粉状乳化炸药乳化与泵送安全性措施

摘 要：文从生产实际出发，分析了影响粉状乳化炸药乳化与泵送安全的主要因素。以为保证乳化机和基质输送螺杆泵处于正常稳定的工作状态和加强防护措施，选择适宜运动粘度的乳化剂，可以起到预防事故发生和安全保护作用。

　　关键词：粉状乳化炸药 乳化机 螺杆泵 运动粘度

　　1 引言

 粉状乳化炸药是一种高性能的无梯产业炸药，具有较好的生产、运输、储存和使用安全性。我厂于2005 年 3 月投料试生产粉状乳化炸药，生产线采用全连续生产形式，工艺流畅，自动化水平高，在线存药量少，产品性能稳定。其生产过程为：将水相、油相原材料分别投进热效率高的水相、油相溶化罐中集中供热溶（熔）化，制备好的水相、油相溶液利用位差经过滤器过滤后放进同容积的储存罐中；水相、油相溶液经再次过滤后分别由水相螺杆泵、油相齿轮泵输送进进预混器、乳化机进行连续乳化；乳化形成的乳胶基质由螺杆泵送进喷枪进行喷雾制粉，再经干燥塔、风管脱水冷却后由旋风分离器分离生产品；产出的粉状乳化炸药经倾斜输送机、振动输送机送往自动装药机装药，经包装后即为成品。

 从近年国内发生的几起粉状乳化炸药生产线燃烧或爆炸事故看， 固然采用科技水平比较高的全连续及微机自动控制工艺，但也不是尽对安全的，存在潜伏的不安全因素，可能发生重大安全事故的设备是乳化机和基质输送螺杆泵，往往不引人留意的乳化剂的运动粘度对安全生产也有一定的影响。因此，保证安全是粉状乳化炸药生产过程中应留意的主要题目。我厂在粉状乳化炸药的试生产过程中，对影响生产安全的主要因素专门进行了分析探讨，并总结出了一些保证安全生产的措施。

　　2 乳化机的生产安全性与保护措施

 乳化机是制备高质量乳胶基质的关键设备，它由定子和转子组成，外层为冷却水夹套。乳化机定子和转子之间的间隙小，工作时转子转速高，其高速运转摩擦轻易使乳胶基质的局部温度升高。据资料[1]，乳胶基质是一种高粘度的非牛顿流体，尽大部分的乳胶基质常温下具有雷管感度。我们也曾作过多次试验， 用φ100mm×500mm的牛皮纸筒装满乳胶基质， 基质温度为 101℃～110℃时用一枚 8 号雷管起爆，爆轰完全。而粉状乳化炸药生产中，乳胶基质的生产工艺温度一般为 130℃～140℃，这说明乳化机中的乳胶基质具有较高的爆轰感度，因此，乳化机运转的正常与否直接影响生产过程的安全性。

 根据以上分析，我们以为对乳化机进行冷却非常重要，在生产过程中应确保冷却水、轴承冷却机油循环正常，避免乳胶基质过热。为了确保乳化机冷却水、轴承冷却机油断流被及时发现，除安装有自动警保护装置外，我们还在生产现场增加了流量计，现场操纵职员可以很直观地看到冷却水、轴承冷却机油的活动情况，从而进一步保证了乳化机运转的安全性。另外，严格控制水、油相溶液的温度在工艺要求范围内，也是确保乳胶基质不升温的条件，由于水、油相溶液温度的高低直接影响乳化机中基质的温度。水相温度为 130℃时，乳胶基质的温度为 136℃～137℃，水相温度为 135℃时，乳胶基质温度为139℃～140℃。

 严防砂石、铁屑等硬质物质进进乳化机也是保证乳化机安全运行的重要措施，由于硬质物质能够在乳胶基质中形成强烈的摩擦中心而产生热门，从而增加乳胶基质的起爆感度。因此，我们采取了水、油相进进乳化机前严格过滤的措施。每次生产前各过滤器严格检查，发现题目或隐患立即更换，并执行定期更换过滤器的制度。每次生产结束后，都能在过滤器中发现不少硬质杂质，这说明严格的过滤是非常必要的。

 乳化机定子和转子之间的间隙越大其生产越安全。为了保证安全，我们执行对乳化机进行定期检查的制度，保证乳化机定子和转子之间的间隙符合设计要求。

　　3 基质输送螺杆泵的安全性分析与保护措施

 螺杆泵是依靠螺杆和螺套的相互啮合空间的容积变化来输送物料。当螺杆转动时，吸进腔一真个密封线连续向排出腔一端作轴向运动，被送物料在压差作用下吸进腔内，并随螺杆移动而均匀排出。橡胶螺套和金属螺杆的相对运动，在始终有介质布满泵腔的情况下，不会产生热门和达到炸药的起爆温度而引起爆炸。德国 Martin Held 博士以为泵送的主要危险如下[2]： （1）干式泵送：产品活动停止（堵塞） ，生产停止时泵还在转动。 （2）死角运转：阀门封闭，生产线堵塞。另占有关研究表明[3]，螺杆泵压力不升高则不会爆炸。由螺杆泵引发的爆炸也有报道，由于螺杆泵的断料干摩运转、螺杆泵前端堵塞、螺杆泵压力过高都可使螺杆泵内基质温度升高引发燃烧甚至发生爆炸， 所以确保螺杆泵的安全运转对粉状乳化炸药的安全生产至关重要。

 根据以上分析，我们以为杜尽螺杆泵断料干摩运转、前端堵塞及泵内压力升高是保证螺杆泵安全运转的条件，发现断料干摩运转的情况应采取立即停机的措施。为了防止螺杆泵超压力及前端堵塞而引发危险，生产线除了安装螺杆泵超压力自动停机保护装置外，还在螺杆泵前端出口处安装了泄压爆破片，当压力超过螺杆泵规定的极限压力后，爆破片会破裂泄压，起到保护作用，特别是出现前端堵塞的特殊情况，其保护作用更加明显。2005 年 5 月的一次试生产中，由于操纵失误，基质输送螺杆泵出口前的阀门没打开而启动螺杆泵，爆破片马上破裂，起到了保护作用，从而避免了事故的发生。

 生产过程中我们发现，乳胶基质的粘度对螺杆泵的输送压力有非常明显的影响。基质粘度大则螺杆泵的压力高；反之，则压力低。通过多次对比试验，我们发现在炸药配方确定的情况下，乳化剂的粘度是影响乳胶基质粘度的主要因素，乳化剂的粘度大，则产出的乳胶基质粘度大，反之则乳胶基质的粘度小。当乳化剂的运动粘度为 350～380 mm2s-1时，产出的乳胶基质运动粘度大，基质输送泵压力 1.1～1.3 MPa，达到了报警压力，增加了爆炸危险性；当乳化剂的运动粘度为 300～320 mm2s-1时，基质压力为 0.3～0.4 MPa， 但制粉质量较差， 药粉易硬化， 储存期短。 最后我们确定乳化剂的运动粘度为 320～340 mm2s-1时，既可满足粉状乳化炸药的产品性能及储存性能要求，又可使基质在泵送过程中螺杆泵压力保持在 0.5～0.7 MPa 之间。

　　4 结论

 综上所述我们以为， 保证粉状乳化炸药安全生产的重点是保证乳化机和基质输送螺杆泵处于正常稳定的工作状态。

 （1）乳化机的工艺温度一般为 130℃～140℃，乳化机定子和转子之间的高速运转摩擦轻易使形成的乳胶基质局部温度继续升高而爆炸，在生产过程中应确保冷却系统正常循环，加强进料过滤，并严格执行定期检查制度确保设备 100% 的完好率。

 （2）由基质输送螺杆泵产生的主要危险是：干式泵送、死角运转和泵压过高。杜尽螺杆泵断料运转、前端堵塞及泵内压力升高是保证螺杆泵安全运转的条件， 安装螺杆泵断料和超压自动停机装置及在螺杆泵前端出口处安装泄压爆破片，可以起到预防事故发生和安全保护作用。

 （3）所使用的乳化剂因其运动粘度不同，乳化形成的乳胶基质运动粘度亦不同，而乳胶基质的粘度对螺杆泵的输送压力有非常明显的影响。选用运动粘度为 320～340 mm2s-1的乳化剂，既可保证粉状乳化炸药的产品性能，又可使基质在泵送过程中的泵压保持在安全的 0.5～0.7 MPa 范围内。其中的乳化工艺可以使用型号为
HLD2000-自动给料型的乳化机。
　　参考文献

　　1 吕春绪等．产业炸药理论．北京：兵器产业出版社，2003：283

　　2 煤矿火工技术丛书编写组．炸药爆炸理论基础．北京：煤炭产业出版社，1977：40

　　3 吴祥龙等．乳化炸药连续乳化生产工艺安全性浅析．爆破器材，2003，32（2） ：7

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