阐述了金属填料火灾的原因、预防金属填料火灾的措施以及应急预防措施。 关键词 金属填料塔防火 动火作业 近30年来，世界各地发生了多起填料塔火灾事故。 据统计，1990年至2000年间，西方工业中发生了30多起涉及结构金属填料的火灾事故。 当填料塔着火时，塔内温度非常高（有报道称可达1500摄氏度）并迅速燃烧。 塔的内部组件，如分配器、填料支架和填料本身可能会燃烧或熔化。 严重时，塔身可能损坏，塔体可能倒塌。 倒塌严重威胁工人的生命安全。 典型填料塔火灾事故 1.1 因自燃物质发生火灾的填料塔为原油减压蒸馏塔，内装不锈钢（410-SS）填料。 该塔原设计加工硫含量为1.5%～1.7%的原油，实际精炼原油硫含量为2.8%～3.0%。 经过19个月的运行，进行了大修。 经过两天的蒸汽吹扫和冷却后，从塔底向上依次打开检修孔。 当打开第二个检修孔（从塔顶算起）时，检修人员发现检修孔漏水。 若塔内冒烟、着火，应立即关闭人孔，向塔内排蒸汽，然后从顶部向塔内注水，将火扑灭。 第二天，当检查人员重新打开沙井时，发现一层填料已被完全烧毁。 1.2 金属氧化物填料火灾事故某石化装置钛填料蒸馏塔起火，两层钛填料全部烧毁。 该塔包括多层规整填料。 每层填料为0.1mm厚的2级钛波纹填料。 填料层的分配器和支撑件也是2级钛。
工厂停工检修期间，检查人员对塔内底部两层填料之间的空间进行打磨和取样时产生了一些火花。 很快，发现下部填料冒出橙红色的烟雾，很快又出现细细的白烟。 检查员意识到填料可能着火，立即与监督人员一起从沙井逃出。 当塔楼第一次疏散时，火势迅速扩大并蔓延到整个填充层。 事故发生后，操作人员通过塔顶回水管线向塔内引入大量水； 应急救援人员通过塔底检修孔向塔内喷水，并使用消防水对塔体、裙座等邻近设备进行冷却。 事故没有造成人员伤亡，但两层钛填料全部烧毁，塔内部部件（支架、格栅、分配器等）也受到严重损坏。 事故发生前填料样品的分析结果显示，钛填料不含有有机物，但确实有有机物存在。 主要成分为氧化铁的干氧化膜，厚度约为2.5～25μm。 在显微镜下，它看起来就像附着在珊瑚礁上的珊瑚。 其原因是工艺介质产生的氧化铁腐蚀进入工艺介质的管道和设备。 当工艺介质流过填料时，氧化铁粘附在其上并积聚形成相当厚度的薄膜。 填料塔火灾原因分析：填料着火主要有三种情况：塔内有自燃物质（如硫化亚铁），暴露在空气中自燃并引燃填料； 塔内热加工产生的火花会点燃附着的材料。 填料上的易燃物质可能引发某些金属氧化物的“铝热反应”，点燃填料； 填料接触氧化剂（ERM）咨询（上海）有限公司，上海 ) 作者简介：苏振宇，1993 年毕业于清华大学化学工程系化学工程专业，现任艾尔姆咨询（上海）有限公司首席过程安全顾问
金属填料塔火灾事故及预防 安全、健康与环境 12 主编 事故分析与报告 苏振宇。 金属填料塔火灾事故及预防 例如，空分塔内的填料若接触液氧，空气中原本不燃的金属在氧化剂的作用下变得易燃，可能燃烧甚至爆炸当遇到火源时。 本文仅讨论前两种情况。 2.1 自燃物质 硫化亚铁（FeS）是一种常见的自燃物质。 当工艺系统中存在硫化氢且缺乏氧气（或硫化氢浓度高于氧气浓度）时，氧化铁（铁锈）可转化为硫化亚铁。 。 当铁打开填料塔时，硫化亚铁暴露在空气中，发生氧化反应并放出大量热量，可能点燃周围的可燃物，进一步引起金属填料燃烧。 不锈钢、钛和铝等填料在某些条件下可充当可燃物 .2 明火 a) 新型填料：有报道称新型填料因存在易燃物质（如润滑油或油脂）而着火。填料。 放火作业时因火花引起的着火。 b) 碳氢化合物附着物：碳氢化合物物质会以薄膜的形式附着在填料表面。 当被明火点燃时，它们可能会点燃金属填料。 c) 铝热反应：填料塔也可能因“铝热反应”而燃烧。 当金属氧化物与另一种与氧的亲和力较强的金属接触时，可能会发生铝热反应并释放出大量的热量，温度可达3000℃。 铝和钛等金属材料可能会发生铝热反应。 上述钛填料塔火灾事故是由于磨削时产生的火花（火源）引发氧化铁与钛之间的“铝热反应”而引起的。 该反应释放出大量热量并点燃了薄钛填料。
2.3 影响填料着火和燃烧的因素 a) 填料材质：不同金属材料制成的填料的着火和燃烧行为有较大差异。 b) 填充物的物理特性：组成填充物的金属片越薄，越容易着火； 金属片之间的间隙越小，越容易自燃，易在其中积聚易燃物质。 c) 附着物对填料的影响：钛填料片上附着的氧化铁膜的厚度对填料的燃烧起着重要作用。 研究表明，除非氧浓度显着提高，否则厚度为0.1毫米的新型钛填料和氧化铁膜厚为1～2微米的钛填料很难在常压下维持燃烧； 但只需稍微提高氧浓度，具有15-25μm厚氧化铁膜的钛填料就能在常压下持续燃烧； 当压力较高时，即使在纯氮气环境中也能继续燃烧。 防止填料塔着火的措施 3.1 设计时充分考虑填料塔可能发生的火灾危险。 a) 选择包装材料时，充分考虑工艺条件的要求。 b) 金属填料的比表面积越大，越容易点燃。 燃烧时，火势会更加猛烈，蔓延速度也会更快。 另外，减小金属片之间的间隙有助于抑制火势蔓延，但也容易造成堵塞。 因此，安全性和可操作性需要综合考虑。 c) 静电是设备内易燃介质着火的主要火源之一。 设计时需要考虑填料塔的正确接地和必要的防雷措施。 d) 填料塔周围应有足够的消防水源，能将消防水直接输送到火灾地点和塔顶。 3.2 运行和停机时的防火 停机时，即使填料塔不开启，也应从顶部向塔内进水，保持填料湿润。
对于某些工艺系统，如果不想让水进入，可以采用氮气覆盖法，但请注意：氮气会使人窒息，需要防止设备因引入氮气而超压损坏（氮气覆盖法可能不适用于钛填料塔）。 3.3 塔维护期间的火灾预防 填料塔火灾事故大多发生在维护期间，因此在此期间需要采取必要的事故预防措施。 3.3.1 维护前的准备 a) 定期审查相关停车和维护程序，并对相关操作人员和维护人员进行培训，使其了解填料可能发生火灾的危险以及进入塔的程序。 b) 如有可能，热作业前应优先将塔内填料拆除。 这是防止填料着火最可靠的方法。 3.3.2 维护前的清洁如果怀疑填料内含有自燃物质（如硫化亚铁）、易燃物质或金属氧化物，应考虑采取必要的方法在开塔前将其除去。 使用化学清洗时，所使用的化学品不应腐蚀填料本身。 3.3.3 进入填料塔时，很难完全清除填料上的附着物。 应假定填料内始终含有一定量的易燃或自燃物质，进入塔时应采取必要的防火措施。 a) 严格遵守限制空间作业许可制度。 事故分析与报告 13HSE 苏振宇。 金属填料塔火灾事故与预防2006年第6卷第10期 b) 在打开填料塔之前，应预先尽可能保持填料湿润。 方法有两种：一是从塔顶注水润湿填料；二是从塔顶注水润湿填料。 另一种是向塔内注水，淹没填料和动火区，但要防止塔内水产生的静压对塔造成机械损坏。 （工作完成后，这些水可能需要进入污水处理系统）。
c) 按照从高到低的顺序开启人孔，并尽量减少同时开启的人孔数量，避免空气对流。 3.3.4 塔内消防作业时，确保所有参与作业的人员了解并严格遵守相关安全操作规程，并采取必要的防护措施，防止填料接触火源。 a) 严格遵守动火作业许可证制度。 b) 使用灭火毯。 除上述润湿填料的措施外，还可以在焊接作业下铺设防火毯，并保证防火毯覆盖填料与塔壁之间的间隙。 另一种有效的方法是用与塔架相同截面的金属板支撑热作区下方的塑料片，并在塑料片上浇水形成小水池，以接住焊接或焊接时产生的焊渣。抛光。 出现火花。 c) 作业现场应配备灭火设施，现场应有作业督导员。 运营前和运营期间，将持续密切监测塔内情况，以便及时采取应急措施。 d) 具备应急处置条件。 例如，作业区域要清晰，应急救援人员和设备待命，提前对作业人员进行应急处置培训等。 e) 发生火灾时，尽量减少塔内同时作业的人数。 填料塔发生火灾时的应急措施 金属填料的燃烧温度高于液体。 在高温下，金属与氧化剂或某些灭火剂接触时可能发生剧烈反应，产生氧气、氢气或释放有毒气体； 有些金属在二氧化碳、氮气、水或水蒸气存在下也能继续燃烧。
因此，金属填料的灭火方法与常规火灾的对策并不完全相同。 当金属填充物着火时，水是一种很好的冷却剂，当某些金属燃烧时，水也是一种灭火剂。 扑灭金属填料火灾时，需要用大量的水将填料全部浸湿，冷却，依靠窒息来灭火。 需要特别注意的是，在检修期间，填料塔往往不带水，灭火时的实际用水量通常远大于预期。 在燃烧的金属上喷洒少量的水来灭火可能会使情况变得更糟，因为水在高温下会分解成氧气和氢气。 氧气助燃，氢气易燃。 如果没有足够的水，它们会在短时间内汽化，产生大量蒸汽，可能导致设备超压甚至爆炸。 灭火时，可以从顶部向塔内送水，但要注意不要将易燃工艺材料误当成工艺用水或消防水加入塔内！ 氧气是燃烧的必要条件，因此根据实际情况也可以使用氮气或蒸汽来灭火。 金属填料火灾很难扑灭。 如果早期不将火扑灭，其结果往往是整个填料床被烧毁，甚至塔体倒塌。 因此，应努力将填料火灾早期扑灭。 结论：金属填料上附着的易燃物质、自燃物质或金属氧化物极易引起填料塔火灾事故。 如需进塔作业，应严格遵守停车、清洁、消防等相关安全操作规程。 与可燃液体相比，金属填料的燃烧具有一定的独特性，按照常规方法无法完全扑灭。 另外，金属填料塔发生火灾可能会造成重大人身伤害或财产损失，应重点预防事故发生； 如果不幸发生火灾事故，应努力早期扑灭火灾。
克里斯托夫·恩德·达纳·莱尔德。 最大限度地降低塔维护期间的火灾风险。 化学工程进展，2003 年，99 hdev。 ' JohnL． 伍德沃德·迈克尔·D. 穆斯米勒。 应用风险评估原理到间歇蒸馏塔。 TY , 1996,152) 61 ~ Suve () . 然后介绍了的一些要点。 关键词金属填充柱；防火； 安全、健康和环境 14 HSE 事故分析和报告 HSE