?；髽I(yè)管道爆炸原因分析

1、?；髽I(yè)管道爆炸原因分析 1 事故情況 2008年 1月 25日，某公司計(jì)劃臨時(shí)停車檢修一天。主要檢修項(xiàng) 目包括污水處理風(fēng)機(jī)電機(jī)安裝、污水處理管道清理，變換預(yù)熱交換器 更換，變換熱水系統(tǒng)檢查等，同時(shí)要求各分廠、車間利用停車檢修機(jī) 會(huì)，自行安排消漏、清理項(xiàng)目。當(dāng)日 8 時(shí)，該公司合成氨廠停車后， 造氣工段職工開始檢修，檢修人員褚某等三人負(fù)責(zé) 4#爐放空閥閥前盲 腸管清灰作業(yè)， 8時(shí) 30分許，管道內(nèi)煤灰清理完畢，褚某正在擰緊清 灰口防爆板螺絲，管道內(nèi)突然發(fā)生爆炸，防爆板沖出打在正面作業(yè)的 褚某身上，褚某身體向后彈出 5 米，頭部撞上墻壁嚴(yán)重受傷，當(dāng)場(chǎng)死 亡。 該公司是一家老國有企業(yè)，主要生產(chǎn)碳酸

2、氫氨、工業(yè)液氨、 H2、 聚氨酯膠粘劑等產(chǎn)品。公司設(shè)有合成氨廠等 4 個(gè)分廠、生產(chǎn)部、銷售 科、安環(huán)科等科室，合成氨廠是公司最大的分廠，下設(shè)造氣等 5 個(gè)車 間，造氣車間主要生產(chǎn)合成氨的主要原料半水煤氣。因?yàn)樵稀⒐に?的原因，管道中常積有煤灰，只要有停爐的機(jī)會(huì)，造氣工段操作工就 會(huì)實(shí)施清灰作業(yè)，一般情況下，清灰工作不單獨(dú)列入檢修項(xiàng)目中。 2008年 1月 9日該公司合成氨廠停車檢修半天，操作工在事故發(fā)生點(diǎn) 進(jìn)行過同樣的清灰作業(yè)，未發(fā)生任何異常情況。 2 爆炸原因初步分析 爆炸發(fā)生時(shí)，煤氣發(fā)生爐已按操作規(guī)程停爐， 2 個(gè)探火孔全敞 開，管道內(nèi)可燃?xì)怏w已被點(diǎn)燃，氣柜進(jìn)出口水封已封牢，管道放空閥

3、已打開，不存在管道超壓發(fā)生物理爆炸情況。從本起事故來看，管道 內(nèi)沒有能產(chǎn)生爆炸的液、固相特性物質(zhì)，只有可能是管道內(nèi)存在易燃 易爆氣體，在火種 (或高溫 ) 的引發(fā)下發(fā)生爆炸，即爆炸性混合氣體爆 炸。那么爆炸性混合氣體從哪里來 ?爆炸過程又是怎樣發(fā)生的呢 ? 3爆炸過程推論 3.1 造氣工藝介紹。 該公司采用固定層間歇造氣法制取半水煤氣，以煤為原料，在高 溫下空氣和水蒸氣交替地通入煤氣發(fā)生爐，煤中的可燃物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)?H2、CO、CO2，通入空氣的過程稱為吹風(fēng)，制得的煤氣叫空氣煤氣 ; 通 入水蒸氣的過程稱為制氣，制得的煤氣叫水煤氣 ; 空氣煤氣與水煤氣的 混合物稱為半水煤氣，詳見反應(yīng)式 (1) 到

4、反應(yīng)式 (8) 。正常生產(chǎn)狀況下 半水煤氣的主要成分為： H2、CO、CO2、N2及極少量的 CH4、 O2和微量 的 H2S。其中， H2、 CO、 CH4如與空氣混合，達(dá)到爆炸極限，遇到明火 或獲得發(fā)生爆炸的最小能量，即可發(fā)生爆炸。 主要反應(yīng)式有： 2C+O2=2CO(1) C+O2=CO2(2) 2CO+O2=2CO2(3) CO2+C=2CO(4) C+2H2O=CO2+2H2(5) C+H2O=CO+H2(6) CO+H2O=CO2+H2(7) 主要副反應(yīng)有： C+2H2=CH4(8) 3.2 臨時(shí)停爐管道內(nèi)氣體成分分析。 該公司執(zhí)行的臨時(shí)停爐工藝操作在國內(nèi)中小型合成氨廠是比較成 熟

5、的?？諝庠诜趴展軤恳ψ饔孟聫拇蜷_的探火孔進(jìn)入煤氣發(fā)生爐， 由于空氣過量，煤與空氣反應(yīng)大部分生成 CO2，少量的 CO經(jīng)燃燒也變 成了 CO2。正常情況下管道內(nèi)主要?dú)怏w成分為 N2、 O2、CO2，幾乎沒有 易燃易爆氣體。出現(xiàn)易燃易爆氣體的主要原因有： (1) 爐口明火熄滅， 含碳物質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)生 CO;(2) 剛加入爐內(nèi)燃料水分過高，入爐產(chǎn)生 煤氣 ;(3) 蒸汽泄漏進(jìn)入煤氣發(fā)生爐生成水煤氣 ;(4) 燃料揮發(fā)分含量 高，停爐時(shí)爐上溫度偏低 ;(5) 煤氣發(fā)生爐水夾套滲漏，水或進(jìn)入爐內(nèi) 生產(chǎn)水煤氣。 3.3 相關(guān)事實(shí)證據(jù)。 (1) 爆炸事故發(fā)生后煤氣發(fā)生爐處于明火熄滅狀態(tài)。 (2) 當(dāng)日

6、4#煤氣發(fā)生爐加煤時(shí)間已超過半小時(shí)。 (3) 事后發(fā)現(xiàn)該煤氣發(fā)生爐上蒸閥部分腐蝕，各蒸汽手輪閥處于開 啟狀態(tài)，總蒸排污閥處于關(guān)閉狀態(tài)。 (4) 25 日停爐點(diǎn)火后，爐口火苗旺，爐上溫度高。 (5) 事后 4#煤氣發(fā)生爐水夾套經(jīng)測(cè)試證明未發(fā)生泄漏。 (6) 放空管一般只在停爐時(shí)使用，放空閥閥前盲腸管內(nèi)有大量煤 灰。 3.4 事故發(fā)生過程推論。 檢修前， 4#煤氣發(fā)生爐按規(guī)程停爐，在探火孔點(diǎn)火引燃爐子內(nèi)可 燃?xì)怏w， 2個(gè)探火孔全敞開，放空閥打開，探火孔與放空管成連通狀 態(tài)，大量空氣經(jīng)牽引進(jìn)入爐內(nèi)，煤氣發(fā)生爐燃燒很旺 ( 少量含碳物質(zhì)不 完全燃燒產(chǎn)生的 CO和泄漏的水蒸汽與熾熱的炭層反應(yīng)生成的 H2

7、 被點(diǎn) 燃) 。褚某等三人將作業(yè)凳擺在防爆板 ( 放空閥閥前肓腸管處 ) 正前方， 旋松螺絲，拔出防爆板，進(jìn)行清灰作業(yè)。防爆板被拔出后，因?yàn)樽枇?小，放空管立即把這個(gè)剛打開的管道口變?yōu)檫M(jìn)氣口。與此同時(shí)，路途 遙遠(yuǎn)且阻力重重的探火孔空氣通道變得不暢通起來，從探火孔進(jìn)入的 空氣量明顯減少，爐火變小，爐溫變低，最后 4#煤氣發(fā)生爐爐口明火 熄滅，煤中含碳物質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)生出的 CO，泄漏的水蒸汽與熾熱的 炭層反應(yīng)生成的 H2，得不到燃燒，慢慢在管道內(nèi)累積。清灰作業(yè)完畢 后，褚某站在作業(yè)凳上，將防爆板插入安裝槽，然后身體正面對(duì)著防 爆板緊螺絲。當(dāng)敞開的管道口被防爆板堵住，空氣通道被切斷后，放 空管又重

8、新啟用探火孔這條通道，空氣在放空管的牽引力作用下又從 探火孔口進(jìn)入了管道，與管道內(nèi)累積的 H2、CO氣體混合，涌向放空 管，不幸的是，煤氣發(fā)生爐內(nèi)帶火星的高溫煤灰也被帶入管道，爆炸 發(fā)生了，混合氣體帶著強(qiáng)大的能量在還未安裝好的防爆板處找到泄壓 口，正面作業(yè)的褚某成了犧牲品。 4 事故原因與責(zé)任分析 4.1 事故原因。 4.1.1 直接原因。 (1) 該公司目前生產(chǎn)半水煤氣采用自動(dòng)加焦工藝，煤氣發(fā)生爐探火 孔口徑比以前人工加焦?fàn)t口小，當(dāng)靠近放空管的管道口被打開時(shí)，探 火孔口牽引力變小，入爐空氣減少，爐內(nèi)煤炭得不到充分燃燒，爐溫 變低，最后爐口明火熄滅。煤中含碳物質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)生出的CO，泄 漏的

9、水蒸汽與熾熱的炭層反應(yīng)生成的 H2，得不到燃燒，逐漸在管道內(nèi) 累積，達(dá)到了爆炸極限。檢修作業(yè)完成重新裝上防爆板后，大量的空 氣在放空管的牽引力作用下從探火孔口進(jìn)入了管道與管道內(nèi)累積的 H2、CO氣體混合，涌向放空管，煤氣發(fā)生爐內(nèi)帶火星的高溫煤灰也被 帶入管道，爆炸發(fā)生了，混合氣體帶著強(qiáng)大的能量在還未安裝好的防 爆板處找到泄壓口。 (2) 褚某在作業(yè)時(shí)，不明確煤氣發(fā)生爐燃燒情況，未進(jìn)行氣體分 析、在不能確保安全的情況下，冒險(xiǎn)作業(yè)，且身體正面對(duì)著防爆板進(jìn) 行安裝作業(yè)。 4.1.2 間接原因。 (1) 該公司生產(chǎn)安全管理不到位，未認(rèn)真教育和督促從業(yè)人員嚴(yán)格 執(zhí)行本單位的安全操作規(guī)程，未安排專職人員對(duì)

10、造氣爐燃燒情況進(jìn)行 監(jiān)視，未采取可靠措施確保蒸汽不進(jìn)入造氣爐內(nèi)，也未對(duì)管道內(nèi)易燃 易爆氣體進(jìn)行檢測(cè)，在不能確保安全的情況下，從業(yè)人員冒險(xiǎn)違章作 業(yè)。 (2) 該公司造氣車間設(shè)備陳舊。 (3) 該公司主要負(fù)責(zé)人督促、檢查本單位安全生產(chǎn)工作不力，未及 時(shí)消除生產(chǎn)安全事故隱患。 4.2 事故責(zé)任。 (1) 該公司生產(chǎn)安全組織管理不嚴(yán)，未認(rèn)真教育和督促從業(yè)人員嚴(yán) 格執(zhí)行本單位的安全操作規(guī)程，安全生產(chǎn)責(zé)任制落實(shí)不到位，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān) 護(hù)不力，對(duì)本起事故的發(fā)生負(fù)有主要責(zé)任。 (2) 該公司主要負(fù)責(zé)人督促、檢查本單位安全生產(chǎn)工作不力，未及 時(shí)消除生產(chǎn)安全事故隱患，對(duì)本起事故的發(fā)生負(fù)有領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任。 (3) 該單位操作人

11、員褚某安全意識(shí)不強(qiáng)，違反安全操作規(guī)程，對(duì)本 起事故的發(fā)生負(fù)有責(zé)任。 5 對(duì)策與措施 5.1 工藝措施。 5.1.1 停爐時(shí)正確控制爐溫與燃燒狀態(tài)。 正常停爐時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高爐溫。視爐口冒火情況，采取開啟空氣 牽引閥、打開小方門、打開卸灰門等方法，調(diào)節(jié)爐面溫度防止熄火。 5.1.2 確保停爐時(shí)蒸汽不進(jìn)入爐內(nèi)。 停爐時(shí)，必須關(guān)閉總蒸手動(dòng)閥，開啟總蒸閥與上、下蒸閥之間的 蒸汽排污閥，確保蒸汽不進(jìn)入造氣爐內(nèi)。 5.1.3 增加爐口通風(fēng)面積。 每個(gè)煤氣發(fā)生爐探火孔數(shù)由 2 個(gè)增加到 3 個(gè)。 5.1.4 減少管道阻力。 適當(dāng)增加管道直徑，減少阻力。 5.1.5 選擇合理的防爆板安裝位置。 造氣工段上煤氣下行管、灰斗和爐底空氣管道必須安裝防爆板并 裝防護(hù)罩 3 。 5.2 管理措施。 5.2.1 加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)。 落實(shí)企業(yè)日常安全教育培訓(xùn)工作，強(qiáng)化員工安全意識(shí)教育，杜絕 “三違”。采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝時(shí)，必須對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培 訓(xùn)。 5.2.2 完善管理制度與操作規(guī)程。 在操作規(guī)程中明確不得正面朝向存在潛在危險(xiǎn)的設(shè)備設(shè)施實(shí)施作 業(yè)。完善