高壓氧氣管道的燃燒事故及防止措施

1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-224編號：_高壓氧氣管道的燃燒事故及防止措施審核：_時間：_單位：_高壓氧氣管道的燃燒事故及防止措施用戶指南：該解決方案資料適用于為完成某項目而進(jìn)行的活動或努力工作過程的方案制定，通過完善工作思路，在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用，包括確定問題目標(biāo)和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計劃和可行性分析、實施和跟進(jìn)?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。1 高壓氧氣管道的燃燒事故原因高壓氧氣管道一般都采用鋼管。但是在閥門的操作過程中，屢次發(fā)生過管道本身的燃燒引起高壓氧氣噴出的事故。還有在高壓氧

2、氣瓶充裝工廠中見到的高壓氧氣管道的燃燒弓起的噴出事故，瓶閥飛出傷人等等。因案例較多，在此不再一一列舉，事故案例可參見深冷技術(shù)。這種事故不是單純的氣體噴出事故，而是輸送高壓氧氣的鋼管或閥門，由于在里面的高壓氧介質(zhì)中被點火燃燒，使管壁穿孑L，噴出高壓氣體的事故。其直接原因是基于鐵和氧之間的化學(xué)反應(yīng)，是一種金屬火災(zāi)。2 在氧氣中鐵的燃燒反應(yīng)在氧氣介質(zhì)中，如果要燃燒金屬，先把金屬加熱到一定燃點溫度以上。在常壓氧氣下，不銹鋼的燃點為1380C，鋼的燃點為1290，約10g的鐵塊燃點卻降到930，約200目的鐵粉為315。不管這樣，在常壓下氧氣中的鐵的燃點呈粉狀時比較低，呈塊狀時燃點高，即鐵粉顆粒越細(xì)，燃

3、點溫度越低。如果把氧氣壓力提高到3MPa時，氧氣中的燃點約為842。所以在壓力氧的條件下，燃點溫度還要降低幾十度乃至100左右。鐵在氧氣中一旦被燃起來，它的燃燒熱是非常大的。因此急劇升高溫度呈現(xiàn)灼熱狀態(tài)，能生成氧化鐵在熔化后被氣流沖擊。在連續(xù)不斷地供給氧氣的條件下，可使燃燒持續(xù)下去。氧和鐵的化學(xué)反應(yīng)及其燃燒熱可由下式表示Fe+ (34)0(1/2)FeO+408.3kJ/mal每克鐵的發(fā)熱量為：40835585=7.31kJg燃燒每克鐵所需氧氣(3/4)×22.4/55.85=0.3L/G即在常溫常壓下燃燒每克鐵時所需氧氣量大約300mL。因此，鐵如果繼續(xù)燃燒時，需要的氧氣比鐵的體積

4、多2360倍。由于這個原因，在氧氣管上發(fā)生燃燒事故時，管路的燃燒方向是向著提供氧氣的方向燒去。也就是向著與氧氣流相反的方向傳播。因此只要關(guān)閉管路的閥門，切斷氧氣的供應(yīng)，就很容易消滅鐵的燃燒。3 氧氣管路的點火原理氧氣管路自行燃燒，首先把管壁至少加熱到塊狀燃點溫度800900以上。其次是否有可能把氧氣管路加熱到這樣高的燃點溫度。1氧氣流中銹垢的摩擦氧氣在管道中高速流動，銹垢顆粒也隨著一起流動，與管壁摩擦后產(chǎn)生熱量。由于銹垢顆粒質(zhì)量小，致使熱量也很小。但管壁是無窮大，因此管壁的摩擦熱量很快消失，故在管壁本身的溫度上升并不明顯。由于這個原因可認(rèn)定管壁不可能被加熱到燃點以上的溫度。2管道內(nèi)可燃物的燃燒

5、在氧氣管道內(nèi)存在可燃物時，如果遇到某種點火源時即可燃燒。管道內(nèi)可能存在可燃物：(1)霧狀潤滑油。液氧中常含有很微量的潤滑油，成為油霧，混入氧氣流中，凝結(jié)在管路連接部位或閥門部位等死角里，也有在銹垢和油霧摻混在一起形成粘性物質(zhì)的情況。(2)安裝管路或清洗管路用可燃性洗滌劑，而這種洗滌劑可能殘留在管路內(nèi)部的情況。(3)使用可燃性襯墊材料。如纖維、橡膠等做襯墊材料，如錯用這種襯墊材料的情況。以上是氧氣管路可能存在可燃物所要考慮的三種情況。假如這些可燃物在氧氣中被點燃，那么它的燃燒熱可能引起管路的燃燒。3管路摩擦?xí)r產(chǎn)生的鐵粉氧氣管路內(nèi)壁生成銹垢，尤其是在拐彎部位的內(nèi)壁上，由于沖擊磨損生成銹垢中的不完全

6、氧化鐵粉被剝落下來，甚至還有鐵的顆粒，在氧氣中可能引起管路燃燒。4赤熱鐵粉點燃可燃物在高壓氧氣中，鐵粉隨氧氣流動時與管壁摩擦，很容易達(dá)到燃點溫度而自燃。這時鐵粉是被導(dǎo)熱率很小的氧氣流所包圍，故積累了燃燒熱成為高溫赤熱粒子(大約有1000以上)在氧氣流中高速流動。另一方面，管道內(nèi)有可能存在可燃物(油霧、洗滌劑、襯墊等)。當(dāng)赤熱狀態(tài)的鐵粒子與這些可燃物相碰時，其溫度足以把可燃物瞬間點燃。也可以說，鐵粉成為可燃物的著火源。而且也會直接導(dǎo)致管壁被燒穿孔，噴出高壓氧氣。5絕熱壓縮引起的發(fā)熱如果急劇打開高壓氧氣管路中的閥門或者氧瓶閥時，由于絕熱壓縮，出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象成為事故的原因。4 防止措施為了防止氧氣管道

7、的燃燒事故。必須考慮如下幾方面的措施：(1)在高壓氧氣管道的內(nèi)壁、閥門、接頭等的表面，應(yīng)平滑無突起部位，且對管內(nèi)氣流不會造成死角。(2)襯墊(特別是纖維)嚴(yán)禁使用可燃物材料。(3)氧氣管道要盡量采用直管，少用彎頭，以便磨損。生成危險的鐵粒子，且因赤熱粒子的沖撞，有可能引起著火的危險。(4)管內(nèi)無油或不許管內(nèi)殘留洗滌劑。(5)要盡力排除管道內(nèi)的銹垢和吸附劑粒子。氧氣中帶有水分能夠促進(jìn)產(chǎn)生銹垢，因此還要除掉管內(nèi)的水分。要求通過十分干燥的氧氣，此時不許通過潮濕氧氣，這是為了避免在通過潮濕氧氣后又通過干燥氧氣，會生成銹垢脫落，招來禍根。(6)管道采用不銹鋼或部分管道使用銅材，是可以抑制生產(chǎn)氧化的銹垢及磨損的鐵粒子。但是如果別的部位仍然產(chǎn)生這些粒子或別的可燃物，即使使