[膨化硝铵炸药生产线安全技术革新关键问题的研究方向]

　　膨化硝铵炸药是一种高性能、低能耗、低成本、高安全，具有我国自主知识产权的粉状工业炸药。20世纪90年代初以来，已在全国80多家工厂进行了技术转让，已建成膨化硝铵炸药生产线50多条。这些生产线工艺技术的产品质量稳定，性能优良，但也存在着生产线工艺环节多、劳动定员多、工人劳动强度大、自动化控制水平不高、经济成本高、存在一定安全风险等问题。相当一部分的炸药生产厂家还没有进行技术改造，继续沿用几十年前的轮辗机和手工装药设备，与国外全连续化、自动化生产工艺相比差距甚大，进行安全技术改造的任务十分迫切。
　　为此，海峡科化永安分公司(原福建永安化工厂)在新建2万吨／年的膨化硝铵炸药生产线中进行技术改造和革新，在关键技术采用在线密度检测装置、空心桨叶凉药机、悬挂轨道运输车、工业炸药自动包装工艺、将硝酸铵溶液直接应用于炸药生产、提升PLC控制技术和实时监控技术水平等安全技术，并与福建省劳动保护科学研究所开展工艺安全技术“产学研”合作，以实现炸药生产工艺的连续化、生产设备及操控自动化以及安全管理全过程控制技术，最终全面提高企业的安全生产技术水平和安全管理水平。
　　
　　一、生产线工艺简介
　　
　　膨化硝铵炸药的生产过程：硝酸铵经破碎、溶解，在溶解过程中加入适量的膨化剂后，经储料罐进入膨化罐膨化，形成内含大量微气泡的自敏化膨化硝铵，膨化硝铵经粉碎进入混药器与复合油、木粉和食盐充分混合成膨化硝铵炸药半成品，再经筛凉药、装药、包装成膨化硝铵炸药。
　　
　　二、安全技术革新主要解决的关键技术问题
　　
　　1　采用在线密度检测装置
　　膨化硝铵炸药的生产是通过硝铵改性提高感度的，膨化硝铵的堆积密度是衡量膨化质量的关键指标。原有的生产系统中，大多是将膨化硝铵人工装车进行密度检测，或取少量样品检测堆积密度，这一方面难以保证检测精度，另一方面由于人工操作可能造成一定的安全隐患。而采用在线密度检测装置，可实现在线精确检测，提高生产连续化和自动化水平，同时减少了该危险工序的作业人员人数。
　　研究方向是利用堆积密度的检测原理，与有关厂家合作开发在线密度检测仪，以实现定时定周期自动对在线半成品进行密度检测，将密度值传送到自动控制系统，由控制系统对密度值是否符合作出判断，对不合格品系统自动打开下料口返工处理。该装置的应用可使半成品质量得到控制，杜绝不合格品进入下一道工序。
　　
　　2　采用空心桨叶凉药机
　　粉状炸药传统使用的是圃盘式凉药机，占地面积大，产能低。空心桨叶凉药机原来主要应用于化工行业的干燥工序，该设备热交换面积大，由于桨叶具有自清洁功能，因此换热效果好，能够满足大产能要求。成品凉药机内置雨淋系统，本质安全性较高。
　　研究方向是对引进的空心桨叶凉药机装备及在生产线上的配套技术进行本质安全分析，提出降低或消除工艺操作危险的措施，提出工艺和装置改进方案。
　　
　　3　采用悬挂轨道运输车
　　由于民爆物品本身的危险性较高，原来工序间转运方式大多借助人工，自动化程度低、劳动强度较大。本研究将引进运用于烟草行业的智能化输送小车，并对之进行改良并提高装载能力，以用于制药工房与装药工房之间的成品运输。根据工艺要求，该输送系统应能实现物料自动上料、输送和下料，无需人员操作。经计算，按年产2万吨的输送任务计划，该环节大约可减少操作人员十余人，大大降低工人劳动强度和减少与危险品的接触时间，提高工艺流程的本质安全性。
　　研究方向主要是对输送小车吊运、上下料过程可能出现的状况进行故障模式和影响分析，查找该系统的薄弱环节，以采取适当的对策和改善方法。
　　
　　4　采用工业炸药自动包装工艺
　　国内炸药的包装形式主要采用人工包装，人员多(原单班人员约20人)，效率低(原每小时仅3吨)，本生产线将引进和采用自动包装技术，实现成品炸药～条龙自动化包装。从上卡、浸蜡、中包、装箱、封箱、运输全部实现自动化操作，以淘汰传统的手工包装方式，减少单班人员，提高生产效率，实现自动计量与控制。
　　研究方向是对自动包装工艺过程潜在危险进行识别，分析可能发生的事故类型，定性评价事故可能的后果，并对可能发生的主要事故类型进行事故树分析，查找工艺和设备可能存在的隐患，最后进行本质安全分析，提出改进意见。
　　
　　5　硝酸铵溶液直接应用于炸药生产
　　与国内产、销、用互相独立分离的经营模式不同，国外欧美发达国家实行的是从原料提供、炸药生产到爆破服务的“一条龙”经营模式，从而实现效益的最大化。借鉴国外这种先进的生产方式，海峡科化公司拟与永安双华化工公司合作，将生产的硝铵溶液直接通过槽车运输，作为新生产线的生产原料，改变了原来提供结晶硝酸铵成品的做法，减少结晶、包装及重新溶解的能源和材料消耗，缩短了工艺流程，减少原有工序所需的硝酸铵破碎工、搬运工、操作等人员，降低了整条生产线的风险程度。
　　研究方向是对本工艺过程进行危险和可操作性研究，指出各类工艺过程参数偏差和由偏差造成的后果，进而提出工程系统和控制系统(报警、连锁、程序)设计的依据和指导意见。
　　
　　6　提升PLC控制技术和实时监控技术水平
　　在自动化技术应用上，海峡科化永安分公司于20世纪90年代初就开始将PLC控制技术应用膨化硝铵炸药的生产上，保证了生产过程的可靠性。本次膨化硝铵炸药生产线将继续采用PLC控制技术，在原有基础上进行适应性改进和优化，进一步提高自动化水平，以实现硝铵、水、半成品等物料从上料到成品缴库装车自动上料、输送，运用在线密度检测、流量检测、冲板流量计、减量称、各称量模块实现物料精确计量，混药实时动态配比等功能。整个生产过程的控制，可在防护土堤外的控制室内进行远程控制并全部完成，大大减少在线作业人员数量，提高操作精准性，有效避免误操作。
　　研究方向是对生产线全系统进行预先危险分析和风险矩阵分析，查找系统中各主要装置和工段的风险等级，为PLC关键点位控制和实时监控对象提供参考依据，以全面提升PLC控制技术和实时监控技术水平。
　　
　　三、应用前景及效果
　　
　　通过对生产线安全技术革新关键问题的研究，对整个生产工艺过程和监控技术进行替代、改进、整合和优化，立足高标准、高技术、高产能、高本质安全度，集中国内外炸药生产先进技术水平，同时吸收、借鉴其它行业的先进的技术和设备，最大程度上实现危险作业环境中的人机隔离操作、远程监控、自动化生产。
　　该生产线实现后，可达到核定年产能2万吨膨化硝铵炸药的生产能力，成为全国膨化硝铵炸药生产线单条最大产能的生产线。新生产线实现膨混联建，采用全自动中包生产线，膨混及中包全过程自动控制，大大减少在线生产线人员。由于人员减少，产量提高，生产效率将至少提高50％，并可较大程度扩大新增利润水平。
　　在安全生产方面，本生产线将作为全系统、全过程炸药生产本质安全技术应用的先行范例，全面提升生产过程的自动化和远程控制水平，强化安全监控技术和能力，大大提高安全生产管理技术和管理水平，降低和消除安全生产事故的发生，实现炸药生产线生产过程的本质安全化，最终成为国内民爆行业自动化程度最高、产能最大、在线人员最少、本质安全度最高的生产线。