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流體輸送過程安全分析
流體流淌過程的安全問題技術(shù)冗雜、關(guān)系重大。流體的輸送動(dòng)力來
自于流體的壓縮能,相變能或位能,流體在流淌過程中,由于具有肯定
流速、壓力、壓頭等工藝條件,因此輸送過程中有危險(xiǎn)除主要來自于物
性之外,還來自于流體流淌過程中的工藝參數(shù)及壓縮流淌狀態(tài)下的特
性改變與裝備技術(shù)。
一、流體輸送在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用
流體即可以流淌的物體,包括可壓縮的氣體和難以壓縮的液體。其
共同特點(diǎn)是在外力作用下易于變形、具有游動(dòng)性、沒有固定外形,同時(shí),
當(dāng)流體與界面物之間或自身各部分之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)或發(fā)生相
對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生與之反抗的摩擦力。不同之處在于兩者的可壓縮性及
因此而帶來的其他不同,但研討說明,在聲速以下,氣體表現(xiàn)出與液體
相同的規(guī)律。
化工生產(chǎn)中所觸及的物料有許多都是流體,一方面,由于生產(chǎn)工藝
的要求,經(jīng)常需要將這些物料從一個(gè)裝備輸送到另一個(gè)裝備,從一個(gè)車
間輸送到另一個(gè)車間;另一方面,化工生產(chǎn)中的傳熱、傳質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)
過程多數(shù)都是在流體流淌條件下進(jìn)行的,流體的流淌狀況對(duì)此過程的
動(dòng)力結(jié)構(gòu)、裝備技術(shù)有著重大的影響、直接關(guān)系到化工生產(chǎn)過程的安全
運(yùn)行。因此,液體安全輸送對(duì)于保證工藝任務(wù)的完成及提高化工過程的
速率都是非常重要的。
1
二、常見流體輸送方式及危險(xiǎn)性分析
(一)高位槽送料
化工生產(chǎn)中,各容器、裝備之間經(jīng)常會(huì)存在肯定的位差,當(dāng)工藝要
求將處在高位裝備內(nèi)的液體輸送到低位裝備內(nèi)時(shí),可以通過直接將兩
裝備用管道聯(lián)結(jié)的方法完成,這就是所謂的高位槽送液。另外,在要求
特別穩(wěn)定的場(chǎng)合,也經(jīng)常設(shè)置高位槽,以防止輸送機(jī)械帶來的波動(dòng)。如
圖5—1所示,脫甲醇塔的回流就是靠高位的塔頂冷凝器來維持的。高
位槽送液時(shí),高位槽的高度必需能夠保證輸送任務(wù)所要求的流量。
高位槽的液體需通過泵壓送或負(fù)壓輸送提升到高位槽。在提升的
過程中由于流體的摩擦,很簡(jiǎn)單在高位槽或計(jì)量槽產(chǎn)生靜電火花而引
燃物系,因此,在往高位槽或計(jì)量槽輸送物料流體時(shí),除掌握流速之外,
還應(yīng)將流體人口管插入液下。但凡與物料相關(guān)的裝備、管線、閥門、法
蘭等都應(yīng)形成一體并牢靠的接地。
(二)真空抽料
真空抽料是指通過真空系統(tǒng)的負(fù)壓來完成流體從一個(gè)裝備到另一
個(gè)裝備的操作°如圖5—2所示,先將燒堿從堿貯槽放入燒堿中間槽1
內(nèi),然后通過調(diào)整閥門,利用真空系統(tǒng)產(chǎn)生的真空將燒堿吸入高位槽2
內(nèi)。
2
真空抽料是化工生產(chǎn)中常用的一種流體輸送方法,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,操作
便利,沒有動(dòng)件,但流量調(diào)整不便利,需要真空系統(tǒng),不適于輸送易揮
發(fā)的液體,主要用在間歇送料場(chǎng)合。
有機(jī)溶劑采納桶裝真空抽料時(shí),由于輸送過程有可能產(chǎn)生靜電積
累,因此輸送系統(tǒng)必需設(shè)計(jì)有良好的接地系統(tǒng),輸送系統(tǒng)的管線應(yīng)當(dāng)采
納金屬,不應(yīng)采納非金屬管線。桶裝真空抽料快結(jié)束時(shí),由于液位降至
吸口以下,很可能產(chǎn)生靜電放電,由于采納非導(dǎo)體吸管,吸管會(huì)帶上很
高的電荷,在移至罐口時(shí)會(huì)顯現(xiàn)放電火花而引燃或引爆料桶內(nèi)液體蒸
氣。
在連續(xù)真空抽料時(shí)(例如多效并流蒸發(fā)中),下游裝備的真空度必
需滿意輸送任務(wù)的流量要求,還要符合工藝條件對(duì)壓力的要求。
真空輸送假如是易燃液體,需留意輸送過程的密閉性,系統(tǒng)和易燃
蒸氣形成爆炸性混合系,在點(diǎn)火源的作用下就會(huì)引起爆炸??諝夂驼魵?/p>
的混合物在流淌過程中增大了產(chǎn)生靜電放電的可能性,這是非常危險(xiǎn)
的。真空輸送物料其真空泵的電氣帶有大量的液霧或蒸氣,真空破壞,
空氣就會(huì)進(jìn)入這種液霧或蒸氣若不冷凝回收處理,直接排放就會(huì)很簡(jiǎn)
單在擴(kuò)大中遇到引火源而發(fā)生爆炸或燃燒。采納負(fù)壓往往是出于安全
考慮。負(fù)壓操作的關(guān)鍵是防止易燃易爆氣體或粉塵大量抽入真空泵,因
此真空泵前應(yīng)有洗滌或過濾裝置。其次,恢復(fù)常壓時(shí)應(yīng)當(dāng)心,一般應(yīng)待
溫度降低后再緩緩放進(jìn)空氣,以防氧化燃燒。負(fù)壓操作的裝備不得漏氣,
3
以免空氣進(jìn)入裝備內(nèi)部形成爆炸性混合物而增加燃燒爆炸危險(xiǎn)。此外,
裝備強(qiáng)度應(yīng)符合要求,以防抽癟而發(fā)惹事故。
三、壓縮空氣送料
采納壓縮空氣送料也是化工生產(chǎn)中常用的方法。例如酸貯槽,如圖
5-3所示,先將貯槽中的酸放人容器,然后通人壓縮空氣,在壓力的
作用下,將酸輸送至目標(biāo)裝備。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔無動(dòng)件,可間歇輸送
腐蝕性大不易燃易爆的流體,但流量小且不易調(diào)整,只能間歇輸送流體。
壓縮空氣送料時(shí),空氣的壓力必需滿意輸送任務(wù)對(duì)揚(yáng)程的要求。
壓縮空氣輸送物料不能運(yùn)用于易燃和可燃液體物料的壓送,由于
壓縮空氣在壓送物料時(shí)可以與液體蒸氣混合形成爆炸性混合系,同時(shí)
又可能產(chǎn)生靜電積累,很簡(jiǎn)單導(dǎo)致系統(tǒng)爆炸。
四、流體輸送機(jī)械送料
流體輸送機(jī)械送料是指借助流體輸送機(jī)械對(duì)流體做功,完成流體
輸送的操作。由于輸送機(jī)械的類型多,壓頭及流量的可選范圍寬廣且易
于調(diào)整,因此該方法是化工生產(chǎn)中最常見的流體輸送方法。如圖5-1
所示。
用流體輸送機(jī)械送料時(shí),流體輸送機(jī)械的型號(hào)必需滿意流體性質(zhì)
及輸送任務(wù)的需要。
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