D类干粉灭火系统在某聚乙烯装置中的应用

2023-02-15

1 概述

某厂聚乙烯装置用气相流化床工艺, 生产粒状低密度聚乙烯产品, 以乙烯、丁烯和己烯为主要原料, 氢气为分子量调节剂, 采用钛系催化剂, 在气相流化床中生产聚乙烯产品, 三乙基铝作为一种还原剂在催化剂单元中使用, 它化学性质极其活泼, 热稳定性差, 危险性较大。该装置原配ABC类干粉灭火器, 不符合国家消防法规消防灭火要求。故该厂在后期改造安装了最新D类干粉自动灭火系统, 达到良好灭火效果, 保障装置安全生产。

2 三乙基铝火灾

三乙基铝AL (C2H5) 3常温下为无色透明液体, 密度835 kg/m3, 熔点:-52.5℃, 沸点:186℃/101.3k Pa, 闪点:<-52.5℃, 自燃点:<-52.5℃。化学性质极其活泼, 与氧反应剧烈, 在空气中能自燃, 遇水爆炸分解成氢氧化铝和乙烷, 热稳定性差, 开始分解温度为120-125℃。其应禁止接触空气、水、活泼氢化合物、卤素或卤素化合物、二氧化碳等。避免接触120℃以上的高温、空气条件。三乙基铝对人体有灼伤作用, 主要损害呼吸道和眼结膜。三乙基铝火灾根据国际上火灾分类划为D类火灾。

3 D类干粉灭火系统灭火原理

采用惰性气体驱动, 将D类干粉从管道输送到喷放组件, 进而喷向防护区或具体保护对象灭火。灭火机理以化学灭火为主, 通过化学、物理双重灭火机能扑灭火焰, 在三乙基铝罐或管道发生火情时, 由自动灭火装置释放出出的干粉与燃烧物火焰接触, 化学反应夺取燃烧自由基与热量, 切断燃烧链实现对火焰扑灭, 灭火剂与火焰反应产生大量玻璃状物质吸附在三乙基铝表面形成隔离层, 实现物理空气隔绝, 以防其复燃。

4 在某聚烯烃装置中的具体应用

4.1 烷基铝罐保护区

某聚烯烃装置烷基铝配置单元罐区由6间半封闭平房组成, 总面积54 m2, 隔断成6个相连防火分区, 每个防护区9m2, 混凝土砖混结构, 储罐区三面围墙一面敞开, 主要保护三乙基铝储罐、管道、阀门等。根要求分为1个干粉灭火保护区, 6个保护分区 (每个保护区面积96.75平方英尺) , 依托原有工艺设备, 增设了1套美国安素公司D类干粉灭火控制系统, 加装专用MET-L-KYL灭火剂, 采用N2驱动储气瓶型、用一套灭火系统保护6个烷基铝罐。最大保护区灭火剂最小设计用量:96.75x10 (设计喷放强度) =967.5磅干粉。根据需要设置了一主一备两个440psi, 2000磅的钢质焊接结构干粉罐, 使用6台现场控制器, 两组高压N2钢瓶组, 干粉管线采用无缝钢管焊接连接, 保护区顶部布置了两类铜制喷头, 流量分别为4.0-6.0磅/秒和2.0-3.0磅/秒。

4.2 灭火系统组成

增设的全自动干粉灭火系统由控制系统、管网系统以及干粉罐三部分组成。控制系统由控制盘、火焰探测器、蜂鸣器及闪灯、警铃、释放装置等部分组成;管网系统由干粉罐、容器阀、安全泄压装置、驱动气体 (氮气) 钢瓶、输粉管道等组成。

4.3 工作原理

火灾发生时, 火灾探测报警及灭火控制系统收到火警信号并判断、收到两个独立火灾探测信号后启动声光报警并延迟5s喷放, 以保护现场人员安全。系统发出指令给灭火系统启动机构。打开N2钢瓶组, 高压N2经稳压阀减压后进入干粉罐搅动罐中干粉, 使罐压力快速升高形成粉气混合流。待达到工作压力后爆破片开启, 并根据控制盘指令打开通向防护区保护对象的选择阀。干粉灭火剂被气体带动, 经总阀门、选择阀、输粉管输送到固定喷嘴, 把干粉灭火剂喷向保护对象, 迅速转压力能为速度能, 输送到发生火情的对应保护区进行灭火, 隔绝空气, 破坏燃烧链, 起到迅速熄灭火焰且防止二次火灾目的。