第三章天然气火灾与消防文档格式.doc

1、空气在该混合气体中的容积成分例1已知燃气的体积组成为：、。求其爆炸极限。1 解：纯可燃组成的体积成分 可燃组分的含量：13070 不含惰性气体的燃气爆炸极限 含有惰性气体时的燃气爆炸极限 二、引起天然气火灾爆炸的因素天然气作为可燃物质，只要存在氧气等助燃物质和火源，就能燃烧，甚至引发火灾爆炸。引起天然气燃烧爆炸的因素归纳如下：1.静电引起的火灾和爆炸：静电电量虽然不大，但因其电压很高而容易发生火花放电。如果所在场所有天然气与空气形成爆炸性混合物，即可由静电火花引起爆炸或火灾。当带静电的人体接近接地体或接地体的人体接近带静电物体时，都可能发生放电火花，导致爆炸或火灾。2.碰撞摩擦引起的火灾或爆炸

2、碰撞摩擦在天然气勘探、开发、采输、使用过程中是不可避免的，主要是金属物体与金属物体之间的碰撞摩擦产生的火花，引起天然气的爆炸燃烧，引起火灾。3.动火作业引起的火灾和爆炸在有天然气存在的区域实施动火作业，可能导致爆炸燃烧和火灾。尤其是对天然气管道进行焊接施工时，当置换不彻底或阀门未关死，漏气，天然气串入焊割施工的动火区，极易引起火灾爆炸。4电器设备开关产生的电火花引起的火灾和爆炸高电压的火花放电，当电极带高压电时，电极周围的部分空气被点击穿，产生电晕放电现象；短时的弧光放电，一般指在开闭回路、断开配线、接触不良、短路、漏电等情况下发生的极短时间的弧光放电；接触点上的微小火花放电，一般是在自动控制

3、器的继电器接点上或在电动机的整流子或滑环等器件上，随着接点的开闭而产生的小火花放电。5.天然气呢井喷引起的火灾和爆炸井喷引起火灾主要原因如下：（1）井口的铁件或井内钻具与井架碰撞起火，或电器照明设备被气流夹带的岩屑碰坏起火。（2）忽视安全制度，在井场进行带电作业或使用明火操作。（3）井口装置不按规定安装或使用失灵的设备，造成井口失控而发生爆炸起火。（4）因处置不当而造成压井破坏地层，引起四周冒气着火。（5）雷击起火6.天然气管道泄漏和腐蚀引起的火灾和爆炸长输管道长年埋于地下，管道腐蚀穿孔和因腐蚀造成管道壁变薄造成管道承压能力降低，在一定条件下会引起管道的爆炸燃烧，引发火灾。破坏性施工也是造成管

4、道爆炸的原因之一。需加强管道的维护和检测，及时发现管道泄漏和管道腐蚀情况，减少和避免事故的发生。7.天然气容器爆炸由于天然气的可压缩性和膨胀性，使得天然气生产和使用过程中的多种压力容器常常因操作不当导致容器压力意外升高而发生爆炸和火灾事故。8.硫化铁自燃引发内爆 硫化铁来自铁的腐蚀产物，其极易自燃。其自燃属自热氧化自燃类型，常温下发生氧化反应产生热量，如热量不能及时散发掉，则将使堆积的硫化铁为目的上升，达到其自燃点以上，引起燃烧和可燃气体爆炸。 9点火、熄火及回火爆炸对要点火的炉子未进行彻底吹扫或点火工具不可靠以及直接利用炉膛高温引燃天然气或酸气的点火操作易引起爆炸。停电及燃料系统波动，造成熄

5、火，而熄火后未及时切断燃料气和空气，则极易发生炉膛高温点燃的爆炸事故；硫磺回收装置燃烧炉产生回火引起酸气系统爆炸；火炬回火引起放空系统爆炸。回火：倘若煤气灶的燃气小孔及燃气管被随意扩大，势必使燃气流速过小，当混合气提供的速度小于燃气燃烧时火焰的传播速度，有可能使火焰烧到燃气管内即为回火。三、天然气火灾爆炸危害性1.天然气燃烧和爆炸在瞬间完成，往往难以施救，容易失控，造成重大财产损失和人员伤亡。2.天然气开采输送过程处于高温、高压或低温、高压，工艺管网容易造成泄漏，遇火就会发生火灾和爆炸。3.开采输送设备相互联系，若某个部位发生故障，会影响整套装置的安全，使危害扩大。第二节 常见天然气火灾事故预

6、防与处理一、天然气火灾的灭火方法1.灭火原理灭火分为物理作用灭火和化学作用灭火两大类。物理作用灭火是控制火灾中的物质和热量运动，使燃烧中断，达到灭火的目的。它包括冷却灭火，稀释灭火，破坏火焰稳定性灭火等。化学作用灭火是将燃烧抑制剂投入火焰中，与维持燃烧反应的活性自由基或活性基团结和，中断燃烧链式反应，使火熄灭。（1）冷却灭火往火焰中喷入吸热量大的物质，将反应热除去，燃烧反应速度就会减慢并停止下来，这是冷却灭火的原理。（2）稀释灭火稀释灭火是降低燃烧系统中的可燃物质或助燃物质浓度，抑制燃烧反应的灭火方法。（3）破坏火焰稳定性灭火点燃喷嘴喷出的天然气时，喷嘴附近的火焰面形状由混合气流速v和燃烧速度

7、s的配合关系所决定，即当燃烧速度不变时，在一定范围内火焰长度随混合气流速度的增大而增长。由于燃烧速度是有限值，混合气的可燃浓度也有个极限值，所以这种比例增长关系是有一定限度的。当气流速度超过临界值时，火焰就会离开喷口远去，在运动气团烧完后（约需1/10秒的量级），火便熄灭。利用这个现象的灭火方法叫做破坏火焰稳定性灭火。（4）燃烧抑制灭火在火焰燃烧反应体系中加入碱金属或卤族元素，捕捉火焰中的自由基或活性基团，使反应体系失去活化的自由基而中断正常燃烧的连锁反应，火便熄灭，这就是燃烧抑制灭火的原理。（5）断源灭火断源灭火是从燃烧系统中除去天然气或切断天然气的来源使火熄灭。这个办法在天然气火灾灭火时，

8、是惟一可行而有效的处理方法。具体办法是关闭喷出气流阀门，以切断天然气向燃烧系统的供给，使火迅速熄灭。因此，使用任何灭火剂扑灭天然气火灾时，都必须首先切断气源，以防止灭火后，气体再泄露或喷射造成再次着火或爆炸。2.灭火方法（1）火灾扑救的战术措施抓住时机，以快制胜。抓住火灾初期阶段或火势暂时较弱的有利时机，利用环境条件，做到查明情况快，信息传递快，战术决策快，以最快的战斗行动，控制和扑灭火灾。以冷制热，防止爆炸。利用一定的给水强度，在灭火的同时，对着火设备及其周围邻近设备进行冷却降温，不能顾此失彼，防止设备、容器、管道因受高温影响而引起燃烧爆炸。先重点，后一般。在扑救火灾时，一般先扑灭外围火，然

9、后进行内攻，以控制火势向周围蔓延扩大，防止形成大面积火灾。但在战斗力量不足时，则应根据着火部位的不同情况，先重点，后一般，先易后难，控制火势，待增援力量到达后，再一举扑灭火灾。各个击破，适时合围。对于较大面积的火灾，应采取各个击破，穿插分割，堵截火势，适时围歼的方法。（2）火灾扑救措施断源灭火：a）关阀断气，就是控制、切断流向火源处的天然气，使燃烧终止。在未切断气源前，不能急于灭火，以防止灭火后气体继续外逸发生第二次着火爆炸事故。天然气集输系统中的容器、管道、塔等部位发生火灾时，着火处不断地得到天然气而持续燃烧，当关闭进气阀后，切断了气源，就能从根本上控制火势，这样，设备、管道或塔中剩余的天然

10、气燃尽后便会自行终止燃烧。b）关阀断气灭火时，必须事前与有关技术人员研究，制定完整的操作方案，要考虑到关阀后是否会造成前一工序中的高温高压设备出现超温超压而发生爆炸事故。因此在关阀断气的同时，应根据具体情况采取相应的断电、停泵、泄压、放空等措施。c）关阀断气灭火时，应注意以下几点：防止因错关阀门而导致意外事故发生；在关阀断气的同时，要不断地冷却着火部位及受火势威胁的邻近部位，火灭后，仍需继续冷却一段时间，防止复燃复爆；当火焰威胁进气阀门而难以接近时，可在落实堵漏措施的前提下，先灭火，后关阀。灭火剂灭火：扑救天然气火灾，可选择水（水流切封）、干粉、卤代烷及蒸气、氮气、二氧化碳等灭火剂灭火。利用水

11、枪灭火时宜以60-75度的倾斜角射入，用压力大于Pa的高速水流喷射火焰，可取得良好的灭火效果。堵漏灭火：对气压不大，采取堵漏灭火时，可用氮气吹鼓的隔离球，封以粘性固体，高压堵死，也可用木塞、湿棉被、湿麻袋、湿布、石棉毡或粘土等办法封住火口，隔绝空气，使火熄灭。关阀、补漏工作必须严格执行操作规程和动火规定，并迅速进行，以避免造成第二次爆炸。（3）泄露排险措施天然气泄露尚未着火时，应迅速关闭进气阀门和落实堵漏措施，杜绝气体外泄。迅速设置警戒区，警戒区系指该地区天然气浓度已超过其爆炸下限的30%。做好灭火战斗准备，防止遇火源发生着火爆炸。在下列情况，应通知供气部门停止供气：临近区域内发生重大火灾，并

12、在继续扩大蔓延；已发生爆炸事故，并导致容器或管道损坏，漏气十分严重；大量天然气泄露聚集的场所；泄露处尚未查明，而气体检测仪测定天然气浓度已达爆炸下限的30%。如果室内天然气漏气时，应立即关闭室内供气阀门，迅速打开门窗，加强通风换气。禁止一切车辆驶入警戒区内。停留在警戒区内的车辆严禁启动。消防人员动作谨慎，防止碰撞金属，以免产生火花；消防车到达现场，不可直接进入天然气扩散地段，应停在扩散地段上风方向和高坡安全地带，做好准备，对付可能发生的着火爆炸事故。根据现场情况，发布动员令，动员天然气扩散区的居民和职工，迅速熄灭一切火种。警戒区域、冷却部位及灭火、救人、疏散等方案确定，均应按照假设发生火灾情况

13、下的战斗部署进行。考虑天然气扩散后，可能遇到火源的部位，应作为灭火的主攻方向，部署水枪阵地，做好对付突然变化的准备工作，如果一旦发生着火爆炸，以免措手不及。利用喷雾水或蒸气吹散泄露的天然气，防止形成可爆气。险情排除之后，需经过测试，当天然气浓度确已低于爆炸下限时，方可恢复正常生产，解除警戒二、防火防爆措施根据燃烧原理，防火防爆措施就是设法消除燃烧爆炸三要素中任一要素，其方法如下。（一）控制天然气泄漏防止天然气泄漏和积聚，使其不能达到爆炸极限，这是防止爆炸的首要措施。1.将有泄漏危险的装置和设备尽量安装在露天或半露天的厂房中，以利于泄漏的天然气扩散稀释。当必须采用室内厂房时，则厂房建筑应具有良好

14、的自然通风，或加装必要的机械通风设备。2.生产设备在投入生产前和定期检修时，应检查其密闭性和耐压程度。所有机泵、管道、阀门、法兰、管件及接头等易漏部位，应经常检查，尽量避免产生跑、冒、滴、漏现象。设备在运转时，可用肥皂液、化学试剂或分析仪器检查其气密情况。3.盛装天然气的罐、塔、容器和管道等，在检修，尤其需动火时，必须用惰性气体，如氮气、蒸气等进行充分的置换，并经彻底清洗达到合格。与外部相连的管道，应用盲板隔开，并按规定向有关部门申报用火。4.当长输管线无法用惰性气体进行置换，又需动火时，应严格防止空气进入，形成爆炸混合气体，引起管内爆炸。5.设备上的一切排气放空管都该伸出屋外，并考虑周围建筑

15、物的高度与四邻环境。如果排放的气体污染性大，数量又多，需接受城市环境保护部门的监督。排气放空管不能造成真空，也不能堵塞。6.带压生产设备、塔、容器和管道应该注意其密闭性，防止天然气逸出形成爆炸混合物。对于负压生产设备，应防止空气侵入而使设备内部的天然气达到爆炸极限。7.锅炉、加热炉等的燃烧室，由于突然熄火，则在燃烧室内就会形成可燃性混合气体，此时如果处理不当，就有可能引起爆炸危险。若使用火焰检测器对燃烧状态进行监测，一旦发生熄火，检测器能迅速检测出来，并自动接通控制装置，立即切断气源。（二）消除着火源存在有燃烧爆炸混合气的危险场所，应严格消除可以点燃爆炸性混合气的各种火源。1.明火（1）爆炸危

16、险场所严禁吸烟和携带火柴、打火机等火种，并在明显处设立警示标志；（2）在有火灾和爆炸危险性的厂、站、库内不得使用明火照明，只允许用防爆式灯光照明；（3）在工艺操作过程中，加热天然气时，最好采用热水、水蒸气及其他较安全的加热方法；（4）对设备、塔、容器及管道进行明火检修前，如气焊、电焊、喷灯、熔炉等，必须按动火制度严格执行；（5）对储罐等容器进行焊割检修时，如因故中断作业时，需再继续进行焊补作业时，必须重新采集气样进行安全分析、检查。2.摩擦和撞击在生产中，摩擦和撞击往往成为天然气着火爆炸的根源之一。因此，具有爆炸危险性的生产应采取严格的措施，使所有设备不产生火花。（1）机器轴承等转动部分，应润

17、滑良好，机件摩擦部分，采用有色金属制造的轴瓦，以消除火花；（2）工具和通风机上的风翼，应用铜的合金制造，或用镀的钢板制造；（3）搬运储存天然气和易燃液体的金属容器时，禁止在地上抛掷或拖拉，并防止铁器相互撞击，以免发生火花；（4）禁止穿铁钉鞋进入易燃易爆场所。3.电火花电火花是引起天然气着火爆炸的一个主要火源。因此具有爆炸危险的厂、站、库内的所有电气动力设备和照明装置，必须符合防火防爆的安全要求。（1）电线要绝缘，并用钢管保护，免受生产过程中产生的蒸气及气体腐蚀。电线的绝缘材料也应具有耐腐蚀的性能；（2）具有爆炸危险的场所，应采用防爆式电气设备，如防爆电机、防爆开关、防爆接线盒、防爆灯具、防爆控

18、制器、防爆电话、防爆仪表及其它防爆电气设备；（3）电气设备的保险丝必须与额定的容量相适应；（4）对一切电气设备，都应订有规章制度，并经常检查；（5）工作结束后，应及时切断电气设备的电源。4.静电放电严寒的冬天和炎热的夏天，气候干燥，最容易产生静电，当静电负荷达到一定电压时，放电的火花便可使天然气着火。（1）在有爆炸危险的场所，一般不允许采用平皮带传动，用三角皮带较为安全。最安全的方法是安设单独的防爆电动机，电动机和设备之间用轴直接传动或经过减速器传动。（2）下列生产设备应有可靠的接地：生产或加工天然气的设备和储罐；输送天然气的管道以及各种阀门；通风管道上的金属网过滤器；其他能产生静电的生产设备

19、。因此，消除静电，接地泄漏是消除静电常用的主要方法。（3）金属管道上的接地线，受到法兰上填料的绝缘而使电路中断，因此在法兰上应设置金属连接片导电；（4）易燃易爆的生产厂房内，最好采用环形接地网，用金属丝将各个设备的接地线连接起来。5.雷电雷电产生的火花，温度可高达到使金属熔化。如果雷电通过有燃烧爆炸危险性的厂房或仓库，不仅能引起天然气燃烧，也能引起爆炸。因此，为避免雷电引起的危害，对于易遭受雷击的建筑物、构筑物、露天生产的设备及贮存容器，特别是遭受雷击能引起燃烧爆炸的厂房和仓库，必须安装避雷设备。下列生产厂房和设备应安装防止直接雷击和感应雷击的避雷设备：（1）经常散发天然气，与空气能形成爆炸混

20、合气的厂房和仓库；（2）大型贮气罐；（3）露天高度在15m以上具有燃烧爆炸危险性的生产设备；（4）烟囱和水塔；（5）发电站、配电站和高压输电线的避雷装置，应根据电气设备的防雷规定处理。6.化学能在生产中往往有许多放热的化学反应，如果操作条件控制不当，使化学反应激烈，便可引起着火或爆炸。因此，应根据生产的性质制定安全操作规程和防火制度，教育职工必须特别注意温度、压力、加料和搅拌等关键性的安全操作；设置灵敏可靠的控制仪表（温度计、压力计、流量计等）和各种安全设备（安全阀、防爆片、报警讯号等）。7.聚集日光直射的日光通过凸透镜、圆形玻璃瓶或含有气泡的平板玻璃等，均能形成聚集。在焦点处温度很高，这种高

21、温能引起天然气燃烧和爆炸。因此，在可能引起燃烧爆炸的场所，必须采取遮阳措施，窗户采取磨砂玻璃。（三）控制氧化剂空气中的氧是火灾的主要氧化剂，但不应忽视其它氧化剂，尤其是不含氧的氧化剂。氟是特别具有活性的氧化剂。当使用氟、氯、浓硝酸、硝酸盐、氯酸盐、亚硝酸盐、或过氧化物时，应特别小心。（四）防火防爆设备1.防火设备及其作用为了防止火焰窜入或阻止火焰在设备和管道内扩展，需要使用必要的阻火设备。常用的阻火设备有安全水封和阻火器。安全水封应装在天然气管线与生产设备之间。当设备系统内起火时，天然气管线可与设备隔断，阻止火焰蔓延。安全水封的水位必须保持固定的高度，清水不能中断。冬天应通入蒸汽，防止水封内的

22、水冻结。阻火器有金属网、波纹金属片、金属环及砾石（直径可为3-4mm）等数种。当天然气燃烧时，网孔或管状沟道就能阻止火焰扩展。这是因为火焰进入阻火器后，被分割成许多股细微的火焰，因阻火器的表面积较大，传热良好，火焰通过金属网孔或管状沟道时，由于金属网孔或管状沟道大量吸收热量，使火焰很快冷却而熄灭。网孔和沟道的最大直径是决定火焰能否通过的主要因素。阻火设备材料的导热性不起主要作用。阻火器的网孔或沟道的大小，应根据天然气的着火危险程度来决定。2.防爆泄压设备及其作用防爆泄压设备有安全阀、止逆阀和防爆片。安全阀是为了防止高压设备和容器内压力过高产生爆炸。当高压设备和容器内的压力升高超过一定限度时，安

23、全阀便能自动开启排泄气体，降低压力，防止设备和容器破裂爆炸。压缩机及压力在以上的设备和容器，均应安装与设备机械程度和操作压力相适应的安全阀。安全阀在使用前和使用中应注意检查、校检，保证灵敏可靠。止逆阀安装在不同系统的管线或设备之间，其作用是防止气体向相反方向流动，以免高压气体逸入低压管线或设备内，引起管道和容器的爆炸。防爆片的作用是在生产情况反常，压力升高，但尚未足以引起设备爆炸的情况下，将防爆片先行毁坏，使压力降低，从而防止设备容器的破裂。凡有重大爆炸危险性的设备、容器和管道，都需安装防爆片。防爆片材料及厚度必须正确选择。选择的原则是容器内增压不超过工作压力25%时，防爆片即自行破裂。在有爆

24、炸性气体的生产中，防爆片的材料应用铜或铝，不能用铁，因为铁质的防爆片在破裂时能够产生火花。防爆片在安装前应选择一部分进行爆破试验。防爆片的动作灵敏度决定于防爆片的厚度与面积，厚度愈薄和面积愈大，泄压效率愈好。防爆片一般安装在设备容器的顶部，即安装在爆炸中心的附近最有效。为防止防爆片破裂后，大量气体充入车间，可以在防爆片上接装排气管，并直通室外。 3.火灾自动报警装置它的作用是将感烟、感温、感光等火灾探测器接收到的火灾信号，用灯光显示出火灾发生的部位并发出报警声，唤起人们尽早采取灭火措施。火灾自动报警装置主要由检测器、探测器和探头组成，按其结构的不同，大致可分为感温报警器、感光报警器、感烟报警器

25、和可燃气体报警器。 （1）感温报警器：是一种利用起火时产生的热量，使报警器中的感温元件发生物理变化，作用于警报装置而发出警报的报警器。此处报警器按其敏感元件的不同可分为定温式、差温式或差定组合式三类。 （2）感光报警器：是利用火焰辐射出来的红外、紫外及可见光探测元件接收了火焰的闪动辐射后随之产生出电信号来报警的装置。该装置能检测瞬间燃烧的火焰，适用于输油管道、燃料仓库，石化装置等。 （3）感烟探测器：是利用着火前或着火时产生的烟尘颗粒进行报警的报警装置。主要用来探测可见或不可见的燃烧产物，尤其有阴燃阶段，产生少量的烟或少量的热，很少或没有火焰辐射的初期火灾。 （4）可燃气体报警器：主要用来检测

26、可燃气体的浓度，当气体浓度超过报警点时，便能报警。主要是用于易燃易爆场所的可燃气体检测，如果泄露气体的浓度超过爆炸下限的1/6-1/4时，就会报警。三、井喷失控过程中天然气火灾爆炸事故的预防与处理 1井喷失控过程中天然气火灾爆炸事故预防 若发生井喷失控，应立即停柴油机，关闭井架、钻台、 机泵房等处照明，并打开专用探照灯，组织警戒，灭绝火种，在 井口用水龙头向井口和钻杆冲水防火。 防止静电火花产生，所有进入井场的人员应穿戴防静电的工作服。 在井口附近进行敲击作业时，应将击打物体和被击打物体用水淋湿后进行，防止击打碰出火花。 应定期进行井控装备检查和井控演习，每次起下钻应开关闸板防喷器一次，防止在

27、发生井喷时井口防喷器及控制系统失灵，导致井喷失控。 严格执行钻井设计，严格执行钻井操作规程和井控操作规程，杜绝违章操作和违章指挥，现场如遇紧急情况，钻井队可以果断处置。 钻开气层后，井场不应擅自动用明火，应严格执行动火制度。 井场使用电器设施应严格执行防爆管理规定。 井场应配置足够的消防灭火器材，储存足够水源，消防通道应畅通无阻；特别是在偏远地区钻井，考虑到发生井喷火灾爆炸事故后的救援困难，应备足发生火灾爆炸事故的应急物资。 制定钻井井喷火灾爆炸应急预案，并组织进行应急演习。2井喷过程中天然气火灾爆炸事故处理 井喷失控引发天然气火灾爆炸发生后，由于地下强大压力作用下，火柱冲天，声音如雷，辐射热

28、十分强烈，百米之内难以靠近。在现场信息传递十分困难，增加了抢险的难度。对井喷失控火灾实施灭火应做到方案可行、准备充分、灭火快速、稳妥。因此扑救井喷失控火灾必须做好充分的准备工作。 （1）井喷失控火灾灭火前的准备工作 制定一套完整可行的灭火和封井方案以及应急措施，防止发生天然气爆炸和有毒气体的扩散。 扑救井喷失控火灾前，必须将井口周围50m内阻碍灭火的设备进行清障。主要有烧毁倒塌的井架、钻井设备，以及其他与灭火无关的设备等，调集一定数量的抢险车辆。 储备足够的灭火用水，储水池应在井场的附近，池边有可供抽水泵车停靠的场地，同时调集大型水罐车组织接力供水线路，保证供水要求，并能连续工作。 由于井喷失控火灾的声音很大，为保证火场通信联络畅通，必须准备信号旗信号灯，并事前规定联络和指挥信号，同时准备带耳塞的对讲机等c， 距离井口50m范围为冷却范围，因此应在一定距离架设并固定带架水枪，作好冷却的准备工作。 在进行灭火前，应安装流动的风向标和风速测速仪，随时检测风向和风速，以及最近的气象预报，为选择最佳的灭火时间提供气象依据。 随时检测灭火区域内的气体浓度，特别是有毒气体浓度，如硫化氢和二氧化碳浓度。 针对含有毒气体的天然气井的灭火，应配备足够的空气呼吸器，灭火设备尽可能地摆放在上风口o组织一支救援队