浅谈聚丙烯装置中三乙基铝火灾的消防保护

浅谈聚丙烯装置中三乙基铝火灾的消防保护

宋春晓

中国石油化工股份有限公司天津分公司烯烃部聚丙烯车间天津市300270

摘要：本文通过大量的工程实例，对三乙基铝的防火特性、灭火剂的选用等问题进行了探讨，重点介绍了在聚丙烯装置中使用的烷基铝型固定式干粉灭火系统，并对其工作原理、系统组成、启动方式等进行了较为详尽的分析，为以后的消防设计工作提供参考。

关键词：三乙基铝火灾；D类干粉；干粉灭火系统；启动与控制

一、火灾分类

根据国际、国内有关标准和有关部门的文献，将各种介质引发的火灾按下列几种类型进行分类：

A类火灾：指固体物质火灾。这种物质通常具有有机物质性质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬。如木材、干草、煤炭、棉、毛、麻、纸张等火灾。

B类火灾：指液体或可熔化的固体物质火灾。如煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡、塑料等火灾。

C类火灾：指气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等火灾。

D类火灾：指金属火灾。如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金等火灾。

E类火灾：指带电火灾。物体带电燃烧的火灾。

二、三乙基铝火灾简述

三乙基铝的化学式为C6H15Al，是一种带有浓重发霉臭味的无色透明液体，主要用作制造聚烯烃的催化剂。还可用于火箭燃料，用于气相法镀铝。按照三乙基铝的质量，可以将其分为N型和S型，N型是聚乙烯的主要原料，S型是聚丙烯的主要原料。随着石油、化工行业规模的不断扩大和迅速发展，消防安全问题日益突出，对消防工作提出了更高的要求。三乙基铝是当前石油化工生产流程中经常碰到的一种金属有机化合物，其在聚丙烯和聚乙烯的聚合中发挥了重要的作用。三乙基铝的点火性能和一些活泼的金属非常类似，它们的化学性质非常活跃，遇到氧气时会产生强烈的反应。在水中发生爆炸，这种材料在空气中被氧化后会很快地分解为氢氧化铝和乙烷，会对身体造成烧伤，其热稳定性较差，属于一类易燃品。按照国际防火等级划分，属于D类。D类火灾的关键在于使用有针对性的高效率的干粉灭火剂和配套的设备，以最小的数量迅速地进行扑救，以最快的速度进行扑救，避免自动化生产的工艺链条因着火而中断，从而影响到安全生产。

在防火设计时，应从防火特性、受保护对象的工业环境等方面进行详细的设计、计算、材料选择、选型和设备配置。三乙基铝是一种具有较强腐蚀性的烷基金属，其着火速度很快，仅在大气中与空气接触时，就会引起剧烈的燃烧。因此，设计出一套能在火灾发生前迅速、快速、全面地使用灭火剂的灭火系统。在着火的第一时间只有在最优的喷射速度下使用适当的灭火剂，才能达到最经济有效的扑救，否则会耽误最好的扑救时间，导致火灾的扩散，对生命和国家财产都会造成极大的损害。

三、固定式干粉灭火系统的介绍

灭火系统采用干粉燃烧装置，由检测与控制装置实现干粉燃烧的自动启动。如果有必要，可以通过手工（现场启动，远程遥控）和机械紧急运行来启动。

(1）自动启动；固定式干粉灭火系统在正常情况下，通过检测器对保护区的状况进行监测，当发生火灾时，会发出警报，通过干粉控制板按照预定的程序，通过固定的干粉喷雾器，使干粉灭火剂快速喷出，消除火情，确保生产设备的正常运转。

固定式干粉灭火系统采用自动控制，在每一防护区域中设有两个检测器，分别与消防警报控制板连接。当一个探头发出警报信号时，这个地区的警钟就会响起来，而另一个警报器发出警报，这个地区的声光报警器就会被激活，进入一个延迟的时间，以便在保护区内疏散人员。在延迟完成后，启动气瓶的开瓶器，将干燥的粉盒充满，达到工作压力。打开爆破隔板，将干粉灭火剂通过管线、喷嘴快速送入相应的保护区域进行扑救。如果在延迟期，发现是系统故障等原因，无需启动干粉灭火剂，可以按下位于禁区外面的紧急停止键，停止喷出。

(2）手动操作（现场手动启动、远程遥控手动启动）；在操作间和操作间设置了人工启动设备，可以用于直接启动。在员工到保护区维修时，可以使用手、自动切换器，使整个系统处于人工操作的状态。在该区域内，当发生火情时，该干粉灭火装置可以检测并自动发出警报，但无法实现自动扑救。当工作人员确定在保护区的工作人员全部疏散后，在保护区外面按下应急开关，可以将干粉通过管线和喷洒装置送入火灾区域。当出现紧急情况时，可以采用以下紧急处理方法：当出现小型火情时，可用便携式或小车型灭火器进行扑救。在确定需要进行干粉灭火时，立即向控制中心的工作人员发出指令，并在工地上按下紧急键，并立即开启干粉灭火系统进行扑救。

(3）机械应急启动；紧急作业仅在自动及人工遥控两种情况下发生故障时使用；采用手动拉动阀杆的机械式开启阀体，完成干粉的喷射。

无论使用上述哪个方法，在干粉喷射管喷出后，必须察看现场火焰是否已被彻底扑灭。

四、固定式干粉灭火系统工程应用

在过去的工程设计中，曾有两种固定式的干粉灭火系统，用于聚丙烯装置的铝质配制单元。一种是各自有单独的干粉系统来保护各自的保护区烷基铝制装置；另外一种方法是在若干保留地使用一套混合分布的干粉体系烷基铝配制装置。本文通过两个工程实例，简单介绍了两种不同的防护方法。

4.1单元独立、对应布置

根据设备布置及工艺要求，共划分了4个保护区，分别是保护区I、II、II、IV(A/B)，其中的保护区I、II、III为独立系统，保护区IV(A/B)为组合分配系统。各保护区分别设置固定式干粉灭火系统进行消防保护。当不同的保护区发生火情时，其相应的干粉灭火系统对此区域进行干粉喷放。各保护区的干粉罐等分别设置，可以对每个保护区进行可靠、独立的消防保护。按保护区单独设置干粉灭火系统，每个系统相对独立，对每个保护区的消防保护更加专一，独立性强，系统管道布置简单;但整体设备购置费用比较高，运行维护费用高。

烷基铝生产单位按设备布局和工艺条件分为四大保护区：分别是保护区I、II、II、IV(A/B)，保护区I、II、III是独立的体系，而保护区 IV（A/B）是一个复合的分配体系。在每个保护区内都设有固定的干粉灭火装置，以保证火灾的安全。在不同的保护区内，由各自的干粉灭火装置对该地区进行干粉喷洒。

4.2组合分配、主备切换

PP烷基铝制件在初始设计时没有安装固定式的干粉灭火装置，在未来设计中，将整个烷基铝制（改装）装置作为一个整体的保护目标，分为5个保护区，即保护区 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和 ，其中的干粉量按保护区的最大保护区面积来确定。在任何一个保护区发生火灾时，系统仅对发生火灾的地区进行干粉喷射，并在系统一次喷射后使用主备用罐干粉灭火；可立即转移至后备干粉罐内进行保护，以防其他保护区二次着火，达到不间断的保护，更安全、可靠。采用组合式配置干粉灭火系统，可节省大量的设备投入，减少操作和维修成本。

结 语

在安装有固定干粉灭火系统的设备单位中，采用组合分布的方式应符合国家有关标准和技术要求。

我国目前《消防法》和《质量法》中有明确的规定：消防产品在生产、销售、安装前，必须通过国家质量监督检验机构的强制性认证。

干燥粉末和配套的成套设备必须有两份强制性的鉴定报告，

一是对干粉灭火剂型式的检查。

二是对干粉灭火系统类型的检查。

消防系统需要注入相应的灭火剂，并根据要求进行全面的喷油实验，所有的测试结果都符合要求，并出具一份天津国家防火体系和防火部件质量检测中心的检测报告。

随着工业的发展，化学设备的数量不断增加，对火灾的设计提出了更高的要求。作为从业人员，要熟练掌握各种灭火系统的原理、计算方法，并将其运用到实际的工程设计中。对于专业消防器材制造商所提供的信息，我们要以一种专业的、负责的心态去了解和核实，以保证装置的消防设计能通过国家消防机构的审核和认可。

参考文献

[1]张东成，唐伟三乙基铝的火灾危险性及消防对策[J]。化工技术与开发。2020(07)

[2]李炜，浅谈聚丙烯装置中三乙基铝火灾的消防保护[J]。石油化工安全环保技术。2019(05)