膨化硝铵炸药的危险性分析及处置措施

刘天才（贵阳久联化工有限责任公司，贵州贵阳 550025）

膨化硝铵炸药的危险性分析及处置措施

刘天才（贵阳久联化工有限责任公司，贵州贵阳 550025）

膨化硝铵炸药是一种无梯新型工业粉状炸药，将膨化硝铵炸药生产所用的原材物料及生产过程中的危险因素识别出来，采取相应的处置措施，能够有效保障膨化硝铵炸药的生产安全。

膨化硝铵炸药；危险性；处置措施

膨化硝铵炸药是将硝酸铵水溶液、复合油相熔液通过膨化结晶机的连续真空，快速地减压干燥后制成的高性能炸药。其原材料、半成品、成品存在着或有毒、或易燃易爆等危险，生产设备存在着高速、高压的危险［1］。由于物料、设施设备、环境、人员等不安全因素的客观存在，在一定外界因素条件作用下，可能发生燃爆炸等事故。2007年12月23日，某公司改性铵油炸药生产线，发现螺旋尾部内有冒烟并伴有火星，致使制药设备内物料燃烧冒烟持续达2小时，其直接原因是：预混螺旋后端的吊耳轴承摩擦产生热量积聚，使粘附在吊耳上的物料着火，窜到球磨机及出料螺旋，造成着火事故。因此，对膨化硝铵炸药的危险因素进行分析和识别，采取相应的安全措施，进一步提高生产的安全性是很有必要的。

1 物质危险性

1.1 硝酸铵

硝酸铵是一种强氧化剂，能助长燃烧火势并引起着火，与可燃物粉末混合能发生激烈反应而爆炸，受强烈震动也会起爆，各种有机杂质均能显著地增加硝酸铵的爆炸灵敏性。硝酸铵加热过程中会慢慢分解，温度升高到300℃分解就急剧加速，发生燃烧、爆炸［2］。

1.2 木粉

木粉分子式：C50H72O33，相对分子质量：1200，木粉在162℃时炭化，275℃开始分解，610℃时发火。木粉易于燃烧，硝酸铵与亚麻、黄麻、纸板、木材等的纤维性物质混合后，硝铵的分解速度加剧。

1.3 复合油相材料

复合油相材料为碳氢类化合物，含碳原子数15-36个，主要有复合蜡、凡士林、柴油等物质，为炸药的可燃剂，熔点较低，柴油闪点在65℃左右，复合蜡闪点110-123℃，高温下易挥发、分解，遇有明火容易发生燃烧事故。

1.4 半成品

膨化硝酸铵与普通硝酸铵在组成上相似，只是它含有少量的表面活性剂。其结晶体疏松、多孔隙等特殊的物性使其比普通硝酸铵具有更敏感，起爆概率更高。膨化硝铵的感度特征值为1.19，普通硝铵的感度特征值为0.94。

1.5 成品

膨化硝铵炸药为爆炸性物品，具有易燃易爆特性，且爆炸产生的能量和破坏性较大。岩石型的膨化硝铵炸药爆速≥3200m/s、猛度≥12mm、殉爆距离≥4cm。

2 生产过程的危险因素及处置措施

膨化硝铵炸药生产过程主要包括硝酸铵破碎、溶解、膨化结晶、混药、螺旋输送、装药、包装等工艺，如果工艺控制有问题，极易发生燃烧、爆炸灾害。

2.1 硝酸铵破碎

投料块度过大，在设备内干磨；硝酸铵内混入金属、纤维、纸屑、木粉、润滑油等杂质；锤头套与轴间隙过大，造成锤头与壳体摩擦等能引发燃爆事故。需要在投料口安装除铁装置并保持有效；制定安全操作规程、设备检维修制度并严格执行。

2.2 溶解

加热时间过长、超温报警失灵；搅拌桨故障；硝酸铵溶液中有纤维、纸屑、木粉、润滑油等杂质；搅拌停止局部温度过高等都会造成燃爆。需要定期校验温控装置，保证良好的搅拌，制定强制检修、维护、保养制度并严格执行，设置可靠的过滤装置。

2.3 油相制备

没有温控装置或温控装置失灵造成过度加热；加热蒸汽压力过高会导致燃烧。要定期校验温控装置；制定安全操作规程并严格执行，禁止超温超压操作。

2.4 膨化结晶

膨化结晶罐气密性差，罐内真空度达不到工艺要求；硝酸铵溶液、油相溶液混合不均匀；硝酸铵溶液温度高于工艺要求的温度；硝酸铵溶液中有纤维、纸屑、木粉、润滑油等杂质；膨化剂加入量超标；膨化过程中突然停电、设备故障；使用黑色金属工具敲砸物料；膨化硝酸铵粉尘进入传、转动部位摩擦、撞击；无温度、压力超标时自动监控和报警装置或失效，无自动停机等安全联锁装置或失效是危险因素。要注意：工艺管路上设置可靠的过滤；定期校验自控系统及安全连锁装置有效性、可靠性；制定强制检修维护保养制度并严格执行；严格执行安全操作规程和管理制度；加强现场黑金属器具的管理。

2.5 连续碾混

碾辊密封装置失效，物料进入轴承等部位被反复碾磨；设备内雨淋装置失效（无消防水、感温元件损坏、控制装置失灵），意外摩擦局部产生高温；静电积累，意外放电产生火花；设备内设置吊耳轴承，被物料包覆，热量散发不出去；碾辊脱落、刮板螺栓松动脱落，未紧急停车；碾辊支撑伸缩臂设计不合理、制造质量差，运行时发生断裂，未紧急停车；物料进入碾辊支撑伸缩臂，长期磨擦产生火花、温升；设备内存在物料死角，长期清理不了，结疤，使用黑色金属敲击等为不安全因素。要注意膨化硝铵输送螺旋转速不宜超过30rpm；定期校验自控系统及检修、维护、保养制度并严格执行；设备内安装消防雨淋系统；设备外壳与防感应雷接地相连，电阻小于10Ω；定期校验物料计量装安全连锁装置有效性、可靠性；混药设备内不设置被物料包覆的吊耳轴承；设备内螺栓采取防松动措施；轴承座与设备分开设置；定期清理喷油嘴处包覆的物料，防止局部温度过高。

2.6 螺旋输送

螺旋轴或叶片损坏变形与外壳摩擦；轴承密封失效，物料进入轴承滚道，被反复碾磨；螺旋端部积药，长时间摩擦；齿轮啮合部位进入药粉，受撞击、摩擦；螺旋内进入机械杂质发生撞击或摩擦；电气设备火花；静电累积，放电产生火花；检修时物料清理不净，盲目动焊、动火；设备内无消防雨淋装置或消防雨淋装置失效，意外升温、初期火灾未能及时扑灭；螺旋内设置吊耳轴承，被物料包覆，热量散发不出去；断料、出料口堵塞未及时停车，物料干磨；设计不合理（转速过高），安装倾角过大；过载，电控系统未及时停车等为不安全因素。要制定、并严格执行危险场所动火、动焊检修规程；加强作业人员安全培训；设备内安装消防雨淋装置，定期校验；消防用水采取保证平时不被动用的措施；加强消防管理制度的执行力度，及时维修更换损坏的感温元器件；膨化硝铵、膨化硝铵炸药输送螺旋内不设置吊耳轴承；膨化硝铵、膨化硝铵炸药输送螺旋转速小于30rpm；安装倾角小于15O；设置电机过电流保护；螺旋出料口焊接有反叶螺旋；定期清理螺旋端部的积药；采用隔爆型电气设备；设备外壳与防感应雷接地相连，电阻小于10Ω；轴承座与设备分开设置。

2.7 装药包装

平台超量存放；药粉输送过程中，机械、电气故障或静电危害；杂质进入药粉中，在装药过程中卡在装药机装药管中长时间摩擦等会产生燃爆危险。制定定量存放制度，并严格执行；制定、并严格执行设备检修维护规程；螺旋进料端安装除铁装置。包装过程存在：药粉进入非防爆电器分线箱，电气线路火花引燃；机械传动、转动机构摩擦撞击药卷；药粉进入转、传动机构未及时清理；药粉粘附在热合机加热装置上，未及时清理；热合机温控装置失灵，严重超温等危险因素。要注意：非防爆电控箱内通入正压空气，防止粉尘侵入；定期清理设备转、传动部位、加热部位的药粉；定期检查、校对温控装置；采用隔爆型电气设备；电气线路敷设符合《民爆规范》的要求；相摩擦部件采用不发火材料。

3 储存过程的危险因素及处置措施

硝酸铵、膨化硝铵炸药储存时，库房温度过高，违反同库存放原则，外部的冲击波、静电、明火及雷击等自然灾害，违反搬运操作规定等因素会引发燃爆危险。因此，储存时要做到：安装温度显示器；制定库房安全管理制度、规程，并严格执行；库房防雷接地应有效，电阻小于10Ω；库房专库转存，严禁与雷管等起爆器材同库储存；保证储存的墙据、堆距、垛距。

4 结语

通过对膨化硝铵炸药生产各环节的危险因素进行分析识别，采取相应的安全技术和管理上的对策措施，能够有效预防膨化硝铵炸药生产中的燃烧、爆炸事故的发生，保障生产安全。

［1］朱啸宇.工业炸药技术［M］.北京：兵器工业出版.

［2］黄文尧，颜事龙.炸药化学与制造［M］.北京：冶金工业出版社.

［3］陆明，刘祖亮，吕春绪.膨化硝铵炸药连续生产工艺与安全性研究［J］.爆破器材，2007.

图2.3

4.2 为了消除轴向力使ΔF≈F0，有两种方法

一种是扩大平衡孔直径，另一种是切削叶轮。在解决问题中我们选用切割叶轮方法，通过切割叶轮使泵的流量扬程在减小。同一台离心泵在转速一定的条件下，叶轮外径的大小将直接影响泵的性能参数。叶轮直径大则泵的流量大、扬程高、轴功率大；叶轮外径小则流量小、扬程低、轴功率小。采用本文所述方法将可一次找准原型泵与切割叶轮外径后的性能参数对应工况点（参数点），以便实施叶轮外径的切割，满足化工厂所需性能参数的要求。这样ΔF的力在下降，虽然流量和扬程下降，但能满足消防循环水管网0.8MPa的压力。

5 结语

第一次切割叶轮5mm，使叶轮直径减少10mm，这台消防稳压泵平稳运行22天。当离心泵的压力与流量太大，不适合实际工艺需要时可以对叶轮进行切割，即把叶轮的直径车小一些。但到底车小多少，对泵的扬程与流量虽有公式可算（也不十分正确），但因实际运行的要求（运行曲线）很难求得，因为管道系统的阻力随流量的减小而不呈线性减小，进而引起泵的运行曲线变化。离心泵上的叶轮经第一次试切割后，还不适合实际运行情况，可以再切割。当然泵的叶轮不能车小很多，不然会使泵的效率降低。

第二次又切割叶轮5mm使叶轮直径减少10mm。这台消防稳压泵平稳运行了80天，进行生产运行的实际检验，完全达到这台稳压泵长时间的运行，满足了设计要求。

结合单级离心泵的叶轮切割相似原理，切割后的流量、扬程、功率都得到下降，但是叶轮前后盖板的面积减少，所产生轴向力大大降低。可以看出对工艺流程整改和叶轮切割两次，把这台消防稳压水泵烧轴承的问题得到了彻底的解决，在安全事故状态下使消防系统起到消防作用的保证。同时减少检修费用，80天的运行是3盘轴承，而整改前每3天检修一次，检修一次主要是更换因为轴承轴向力不平衡，造成烧轴承的原因

参考文献：

［1］韩红.水泵电机轴承发热烧毁原因分析及处理.电机技术，2011，2.

［2］消防和稳压泵安装施工作业指导书.