乳化炸藥生產技術在80年代初引進我國,曾因其產品無機械感度、火燒不著、槍擊不響而稱為“安全炸藥”。而該項技術在后來近三十年的發展過程中,發生的多次重大爆炸事故,徹底警醒了對乳化炸藥生產安全的認識。
血的教訓、生產實踐,讓我們認識到乳化炸藥的生產安全是一個復雜的、系統的、全方位的工程。此前,民爆行業的某個設備或工藝發生了事故,行業內才對該設備或工藝的安全性進行討論,采取一些頭痛醫頭、腳痛醫腳的對應措施,而沒有從乳化炸藥的爆轟機理、乳化機理、設備設施、生產工序工藝的安全影響因素、安全對應措施進行過全面、系統的分析、研究,更沒有對一些尚未發生過事故的設備、工藝的安全性進行預防性的分析、研究,甚至有些專業人員認為:我這個設備、這項技術已用了多長時間、生產了多少量都沒有發生過事故,就認為它是安全的。當年為淘汰膠體磨爭論時,這種論點還占據主導就是典型一例。
所以對乳化炸藥安全生產開展專題討論十分及時和必要。
根據乳化炸藥生產技術的發展經歷,乳化炸藥生產安全性理論以及安全生產實踐,乳化炸藥的生產安全應考慮以下幾個方面:
一、?安全理論研究
這是一項基礎工程,是我國民爆行業最薄弱的一環,今后應在行業統一組織領導下,加強這方面的工作,但在目前條件下,我們仍可對一些安全理論進行一些簡單、現實性的分析。
本人認為,在安全理論研究沒有系統的開展和沒有經過科學論證和實踐檢驗時,我們的科研人員不能提出一些相對模糊、似是而非的安全理念或匆忙下結論,將誤導行業發展。
比如:
1、?乳化炸藥生產過程中“壓力”對“安全”的影響。有壓與無壓、壓力大與壓力小對安全的危害有什么區別?如何認識壓力的存在?都應有個明確清醒的量化概念。有種說法:我的設備“出口壓力為零”是安全的,本人認為這種理論是一種誤導,按此理論乳化炸藥生產無需探討“壓力”這一影響因素,因為乳化炸藥生產工序中,找不到沒有出口的設備。
2、?以前對乳化器的安全性研究比較多,而對敏化工藝的安全性研究比較少。因為我國乳化炸藥的生產從初期至現在,敏化工藝從采用和面機開始普遍采用的是一種敞開無壓、低速混拌的方式進行,其安全性沒有過多的擔心。而目前采用的高溫敏化技術的敏化工藝,往往采用高轉速、高溫、封閉式高壓的設備,體系內動能與基質活化能較高,而對其安全性沒有進行探討過。然而,有種理論認為高溫敏化的“敏化機僅僅是系統里一個進入裝藥機的通道”,所以它是安全的。若真是一個“通道”確實無需探討它的安全性,但是我們對這個“通道”到底有多少認識?是否有安全隱患?是否需要進行安全性分析?以“通道”理論來證明其安全性,這是一種理論性誤導。
3、?無傳爆就不能計算為存藥量
有種說法一再強調冷卻水槽中的藥卷不存在傳爆的可能,無傳爆就是安全的,也可以不計入存藥量。對于水槽中數十米長,至少一噸多炸藥的傳爆試驗方法、依據是否應該進行科學的分析?對于“無傳爆的炸藥”是否計入存藥量,是否應該有個明確的界定?
4、?敏化分散器轉速不高于900rpm,不存在“高速轉”。目前在乳化炸藥生產工藝中,如何判斷界定轉速高低,沒有一個標準,僅是一個相對數字概念。但是,轉速的高低肯定會影響產品的質量和生產安全的,常識是同一體系內轉速高產品的質量要好、安全性要差,而轉速低,產品質量要差、安全性要好。人們還是十分在意其轉速高低的,比如引進美國的高溫敏化技術時,國外采用800rpm,而國內將其提高100rpm,這一做法總是有其依據和理由的,可能是將產品質量提高了,但安全性能是否會有影響呢?
乳化器僅僅是將油水相混合、剪切成乳的設備,而敏化機是在已形成了的乳化基質中加入發泡劑進行混合、剪切、敏化的設備。按理說敏化機的安全性要求比乳化器的安全性要求更高,但是我們且拿某型號乳化器與高溫敏化機做個對比,某型號乳化器產能達7.2噸/小時情況下,轉速980rpm,而高溫敏化機的轉速也達到900rpm,所以將高溫敏化機可以視其為一臺乳化機。也就是說:高溫敏化技術實際上采用的是粗乳-靜態乳化-精乳的三級乳化工藝。
5、?有種理論認為:“高溫敏化并不存在‘高溫、高壓、高轉速’,高溫化學敏化的制乳系統的工藝溫度低于傳統低溫化學敏化的制乳工藝溫度,在管道保溫上采用熱水有效提高了生產的本質安全性。”
理論上如何界定“高溫、高壓、高轉速”是行業內應定性進行分析研究的,以往探討乳化的溫度、轉速較多,但敏化的溫度、壓力、轉速在多大范圍內比較安全?尚沒有充足的理論依據支撐,上述論調是將乳化和敏化工藝參數混為一談的、邏輯混亂的誤導理論。
高溫敏化技術的90℃、0.4∽0.8Mpa、900rpm的生產工藝與中低溫敏化技術的50℃、基本不帶壓、小于100rpm的生產工藝相比較,其高與低是一目了然的。
對于這些相對模糊的安全理念或提法,應進行深入的分析、研究、鑒別、澄清,否則就會混淆視聽,它會干擾民爆行業十二五規劃、兩個指導意見所提出的一些目標條款的落實,它會誤導工廠作出錯誤判斷,為安全生產埋下隱患。
二、?乳化炸藥主要生產設備的安全性
乳化炸藥生產技術中,對安全影響較大的不僅有工藝路線、工藝參數、產品配方、生產安全管理等多方面因素,但最重要的影響因素是主要生產設備的安全性,它直接關系到乳化炸藥生產的本質安全性。通過數十年的探索,影響乳化炸藥生產安全的主要設備是乳化器、敏化器、螺桿泵三個設備,而這三個設備是否具有較好的安全性,重點應該看其內部結構與工作原理。
1、?乳化器的內部結構包含以下方面:
①?轉速。盡量降低乳化器的轉速這一理念已得到全行業的共識,也已由行業政策給予了明確的限制,“低轉速”已作為工業炸藥生產技術發展的一個重要參數要求。按理說轉速越低越安全,但常識和經驗證明轉速過低生產不出“乳化”炸藥,因此,從安全角度考慮,有必要限制轉速的上限,如乳化器轉速不超過1000rpm.
②?線速度。線速度與轉速有關,同樣與安全有關,不能只限制轉速而不限制線速度,從目前的經驗看,線速度控制在15m/s是能夠滿足產品質量要求,也能保證生產安全。
③?間隙(含軸向間隙、定轉子間隙)。從生產安全考慮,間隙越大越好,雖然目前行業政策要求是不小于2.5mm,也就是說必須保證不小于2.5mm的前提下,盡量擴大其間隙。
④?轉子軸長度。轉子軸長度也將影響安全生產,長度過長,容易產生擾動。造成設備的不穩定性,造成定轉子間隙變小,甚至造成定轉子間的摩擦、碰撞。
⑤?定轉子的形狀、結構。定轉子的形狀、結構越復雜,影響安全的因素越多,特別是那種鼠籠式結構的乳化器,安裝、調試比較難,容易變形,乳化器內基質難以清洗干凈,而留下開機時殘留基質干磨的安全隱患。尤其是采用單級鼠籠式定轉子結構時,乳化后基質粒徑分布廣,實際應用中,往往要采用單機多級定轉子結構,這些問題更為突出。
⑥?乳化器的升溫保護裝置,乳化工藝中,油水相混合液必須經過剪切(不論是主動式機械剪切還是被動式靜態剪切)都會出現升溫,升溫是在所難免的,升溫過高,或出現熱積累,都是嚴重的安全隱患。所以乳化器一定要具有消除升溫、熱積累的功能。