空分事故總結(jié)分析,舉一反三,經(jīng)驗(yàn)分享
1961年1月4日,前聯(lián)邦德國(guó)一臺(tái)4000m3/h空分設(shè)備空分塔發(fā)生爆炸,死亡15人,設(shè)備與建筑物損壞嚴(yán)重。
1973年11月23日,鞍鋼氧氣廠3350m3/h空分裝置發(fā)生典型的塔外惡性爆炸,又引起塔內(nèi)空分基礎(chǔ)爆炸,設(shè)備多處被炸毀,檢修半年才恢復(fù)生產(chǎn)。
1986年7月27日,燕山石化公司前進(jìn)化工廠3200m3/h空分設(shè)備一聲巨響后,整套設(shè)備成為一堆廢墟。
1992年11月1日,蘭州石油化工機(jī)器廠氧氣站150m3/h空分塔發(fā)生爆炸,造成一人死亡,空分塔報(bào)廢。
1993年7月25日,甘肅金川有色金屬公司150m3/h空分塔主冷凝蒸發(fā)器發(fā)生粉碎性爆炸,當(dāng)場(chǎng)炸死一人,空分塔報(bào)廢。
1996年3月2日,江西新余鋼鐵廠6000m3/h空分設(shè)備在未發(fā)現(xiàn)異常征兆的情況下,板翅式主冷凝蒸發(fā)器突然發(fā)生爆炸,設(shè)備損壞嚴(yán)重,爆炸沖擊波將周?chē)ㄖ锊Aд鹚椤?/span>
1996年7月18日,哈爾濱氣化廠空分分廠10000m3/h空分設(shè)備主冷發(fā)生爆炸,主冷和上塔報(bào)廢。
1997年5月16日,遼寧撫順乙烯化工廠6000m3/h空分塔發(fā)生惡性爆炸,設(shè)備、廠房均遭嚴(yán)重毀壞,4人死亡、4人重傷、27人輕傷。
1997年12月25日,馬來(lái)西亞賓突魯殼牌石油公司一套81760m3/h空分設(shè)備發(fā)生惡性爆炸。爆炸始于主冷凝蒸發(fā)器,并擴(kuò)大到塔身;下塔壓入地內(nèi);上塔和主冷被炸飛到750米以外;5千米內(nèi)窗框玻璃震碎,飛出的金屬擊破石油和煤油儲(chǔ)罐而引發(fā)大火。
2000年8月21日,江西萍鄉(xiāng)鋼鐵公司制氧廠1500m3/h空分裝置檢修現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生燃爆事故,造成22人死亡、7人重傷、17人輕傷。
2003年7月7日,上海中遠(yuǎn)化工有限公司10000m3/h空分設(shè)備正準(zhǔn)備吊裝上塔和粗氬塔上段時(shí),一聲巨響,粗氬塔下段上封口二層塑料彩條布被氣浪撕得粉碎。
2003年8月22日,馬鞍山鋼鐵公司氧氣廠20000m3/h空分設(shè)備安裝時(shí)發(fā)生爆燃,人被彈出,并35%燒傷,經(jīng)搶救脫險(xiǎn)。
2003年9月17日,湖南冷水江鋼鐵公司10000m3/h空分設(shè)備在安裝時(shí),一股氣噴爆出來(lái),焊工被擊出跌落平臺(tái),搶救無(wú)效死亡。
2017年4月10日,神華400萬(wàn)噸煤制油發(fā)生空分泄漏事故
2019年7月19日下午5點(diǎn)45分,河南省三門(mén)峽市河南能源化工集團(tuán)義馬氣化廠C套空分裝置發(fā)生爆炸。截至7月20日凌晨3點(diǎn),義馬市發(fā)生的爆炸事故造成15人死亡、15重傷,256人入院治療。
空分設(shè)備物理爆炸發(fā)生原因?yàn)椋?/strong>
1、存有低溫液體的分餾塔內(nèi)進(jìn)入大量高溫氣體,低溫液體急劇汽化,造成分餾塔內(nèi)壓力升高,安全閥卸壓速度慢,空分塔發(fā)生變形破裂。
空分設(shè)備化學(xué)爆炸發(fā)生原因?yàn)椋?/strong>
1、1%液氧排放不及時(shí),液氧中碳?xì)浠衔锓e聚,達(dá)到超標(biāo),液氧中的總碳?xì)浠衔?,尤其是乙炔,?huì)發(fā)生超標(biāo)反應(yīng),造成化學(xué)爆炸。液氧中乙炔超過(guò)0.5PPm或者碳?xì)浠衔锟偤砍^(guò)300PPm,就有可能發(fā)生自燃爆炸。
2、膨脹機(jī)密封氣管道堵塞,膨脹機(jī)軸承潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)油封滲入到空氣側(cè),被膨脹空氣帶入上塔,造成上塔底部主冷液氧中總碳?xì)浠衔锖砍瑯?biāo)。
3、分子篩后二氧化碳分析儀失靈,并且分子篩發(fā)生超期使用,超溫使用,再生不足,進(jìn)入游離水,進(jìn)油中毒等原因,不能完全吸附二氧化碳、總碳?xì)浠衔锏?,碳?xì)浠衔锎┻^(guò)分子篩進(jìn)入分餾塔內(nèi),造成下塔底部液空和上塔底部主冷液氧總碳?xì)浠衔锖砍瑯?biāo)。
4、對(duì)于自由端軸承在吸風(fēng)管內(nèi)的空壓機(jī)來(lái)說(shuō),自由端軸承密封氣管斷開(kāi)或堵塞,吸風(fēng)管內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓會(huì)把軸承內(nèi)的、潤(rùn)滑油吸入空氣中,造成分子篩中毒,空氣中的總碳?xì)浠衔飼?huì)穿過(guò)分子篩,進(jìn)入分餾塔內(nèi),造成下塔底部液空和上塔底部主冷液氧總碳?xì)浠衔锖砍瑯?biāo)。
針對(duì)以上各種危險(xiǎn)因素,制氧應(yīng)制定相應(yīng)的管控措施:
1、操作空分塔進(jìn)塔閥門(mén)必須緩慢,熱空氣進(jìn)塔速度根據(jù)壓力變化逐步調(diào)整。停車(chē)后,一定要將進(jìn)主換熱器閥門(mén)關(guān)閉。
2、發(fā)生塔內(nèi)漏液故障后,應(yīng)及時(shí)停車(chē),打開(kāi)塔頂裝沙口卸冷箱壓。漏液情況嚴(yán)重時(shí),疏散周?chē)巳海苊獗恢楣馍把诼裰舷ⅰ?/span>
3、1%液氧排放量應(yīng)該根據(jù)化驗(yàn)指標(biāo)適時(shí)加大,總碳?xì)浠衔锓治鰞x應(yīng)該定期效驗(yàn),確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
4、膨脹機(jī)密封氣應(yīng)該多加關(guān)注,避免檢修狀態(tài)下進(jìn)入濕空氣,造成結(jié)冰堵塞。
5、分子篩后二氧化碳分析儀應(yīng)該定期效驗(yàn),確保數(shù)據(jù)靈敏準(zhǔn)確。分子篩嚴(yán)禁發(fā)生超期使用,超溫使用,再生不足,進(jìn)入游離水,進(jìn)油中毒等事故。一旦發(fā)生分子篩后二氧化碳超標(biāo)現(xiàn)象,立即停止空分設(shè)備運(yùn)行,再生分子篩。
6、自由端軸承密封氣管必須暢通,檢修設(shè)備不得拆除或者碰斷。
空分設(shè)備外部危險(xiǎn)因素
雷電
油品
空分設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)因素
化學(xué)性爆炸危險(xiǎn)因素
從大多數(shù)空分設(shè)備爆炸實(shí)例的分析來(lái)看, 以化學(xué)性爆炸居多。形成化學(xué)性爆炸的主要因素有三個(gè)方面:一是可燃物,二是助燃物,三是引爆源。因此,空分設(shè)備內(nèi)部危險(xiǎn)因 素可以劃分到上述三個(gè)方面中。
可燃物
在空分設(shè)備中,可燃物主要是碳?xì)浠衔锘蛴头值缺ㄎkU(xiǎn)雜質(zhì)。原料空氣中含有一定量的碳?xì)浠衔?,它們的閃點(diǎn)都非常低,爆炸極限較寬,生產(chǎn)過(guò)程中碳氧化合物在空分裝置內(nèi)過(guò)量積聚,如果有引爆源存在的情況下,很容易引起爆炸。大量研究表明,在空分設(shè)備有害雜質(zhì)中,乙炔是形成爆炸的最主要因素。當(dāng)活塞式空壓機(jī)和膨脹機(jī)的潤(rùn)滑油用量過(guò)多時(shí),可能有部分油滴或油霧隨壓縮空氣進(jìn)入精餾塔。普通潤(rùn)滑油在壓力7MPa、溫度高于 150℃時(shí),很容易裂解為輕餾分,其沸點(diǎn)比原潤(rùn)滑油低很多,極易氣化混入氧氣中。空分設(shè)備檢修后,也容易遺留油污在設(shè)備內(nèi)。
助燃物
氧氣和液氧是助燃物質(zhì),為乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì),是可燃物燃燒爆炸的基本要素之一,能氧化大多數(shù)活性物質(zhì),與易燃物如乙炔、甲烷等形成有爆炸性的混合物。液氧是空分設(shè)備發(fā)生化學(xué)性爆炸的助燃物。空分設(shè)備中可燃物的濃度達(dá)到爆炸條件時(shí),助燃物液氧或氣氧,在引爆源存在的情況下,極易發(fā)生化學(xué)性爆炸,液氧是空分設(shè)備化學(xué)性爆炸必不可少的條件之一,但同時(shí)也是該生產(chǎn)設(shè)備的主要產(chǎn)品之一。因此,空分設(shè)備化學(xué)性防爆問(wèn)題就主要在可燃物和引爆源上。
引爆源
引爆源主要有:爆炸性雜質(zhì)固體微粒相互摩擦或與器壁摩擦;靜電放電;氣波沖擊、流體沖擊或汽蝕現(xiàn)象引起的壓力脈沖,造成局部壓力高而使溫度升高;化學(xué)活性特別強(qiáng)的物質(zhì)存在,使液氧中可燃物質(zhì)混合物的爆炸敏感性增大。以下幾種雜質(zhì)危險(xiǎn)因素能夠制造引爆源。
二氧化碳
當(dāng)液氧中含有少量冰粒、固體二氧化碳時(shí),會(huì)產(chǎn)生靜電荷,如果二氧化碳的含量提 高到200-300*10 4%,所產(chǎn)生的靜電位可達(dá)到3000V。同時(shí),固體二氧化碳能夠堵塞液氧通道而導(dǎo)致“死端沸騰”,從而使得液氧中的碳氧化合物濃度不斷提高,在達(dá)到爆炸濃度后,一旦有引爆源存在即會(huì)產(chǎn)生爆炸。造成C02含最高的主要原因有:分子篩因長(zhǎng)期使用下沉或氣流沖擊而粉碎,分子篩吸附器吸附床層出現(xiàn)空隙,氣流短路;分子篩對(duì)特定氣體有很強(qiáng)的吸附能力,但它有一個(gè)最佳溫度工作區(qū),進(jìn)氣溫度超出這個(gè)工作區(qū),會(huì)導(dǎo)致分子篩對(duì) C02吸附能力下降。
氧化亞氮
氧化亞氮不屬于易燃易爆組分,僅有氧化亞氮的存在不會(huì)引發(fā)重大安全事故,但它沸點(diǎn)高、揮發(fā)度低、溶解度小,屬于堵塞組分,一旦在主冷中由于某種原因氧化亞氮以固體狀態(tài)析出后,極易形成“干蒸發(fā)”或“死端沸騰”而造成碳?xì)浠衔锏木奂?,在達(dá)到爆炸濃度后,一旦有引爆源存在即會(huì)產(chǎn)生爆炸。常用吸附劑( 氧化鋁、分子篩和硅膠 )對(duì)氧化亞氮僅能部分吸附。
液態(tài)臭氧
液態(tài)臭氧 (O3) 是一種深藍(lán)色的液體, 屬于化學(xué)特性比較強(qiáng)的物質(zhì), 在通常條件下, 該液體氣化、分解,使氧的分壓急劇增大,增大了液氧中可燃物質(zhì)混合物的爆炸敏感性,在爆發(fā)率為 100%時(shí),引爆所需能量一般下降30%~ 45%。在生產(chǎn)過(guò)程中,液氧通過(guò)空分塔閥門(mén)時(shí),長(zhǎng)時(shí)間受到摩擦和氣流沖擊,在產(chǎn)生的靜電作用的條件下,能夠使少部分 液氧變成液態(tài)臭氧。
固體粉塵
固體粉塵對(duì)空分設(shè)備安全生產(chǎn)的危害性極大。輕者堵塞換熱器通道, 降低傳熱效率,堵塞精餾塔塔板,降低產(chǎn)品純度和產(chǎn)量;重則堵塞主冷板式氧通道,加速液氧中烴類(lèi)雜質(zhì)的濃縮和其他有害雜質(zhì)在液氧中的積聚;它是一種靜電放電引爆源, 會(huì)引發(fā)主冷爆炸。固體粉塵主要來(lái)源于以下幾方面:
物理性爆炸危險(xiǎn)因素
空壓機(jī)的危險(xiǎn)因素
空壓機(jī)危險(xiǎn)因素的主要表現(xiàn)
1、用油潤(rùn)滑空壓機(jī)的危險(xiǎn)因素
早期的空分設(shè)備選用活塞式壓縮機(jī),氣缸用機(jī)械油潤(rùn)滑。空壓機(jī)汽缸油在高溫下很容易產(chǎn)生結(jié)碳,使空氣排出管道有效流通直徑逐漸縮小,流速不斷加大,當(dāng)流速超過(guò)極限時(shí),氣流摩擦所產(chǎn)生的能量點(diǎn)燃結(jié)碳,會(huì)導(dǎo)致管道爆炸。
空壓機(jī)的氣缸油或輕餾分隨氣流帶入分子篩純化器,會(huì)引起分子篩中毒,吸附能力降低,二氧化碳吸附不徹底。不僅堵塞板翅式換熱器,影響運(yùn)行周期,還會(huì)使液氧中二氧化碳增加,逐漸析出成冰狀固體與冷凝蒸發(fā)器內(nèi)壁摩擦,產(chǎn)生靜電。
2、軸位超標(biāo)的危害因素
危險(xiǎn)因素的防范措施
加強(qiáng)空分設(shè)備的管理
定期清洗
運(yùn)轉(zhuǎn)2年或更長(zhǎng)時(shí)間時(shí), 應(yīng)對(duì)精餾塔及液氧循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行清洗脫脂,主冷單元應(yīng)浸泡8 h ,清洗后用足夠壓力的空氣徹底吹除,而后充分加溫干燥。
防止靜電積聚及雷擊液氧的單位電阻較大,易于產(chǎn)生靜電,在不接地情況下可產(chǎn)生數(shù)千伏的靜電電壓,同時(shí)雷擊對(duì)空分設(shè)備也有很大的威脅,所以要定期對(duì)空分裝置進(jìn)行接地檢查。
防止油的進(jìn)入
若油被帶入空分裝置,會(huì)污染吸附劑,影響對(duì)乙炔的吸附,所以應(yīng)取消易使空氣帶油的羅茨風(fēng)機(jī),加強(qiáng)膨脹機(jī)的檢修和維護(hù)。
加強(qiáng)電石渣的管理
電石渣中剩余乙炔對(duì)空氣污染很大,特別是下雨天更為嚴(yán)重,應(yīng)嚴(yán)格管理,最好遠(yuǎn)遠(yuǎn)埋于地下。
加強(qiáng)操作、維護(hù)、管理
對(duì)于清除有害雜質(zhì)的環(huán)節(jié)要認(rèn)真;監(jiān)測(cè)用的儀器、儀表要定期校驗(yàn);超周期運(yùn)行要慎重,要及時(shí)停車(chē)加熱吹除;嚴(yán)格遵守工藝紀(jì)律, 杜絕違章作業(yè),嚴(yán)格執(zhí)行“四不放過(guò)”。
加強(qiáng)設(shè)備前端的凈化
加強(qiáng)原料空氣質(zhì)量控制
氧氣生產(chǎn)區(qū)應(yīng)常年在上風(fēng)向,距乙炔發(fā)生站300m以上,遠(yuǎn)離有害氣體源,加強(qiáng)原料空氣質(zhì)量控制,一旦污染嚴(yán)重,要采取相應(yīng)措施。
清除有害物質(zhì),防止碳?xì)浠衔锏确e聚
充分發(fā)揮液空液氧吸附器清除有害雜質(zhì)的作用,嚴(yán)格按期倒換吸附器和控制加熱再生溫度,提高吸附效率;從主冷中排放1%的產(chǎn)品液氧,清除碳?xì)浠衔铮?/span>定期對(duì)空分進(jìn)行大加溫,以除去積聚在熱交換器和精餾塔內(nèi)殘留的二氧化碳及碳氧化合物雜質(zhì);液氧泵長(zhǎng)期投入運(yùn)行,采用分子篩吸附的,氧化亞氮吸附效果不好,可在分子篩吸附器內(nèi)加一層 5A分子篩。
建立完善的監(jiān)測(cè)體系及報(bào)警系統(tǒng)
采用高、精、尖檢測(cè)儀表,實(shí)現(xiàn)空分氣源及設(shè)備內(nèi)有害雜質(zhì)的在線和離線監(jiān)測(cè),監(jiān) 測(cè)對(duì)象包括:乙炔、甲烷、總碳、二氧化碳、氧化亞氮等有害物質(zhì)。空分設(shè)備安裝相應(yīng) 報(bào)警系統(tǒng),若環(huán)境惡化時(shí), 能夠起動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)和有效措施, 把有害物質(zhì)控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。對(duì)潤(rùn)滑油的油脂質(zhì)量及含量進(jìn)行監(jiān)測(cè),保證有足夠黏度和穩(wěn)定性,確??諌簷C(jī)出口空氣 不帶油。
結(jié)論
- 空分設(shè)備危險(xiǎn)因素眾多,“隱患險(xiǎn)于明火,防范勝于救災(zāi)”,防范這些不安全因素的工作不可有絲毫的松懈,不能放過(guò)任何隱患,要遵循生產(chǎn)客觀規(guī)律,持續(xù)改進(jìn)。首先要求采取技術(shù)措施,控制好液氧中烴燃物碳氧化合物含量,確保各項(xiàng)指標(biāo)在所要求的控制范圍內(nèi);其次是加強(qiáng)對(duì)引爆源的控制和增加監(jiān)測(cè)措施,同時(shí)加強(qiáng)管理,堵塞漏洞,只有這樣才能避免事故的發(fā)生。