膨化硝銨炸藥的危險(xiǎn)性分析及處置措施

劉天才（貴陽(yáng)久聯(lián)化工有限責(zé)任公司，貴州貴陽(yáng) 550025）

膨化硝銨炸藥的危險(xiǎn)性分析及處置措施

劉天才（貴陽(yáng)久聯(lián)化工有限責(zé)任公司，貴州貴陽(yáng) 550025）

膨化硝銨炸藥是一種無(wú)梯新型工業(yè)粉狀炸藥，將膨化硝銨炸藥生產(chǎn)所用的原材物料及生產(chǎn)過(guò)程中的危險(xiǎn)因素識(shí)別出來(lái)，采取相應(yīng)的處置措施，能夠有效保障膨化硝銨炸藥的生產(chǎn)安全。

膨化硝銨炸藥；危險(xiǎn)性；處置措施

膨化硝銨炸藥是將硝酸銨水溶液、復(fù)合油相熔液通過(guò)膨化結(jié)晶機(jī)的連續(xù)真空，快速地減壓干燥后制成的高性能炸藥。其原材料、半成品、成品存在著或有毒、或易燃易爆等危險(xiǎn)，生產(chǎn)設(shè)備存在著高速、高壓的危險(xiǎn)［1］。由于物料、設(shè)施設(shè)備、環(huán)境、人員等不安全因素的客觀存在，在一定外界因素條件作用下，可能發(fā)生燃爆炸等事故。2007年12月23日，某公司改性銨油炸藥生產(chǎn)線，發(fā)現(xiàn)螺旋尾部?jī)?nèi)有冒煙并伴有火星，致使制藥設(shè)備內(nèi)物料燃燒冒煙持續(xù)達(dá)2小時(shí)，其直接原因是：預(yù)混螺旋后端的吊耳軸承摩擦產(chǎn)生熱量積聚，使粘附在吊耳上的物料著火，竄到球磨機(jī)及出料螺旋，造成著火事故。因此，對(duì)膨化硝銨炸藥的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析和識(shí)別，采取相應(yīng)的安全措施，進(jìn)一步提高生產(chǎn)的安全性是很有必要的。

1 物質(zhì)危險(xiǎn)性

1.1 硝酸銨

硝酸銨是一種強(qiáng)氧化劑，能助長(zhǎng)燃燒火勢(shì)并引起著火，與可燃物粉末混合能發(fā)生激烈反應(yīng)而爆炸，受強(qiáng)烈震動(dòng)也會(huì)起爆，各種有機(jī)雜質(zhì)均能顯著地增加硝酸銨的爆炸靈敏性。硝酸銨加熱過(guò)程中會(huì)慢慢分解，溫度升高到300℃分解就急劇加速，發(fā)生燃燒、爆炸［2］。

1.2 木粉

木粉分子式：C50H72O33，相對(duì)分子質(zhì)量：1200，木粉在162℃時(shí)炭化，275℃開(kāi)始分解，610℃時(shí)發(fā)火。木粉易于燃燒，硝酸銨與亞麻、黃麻、紙板、木材等的纖維性物質(zhì)混合后，硝銨的分解速度加劇。

1.3 復(fù)合油相材料

復(fù)合油相材料為碳?xì)漕惢衔?，含碳原子?shù)15-36個(gè)，主要有復(fù)合蠟、凡士林、柴油等物質(zhì)，為炸藥的可燃劑，熔點(diǎn)較低，柴油閃點(diǎn)在65℃左右，復(fù)合蠟閃點(diǎn)110-123℃，高溫下易揮發(fā)、分解，遇有明火容易發(fā)生燃燒事故。

1.4 半成品

膨化硝酸銨與普通硝酸銨在組成上相似，只是它含有少量的表面活性劑。其結(jié)晶體疏松、多孔隙等特殊的物性使其比普通硝酸銨具有更敏感，起爆概率更高。膨化硝銨的感度特征值為1.19，普通硝銨的感度特征值為0.94。

1.5 成品

膨化硝銨炸藥為爆炸性物品，具有易燃易爆特性，且爆炸產(chǎn)生的能量和破壞性較大。巖石型的膨化硝銨炸藥爆速≥3200m/s、猛度≥12mm、殉爆距離≥4cm。

2 生產(chǎn)過(guò)程的危險(xiǎn)因素及處置措施

膨化硝銨炸藥生產(chǎn)過(guò)程主要包括硝酸銨破碎、溶解、膨化結(jié)晶、混藥、螺旋輸送、裝藥、包裝等工藝，如果工藝控制有問(wèn)題，極易發(fā)生燃燒、爆炸災(zāi)害。

2.1 硝酸銨破碎

投料塊度過(guò)大，在設(shè)備內(nèi)干磨；硝酸銨內(nèi)混入金屬、纖維、紙屑、木粉、潤(rùn)滑油等雜質(zhì)；錘頭套與軸間隙過(guò)大，造成錘頭與殼體摩擦等能引發(fā)燃爆事故。需要在投料口安裝除鐵裝置并保持有效；制定安全操作規(guī)程、設(shè)備檢維修制度并嚴(yán)格執(zhí)行。

2.2 溶解

加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、超溫報(bào)警失靈；攪拌槳故障；硝酸銨溶液中有纖維、紙屑、木粉、潤(rùn)滑油等雜質(zhì)；攪拌停止局部溫度過(guò)高等都會(huì)造成燃爆。需要定期校驗(yàn)溫控裝置，保證良好的攪拌，制定強(qiáng)制檢修、維護(hù)、保養(yǎng)制度并嚴(yán)格執(zhí)行，設(shè)置可靠的過(guò)濾裝置。

2.3 油相制備

沒(méi)有溫控裝置或溫控裝置失靈造成過(guò)度加熱；加熱蒸汽壓力過(guò)高會(huì)導(dǎo)致燃燒。要定期校驗(yàn)溫控裝置；制定安全操作規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行，禁止超溫超壓操作。

2.4 膨化結(jié)晶

膨化結(jié)晶罐氣密性差，罐內(nèi)真空度達(dá)不到工藝要求；硝酸銨溶液、油相溶液混合不均勻；硝酸銨溶液溫度高于工藝要求的溫度；硝酸銨溶液中有纖維、紙屑、木粉、潤(rùn)滑油等雜質(zhì)；膨化劑加入量超標(biāo)；膨化過(guò)程中突然停電、設(shè)備故障；使用黑色金屬工具敲砸物料；膨化硝酸銨粉塵進(jìn)入傳、轉(zhuǎn)動(dòng)部位摩擦、撞擊；無(wú)溫度、壓力超標(biāo)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警裝置或失效，無(wú)自動(dòng)停機(jī)等安全聯(lián)鎖裝置或失效是危險(xiǎn)因素。要注意：工藝管路上設(shè)置可靠的過(guò)濾；定期校驗(yàn)自控系統(tǒng)及安全連鎖裝置有效性、可靠性；制定強(qiáng)制檢修維護(hù)保養(yǎng)制度并嚴(yán)格執(zhí)行；嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程和管理制度；加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)黑金屬器具的管理。

2.5 連續(xù)碾混

碾輥密封裝置失效，物料進(jìn)入軸承等部位被反復(fù)碾磨；設(shè)備內(nèi)雨淋裝置失效（無(wú)消防水、感溫元件損壞、控制裝置失靈），意外摩擦局部產(chǎn)生高溫；靜電積累，意外放電產(chǎn)生火花；設(shè)備內(nèi)設(shè)置吊耳軸承，被物料包覆，熱量散發(fā)不出去；碾輥脫落、刮板螺栓松動(dòng)脫落，未緊急停車；碾輥支撐伸縮臂設(shè)計(jì)不合理、制造質(zhì)量差，運(yùn)行時(shí)發(fā)生斷裂，未緊急停車；物料進(jìn)入碾輥支撐伸縮臂，長(zhǎng)期磨擦產(chǎn)生火花、溫升；設(shè)備內(nèi)存在物料死角，長(zhǎng)期清理不了，結(jié)疤，使用黑色金屬敲擊等為不安全因素。要注意膨化硝銨輸送螺旋轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)30rpm；定期校驗(yàn)自控系統(tǒng)及檢修、維護(hù)、保養(yǎng)制度并嚴(yán)格執(zhí)行；設(shè)備內(nèi)安裝消防雨淋系統(tǒng)；設(shè)備外殼與防感應(yīng)雷接地相連，電阻小于10Ω；定期校驗(yàn)物料計(jì)量裝安全連鎖裝置有效性、可靠性；混藥設(shè)備內(nèi)不設(shè)置被物料包覆的吊耳軸承；設(shè)備內(nèi)螺栓采取防松動(dòng)措施；軸承座與設(shè)備分開(kāi)設(shè)置；定期清理噴油嘴處包覆的物料，防止局部溫度過(guò)高。

2.6 螺旋輸送

螺旋軸或葉片損壞變形與外殼摩擦；軸承密封失效，物料進(jìn)入軸承滾道，被反復(fù)碾磨；螺旋端部積藥，長(zhǎng)時(shí)間摩擦；齒輪嚙合部位進(jìn)入藥粉，受撞擊、摩擦；螺旋內(nèi)進(jìn)入機(jī)械雜質(zhì)發(fā)生撞擊或摩擦；電氣設(shè)備火花；靜電累積，放電產(chǎn)生火花；檢修時(shí)物料清理不凈，盲目動(dòng)焊、動(dòng)火；設(shè)備內(nèi)無(wú)消防雨淋裝置或消防雨淋裝置失效，意外升溫、初期火災(zāi)未能及時(shí)撲滅；螺旋內(nèi)設(shè)置吊耳軸承，被物料包覆，熱量散發(fā)不出去；斷料、出料口堵塞未及時(shí)停車，物料干磨；設(shè)計(jì)不合理（轉(zhuǎn)速過(guò)高），安裝傾角過(guò)大；過(guò)載，電控系統(tǒng)未及時(shí)停車等為不安全因素。要制定、并嚴(yán)格執(zhí)行危險(xiǎn)場(chǎng)所動(dòng)火、動(dòng)焊檢修規(guī)程；加強(qiáng)作業(yè)人員安全培訓(xùn)；設(shè)備內(nèi)安裝消防雨淋裝置，定期校驗(yàn)；消防用水采取保證平時(shí)不被動(dòng)用的措施；加強(qiáng)消防管理制度的執(zhí)行力度，及時(shí)維修更換損壞的感溫元器件；膨化硝銨、膨化硝銨炸藥輸送螺旋內(nèi)不設(shè)置吊耳軸承；膨化硝銨、膨化硝銨炸藥輸送螺旋轉(zhuǎn)速小于30rpm；安裝傾角小于15O；設(shè)置電機(jī)過(guò)電流保護(hù)；螺旋出料口焊接有反葉螺旋；定期清理螺旋端部的積藥；采用隔爆型電氣設(shè)備；設(shè)備外殼與防感應(yīng)雷接地相連，電阻小于10Ω；軸承座與設(shè)備分開(kāi)設(shè)置。

2.7 裝藥包裝

平臺(tái)超量存放；藥粉輸送過(guò)程中，機(jī)械、電氣故障或靜電危害；雜質(zhì)進(jìn)入藥粉中，在裝藥過(guò)程中卡在裝藥機(jī)裝藥管中長(zhǎng)時(shí)間摩擦等會(huì)產(chǎn)生燃爆危險(xiǎn)。制定定量存放制度，并嚴(yán)格執(zhí)行；制定、并嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備檢修維護(hù)規(guī)程；螺旋進(jìn)料端安裝除鐵裝置。包裝過(guò)程存在：藥粉進(jìn)入非防爆電器分線箱，電氣線路火花引燃；機(jī)械傳動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦撞擊藥卷；藥粉進(jìn)入轉(zhuǎn)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)未及時(shí)清理；藥粉粘附在熱合機(jī)加熱裝置上，未及時(shí)清理；熱合機(jī)溫控裝置失靈，嚴(yán)重超溫等危險(xiǎn)因素。要注意：非防爆電控箱內(nèi)通入正壓空氣，防止粉塵侵入；定期清理設(shè)備轉(zhuǎn)、傳動(dòng)部位、加熱部位的藥粉；定期檢查、校對(duì)溫控裝置；采用隔爆型電氣設(shè)備；電氣線路敷設(shè)符合《民爆規(guī)范》的要求；相摩擦部件采用不發(fā)火材料。

3 儲(chǔ)存過(guò)程的危險(xiǎn)因素及處置措施

硝酸銨、膨化硝銨炸藥儲(chǔ)存時(shí)，庫(kù)房溫度過(guò)高，違反同庫(kù)存放原則，外部的沖擊波、靜電、明火及雷擊等自然災(zāi)害，違反搬運(yùn)操作規(guī)定等因素會(huì)引發(fā)燃爆危險(xiǎn)。因此，儲(chǔ)存時(shí)要做到：安裝溫度顯示器；制定庫(kù)房安全管理制度、規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行；庫(kù)房防雷接地應(yīng)有效，電阻小于10Ω；庫(kù)房專庫(kù)轉(zhuǎn)存，嚴(yán)禁與雷管等起爆器材同庫(kù)儲(chǔ)存；保證儲(chǔ)存的墻據(jù)、堆距、垛距。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)膨化硝銨炸藥生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析識(shí)別，采取相應(yīng)的安全技術(shù)和管理上的對(duì)策措施，能夠有效預(yù)防膨化硝銨炸藥生產(chǎn)中的燃燒、爆炸事故的發(fā)生，保障生產(chǎn)安全。

［1］朱嘯宇.工業(yè)炸藥技術(shù)［M］.北京：兵器工業(yè)出版.

［2］黃文堯，顏事龍.炸藥化學(xué)與制造［M］.北京：冶金工業(yè)出版社.

［3］陸明，劉祖亮，呂春緒.膨化硝銨炸藥連續(xù)生產(chǎn)工藝與安全性研究［J］.爆破器材，2007.

圖2.3

4.2 為了消除軸向力使ΔF≈F0，有兩種方法

一種是擴(kuò)大平衡孔直徑，另一種是切削葉輪。在解決問(wèn)題中我們選用切割葉輪方法，通過(guò)切割葉輪使泵的流量揚(yáng)程在減小。同一臺(tái)離心泵在轉(zhuǎn)速一定的條件下，葉輪外徑的大小將直接影響泵的性能參數(shù)。葉輪直徑大則泵的流量大、揚(yáng)程高、軸功率大；葉輪外徑小則流量小、揚(yáng)程低、軸功率小。采用本文所述方法將可一次找準(zhǔn)原型泵與切割葉輪外徑后的性能參數(shù)對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)（參數(shù)點(diǎn)），以便實(shí)施葉輪外徑的切割，滿足化工廠所需性能參數(shù)的要求。這樣ΔF的力在下降，雖然流量和揚(yáng)程下降，但能滿足消防循環(huán)水管網(wǎng)0.8MPa的壓力。

5 結(jié)語(yǔ)

第一次切割葉輪5mm，使葉輪直徑減少10mm，這臺(tái)消防穩(wěn)壓泵平穩(wěn)運(yùn)行22天。當(dāng)離心泵的壓力與流量太大，不適合實(shí)際工藝需要時(shí)可以對(duì)葉輪進(jìn)行切割，即把葉輪的直徑車小一些。但到底車小多少，對(duì)泵的揚(yáng)程與流量雖有公式可算（也不十分正確），但因?qū)嶋H運(yùn)行的要求（運(yùn)行曲線）很難求得，因?yàn)楣艿老到y(tǒng)的阻力隨流量的減小而不呈線性減小，進(jìn)而引起泵的運(yùn)行曲線變化。離心泵上的葉輪經(jīng)第一次試切割后，還不適合實(shí)際運(yùn)行情況，可以再切割。當(dāng)然泵的葉輪不能車小很多，不然會(huì)使泵的效率降低。

第二次又切割葉輪5mm使葉輪直徑減少10mm。這臺(tái)消防穩(wěn)壓泵平穩(wěn)運(yùn)行了80天，進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)際檢驗(yàn)，完全達(dá)到這臺(tái)穩(wěn)壓泵長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，滿足了設(shè)計(jì)要求。

結(jié)合單級(jí)離心泵的葉輪切割相似原理，切割后的流量、揚(yáng)程、功率都得到下降，但是葉輪前后蓋板的面積減少，所產(chǎn)生軸向力大大降低?？梢钥闯鰧?duì)工藝流程整改和葉輪切割兩次，把這臺(tái)消防穩(wěn)壓水泵燒軸承的問(wèn)題得到了徹底的解決，在安全事故狀態(tài)下使消防系統(tǒng)起到消防作用的保證。同時(shí)減少檢修費(fèi)用，80天的運(yùn)行是3盤軸承，而整改前每3天檢修一次，檢修一次主要是更換因?yàn)檩S承軸向力不平衡，造成燒軸承的原因

參考文獻(xiàn)：

［1］韓紅.水泵電機(jī)軸承發(fā)熱燒毀原因分析及處理.電機(jī)技術(shù)，2011，2.

［2］消防和穩(wěn)壓泵安裝施工作業(yè)指導(dǎo)書(shū).