電捕焦油器火災(zāi)爆炸事故分析

電捕焦油器火災(zāi)爆炸事故分析

電壓焦油裝置是利用電除塵機從焦爐中去除焦油霧和顆粒的專業(yè)凈化裝置。它在中國焦化廠的氣處理中得到了廣泛應(yīng)用。從設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理和處理介質(zhì)3個方面綜合分析,在生產(chǎn)運行過程中,這種裝置具有發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險性,且一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故,將引發(fā)災(zāi)難性后果,是焦化企業(yè)的一處重大危險源。結(jié)合我國焦化生產(chǎn)企業(yè)蜂窩式電捕焦油器的實際使用狀況,本文運用故障樹分析法對其在運行中發(fā)生火災(zāi)爆炸的故障模式進行了診斷分析,建立了故障樹,找出了主要影響因素,提出了相應(yīng)的改進和防范措施,有助于焦化生產(chǎn)企業(yè)安全穩(wěn)定運行。1分析焦油站發(fā)生火災(zāi)的可能性1.1焦爐荒煤氣調(diào)濕風(fēng)壓工藝焦爐煤氣典型組成成分如下:CO:5%～8%,CO2:1.5%～3%,H2:55%～60%,CH4:23%～27%,CmHn:2%～4%,N2:3%～37%,O2:0.3%～0.8%,著火點為176.85℃～226.85℃,理論燃燒溫度約1606.85℃,空氣中爆炸極限為6%～30%。生產(chǎn)中,由焦爐來的荒煤氣采用間接冷卻工藝,在橫管初冷器中進行二段冷卻,經(jīng)電捕焦油器脫除焦油霧后,由煤氣鼓風(fēng)機送往化產(chǎn)回收車間。其中,間接煤氣冷卻器至煤氣鼓風(fēng)機段是一常壓至負壓并降溫的過程,如設(shè)備、管道、管件和水封等嚴密性稍差,就有可能滲入空氣,在設(shè)備或管道內(nèi)形成混合性氣體,一旦混合比例達到爆炸極限(6%～30%)就成為爆炸性氣體,當然這是安全生產(chǎn)所不允許發(fā)生的情況,但可能性存在。1.2焦爐煤氣控制的電暈放電現(xiàn)象電捕焦油器可分為脫除焦油部分和高壓整流站部分,高壓整流站將交流電整流為高壓直流電并由高壓電纜輸送至電捕焦油器的電極。沉淀極聯(lián)接整流器的正極端并接地,電暈極聯(lián)接至整流器的負極端并對地絕緣。當含有焦油霧的焦爐煤氣通過電極間的空間時,由于電極間的空間內(nèi)形成了電暈放電,焦油霧和其他粒子發(fā)生荷電(帶負電)現(xiàn)象,在電場作用下向電極(沉淀極)移動并在其表面沉積下來而沿電極流下,凈化后的煤氣則通過電場從頂端排出。上述電暈放電是指在圍繞放電極一定區(qū)域內(nèi)存在足夠的電場強度下所發(fā)生的放電現(xiàn)象(電場強度超過介質(zhì)的擊穿強度),在使介質(zhì)電離的同時產(chǎn)生了電火花。對多數(shù)可燃氣體與空氣形成的爆炸性混合物來說,點火能量在0.3mJ以下,對于靜電火花,當電壓在3kV以上時,就能點燃焦爐煤氣。而該廠電捕焦油器高壓直流電額定工作電壓為65kV,因此運行中產(chǎn)生的電火花是固有的引爆源?？梢?電捕焦油器發(fā)生火災(zāi)爆炸的可能性是存在的。2控制裝置與環(huán)境在焦化生產(chǎn)中,引發(fā)電捕焦油器裝置發(fā)生火災(zāi)爆炸的潛在因素很多,既有設(shè)備缺陷,又有物料問題,還與控制裝置有關(guān);而人為因素、管理缺陷及環(huán)境條件也是發(fā)生事故的重要原因。有鑒于此,作好FTA圖有相當難度。本文通過調(diào)研,廣泛收集、整理了各種資料,在認真消化相關(guān)安全規(guī)程、操作規(guī)程和眾多事故案例的基礎(chǔ)上作出了故障樹如圖1所示,該故障樹共考慮了36個不同的基本事件。3故障表現(xiàn)的定性識別進行故障樹定性分析的目的是找出導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障的全部可能原因,或?qū)е马斏鲜录l(fā)生的全部可能原因,并定性地識別系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。為達到這一目的,首先應(yīng)找出故障樹的全部最小割集。3.1頂事件不得出現(xiàn)第一人凡是能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的基本事件的集合稱為割集,而最小割集是指能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的最低限度的基本事件的集合。換言之,如果最小割集中任一基本事件不發(fā)生,頂上事件絕不會發(fā)生。把頂上事件用布爾代數(shù)表示,并自上而下展開,就可得到故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)表達式,利用布爾代數(shù)化簡法將其歸并、化簡就可以得到全部最小割集。通過對電捕焦油器故障樹進行分析,共得到196個最小割集。3.2基本事件的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)結(jié)構(gòu)重要度分析,是從事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件(這里指基本分析單元)的重要程度。即在不考慮各基本事件的發(fā)生概率,或者說假定各基本事件的發(fā)生概率都相等的情況下,分析各基本事件的發(fā)生對頂上事件發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度。根據(jù)結(jié)構(gòu)重要系數(shù)計算公式:I(i)=∑K(i)·(1/2)n-1得到各基本事件的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)。I(x1)=I(x15)=I(x16)=I(x17)=I(x18)=I(x20)=I(x21)=I(x22)=I(x23)=I(x24)=I(x25)=7I(x2)=I(x3)=I(x4)=I(x9)=I(x10)=I(x11)=I(x29)=I(x30)=I(x31)=I(x32)=I(x33)=I(x34)=I(x35)=I(x36)=5.125I(x5)=I(x6)=I(x7)=I(x8)=3.5I(x26)=I(x27)=I(x28)=1.75結(jié)構(gòu)重要系數(shù)越大,說明該基本事件的結(jié)構(gòu)重要度越大,對頂上事件影響越大。3.3火災(zāi)危險性因素對故障樹進行分析,可以確定引起電捕焦油器發(fā)生火災(zāi)爆炸的主要因素,如果能對這些因素進行有效控制和防范,可提高電捕焦油器運行的可靠性,確保安全生產(chǎn)。3.3.1加強安全管理違章操作和誤操作一直是引發(fā)安全生產(chǎn)事故的主要因素之一。針對這種情況,應(yīng)嚴格安全操作和安全管理規(guī)程,堅決杜絕違章動火和開、停車時氣體置換不充分現(xiàn)象,加強操作人員的培訓(xùn),提高每一位員工的素質(zhì)和責(zé)任心。3.3.2電捕焦油器的質(zhì)量關(guān)目前各企業(yè)由于電極和絕緣箱運轉(zhuǎn)不正常,頻繁發(fā)生停車事故,這與前述分析基本一致。因此,在生產(chǎn)運行及檢修時,要嚴格遵守電捕焦油器技術(shù)條件和使用說明書要求,要嚴把質(zhì)量關(guān)。另外,要加強絕緣箱內(nèi)氮氣流量、溫度的監(jiān)控,防止絕緣子被污染和結(jié)露,保證絕緣箱法蘭和穿墻套管密封性。最后還要防止操作電壓過高。3.3.3焦爐至電捕焦油器的設(shè)備、管路、管路泄漏煤氣含氧量問題是電捕焦油器裝置發(fā)生爆炸的關(guān)鍵因素,由于從焦爐至電捕焦油器的設(shè)備、管路、管件的泄漏都有可能造成煤氣中氧含量升高,因此,控制難度極大。生產(chǎn)中除加強安全巡檢、維護外,為切實增強運行可