郭文圣¹，李子强²
                          (1．大连安泰化工有限公司，辽宁庄河116401；2．北京矿冶研究总院，北京100044)
 
摘  要：粉状乳化炸药是20世纪90年代发展起来的一种环保型粉状炸药，由于其兼顾了膏状乳化炸药爆轰性能良好和粉状炸药使用方便的特点，组分中不含TNT，生产线自动化程度高、产能大，得到民爆生产厂家和用户的好评。本文简述了北京矿冶研究总院粉状乳化炸药生产线的安全技术与设计工作。
关键词：粉状乳化炸药；生产线；安全技术与设计
 
1   引  言
粉状乳化炸药是20世纪90年代发展起来的一种环保型炸药，由于其兼顾了膏状乳化炸药爆轰性能良好和粉状铵梯炸药使用方便的特点，组分中不含TNT，是真正代替铵梯炸药的产品。粉状乳化炸药生产线自动化程度高、产能大，得到民爆生产厂家和用户的好评，国内民爆厂家纷纷转让这项技术，仅北京矿冶研究总院的技术就建成投产了25条生产线。目前，拥有粉状乳化炸药生产技术的单位有南京理工大学和北京矿冶研究总院两家。从2006年6月安徽一家化工厂粉状乳化炸药生产线发生爆炸后，有些民爆行业的人士对粉状乳化炸药生产线的安全性产生了怀疑，甚至出现失实的言论，这严重制约了我国民用炸药技术的发展。鉴此，我们有必要谈谈粉状乳化炸药生产线的安全性及其先进性。
 
2   粉状乳化炸药连续化微机控制生产线生产工艺的安全设计
炸药配方及工艺参数的合理设计，生产设备的合理设计与安全稳定运行，安全生产操作规程的制定与严格执行，以及完善有效的安全技术措施是保证安全生产的必要条件。
2．1配方对安全生产的影响
炸药配方不仅影响炸药的爆轰性能，而且对安全生产、储藏、运输、使用也有着严重的影响。粉乳化炸药组分简单，不含单质炸药，不含氯酸盐、高氯酸盐等物质，各组分物理、化学相容性好。
2．2  工艺参数对安全生产的影响
油、水相温度一般为110～135℃，经由低转速(一般为600～800r／min)常压连续乳化器乳化后形成粗乳胶，粗乳胶直接喷雾成粉；采用冷风干燥，用除湿系统控制进入制粉塔和流化床的空气相对湿度为65％～75％，最大限度地减少了产品带静电的可能。由于乳胶在粗乳的状态，没有雷管感度。较低转速的乳化器，较弱的剪切强度，乳化前后温度无升高，生产安全可靠。
2．3粉状乳化炸药粒径对安全的影响
控制粉状乳化炸药粒径大小，使其呈细砂状，粒径为0．2～1．5mm，流散性好、不粘壁、不堵料，相对于较细的药粉更安全。
 
3   粉状乳化炸药连续化微机控制生产线自动化控制的安全设计
为了粉状乳化炸药生产线的生产安全可靠和提高生产效率减轻工人的劳动强度，北京矿冶研究总院在生产线自控系统设计上采取了以下技术措施：
3．1油相和水相断流自动停机保护系统
制动控制系统分自动和手动两种状态，在自动状态时油相和水相计量泵在运转时，水相、油相的某二流量低于一定值时(或断流)，生产现场和中心控制室发出声光报警，报警灯报警显示那一种流量低了，提示操作人员马上解决；如果30s没能解决，油、水相计量泵和乳化器立即自动停机，确保了乳化器不空转，防止误操作。手动状态是为清洗设备和工艺管路以及检修设备用的。
3．2  乳胶输送泵断流超压自动停机保护系统
乳胶输送泵出口设有压力传感器和泄压装置，当内部压力偏离正常输送压力达到设定上限值时，生产现场和中心控制室发出声光报警，问题得不到解决，30s后乳胶输送泵自动停机保护；如果自控保护系统失灵，泄压装置自动打开泄压，形成双保险。同样当乳胶输送泵无乳胶(断流)或乳胶量少时，生产现场和中心控制室发出声光报警，问题得不到解决，30s后乳胶输送泵自动停机，避免停滞的乳胶在泵内长时间研磨，从而保证了乳胶输送泵输送的安全可靠。
3．3油相和水相溶液高温和低温报警系统
在溶化罐的油相和水相溶液温度高于或者低于工艺要求的温度趋势时，生产现场和中心控制室立即声光报警，并且自动关闭或开大溶化罐的蒸汽阀门，保证油相和水相溶液温度在工艺要求的温度。
3．4摄像监视系统
在粉状乳化炸药生产线的关键岗位水相油相制备、乳胶制备、流化床出药、装药、包装等处设有摄像头，可在中心控制室监控。所有摄像资料可在计算机储存3个月以上，为安全生产提供保障。
3．5紧急停车装置
在生产厂房和中心控制室内设有全线紧急停车按钮装置。
 
4   粉状乳化炸药连续化微机控制生产线设备的安全设计
生产线设备，都是精心研制或选型并经过多年生产实践检验，其特点是结构合理、生产效率高、适用性强、安全可靠。
(1)在油、水相溶化罐、储存罐和其管路中分别设有3道过滤装置(最细的为60目不锈钢筛网)和磁性过滤器，在乳化器进料口设置一孔径为2．5mm导流网板，以防止异物进入乳化器。
(2)常压连续乳化器，动齿和定齿间隙为6mm，间隙大、敞口，乳化器转速只有600～800r／min，转速低，转速用变频器调节。线速度最高为5．6m／s；可在常压下完成乳胶的连续化生产，经生产现场的实际测温，油、水相溶液通过乳化器形成乳化基质几乎没有温度的提升；乳化器上装有振动检测和自动停机装置，乳化器在工作中的振动全部记录和保存在中心控制室的计算机中，当乳化器振动幅度大于设定值时，乳化器立即停机，保证了乳化器的安全可靠。
(3)三流式雾化器，体积小，雾化效率高，工作平稳，生产能力4000kg／h以上，不锈钢制造，可靠实用。通过控制气流速度，可以调节药粉粒径，保证药粉的良好流散性，不粘壁、不堵料。
(4)采用改型设计的振动式流化床，处理量大、降温效果佳，经过处理的粉状乳化炸药，可实现即时装药，真正实现了粉状乳化炸药生产的连续化。
(5)采用改进的除湿机系统，可以控制送人制粉塔内气体的温度和湿度(65％～75％)，防止和减少产品带静电的可能，保证了炸药成品要求的出料温度。
(6)6头装药机是专为该产品设计制造的，由济
南华能气动元器件公司生产，可装填Ф32mm和Ф35mm的纸筒药卷，装药密度为O．9～1．05g／cm³。
(7)乳胶基质的输送管路均为软连接和开放式的；输送乳胶基质的螺杆泵出口设有压力传感器和泄压装置，当乳胶基质断流和超压时自动停机。
由于采用了独特的生产配方、大间隙低转速敞开式连续乳化器、三流式雾化器、冷风干燥技术，特别是振动流化床对药粉进一步冷却和干燥的流化过程，使粉状乳化炸药药态呈细砂状、流散性好、不粘壁、不积粉、不堵料、出药温度低、不用凉药，可及时用装药机进行装药。
(8)我公司自2001年引进北京矿冶研究总院的粉状乳化炸药生产线以来，先后对进风系统进行了改造，增加了一台鼓风机和转轮除湿机，自行研制了一台水相泵，更换了一台较大能力的螺杆泵和北京矿冶研究总院的新一代常压乳化器，使产能由引进时的1．5t／h提升到现在3．5t／h，产品性能稳定可靠。
 
5   粉状乳化炸药产品性能与2^#岩石铵梯炸药性能对比
由表1看出，与2^#岩石铵梯炸药相比，粉状乳化炸药的优势明显，不可替代。其爆轰性能和抗水性均高于2^#岩石铵梯炸药，由于粉状乳化炸药并不是膏状乳化炸药简单的物理状态的改变，它不但具备了膏状乳化炸药爆轰性能高和抗水性好的优点，还具备了做功能力高、不结块，克服了铵油炸药靠提高药粉细度来提高其爆轰性能的软肋；粉状乳化炸药有二、三级煤矿许用型品种，其爆轰性能更是优于其他粉状硝铵类炸药，而粉状硝铵类炸药没有三级煤矿许用型品种。我国现有的地下煤矿高瓦斯的居多，因此粉状乳化炸药是不可缺少的炸药品种。