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BCYD型移动地面站工艺安全操作的分析

日期:2017年6月5日 11:59

彭宁1,颜松桦1
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摘要:BCYD型散装乳化炸药乳胶基质移动式地面制备站中虽然已经具备健全的乳化器、输送泵等关键设备的超压、超温、断流等安全保护措施和安全监控装置,但要仅仅完善现场混装生产系统的安全管理条件来实现安全生产是不行的,还需要健全操作工人安全生产意识,熟练操作技能。本文则响应民爆行业安全操作要求,对移动地面站生产工艺油、水相配制和制乳工序操作安全进行讨论。
关键词:乳化炸药;硝酸铵;乳胶基质;安全


  BCYD乳化基质移动式地面站工艺装置按3.5~15T/h的生产能力连续可调,硝铵的输送采用螺旋输送,实现了地面站从破碎和螺旋上料到乳胶基质生产的顺畅工艺流程,整套装备的移动性强,动力消耗仅为140KW左右,节能降耗明显,安全性能好,效率高,操作简便,计量准确。
  依据《工业和信息化部关于民用爆炸物品行业技术进步的指导意见》和《民用爆炸物品行业“十二五”发展规划》等要求,工信部安〔2012〕301号提出,要继续完善安全生产基础条件建设,不断提高生产线自动化、连续化和信息化水平。要进一步提高工业炸药生产专用设备的安全性和可靠性,完善设备故障自诊断系统,设备的无故障运行间隔时间达到2000小时以上。
  为确保本地面站运行的安全性、可靠性、稳定性,系统采用集散型计算机控制系统:由PLC、智能调节器、检测仪表等实现过程控制,上位计算机实现数据管理。整个系统由现场控制箱、流量计、温度传感器、压力传感器等组成。在油水相配制部分,在制药部分,能实现油水相流量的自动控制;在生产过程中,能对各控制点的压力、温度、断流、断水、设备负荷等实现检测和保护。
  本文则响应民爆行业安全操作要求,对移动地面站生产工艺油、水相配制和制乳工序操作安全进行讨论。
1  水相配制
  (1)硝酸铵物性:分子式:NH4NO3(Ammonium nitrate),分子量:80,硝酸铵CAS号:6484-52-2,性质:密度1.725,熔点169℃,沸点210℃,水溶性190 g/100 mL (20℃)。外观与性状:无色无臭的透明结晶或呈白色的小颗粒,与氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾等碱反应有氨气生成,具刺激性气味。有潮解性,易溶于水,溶水时吸热、易吸湿和结块,产品一般制成 硝酸铵颗粒状。硝酸铵有5种晶型:其代号分别为α(四面晶系)、β(斜方晶系)、γ(斜方晶系)、δ(四方晶系)、ε(正方晶系)。每种晶型仅在一定温度范围内稳定,晶型转变时伴有热效应和体积变化。特别是当环境温度在32.1℃上下变动时,颗粒硝酸铵会自身碎裂成粉状而引起结块。
  (2)硝酸铵的存放:纯硝酸铵很安全,撞击感度超低,50kg锤子从50cm高的地方砸下来,0%爆炸。但不能混有有机物,特别是液态的。否则容易提高感度;硝酸铵的特点有:①易溶于水,溶水时吸热、易吸湿和结块。②易发生热分解。所以硝酸铵储存于阴凉、干燥、通风的库房。远离火种、热源。应与碱类、酸类、易(可)燃物、还原剂、酸类、活性金属粉末、硫、磷等分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。禁止震动、撞击和摩擦。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。
  (3)硝酸铵破碎:在水相制备过程中,硝酸铵破碎时一个重要环节,在硝酸铵破碎时,会产生硝酸铵粉尘,在破碎时应避免静电及火花的产生,禁止使用铁锤敲击,应使用木槌;硝酸铵破碎带严禁卷入破碎机内;另外,粉尘会影响现场操作工的身体健康,所以操作工作业时,需带口罩及手套,现场还应配备一些急救设施。
  (4)硝酸铵及溶液的输送:硝酸铵水溶液是极易析晶溶液,如果没有水相料管试先预热,会堵塞管路,水相中间泵会形成空转,影响安全生产,因此,在输送过程中,应先对料管进行保温。
  硝酸铵遇水蒸气,会凝结成块,会影响螺旋堵料,因此,垂直螺旋加料要缓慢、均匀加入,以便及时溶化而不在溶化罐中结块,并随时注意螺旋提升机的运行情况。
  随时了解溶化罐的温度,通过准确计量添加物,以确保水相溶液的析晶点、密度和PH值,当达到工艺规定要求时,关闭蒸汽阀,待硝酸铵全部溶化后,关闭搅拌,在搅拌停止后,才可用漏勺清理液面上漂浮的杂质。下班时,要清洗贮罐过滤网上的杂质,才可进行下次配料;对水相溶化罐及贮罐进行清洗,清理贮罐过滤网上的杂质。
  (5)添加剂:在配制水相时,利用硫脲替代硝酸钠。在乳化炸药生产中,通常采用硝酸铵和硝酸钠作为氧化剂,由于工业硝钠含有一定量的亚硝酸钠成分,亚硝酸钠可作为乳化炸药的敏化剂,当硝酸钠中的亚硝酸钠含量达到一定程度,对乳胶基质有明显的敏化作用,敏化所产生的气泡会提高基质的感度,影响生产安全,因此,BCYD型移动地面站在制备水相时采用硫脲替代工业硝钠。
2  油相配料
  温度对油相的影响。在油相制备罐中,温度偏低,油相材料混合就会不均匀,油相也会变得太粘稠,不利生产,温度偏高,会使得油相材料挥发,产生油烟,影响产品质量,油烟也会对人体健康有影响。因此在配制油相时,操作工要穿戴好劳保用品,以免烫伤或碰伤,对于油相管路和制备罐、储罐温度的控制显得也极为重要。首先检查油相贮罐存料情况,如有存料,要了解存料温度,当存料变得太粘稠时或温度太低时,要对贮罐通加热,加热时要注意加热管路余热的影响和控制。
  生产过程中要经常检查设备的运转情况,当发现设备不正常或容器、管道有穿、漏等,要及时采取有效的措施进行控制,并迅速通知维修人员进行维修。生产中要准确认真地按要求进行操作,严格执行各工艺控制参数,当发现有异常时,要及时报告有关部门领导人员,迅速进行处理。操作人员必须坚守工作岗位,严禁离岗或串岗,不得干与生产无关的工作,必须熟悉水、电、汽源的控制,要保持设备及工房的清洁卫生,工具物品要按规定的地方放置,不能堵塞通道。
3  乳化基质生产
  乳化基质在摩擦、撞击、火焰、静电、高温、高压等异常外部条件的作用下,可能引起燃烧、爆炸事故,所使用的生产原料均属易燃易爆物质,所以凡参加生产、管理人员,必须严格遵守技术安全通则、工艺规程、安全操作规程和各项安全管理规定。
  基质乳化时间对内相液滴的大小和乳胶体稳定性有较大影响,时间过短,不能保证水相溶液均匀、充分分散,乳化效果差;时间过长,搅拌的强剪切作用会破坏乳胶基质的微观结构。
  对于乳化器的操作也是乳化工序一项关键操作,必须要严格把关好乳化器开机前预热和工作时循环水冷却,预热是防止乳化器初始温度过低水相通过乳化器时结晶,影响安全和成乳效果,循环水冷却是防止乳化器工作状态下温度因高速搅拌不断升高,难以控制导致乳化器安全,因此,冷却水断流停车也是安全联锁控制之一。
  基质制备时,严禁油相螺杆泵和水相螺杆泵、连续乳化器及乳化基质螺杆泵空转。现场观察了解各测温点、测压点温度和压力情况,并根据工艺要求,调节冷、热水流量,确保出料温度达到工艺要求范围。
  对乳化器初始的出料,严禁从乳化基质螺杆泵料斗处加入处理。应对乳化工序产生的废料进行专门处理。操作人员要经常观察仪表、设备、保温及降温、出料等情况, 经常注意机器发出的杂音,发现不正常情况,立即通知有关人员进行处理,如有危害安全生产的情况时,操作人员要尽快按下紧急停机按钮实施停机。
  生产中要随时掌握油相和水相的存料情况,防止中途断流。当中途必须停机时,注意油水相输送泵、乳化器的关闭顺序。对乳化器进行热水或蒸汽保温,开启油相、水相管道蒸汽进行保温。
  如停机时间超过十分钟,要在开机前清洗水相管道,然后重新开始生产。如遇故障紧急停机,通知维修人员查明原因,在确定故障排除后,方可进行生产。当生产快结束时,要准备关机,停机后要先关闭水相出料阀,接着关闭油相出料阀。
  在连续乳化器、基质螺杆泵、连续冷却器都停机后,打开基质螺杆泵的排空阀,开启水相管道热水开关,将管路及乳化器和基质螺杆泵清洗干净并将水排空。每天要清除油、水相过滤器上的杂质。
  生产过程中要严格执行各工艺控制参数,准确认真地按要求进行操作,要经常检查设备的运转情况,当发现设备不正常或容器、管道有穿、漏等异常状况时,要及时采取有效措施进行控制,并迅速通知维修人员进行维修。
4  其他安全操作
  严禁现场混装车在包装型工业炸药生产的危险工房内装车作业;严禁利用混装地面站生产包装型工业炸药;严禁现场混装车在地面站内混制炸药。
5  废弃物料的处理
  (1)硝酸铵破碎时,地面上产生的碎渣应利用清扫工具集中处理,切记不可倒入破碎机或直接倒入水相制备罐,工房地面费石渣是常有的,还伴有破碎时产生的编织袋碎末,灌入水相中有可能堵塞料管,影响安全生产。
  (2)水相罐及料管在冲洗时产生的水相废料不可直接冲入下水管道处理,因为下水道壁温度偏低,水相极易结晶,长期倒入,结晶体会堵塞管路,特别是在冬天,因此应采取回收罐处理。
  (3)油相罐及料管在停止工作冲洗时产生的油相废料应及时排空,应集中收集处理,油相物性变化不大,可以回收下次生产利用。
  (4)乳化工序初始的出料及料管在冲洗时产生的基质废料严禁从乳化基质螺杆泵料斗处加入处理,应按照民爆物品管理规程中规定,集中收集到指定处进行填埋处理。
6  结束语
  BCYD型现场混装移动式地面制备站中虽然已经具备健全的乳化器、输送泵等关键设备的超压、超温、断流等安全保护措施和安全监控装置,但要仅仅完善现场混装生产系统的安全管理条件来实现安全生产是不行的,还需要健全操作工人安全生产意识,熟练操作技能。
  要引导和督促企业加强操作人员的岗位技能、安全操作培训,满足工业炸药生产线本质安全水平提升的要求,推进《关于提升工业炸药生产线本质安全生产水平的指导意见》提出的工业炸药生产线本质安全化和“两化”融合进程。


参考文献:
[1]蒋文斌,邹柏华.乳化炸药现场散装技术与装备的研究开发与应用.2010全国采矿技术与装备进展年评报告会论文集,2010
[2]工信部安〔2012〕301号.

所属类别: 技术论文

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