膨化硝銨炸藥的危險性分析及處置措施

劉天才（貴陽久聯化工有限責任公司，貴州貴陽 550025）

膨化硝銨炸藥的危險性分析及處置措施

劉天才（貴陽久聯化工有限責任公司，貴州貴陽 550025）

膨化硝銨炸藥是一種無梯新型工業粉狀炸藥，將膨化硝銨炸藥生產所用的原材物料及生產過程中的危險因素識別出來，采取相應的處置措施，能夠有效保障膨化硝銨炸藥的生產安全。

膨化硝銨炸藥；危險性；處置措施

膨化硝銨炸藥是將硝酸銨水溶液、復合油相熔液通過膨化結晶機的連續真空，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，生產設備存在著高速、高壓的危險［1］。由于物料、設施設備、環境、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，可能發生燃爆炸等事故。2007年12月23日，某公司改性銨油炸藥生產線，發現螺旋尾部內有冒煙并伴有火星，致使制藥設備內物料燃燒冒煙持續達2小時，其直接原因是：預混螺旋后端的吊耳軸承摩擦產生熱量積聚，使粘附在吊耳上的物料著火，竄到球磨機及出料螺旋，造成著火事故。因此，對膨化硝銨炸藥的危險因素進行分析和識別，采取相應的安全措施，進一步提高生產的安全性是很有必要的。

1 物質危險性

1.1 硝酸銨

硝酸銨是一種強氧化劑，能助長燃燒火勢并引起著火，與可燃物粉末混合能發生激烈反應而爆炸，受強烈震動也會起爆，各種有機雜質均能顯著地增加硝酸銨的爆炸靈敏性。硝酸銨加熱過程中會慢慢分解，溫度升高到300℃分解就急劇加速，發生燃燒、爆炸［2］。

1.2 木粉

木粉分子式：C50H72O33，相對分子質量：1200，木粉在162℃時炭化，275℃開始分解，610℃時發火。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混合后，硝銨的分解速度加劇。

1.3 復合油相材料

復合油相材料為碳氫類化合物，含碳原子數15-36個，主要有復合蠟、凡士林、柴油等物質，為炸藥的可燃劑，熔點較低，柴油閃點在65℃左右，復合蠟閃點110-123℃，高溫下易揮發、分解，遇有明火容易發生燃燒事故。

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 生產過程的危險因素及處置措施

膨化硝銨炸藥生產過程主要包括硝酸銨破碎、溶解、膨化結晶、混藥、螺旋輸送、裝藥、包裝等工藝，如果工藝控制有問題，極易發生燃燒、爆炸災害。

2.1 硝酸銨破碎

投料塊度過大，在設備內干磨；硝酸銨內混入金屬、纖維、紙屑、木粉、潤滑油等雜質；錘頭套與軸間隙過大，造成錘頭與殼體摩擦等能引發燃爆事故。需要在投料口安裝除鐵裝置并保持有效；制定安全操作規程、設備檢維修制度并嚴格執行。

2.2 溶解

加熱時間過長、超溫報警失靈；攪拌槳故障；硝酸銨溶液中有纖維、紙屑、木粉、潤滑油等雜質；攪拌停止局部溫度過高等都會造成燃爆。需要定期校驗溫控裝置，保證良好的攪拌，制定強制檢修、維護、保養制度并嚴格執行，設置可靠的過濾裝置。

2.3 油相制備

沒有溫控裝置或溫控裝置失靈造成過度加熱；加熱蒸汽壓力過高會導致燃燒。要定期校驗溫控裝置；制定安全操作規程并嚴格執行，禁止超溫超壓操作。

2.4 膨化結晶

膨化結晶罐氣密性差，罐內真空度達不到工藝要求；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、潤滑油等雜質；膨化劑加入量超標；膨化過程中突然停電、設備故障；使用黑色金屬工具敲砸物料；膨化硝酸銨粉塵進入傳、轉動部位摩擦、撞擊；無溫度、壓力超標時自動監控和報警裝置或失效，無自動停機等安全聯鎖裝置或失效是危險因素。要注意：工藝管路上設置可靠的過濾；定期校驗自控系統及安全連鎖裝置有效性、可靠性；制定強制檢修維護保養制度并嚴格執行；嚴格執行安全操作規程和管理制度；加強現場黑金屬器具的管理。

2.5 連續碾混

碾輥密封裝置失效，物料進入軸承等部位被反復碾磨；設備內雨淋裝置失效（無消防水、感溫元件損壞、控制裝置失靈），意外摩擦局部產生高溫；靜電積累，意外放電產生火花；設備內設置吊耳軸承，被物料包覆，熱量散發不出去；碾輥脫落、刮板螺栓松動脫落，未緊急停車；碾輥支撐伸縮臂設計不合理、制造質量差，運行時發生斷裂，未緊急停車；物料進入碾輥支撐伸縮臂，長期磨擦產生火花、溫升；設備內存在物料死角，長期清理不了，結疤，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速不宜超過30rpm；定期校驗自控系統及檢修、維護、保養制度并嚴格執行；設備內安裝消防雨淋系統；設備外殼與防感應雷接地相連，電阻小于10Ω；定期校驗物料計量裝安全連鎖裝置有效性、可靠性；混藥設備內不設置被物料包覆的吊耳軸承；設備內螺栓采取防松動措施；軸承座與設備分開設置；定期清理噴油嘴處包覆的物料，防止局部溫度過高。

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，物料進入軸承滾道，被反復碾磨；螺旋端部積藥，長時間摩擦；齒輪嚙合部位進入藥粉，受撞擊、摩擦；螺旋內進入機械雜質發生撞擊或摩擦；電氣設備火花；靜電累積，放電產生火花；檢修時物料清理不凈，盲目動焊、動火；設備內無消防雨淋裝置或消防雨淋裝置失效，意外升溫、初期火災未能及時撲滅；螺旋內設置吊耳軸承，被物料包覆，熱量散發不出去；斷料、出料口堵塞未及時停車，物料干磨；設計不合理（轉速過高），安裝傾角過大；過載，電控系統未及時停車等為不安全因素。要制定、并嚴格執行危險場所動火、動焊檢修規程；加強作業人員安全培訓；設備內安裝消防雨淋裝置，定期校驗；消防用水采取保證平時不被動用的措施；加強消防管理制度的執行力度，及時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不設置吊耳軸承；膨化硝銨、膨化硝銨炸藥輸送螺旋轉速小于30rpm；安裝傾角小于15O；設置電機過電流保護；螺旋出料口焊接有反葉螺旋；定期清理螺旋端部的積藥；采用隔爆型電氣設備；設備外殼與防感應雷接地相連，電阻小于10Ω；軸承座與設備分開設置。

2.7 裝藥包裝

平臺超量存放；藥粉輸送過程中，機械、電氣故障或靜電危害；雜質進入藥粉中，在裝藥過程中卡在裝藥機裝藥管中長時間摩擦等會產生燃爆危險。制定定量存放制度，并嚴格執行；制定、并嚴格執行設備檢修維護規程；螺旋進料端安裝除鐵裝置。包裝過程存在：藥粉進入非防爆電器分線箱，電氣線路火花引燃；機械傳動、轉動機構摩擦撞擊藥卷；藥粉進入轉、傳動機構未及時清理；藥粉粘附在熱合機加熱裝置上，未及時清理；熱合機溫控裝置失靈，嚴重超溫等危險因素。要注意：非防爆電控箱內通入正壓空氣，防止粉塵侵入；定期清理設備轉、傳動部位、加熱部位的藥粉；定期檢查、校對溫控裝置；采用隔爆型電氣設備；電氣線路敷設符合《民爆規范》的要求；相摩擦部件采用不發火材料。

3 儲存過程的危險因素及處置措施

硝酸銨、膨化硝銨炸藥儲存時，庫房溫度過高，違反同庫存放原則，外部的沖擊波、靜電、明火及雷擊等自然災害，違反搬運操作規定等因素會引發燃爆危險。因此，儲存時要做到：安裝溫度顯示器；制定庫房安全管理制度、規程，并嚴格執行；庫房防雷接地應有效，電阻小于10Ω；庫房專庫轉存，嚴禁與雷管等起爆器材同庫儲存；保證儲存的墻據、堆距、垛距。

4 結語

通過對膨化硝銨炸藥生產各環節的危險因素進行分析識別，采取相應的安全技術和管理上的對策措施，能夠有效預防膨化硝銨炸藥生產中的燃燒、爆炸事故的發生，保障生產安全。

［1］朱嘯宇.工業炸藥技術［M］.北京：兵器工業出版.

［2］黃文堯，顏事龍.炸藥化學與制造［M］.北京：冶金工業出版社.

［3］陸明，劉祖亮，呂春緒.膨化硝銨炸藥連續生產工藝與安全性研究［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

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

5 結語

第一次切割葉輪5mm，使葉輪直徑減少10mm，這臺消防穩壓泵平穩運行22天。當離心泵的壓力與流量太大，不適合實際工藝需要時可以對葉輪進行切割，即把葉輪的直徑車小一些。但到底車小多少，對泵的揚程與流量雖有公式可算（也不十分正確），但因實際運行的要求（運行曲線）很難求得，因為管道系統的阻力隨流量的減小而不呈線性減小，進而引起泵的運行曲線變化。離心泵上的葉輪經第一次試切割后，還不適合實際運行情況，可以再切割。當然泵的葉輪不能車小很多，不然會使泵的效率降低。

第二次又切割葉輪5mm使葉輪直徑減少10mm。這臺消防穩壓泵平穩運行了80天，進行生產運行的實際檢驗，完全達到這臺穩壓泵長時間的運行，滿足了設計要求。

結合單級離心泵的葉輪切割相似原理，切割后的流量、揚程、功率都得到下降，但是葉輪前后蓋板的面積減少，所產生軸向力大大降低。可以看出對工藝流程整改和葉輪切割兩次，把這臺消防穩壓水泵燒軸承的問題得到了徹底的解決，在安全事故狀態下使消防系統起到消防作用的保證。同時減少檢修費用，80天的運行是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為軸承軸向力不平衡，造成燒軸承的原因

參考文獻：

［1］韓紅.水泵電機軸承發熱燒毀原因分析及處理.電機技術，2011，2.

［2］消防和穩壓泵安裝施工作業指導書.