前不久有緣與西安機(jī)械研究所的候斌和馬潤剛兩位同行在一起探討了關(guān)于鋼桶涂裝烘干爐的一些問題,受到了不少啟發(fā)。西安機(jī)械研究所近年來一直致力于研究和開發(fā)鋼桶燃煤烘干爐,并在這一領(lǐng)域不斷創(chuàng)新和發(fā)展,已經(jīng)取得了非常好的成績,得到了業(yè)內(nèi)的好評。這種新型的燃煤烘干爐,不僅達(dá)到了有效的節(jié)省能源,降低生產(chǎn)成本的目的,而且在環(huán)保方面也有所突破。對于很多制桶企業(yè)來說,這是一個不錯的選擇。
我們發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)鋼桶行業(yè)仍在鋼桶涂裝生產(chǎn)中常出現(xiàn)的一些認(rèn)識上的誤區(qū),這正是安全事故頻發(fā)的主要原因。我在鋼桶行業(yè)工作二十多年,曾經(jīng)三次親歷鋼桶烘干爐爆炸事故,耳聽的事故就更多了,幾乎每年都有企業(yè)發(fā)生這樣的事故,不得不引起行業(yè)企業(yè)廣泛的重視。在安全問題上,任何不科學(xué)的態(tài)度和僥幸心里,都將是事故發(fā)生的導(dǎo)火索。
根據(jù)國家安全生產(chǎn)管理部門的統(tǒng)計,最近四年中,我國涂裝生產(chǎn)的火災(zāi)事故約3000起,其中特大火災(zāi)事故55起,重大火災(zāi)事故420起;燒毀廠房等建筑物25萬平方米,設(shè)備1000套以上,傷亡200人以上,直接經(jīng)濟(jì)損失4億元以上。
其實(shí)烘干爐著火和爆炸主要有兩個方面的原因,一個是爐內(nèi)溫度(或鋼桶表面溫度)達(dá)到可燃性氣體的自燃點(diǎn),在可燃?xì)怏w濃度達(dá)到爆炸極限范圍的情況下,可以自行燃燒;其次是爐內(nèi)溫度雖然沒有達(dá)到可燃?xì)怏w的自燃點(diǎn),但爐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度達(dá)到了一定程度后,溫度達(dá)到閃點(diǎn),遇見明火,即可產(chǎn)生爆炸。這兩種事故從根本上說,就是個可燃性氣體的濃度問題,只要在生產(chǎn)中有效降低烘內(nèi)可燃性氣體的濃度,即可防止爆炸和燃燒的事故發(fā)生。
一般降低爐內(nèi)可燃性氣體濃度的辦法主要是通過通風(fēng)機(jī)引風(fēng)來解決,但引風(fēng)又會抽走爐內(nèi)熱量,浪費(fèi)能源,從而可能影響爐內(nèi)溫度的保持,這是一個矛盾。要解決這個矛盾,就要掌握一個平衡點(diǎn),既要保持爐內(nèi)溫度不降低,從而影響烘干質(zhì)量,浪費(fèi)熱量,又不能使?fàn)t內(nèi)可燃?xì)怏w濃度超標(biāo)。幾年前,我曾在上海與意大利FMI公司的一位鋼桶涂裝設(shè)備的專家討論過這個問題,他們的解決辦法是在爐內(nèi)安裝一個可燃?xì)怏w濃度檢測儀,隨時檢測爐內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度,并以此自動控制引風(fēng)裝置的開停和風(fēng)門的大小。當(dāng)濃度接近某個危險點(diǎn)時,引風(fēng)機(jī)自動開啟或增大抽風(fēng),當(dāng)濃度降低到某個安全點(diǎn)時,引風(fēng)機(jī)就會關(guān)閉或關(guān)小風(fēng)門。最近,西安機(jī)械研究所也正在這一領(lǐng)域投入研究和改進(jìn),我們視目以待。
目前國內(nèi)制桶企業(yè)在涂裝烘干生產(chǎn)安全上有不少錯誤認(rèn)識,主要有以下幾點(diǎn)誤區(qū):
1、認(rèn)為只要爐內(nèi)沒有明火產(chǎn)生,就不會燃燒爆炸,所以不重視烘干爐的引風(fēng)。這是忽視了可燃性氣體有自燃點(diǎn)的物理特性,是非常危險的。雖然有的可燃性氣體的自燃點(diǎn)比較高,但是要知道,爐內(nèi)氣氛溫度和鋼桶的表面溫度是完全不同的兩個概念,通常情況上,鋼桶的表面溫度是爐內(nèi)氣氛溫度的兩倍甚至三倍以上。
2、為了提高爐內(nèi)溫度,應(yīng)該減少引風(fēng),這樣才能有效烘干鋼桶。這種想法的人,忽視爐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度升高,會產(chǎn)生燃燒爆炸危險,這一點(diǎn)暫僅不說。減少引風(fēng),爐內(nèi)可燃性氣體濃度極高,不僅不能有效烘干鋼桶,反而因蒸汽濃度過高,鋼桶上的稀釋劑不易溢出,烘出的鋼桶往往溫度很高,但表面發(fā)黏不干。這種情況就跟蒸籠里的饃饃一樣,雖然溫度很高,也可能蒸了很多時間,但饃饃總是濕的,因?yàn)榛\內(nèi)的水蒸汽濃度很高,饃饃內(nèi)的水分是不能放出來的。
3、不要用引風(fēng)機(jī)抽風(fēng),只要留有通風(fēng)口,爐內(nèi)氣體會通過內(nèi)外氣壓差自動排出,不僅可減少熱量浪費(fèi),還能降低爐內(nèi)可燃性氣體的濃度。這種想法是嚴(yán)重的錯誤,我們知道,爐內(nèi)外氣體要自然流動,只能靠壓力差,但實(shí)際上,爐內(nèi)產(chǎn)生的可燃性氣體的總量,不足以提高爐內(nèi)壓力,再加上爐子兩端進(jìn)出鋼桶,與外界常通,爐內(nèi)外的壓力差微乎其微,基本上不產(chǎn)生自然排放。在爐內(nèi)外氣壓相平衡的情況下,爐外氣體是空氣,但爐內(nèi)氣體是高濃度的可燃性氣體。去年新疆某廠的新烘干爐在生產(chǎn)一個小時后發(fā)生的爆炸事故,就是這種原因產(chǎn)生的。
4、認(rèn)為烘干爐的安全與采用的加熱能源關(guān)系很大,不科學(xué)地認(rèn)為采用某種能源的烘干爐就容易發(fā)生事故。其實(shí)不論采用何種能源加熱烘干爐,只要烘干爐設(shè)計和制造合理,都不會出現(xiàn)容易產(chǎn)生危險這種情況。根據(jù)實(shí)際發(fā)生的火災(zāi)事故情況分析,各種能源的烘干爐都有可能發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故,主要的是要看烘干爐使用者是否合理科學(xué)的操作烘干爐。再安全的加熱能源、再好的烘干爐,如果在生產(chǎn)中不進(jìn)行引風(fēng)排氣、不杜絕著火源,事故是時時都有可以發(fā)生的。
為了澄清在鋼桶烘干生產(chǎn)中的一些錯誤認(rèn)識,我們有必要學(xué)習(xí)一些最基本的涂裝安全知識,以有效避免事故的發(fā)生。
一、涂裝烘干爐發(fā)生燃燒的基本條件
燃燒是一種放熱發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)。燃燒必須同時具備以下三個基本條件,缺少其中任何一個條件都不能燃燒。
其一,有可燃物質(zhì)存在,并達(dá)到一定濃度。例如涂裝烘干爐內(nèi)涂料稀釋劑蒸氣就屬于可燃性氣體。
其二,有助燃物質(zhì)存在,助燃物質(zhì)數(shù)量不夠也不會發(fā)生燃燒。正常空氣中含氧量很高,是常見的助燃物質(zhì)。鋼桶涂裝烘干爐內(nèi)的空氣是無法隔絕的,因?yàn)殇撏斑M(jìn)出口是暢開的,爐內(nèi)不可能沒有空氣。
其三,有著火源存在,即有引起可燃物質(zhì)燃燒的熱能源。著火源須具有足夠的溫度和熱量。常見的著火源有兩種,一種是明火,如能源燃燒的火星、電氣接頭的放電打火等,另一種是高溫,如爐內(nèi)其它高溫源,如加熱后的鋼桶本身、熱電阻發(fā)熱體、爐內(nèi)可燃性氣體高溫達(dá)到自燃溫度,都可能因起燃燒。
由此可以看出,只要控制這三個條件,使其中一個條件達(dá)不到,就不能發(fā)生燃燒事故。杜絕空氣進(jìn)入是不可能的,所以,通常我們是通過控制爐內(nèi)的可燃?xì)怏w的濃度和著火源兩個條件來防止燃燒事故。但有時候火源很難控制,比如偶爾的電氣打火,靜電火花、碰撞火花、鋼桶高溫自燃等等,雖然涂裝車間內(nèi)嚴(yán)禁煙火,但那怕是萬分之一的可能,產(chǎn)生的著火源,都會產(chǎn)生難以預(yù)料的麻煩。所以,控制爐內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度,已成為最可控的安全措施。只要控制好爐內(nèi)可燃性氣何的濃度不超標(biāo),其它兩個條件即使出現(xiàn),也不會產(chǎn)生危險。
二、烘干爐爆炸與燃燒相互的聯(lián)系
爆炸與燃燒有著密切的聯(lián)系。凡是發(fā)生瞬間的燃燒,同時生成大量的熱和氣體,并以很大壓力向四周擴(kuò)散的現(xiàn)象,都叫做爆炸。鋼桶烘干爐的爆炸一般屬于化學(xué)性爆炸。化學(xué)性爆炸是指爆炸性物質(zhì)本身發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),由于產(chǎn)生大量氣體和較高溫度而發(fā)生的爆炸,其爆炸過程伴有化學(xué)變化過程,如可燃?xì)怏w、可燃蒸氣、粉塵與空氣形成混合的爆炸都屬于化學(xué)性爆炸。
化學(xué)爆炸就是可燃物質(zhì)事先與氧化劑混合成爆炸性混合物,遇到著火源而發(fā)生的在極短時間內(nèi)的燃燒。這種燃燒速度極快,燃燒產(chǎn)生大量的熱和氣相物質(zhì),爆炸時產(chǎn)生很高的溫度和很大的壓力,發(fā)出巨大的聲響。這不同于一般可燃物的燃燒,一般可燃物質(zhì)的燃燒是在燃燒過程中逐漸形成與氧化劑的混合物,燃燒平穩(wěn)而緩慢,沒有爆炸現(xiàn)象。
所以,燃燒與爆炸具有如下幾點(diǎn)聯(lián)系。
1、可燃物質(zhì)的燃燒與爆炸,本質(zhì)上都是可燃物質(zhì)的氧化反應(yīng)。
2、燃燒與爆炸的區(qū)別,在于氧化速度的不同。
3、決定氧化速度的因素是在點(diǎn)火前可燃物質(zhì)與助燃物質(zhì)是否均勻混合。
4、同一物質(zhì),在一種條件下可以燃燒,在另一種條件下可以爆炸。
由此看出,在鋼桶涂裝烘干爐內(nèi)的可燃性蒸氣始終是和空氣相混合的,所以一旦遇到著火源,最容易發(fā)生的就是爆炸事故。
三、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)和自燃點(diǎn)
在烘干爐內(nèi)進(jìn)行涂裝烘干時,爐內(nèi)都有一定的可燃?xì)怏w與空氣的混合物,此種混合物迎火源會發(fā)生燃燒。如果可燃?xì)怏w揮發(fā)速度低,一經(jīng)燃燒,新的蒸氣來不及補(bǔ)充,則此種燃燒一閃即滅,稱為閃燃。能引起閃燃的溫度叫閃點(diǎn)。