原理：

它以較大粒徑的無煙煤和較小粒徑的金剛砂為濾料，使濾層分布接近理想的濾層狀態，達到截污的最佳效果。濾料的比重不同，可保證反洗時濾層不混合。本設備廣泛應用于油田水處理中，尤其是含油污水的處理，處理后的水質，提高到一個新水平，對油田過濾設備提升起到了較大的作用，本設備也適用于冶金、化工、紡織等其它行業的工業廢水的深度處理。

油田生產聯合站的防爆知識有哪些？

油田生產防火防爆知識

燃燒是一種復雜的物理化學反應。光和熱是燃燒過程中發生的物理現象，游離基的連鎖反應則說明了燃燒的化學實質。

按照鏈式反應理論，燃燒不是兩個氣態分子之間直接起作用，而是它們的分裂物－游離基這種中間產物進行的鏈式反應。

1 、燃燒與火災

（ 1 ）燃燒是一種發光放熱的氧化反應。

物質和空氣中的氧所起的反應是最普遍的，是火災和爆炸事故最主要的原因。

（ 2 ）氧化與燃燒

氧化反應可以體現為一般的氧化現象和燃燒現象。

二者都是同一類化學反應，只是反應速度和發生的物理現象（熱和光）不同。

2 、燃燒的類型

（ 1 ）自燃

可燃物質受熱升溫而不需要明火作用就能自行燃燒。分為受熱自燃和本身自燃兩種類型。

本身自燃的起火特點是從可燃物質的內部向外炭化、延燒。

受熱自燃往往是從外部向內延燒。

植物油的自燃能力最大，其次是動物油，礦物油如果不是廢油或摻入植物油是不能自燃的。

有些浸入礦物質潤滑油的紗布或油棉紗堆積起來亦能自燃。

凡是盛裝氧氣的容器、設備、氣瓶和管道等，均不得沾附油脂。

（ 2 ）閃燃

一閃即滅的燃燒。

在閃點的溫度時，燃燒的僅僅是可燃液體所蒸發的那些蒸汽。而不是液體自身能燃燒。

（ 3 ）著火

可燃物質燃燒分氣相和固相兩種燃燒。

可燃液體的燃燒，先是液體表面受熱蒸發為蒸汽，然后與空氣混合而燃燒。

可燃性固體，受熱熔融再氣化為蒸汽，或受熱解析出可燃蒸汽。

有的可燃固體不能成為氣態物質，在燃燒時則呈熾熱狀態。

（ 4 ）火災

我國工傷事故分為 20 類，火災屬于第 8 類。

在生產過程中，超出有效范圍的燃燒稱為火災。

消防部門有火災和火警之分，火災是造成了一定的人身和財產損失。

3 、 燃燒的條件

可燃物質、助燃物質和火源的同時存在，并相互作用是燃燒條件。

4 、防火技術基本理論

防止可燃物、助燃物和火源的同時存在或者避免它們的相互作用。

5 、防火基本技術措施

火災的發展過程先是醞釀期，可燃物在熱的作用下蒸發析出氣體、冒煙和陰燃；

其次是發展期，火苗竄起，火勢迅速擴大；

再是全盛期，火焰包圍整個可燃材料，可燃物全面著火，燃燒面積達到最大限度，放出大量的輻射熱，溫度升高，氣體對流加劇；

最后是衰滅期，可燃物質減少，火勢逐漸衰落，終至熄滅。

防火的要點是根據對火災發展過程特點的分析，采取以下基本措施：

（ 1 ） 嚴格控制火源；

（ 2 ） 監視醞釀期特征；

（ 3 ） 控制可燃物：

以難燃或不燃材料代替可燃材料。

降低可燃物質在空氣中的濃度。

防止可燃物質跑冒滴漏。

隔離和分開存放。

（ 4 ）阻止火焰的蔓延，限制火災可能發展的規模：

將火附近的易燃物和可燃物，從燃燒區轉移走；

將可燃物和助燃物與燃燒區隔離開；

防止正在燃燒物品飛散，以阻止燃燒蔓延。防止形成新的燃燒條件，阻止火災范圍的擴大。

設置阻火器、水封井、防火墻、留足防火間距。

（ 5 ）組織訓練消防隊伍；

（ 6 ）配備相應的消防器材。

6 、滅火的基本措施

一旦發生火災，只要消除燃燒條件中的任何一條，火災就會熄滅。

常用的滅火方法有：隔離、冷卻和窒息（隔絕空氣）、化學抑制法。

一、爆炸及其種類

爆炸是物質在瞬間以機械功的形式釋放出大量氣體和能量的現象。

爆炸發生時壓力猛烈增高并產生巨大聲響。

爆炸分為物理性爆炸和化學性爆炸兩類。

A 、物理性爆炸是由溫度、體積和壓力等因素引起，爆炸前后物質的性質及化學成分均不變。

B 、化學性爆炸是物質在短時間內完成化學變化，形成其他物質同時產生大量氣體和能量的現象。化學反應的高速度、大量氣體和大量熱量是這類爆炸的三個基本要素。

二、化學性爆炸物質

1 、簡單分解的爆炸物

這類物質在爆炸是分解為元素，并在分解過程中產生熱量。

Ag 2C 2=2Ag+ 2C +Q （熱量）

2 、復雜分解爆炸物，如含氮炸藥。

3 、可燃性混合物

由可燃物質與助燃物質組成的爆炸物質。

實際上是火源作用下的一種瞬間燃燒反應。

三、爆炸極限

1 、概念

可燃氣體、可燃蒸汽或可燃粉塵與空氣構成的混合物，并不是在任何混合比例之下都有著火和爆炸的危險，而是必須在一定的濃度比例范圍內混合才能發生燃爆。混合的比例不同，其爆炸的危險亦不同。

混合物中可燃氣體濃度減小到最小（或增加到最大），恰好不能發生爆炸時的可燃氣體體積濃度分別叫爆炸下限和爆炸上限。爆炸上限和爆炸下限統稱為爆炸極限。

爆炸下限和爆炸上限之間的可燃氣體濃度范圍叫爆炸范圍。

如天然氣爆炸極限在常壓下為 5 % ～ 15 % 。

在 1 MPa 時爆炸極限為 5.7 % ～ 17 % ；

5 MPa 時爆炸極限為 5. 7 % ～ 29. 5 % 。

極限氧濃度

當氧濃度降低到低于某一個值時，無論可燃氣體的濃度為多大，混合氣體也不會發生爆炸，這一濃度稱為極限氧濃度。

極限氧濃度可以通過可燃氣體的爆炸上限計算。如甲烷在 1 個大氣壓下的爆炸上限為 15% ，當甲烷含量達到 15% ，空氣的含量占 85 % ，這時氧的含量為 17. 85% ，即甲烷與空氣混合，當氧的含量低于 17. 85 % 時，便不會形成達到爆炸極限的混合氣。

在實際應用中，對極限氧濃度取安全系數，得到最大允許氧含量。天然氣的最大允許氧含量可取 2% 。

2 、爆炸極限的影響因素

（ 1 ）溫度

混合物的原始溫度越高，則爆炸下限降低，上限增高，爆炸極限范圍擴大。

（ 2 ）氧含量

混合物中含氧量增加，爆炸極限范圍擴大，尤其爆炸上限提高得更多。

（ 3 ）惰性介質

在爆炸混合物中摻入不燃燒得惰性氣體，隨著比例

增大，爆炸極限范圍縮小，惰性氣體的濃度提高到某一數值，可使混合物變成不能爆炸。

（ 4 ）壓力

原始壓力增大，爆炸極限范圍擴大，尤其是上限顯著提高。

原始壓力減小，爆炸極限范圍縮小。

在密閉的設備內進行減壓操作，可以免除爆炸的危險。

（ 5 ）容器

容器直徑越小，混合物的爆炸極限范圍越小。

3 、爆炸極限的應用

（ 1 ）劃分可燃物質的爆炸危險度

爆炸上限－爆炸下限

爆炸下限

（ 2 ）評定和劃分可燃物質標準

（ 3 ）根據爆炸極限選擇防爆電器

（ 4 ）確定建筑物耐火等級、層數

（ 5 ）確定防爆措施和操作規程

四、防爆技術基本理論

1 、爆炸反應的歷程

熱反應的爆炸和支鏈反應爆炸歷程有分別。

熱反應的爆炸：當燃燒在某一空間內進行時，如果散熱不良會使反應溫度不斷提高，溫度的提高又促使反應速度加快，如此循環進展而導致發生爆炸。

支鏈反應爆炸：爆炸性混合物與火源接觸，就會有活性分子生成，構成連鎖反應的活性中心，當鏈增長速度大于鏈銷毀速度時，游離基的數目就會增加，反應速度也隨之加快，如此循環發展，使反應速度加快到爆炸的等級。

爆炸是以一層層同心圓球面的形式向各方面蔓延的。

2 、可燃物質化學性爆炸的條件

（ 1 ）存在著可燃物質，包括可燃性氣體、蒸汽或粉塵。

（ 2 ）可燃物質與空氣混合并且達到爆炸極限，形成爆炸性混合物。

（ 3 ）爆炸性混合物在點火能作用下。

3 、燃燒和化學性爆炸的關系

本質是相同的，都是可燃物質的氧化反應。

區別在于氧化反應速度不同。

火災和爆炸發展過程有顯著的不同。二者可隨條件而轉化。

火災有初期階段、發展階段和衰弱階段。

擴散燃燒和動力燃燒

① 擴散燃燒

如果可燃氣體和空氣沒有混合并點燃，燃燒在可燃氣體和空氣的界面（反應區），并形成穩定的火焰，稱為擴散燃燒。

② 動力燃燒

如果可燃氣體和空氣充分混合并點燃，氧分子和可燃氣體分子不需擴散就可以迅速結合，這種燃燒稱為動力燃燒。由于化學反應速度非常快，反應區火焰會迅 速從引燃位置向周圍傳播，發生爆炸。

化學性爆炸過程瞬間完成。

4 、防爆技術的基本理論

防止產生化學性爆炸的三個基本條件的同時存在，是預防可燃物質化學性爆炸的基本理論。

5 、防爆技術措施

可燃混合物的爆炸雖然發生于頃刻之間，但它還是有個發展過程。

首先是可燃物與氧化劑的相互擴散，均勻混合而形成爆炸性混合物，并且由于混合物遇著火源，使爆炸開始；

其次是由于連鎖反應過程的發展，爆炸范圍的擴大和爆炸威力的升級；

最后是完成化學反應，爆炸力造成災害性破壞。

防爆的基本原則是根據對爆炸過程特點的分析，采取相應的措施。阻止第一過程的出現，限制第二過程的發展，防護第三過程的危害。

其基本原則有以下幾點：

（ 1 ）防止爆炸混合物的形成；

（ 2 ） 嚴格控制著火源；

（ 3 ） 爆炸開始就及時泄出壓力；

（ 4 ） 切斷爆炸傳播途徑；

（ 5 ）減弱爆炸壓力和沖擊波對人員、設備和建筑的損壞；

（ 6 ）檢測報警。

油氣田開發是一項復雜的系統工程，由地震勘探、鉆井、試油、采油（氣）、井下作業、油氣集輸與初步加工處理、儲運和工程建設等環節組成。每一生產環節，因其使用物品、所采取工藝條件和所生產產品的不同，其火災爆炸危險性亦有所區別。

一、石油生產過程中的爆炸危險

從地震勘探、測井、射孔、完井到壓裂增產改造，使用了種類繁多的爆破器材。

爆破器材再使用、保管及運輸過程中，隨時都存在因熱能、機械能、光能、化學能、電能引起意外火災爆炸的危險；

鉆井、試油等作業中可能發生井噴失控引發爆炸著火；

采油、油氣集輸、初步加工處理、儲運等過程是在密閉狀態下連續進行，采油高溫、高壓、低溫、負壓、高流速等工藝條件，易發生油氣泄漏導致油氣火災爆炸；

數以萬計的鍋爐、加熱爐、壓力容器及油田專用容器與各種機泵、罐配套構成了油氣采集處理和儲運的生產性，不可避免地存在火災爆炸危險；

油田工程建設大量使用乙炔氣，也存在乙炔火災爆炸的危險；

天然氣脫硫及硫磺回收，存在著硫磺粉塵的火災爆炸危險。

上述作業條件下火災爆炸發生的幾率較高，損失較嚴重的火災爆炸主要有以下 3 類：

（ 1 ） 井噴失控后引發的爆炸著火；

（ 2 ） 儲油罐及液化石油氣儲罐的著火爆炸；

油氣（包括天然氣、液化石油氣及石油蒸汽等）泄漏后引發的爆炸著火。

二、原油天然氣燃爆特性

油氣田產品主要是原油和天然氣。

原油閃點為 28 － 45℃ ，自然點 380 － 530℃ ，凝固點因含蠟量不同差異較大。

天然氣無閃點數據，自燃點則具有隨分子量增加而降低的規律，如甲烷的自燃點（ 645 ℃ ）高于乙烷（ 510 ℃ ）。

原油、天然氣都具有潛在的燃燒爆炸危險，其主要特點是：

1 、易燃燒

原油具有比較低的閃點、燃點和自燃點，所以它比煤炭、木材等物質更容易著火。天然氣在空氣中燃燒為均相燃燒，遇火即著。一旦燃燒發生，都呈現出燃燒速度快、燃燒溫度高、輻射熱強的特點。

2 、易爆炸

原油蒸汽與空氣混合到 1.1 － 6.4 ％、天然氣與空氣混合到 5—15 ％比例范圍時，遇較小的點火能就能引起爆炸。

3 、易蒸發

原油容器內壓力每降低 0.1Mpa ，一般有0.8 － 1.0m3 油蒸汽析出。蒸發出的油蒸汽極易在儲存處所或作業場地的低洼處積聚，從而增加了燃燒爆炸的危險因素。

4 、易產生靜電

原油及其產品的電阻率一般在 1012 Ω ·cm 左右，在泵送、灌裝、裝卸、運輸等作業過程中，流動摩擦、噴射、沖擊、過濾等都會產生靜電。當靜電放電產生的電火花能量達到或超過油品蒸汽的最小點火能量時，就會引起燃燒或爆炸。

5 、易發生沸溢、爆噴

原油和重質油在儲罐中著火燃燒時，輻射熱在向四周擴散的同時也加熱了油田。若繼續燃燒，溫度不斷升高，輕餾分不斷蒸發，重餾分中瀝青質、樹脂和焦炭產物比油重而逐漸下沉。當熱波面接觸原油和重質油中的水分時便使之氣化，使原油和重質油體積增大（水汽化后體積增大 1700 倍，油品本身體積也在膨脹），加之水蒸汽不斷地向油面上涌，即會呈現出沸溢現象，使原油和重質油不斷溢出罐外。當熱波面抵達水墊層時，大量水分急劇汽化或造成很大的水蒸汽壓力。急劇沖擊油面并將油拋向高空，形成 “ 火雨 ” 現象（爆噴），進而造成大面積或火場型火災。

6 、易受熱膨脹

當原油、天然氣受熱膨脹所產生的壓力大于容器或處理設備的抗壓強度時，還會發生設備爆炸。

除原油、天然氣外，我國油氣田產品還有少量的油田液化氣及天然氣凝液。

油田液化石油氣是從壓縮天然氣和不穩定原油中提取的，以丙烷和丁烷為主要成分的液態烴類混合物，它與煉油廠生產的以丙烷、丙稀、丁烷和丁烯為主要成分的液化石油氣不完全相同。天然氣凝液是從天然氣中提取、經穩定處理后得到的液體石油產品，其組分主要是戊烷和更重的烴類，也允許有一定數量的丁烷。二者都具有易燃易爆的危險特性。

三、主要危險場所的防火防爆分析

1 、火災危險性分類

它是確定建（構）筑物的耐火等級、布置工藝裝置、選擇電器設備型式等，以及采取防火防爆措施的重要依據，而且依此確定防爆泄壓面積、安全疏散距離、消防用水、采暖通風方式及滅火器設置數量等。

3 、爆炸危險環境分區

石油行業標準《油氣田爆炸危險場所分區》（ SYJ25-87 ），根據油氣田生產設施及裝置在油氣集輸、處理、儲存過程中產生的爆炸性氣體混合物出現的頻繁程度和持續時間，將危險環境劃分為 0 區、 1 區、 2 區。

（ 1 ） 0 區屬于最危險的區域，是指爆炸性氣體混合物連續出現或長期存在的場所。密閉容器或儲油罐液面以上的空間，雖然烴氣體濃度一般都高于爆炸上限，形不成爆炸條件，但考慮到空氣進入而使其成為爆炸危險區域，因此仍劃為 0 區。

（ 2 ） 1 區屬于危險程度次之的區域，是指在正常運行中可能產生爆炸泵性氣體混合物的場所。如通風不良的油氣工藝泵房、壓縮機房、地下或半地下泵房、溝、坑、油氣生產井井口房、容器、儲罐、槽車裝油口或放氣口附近的區域均屬 1 區，是由設備運轉，容器蓋開、閉，安全閥、排放閥的工作而泄漏出來的可燃氣體和易燃、可燃液體而形成的區域。

（ 3 ） 2 區屬于危險程度較小的區域，是指在正常運行中不可能產生爆炸性氣體混合物，及時產生也只能在短時間存在的環境。如通風良好的工藝泵房、壓縮機房、露天設備、開敞式油氣管溝、緊靠 1 區的戶內及戶外區域。

在油氣生產環境很少存在 0 區，多為 1 區和 2 區（大多數情況屬于 2 區）。設計時應采取措施減小 1 區的危險性，降低 2 區的爆炸性氣體出現概率。如 1 區加強通風， 2 區設置可燃氣體檢測報警系統等。

油氣廠、站、庫應按照 SYJ25 － 87 的規定執行。其他爆炸危險環境分區應按照國標（ GB50058 － 92 ）《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》中的規定和參照有關專業防爆標準執行。

四、主要危險作業的防火防爆措施

1 、防范空氣進入油氣系統

（ 1 ） 負壓脫氣工藝的原油穩定防止脫真空

案例：空氣進入系統，原油穩定性分離器爆炸

1990 年 12 月 11 日 ，某原油穩定車間一臺臥式油氣水三相分離壓力容器，因液位浮筒接管滲漏進行補焊后投用。啟動 3 號 1 號丙烷壓縮機均發現一級出口溫度偏高（分別為 120 度和 112 度），壓縮機出口壓力由 1.8Mpa 上升至 1.95Mpa ，同時聽到機內有異常聲響，操作人員立即停機，緊接著（約幾秒）就發生爆炸。容器呈粉碎性破裂，共破裂成 31 塊，其中一塊碎片重 272kg ，水平向北飛出 181m 遠，飛越高度 21m 。事故致 5 人輕傷，直接經濟損失 9.4 萬元。

事故原因：

A. 開工時，原油穩定車間個別閘門關閉不嚴，使空氣進入系統，與天然氣混合達到爆炸極限。

B. 附近采油隊吹掃干氣管線時，閥門未關嚴，使空氣經集中處理站進入該系統。

開廠措施不嚴密，對原料氣沒有進行分段化驗。

C 、丙烷壓縮機進口微負壓運行，當溫度升高出現異常時，未采取立即停機的果斷措施。

（ 1 ） 油氣管線吹掃置換

（ 2 ）清罐和容器檢維修

（ 3 ）防止天然氣放空時的抽空

抽空機理

抽空是當管線設備壓力泄放完后，由于天然氣密度較空氣小（天然氣相對密度為 0.57 左右），天然氣自上通道上浮流出，下通道抽吸進空氣的現象。

集輸管線鋪設起伏大天然氣抽空比較嚴重。若低端放空閥開啟，高端放空閥也開啟時，則形成抽空。抽空一直會持續到管內天然氣自然全部流出，置換為空氣為止。

天然氣抽空產生后果是極其危險的，若空氣抽吸進管線設備，如同時存在摩擦產生的靜電火花、機械火花或因鐵的硫化物自燃等點火源，就會發生管道內燃和爆炸事故。

l 天然氣抽空的控制

抽空是可以控制和避免的，關閉放空閥不形成抽空通道就不會發生抽空。控制抽空的方法如下：

1 ） 管線放空壓力接近零時應只開一端放空閥放空，不能兩端都開著放空口形成抽空通道。

2 ） 若點火放空時，待火苗高約 1 m 時應及時關閉高端放空閥，讓低端放空閥放空。

3 ） 管線裂口搶修放空時，應在放至接近零時關閉所有放空閥，讓裂口放空。

4 ） 施工完后若置換空氣應采用通球置換，以避免空氣滯留使天然氣— 空氣混合，特別是大管線應嚴格做到這一點。

案例：管道內天然氣抽空，自燃發生爆炸

1998 年 7 月，某大型輸氣站絕緣法蘭漏氣整改，施工 36 小時后，該段￠ 508 × 9 的管道在 6.6Km 管線兩端放空閥均開啟發生了抽空。恢復生產時，采取開天然氣直接置換空氣， 20 分鐘約進天然氣 9000 方后，關閉放空閥開始升壓，升壓過程中發現管線發熱。分析判斷是管線內燃，對管線采取澆水降溫， 1 小時后，管線壓力升至 2.6Mpa 時，采取開啟 DN300 進站生產球閥和站場分離器 DN100 排污閥試圖泄壓時，站場發生了強烈爆炸導致全站設備損毀，人員傷亡的特大安全事故。

事故原因：

① 管線施工中開著干線放空閥產生了抽空和設備天然氣內燃。

② 泄壓時使天然氣、空氣、燃燒產物的混合氣體進入到站場再混合發生了二次爆炸。

2 、 防范油氣泄露

（ 1 ）設備密閉

案例：動火之前不檢測，水罐施焊爆炸

1986 年 7 月 1 日 ，某聯合站 3 名工人在給一立式 700m3 水罐焊液位裝置，該水罐供應注水和天然氣處理裝置的冷凝器冷卻用水，由于 4 號冷凝器管程腐蝕穿孔，天然氣進入殼程循環冷卻水中，并經循環水竄至水罐內（聯通冷凝器的水管線壓力為 0.2-0.4Mpa ，冷凝器殼程壓力為 0.8-1.0Mpa ）。長期積累，達到爆炸極限。埋下隱患，當焊工吳某與兩名注水工動焊時，焊接火星引起罐內氣體爆炸， 2 名工人當場死亡，另 1 名工人搶救無效死亡。

事故原因：

① 未辦動火手續。

②施焊前未進行必要的可燃氣體濃度檢測。

（ 1 ） 廠房通風

（ 2 ） 以不燃溶 （ 1 ）感溫報警器

（ 2 ）感煙報警器

（ 3 ）測爆儀