離心機在制藥、化工工業(yè)應用極廣，其仍是當前化工中間體、醫(yī)藥原料藥等生產工藝中固液分離的主要設備。由于這些行業(yè)離心機所應用的場合、工藝、介質的物理和化學性質的不同，對離心機也有不同的要求，比如防爆要求。

在離心機在運轉過程中，可燃溶劑存在的內環(huán)境具有形成燃燒爆炸的潛在不安全因素。這一潛在不安全因素如果遇到合適的條件，就會導致事故的發(fā)生。

在密閉狀態(tài)且離心機高速運轉過程中易產生靜電火花，或在進行惰性氣體（氮氣）充入的時候，由于氮氣的純度不夠，此時物料組分中如果含有醇類、苯類、酯類等可燃性揮發(fā)性的氣體，就會有爆炸的安全隱患。

一、燃燒爆炸事故成因

可燃物、氧化劑和點火源，稱為燃燒三要素。爆炸是劇烈燃燒，爆炸是能量（物理能、化學能或核能）在瞬間迅速釋放或急劇轉化成機械功和其它能量的現(xiàn)象，造成爆炸的條件是：溫度、壓力、爆炸物的濃度。離心機內造成的爆炸事故主要是受限空間內可燃混合氣體的爆炸，即爆炸性物質爆炸（化學爆炸）。

爆炸性物質爆炸過程具有如下三個特征：即反應過程放熱，過程速度極快并能自動傳播，過程中生成大量氣體產物。這三個條件是任何化學反應能成為爆炸性反應所必須具備的，而且這三者互相關聯(lián)，缺一不可。

二、防爆的基本原則

防爆的基本原則是通過對爆炸過程特點進行分析，以便采取相應的防范措施。阻止第一過程的出現(xiàn)，限制第二過程的發(fā)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）切斷爆炸傳播途徑；

（4）減弱爆炸壓力和沖擊波對人員、設備和建筑的損壞；

（5）檢測報警。

三、離心機防爆的安全技術措施

3.1防止可燃可爆系統(tǒng)的形成

針對在離心易燃易爆物料時，離心機內可充滿可燃氣體，一旦離心機由于靜電或者其他原因產生火花導致離心機發(fā)生燃燒爆炸事故。故離心含有易燃易爆物料的溶液時，應確保離心機的密閉防爆。當采用惰性氣體或其它氣體保護，如向離心機內部充入氮氣置換里面的空氣，從而使氧氣濃度維持在安全范圍之內。控制氧氣的濃度，一般可采用氧濃度監(jiān)控法，嚴格控制氧的濃度。

運用離心機氮氣保護系統(tǒng)進行充氮置換的方法，滿足大小流量氮氣自由切換。市面大多的氮氣維護只是在機體上安裝了一個氮氣進氣管和出氣管，離心機在作業(yè)時，對內腔中充入氮氣、氧氣，從而維持氧氣濃度的安全范圍。然而這樣無法定量氧氣的輸入濃度，所以氮氣維護的可靠性比較差。現(xiàn)在，一種新型離心機氮氣保護系統(tǒng)對工作中的離心機內腔的氧氣濃度可以進行準確檢測，定量控制氧氣含量。

首先必須保證氮氣的氣源穩(wěn)定且嚴格按照操作規(guī)程作業(yè)，前文提到的兩起事故均是由于操作人員在沒有氮氣進行保護下，就打開下料閥門并開啟離心機，溶液進入高速旋轉的離心機，產生靜電火花引爆了甲苯混合氣體，致使離心機發(fā)生爆炸。當?shù)獨鈮毫Σ蛔慊蚬┑到y(tǒng)發(fā)生故障時，通過報警裝置發(fā)出警報，自動停車；在離心機啟動時，必須用氮氣對離心機系統(tǒng)進行氣體置換，經檢測氧氣的濃度達到1%～2%時方能開車；當離心機進液時，對浮液和洗液都必須以氮氣保護，防止空氣在進液結束時或隨液體的旋渦霧沫一起進入離心機；停電時，為實現(xiàn)氮氣吹掃工作仍能正常進行，要求選用常閉式電磁閥，以保證氮氣管線閥門在停電時始終處于開啟狀態(tài)。

特別應注意的是，企業(yè)在改造原有的離心機時，在針對離心機進行惰性化保護改造中，應設置相應的配套設施，如在線氧檢測系統(tǒng)、連鎖保護裝置，否則極易由于惰性保護氣源不穩(wěn)定、管理不善、誤操作，由于系統(tǒng)密封，從而引發(fā)更為嚴重的離心機爆炸事故。

3.2消除、控制引火源

引起火災爆炸事故的能源主要有明火、高溫表面、摩擦和撞擊、絕熱壓縮、化學反應熱、電氣火花、靜電火花、雷擊等。所以對有火災爆炸危險場所，對這些火源都要引起充分的注意，并采取嚴格的控制措施。

在離心機設計時，對于運動件應確保有足夠的安全空間，以消除可能產生的機械摩擦和撞擊，同時，離心系統(tǒng)必須有消除靜電的措施。對于制動裝置，不得采用機械摩擦式制動裝置，一般均采用電器能耗制動的形式。另外，對于傳動帶，則選用防靜電帶，以消除或減少靜電產生的可能。企業(yè)在選購離心機時，應針對離心機的配置提出更精確的制造要求，比如：配置防爆電機、現(xiàn)場防爆按鈕、防爆電磁閥、防爆接近開關、防爆隔離柵、防靜電皮帶、靜電接地、變頻器控制、能耗制動、氮氣保護、氧氣含量在線檢測等。然而，并不是所有的有防爆要求的場合都要配置，應按實際工藝、作業(yè)環(huán)境等適當?shù)呐渲谩?/p>

輸送易燃易爆物質過程中還應嚴格按照GB12158-2006《防止靜電事故通用導則》的有關要求執(zhí)行。尤其應注意反應釜至離心機間下料管的防靜電處理。

另外，在爆炸危險區(qū)域內應使用不產生火花的銅制、合金制或其它工具，使用防爆型電子鐘等；操作現(xiàn)場不準吸煙，嚴禁煙火，嚴禁使用手機。作業(yè)場所應定期進行防雷、防靜電檢測，確保安全。

3.3隔離阻斷，防止事故蔓延

前面提到的兩起事故均是由于離心機發(fā)生爆炸后，引燃了從反應釜底閥放出的含易燃易爆物料的溶液，從而迅速蔓延到整個車間。由于車間超量存放危險化學品，從而爆炸燃燒事故使室內設備全部坍塌被毀，造成事故擴大。

首先離心分離區(qū)域應設置在獨立的隔間內，與其他生產區(qū)域之間采用防火實墻進行分隔，且應確保有足夠的泄壓面積，同時應加強離心分離區(qū)域的通風。離心作業(yè)區(qū)域應嚴格控制現(xiàn)場操作人員人數(shù)。

其次企業(yè)應嚴格控制作業(yè)場所危險化學品的存放量。有條件的企業(yè)盡量使用管道輸送。若作業(yè)現(xiàn)場需要使用桶裝物料直接加料，應劃出專門的中間物料存放區(qū)，物料存放區(qū)與生產作業(yè)區(qū)域應采用防火實墻進行分隔，盡量做到使用溶劑區(qū)域無物料堆放。離心作業(yè)區(qū)域嚴禁存放危險化學品，特別應注意離心殘液不得存放在離心間。

3.4改進離心工藝，選用新型離心機

在離心機氮氣保護系統(tǒng)設計中設置在線氧氣檢測裝置和壓力變送傳感器，對運行過程中的離心機內腔的氧氣濃度進行檢測，實行定量的控制，控制其氧氣含量在安全范圍以內（也即保證機內的氧氣濃度在易燃易爆介質的爆炸極限之外）。在離心設備發(fā)生故障、人員誤操作形成危險狀態(tài)時，通過自動報警、啟動連鎖保護裝置和安全裝置，實現(xiàn)事故安全排放直至停機等一系列的操作，保證系統(tǒng)安全。可以采用工采網代理的英國SST 熒光氧氣傳感器 (O2傳感器) - LOX-02和英國CITY 氧氣傳感器 O2傳感器 - 4OXV 來監(jiān)測氧氣含量，英國SST熒光氧氣傳感器(O2傳感器) - LOX-02是應用熒光猝滅原理和出廠校準的氧傳感器，用于測量環(huán)境氧分壓（ ppO2）大小。LuminOx 測量氧分壓和溫度。外加氣壓傳感器可以讓傳感器輸出氧氣濃度值和氣壓值；結合了電化學傳感器傳統(tǒng)上低功耗的優(yōu)勢，非消耗傳感原理使得它具有更長的壽命。4OXV是英國CITY公司推出的一款高性能電化學式氧氣傳感器:主要用于測量環(huán)境中氧氣氣體濃度,根據(jù)測量范圍的不同以及工作壽命的長短,主要特點和優(yōu)勢,消除了誤報,可靠性確保達到指定壽命,優(yōu)越的環(huán)境性能,提高了在極端應用中的反應速度。氧氣傳感器4OXV氧氣傳感器有多個型號,例如:氧傳感器7OXV, 70X, AO2T, AO2, AO3,KE25, KE50, 5FO, 2FO, T70XV, 40X, I103等

3.5有效監(jiān)控，及時處理

離心作業(yè)區(qū)域嚴格按照GB50493-2009《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范》的要求，設置可燃氣體和有毒氣體檢測報警裝置，并與強制通風設施進行聯(lián)鎖。若離心機一旦發(fā)生泄漏，檢測報警儀可在設定的安全濃度范圍內發(fā)出警報，可做到早發(fā)現(xiàn)，早排除，早控制，防止事故發(fā)生和蔓延擴大。檢測報警儀中可燃氣體傳感器，可以采用催化燃燒式可燃氣體傳感器TGS6812，TGS6812-D00是催化燃燒式的可燃氣體傳感器，可以檢測100%LEL水平的可燃氣體，此傳感器具有精度高，耐久性與穩(wěn)定性好，快速響應、線性輸出的特點，不僅可監(jiān)測氫氣，還可以用于檢測甲烷與LP氣體。TGS6812-D00的蓋帽內有吸附劑，對有機蒸汽的交叉靈敏度很低。此外，此傳感器對硅化合物的耐受性更佳，更適應惡劣環(huán)境。

審核編輯黃宇