量到停机2~3h会使盐泥积累量凌驾污水池的有效容积。操作工在停机前1.5h内大幅 度增加向盐泥溶解系统输送盐浆的速率。

可是,在此期间仅少量增加了向系统加入盐酸的速率。基本流程图如图4-3所示。

维修事情的要求很简朴。维修小组按计划更换2号固体溶解罐搅拌器的齿轮油,并更换数个盐泥阀门。为做好维修的准备事情,装置停机并标明晰盐泥泵和2号溶解罐的搅拌 器。错误的是在接下来的两个小时内盐酸的流速仍然保持稳定,盐酸流进1号溶解罐,再溢流进入2号溶解罐。

维修事情竣事后(花去两个小时),一名操作工走上楼梯,然后打开2号溶解罐的搅拌 器。突然,他听到一声隆隆的巨响,2号溶解罐的盐酸喷涌而出,射向30ft高的空中。巨 大的压力破坏了两个玻璃容器、损坏了2号溶解罐上的3个喷嘴。

带泵容器的损坏水平更 为严重:直径为20in的人孔和隶属的盲板爆裂,而且与较小的容器相连的4in的放空阀及 其管件也遭到损坏。盐水系统的问题究竟出在那里该化工厂的其他装置通过管道向盐水系统提供盐酸。

所提供的盐酸是该工厂生产大量可燃液体时的副产物。维修主管指示维修小组迅速收罗酸性样品,并送到中心化验室分析 可燃物组成,但化验员没有检测到可燃物的存在。

事故调査小组检查了实时操作记载中污水的pH值、盐酸流量、污水流量的变化情况。观察小组推断出,停机前2号溶解罐内积累有100Ib的碳酸钙。停机两小时期间,盐酸不 断地流入系统,而且盐酸浓度逐渐增大。

凭据污水pH值记载可知,在重新开启搅拌器时, 污水的pH值低于2。当操作工按下搅拌器的开关,盐酸很是好的疏散在碳酸钙固体外貌,反映迅速发生, 在装满盐水的狭小容器内发生并释放出400ft3的二氧化碳。后续措施:事故观察小组推荐举行设备升级和操作法式革新。

他们建议将每个容器上的排气孔孔径由6in增大到10in,相当于泄压区域面积扩大了 300%。固然这对前面所发生 的特定情况而言,其泄压面积还是不够。可是,对于新革新后的操作法式已经能很好地满足要求。

pH值的监测系统也举行了升级革新,搅拌器开关也从顶部平台移至地面。维修主管设立了新的操作法式。当原料供入系统的盐浆切断后,法式要求操作工继续搅拌和通入盐酸30min。开机时,重新开启盐浆泵之前应先打开搅拌器并通入盐酸。

所有 这些措施都是为了消除残存但未检测到的碳酸钙而设计的。待维修的储罐发生猛烈喷发事故让我们一起来更详细的讨论前一章所讲到的一个事故案例,因为它生动地说明晰维修前不恰当的准备事情带来的结果。这是有关浓度为73%、温度为250 °F的氢氧化钠溶液从 大型地下储罐(直径20ft)喷发的事故。

储罐维修的准备事情包罗两个步骤。装运部门人员将氢氧化钠转输到罐车中,从而清空储罐。操作人员在清晨接纳剩余物质并清洗储罐。在装运部门装载了数量罐车以淘汰储 罐中的残存液体后,操作主管认为储罐中仅剩下少量残留的氢氧化钠溶液。

由于信息的错误转达导致转运部门装载液体的罐车数目比维修主管预计的罐车数量少 一辆。当操作主管制定操作规程时认为储罐中仅剩少量的液体,而实际上储罐中还剩下约莫90t、浓度73%的氢氧化钠溶液。晚上交接班后,操作人员根据操作规程要求举行操作, 把大量的热水加入到数吨重的高密度、灼热的氢氧化钠溶液里。

接着,操作员把压缩空气管切入储罐使溶液匀称混淆,随后打开了压缩空气。在很短的时间内,储罐发出喷气式飞机般的咆哮声,大量的水蒸气和稀释的氢氧化钠液滴从储罐的人孔中喷出,喷发物高达 80ft。

猛烈的喷发仅连续了 30s,但却向周围区域喷发了数吨的氢氧化钠液体。对猛烈喷发事故的反思:本次事故被认为是由信息交流失误造成的。

很显然良好的信 息交流渠道是维修准备事情乐成的关键之一。事故的焦点因素是储罐中氢氧化钠的剩余量。如果储罐中仅残留几百千克甚至一吨液体,事故也不会发生。

由于储罐中残留物质无法直接视察或者低估了残存物质数量,然后在溶液中和或清洗储罐时发生猛烈反映所导致的事故数不胜数。在清除或者清洗储罐的操作法式中,应该有一个或几个步骤来确定设备中残留的有害 物质或者是可能发生强烈反映的物质总量。

另外,当设备中残留物质量凌驾预测总量时, 还应该有一些辅助措施。精明的储罐设计师预先思量到这些问题。

更多的设计者把储罐底部设计为倾斜的结构,或者在储罐底部增加泵吸出管(与储罐底部相连的小储液槽),从而可以在清洗储罐时最大限度排挤储罐中的有毒有害物质。冰淇淋工厂准备更换阀门时发生的爆炸事故在民众看来,在食品加工行业事情毫无疑问的比在化工厂事情“更为宁静”。可是,根 据美国国家宁静委员会的陈诉,近年来食品工业发生的、有记载的宁静事故总比例是化工行业的3~5倍。

从发生死亡事故的概率来看,近年来食品工业和化工工业基底细同。下面讲述的是发生在冰淇淋制造厂的爆炸事故,也许这样的事故还可能发生在其他任何一家拥 有大型冷冻系统的商业企业。

冰淇淋工厂的一名部门司理正准备更换冷冻系统集油器中的一个泄漏的阀门时发生事 故并致其死亡。受害者是一位拥有氨制冷系统富厚事情履历的资深员工。

有证据讲明该司理的准备事情导致在充满液体的系统内发生热膨胀或者水力膨胀,所发生的庞大压力足 以使装有5ft3的氨气蒸发器完全破裂。当地消防部门观察显示,当蒸发器超压破裂时,迅速释放出无水氨气;同时,系统还 泄漏出少量润滑油,这为发生瞬间燃烧爆炸提供了燃料。

从理论上分析,冷冻系统电火花可以形成火源。超压破坏和燃烧爆炸造成了高达25万美元(1980年美国)的巨额损失。

爆炸事故导致一名司理死亡,同在一个房间的另外两名员工受伤,爆炸打击波破坏了机械系统,也摧毁了位于前面的办公室。该州州立警员局的陈诉援引一位制冷系统维修人员的陈诉称:氨气蒸发器上所有的阀 门都已关闭,消防主管发现机械下面的地下有一根蒸汽管线正在排放蒸汽。维修人员先前认为蒸汽用来融化阀门周围结的冰和加热机械中的油使之更容易排挤。

地方工程检查员的陈诉证实,氨气蒸发器已经完全隔离,可是氨气系统没有宁静阀保 护装置和其他压力释放装置。事故的原因是由于安装在地下的水蒸气管线造成的,该管线用来融化排水阀门上的结冰和保证系统更好的排放。

检查陈诉并没有判断这些准备事情是有意的还是偶然的。本事故的反思:人们很容易勾画出一条充满液体而没有蒸汽膨胀空间的化工历程管线。许多流体,包罗液态的氨气、氯气、丙烷、氯乙烯和苯,如果阻遏条件不合理,仅仅因为昼夜温差变化就会在每平方英寸上发生数百磅的压力(相当于几个大气压)。凭据液体的物理性质,当温度升高时,液体体积将膨胀。

可是由于管道和容器容积的限制,液体温度升 高时,液体体积不能显著地胀大。操作主管应该制定操作法式以确保管线中的易燃、有毒、有害液体能够合理的隔离。

通常来讲,这些操作法式还应包罗辅助的超压设备。如果流体是极易燃,或者是高毒性、 强腐蚀性液体,则不能选用通用尺度的宁静隔膜或者宁静泄压阀,因为它们不能直接排放到大气中。这些极端有害的化学物质用尺度宁静隔膜或者宁静泄压阀掩护时,如果发生泄压排放,应该排放到缓冲罐、火炬、清洗器或者其他宁静的地方。当将泄压装置排放到缓冲罐、火炬、清洗器或者其他宁静地方的操作无法实施时,设计者可以思量接纳膨胀瓶装置,如氯气协会推荐的防止管道损坏的装置。

一个设计合 理、安装恰当、维护良好的膨胀瓶或许可以挽救冰淇淋工厂部门司理的生命(图4-4和 图 4-5 )。在前一章中,我们讨论了在密闭容器内装满水并举行加热时水的压力变化情况:在开 始时,装满水的密闭管道内温度为70 °F,压力为一个大气压:(1) 当加热到120 °F时,压力增加到2500psig,远远凌驾炼油厂管线的设计压力。(2) 当加热到170 °F时,压力增加到7000psig。(3) 进一步加热到刚刚高于常压下水的沸点如220 T时,由于热膨胀,压力到达极具 破坏力的13750psig的水平。

《炼油装置水危害》一书说明晰当温度升高时预留气体体积膨胀空间的益处。在密闭管线内预留出气体膨胀空间,当加热其中的水时压力升高得很是缓慢,直到膨胀空间已被压缩变得很小或者由于空气溶于水导致膨胀空间完全消失为止。

如果一个简朴的水管体系的蒸汽膨胀空间占总体积的11.5%,在常压和温度为70 °F条件下,当温度加热到350 °F时, 压力将增加到285psig;此时,蒸汽膨胀空间仅剩下1.2%;当温度继续升高20 °F时,蒸汽 膨胀空间缩减到0,体系压力将会急剧升高。蒸汽膨胀空间的作用很是显著。

当没有泄压装置掩护时,在没有蒸汽膨胀空间的密闭 容器内加热水,压力会升高到足以破坏所有设备。


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