1、事故經(jīng)過簡述

2001 年 2 月 27 日 16 時 45 分，江蘇省鹽城市某化肥廠合成車間管道突然破

裂，隨即氫氣大量泄漏。廠領(lǐng)導(dǎo)立即命令操作工關(guān)閉主閥、附閥，全廠緊急停車。

大約 5 分鐘后，正當大家在緊張討論如何處理事故時，突然發(fā)生爆炸，在面積約千余平方米的爆炸中心區(qū)，合成車間近 10m 高的廠房被炸成一片廢墟，附近廠房數(shù)百扇窗戶上的玻璃全部震碎，爆炸致使合成車間內(nèi)當場死亡 3 人，另有 2 人因傷勢過重搶救無效死亡，26 人受傷。

2、事故原因分析

根據(jù)爆炸理論，可燃氣體在空氣中燃爆必須具備以下條件：一是可燃氣體與空氣形成的混合物濃度達到爆炸極限，形成爆炸性混合氣；二是有能夠點燃爆炸性混合氣的點火源。據(jù)調(diào)查，事發(fā)之時合成車間無現(xiàn)場動火等明火火源，那么，點火源從何而來，專家對氫爆炸事故的原因進行剖析：

1）爆炸混合氣體的形成。管道破裂后，氫氣大量泄漏，立即形成易燃易爆混合氣體，并迅速擴散。氫氣在空氣中爆炸極限是4%～74.1%，當氫氣濃度達到爆炸極限遇點火源會發(fā)生爆炸。

2）點火源的產(chǎn)生。事故發(fā)生后，事故現(xiàn)場一片廢墟，點火源難以十分準確定位。根據(jù)事發(fā)之前現(xiàn)場和事故本身情況分析，點火源的產(chǎn)生有以下幾種可能：

氫氣泄漏過程中產(chǎn)生的靜電火花；高溫物體表面；電氣火花；人身靜電火花。

（1）靜電火花

氫氣大量泄漏產(chǎn)生靜電火花當兩種不同性質(zhì)的物體相互摩擦或接觸時，由于

它們對電子的吸引力大小不同，在物體間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，使其中一物體失去電子而帶正電荷，另一物體獲得電子帶負電荷。如果產(chǎn)生的靜電荷不能及時導(dǎo)入大地或靜電荷泄漏的速度遠小于靜電荷產(chǎn)生的速度，就會產(chǎn)生靜電的積聚。氫氣不易導(dǎo)電，能保持相當大的電量。

①氫氣在管線中流動時產(chǎn)生靜電荷。當氫氣在管線中流動時會形成氣體與固

體接觸分離的條件，這種現(xiàn)象的連續(xù)發(fā)生，就會產(chǎn)生靜電。如果氫氣管道未接地或接地不良，就會積聚一定量的靜電荷。

②氫氣泄漏時產(chǎn)生大量靜電荷。當氫氣從管道大量泄漏噴出時，氫氣和管道

破裂部位急劇摩擦，迅速接觸與分離的過程，產(chǎn)生高靜電壓。接觸時，在接觸面形成偶電子層；分離時，偶電子層的一層電子被帶走，另一層電荷留在噴口處。如果管道噴口處接地不良，就會使噴泄的氫氣和噴口處分別帶上大量不同符號的靜電。當靜電荷積聚到一定量時，就會擊穿空氣介質(zhì)對接地體放電，產(chǎn)生靜電火花。

（2）高溫物體表面

氫氣的引燃溫度是 560℃，氫泄漏時遇到設(shè)備管道等 560℃以上的物體外表

面就會燃爆。雖然高溫設(shè)備管道都進行了防腐保溫處理，閥門外露部分和其他保溫殘缺之處還是存在的。

（3）電氣火花

在可燃氣體中，氫氣的點火能量是最低的，只有0.019mJ（這個能量相當于

一枚訂書釘從 1m 高處自由落下時的能量）。電線絕緣不良、接頭不實、不防爆電氣開關(guān)和電氣設(shè)備產(chǎn)生的電火花均能引爆氫氣。

（4）人身靜電

據(jù)實測，人在脫毛衣時可產(chǎn)生2800V 的靜電壓，脫混紡衣服時可產(chǎn)生5000V

靜電壓；當一個人穿著絕緣膠鞋在環(huán)境濕度低于 70%的情況下，走在橡膠地毯、塑料地板、樹脂磚或大理石等高電阻的地板上時，人體靜電壓高達5～15kV。尼龍衣服從毛衣外面脫下時，人體可帶 10kV 以上的靜電，穿尼龍羊毛混紡服再坐到人造革面的椅子上，當站起時人體就會產(chǎn)生近萬伏的電壓。穿脫化纖服裝時所產(chǎn)生的靜電放電能量也很可觀，足以點燃空氣中的氫氣。當人體對地靜電壓為2kV 時，設(shè)人體對地電容為 200pF，則人體靜電放電時所產(chǎn)生的能量為：E=（1/2）CU 2 =0.4mJ，這比氫氣的最小點火能量 0.019mJ 高出很多倍，這個能量足以引爆氫氣（人能感覺到的最小火花能量約為 1mJ）。

3）火災(zāi)的形成

氫氣點火能量僅需 0.019mJ。氫氣和空氣形成的可燃混合氣遇靜電火花、電

氣火花或 500℃以上的熱物體等點火源，就會發(fā)生燃燒爆炸；如果可燃混合氣的濃度達到 18.3%～59%，就會發(fā)生爆轟現(xiàn)象。發(fā)生爆轟時，高速燃燒反應(yīng)的沖擊波，在極短時間內(nèi)引起的壓力極高，這個壓力幾乎等于正常爆炸產(chǎn)生最大壓力的20 倍，對建筑物能在同一初始條件下瞬間毀滅性摧毀，具有特別大的破壞力。

3、事故預(yù)防措施

1）加強相關(guān)安全技術(shù)知識的培訓(xùn)，提高職工對臨氫設(shè)備危險性的認識。建立健全各項規(guī)章制度，認真貫徹執(zhí)行《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》GB4962-2008 及《氫氣站設(shè)計規(guī)范》GB50177-2005 和相關(guān)石化設(shè)計標準。

2）切實加強臨氫系統(tǒng)的設(shè)備管理，對臨氫部位的氫腐蝕、氫脆等情況定期進行技術(shù)分析和系統(tǒng)檢漏，并利用設(shè)備周期大檢修之際徹底檢修。

3）臨氫設(shè)備防爆區(qū)之內(nèi)嚴禁明火。進入該區(qū)域人員應(yīng)穿防靜電服或純棉工作服；在該區(qū)域內(nèi)嚴禁使用手機等通訊設(shè)備；防爆區(qū)內(nèi)電氣設(shè)施包括照明燈具、開關(guān)應(yīng)為防爆型，電線絕緣良好、接頭牢靠；防爆區(qū)內(nèi)嚴禁存在暴露的熱物體。

4）臨氫設(shè)備管道應(yīng)裝設(shè)專用靜電接地線，氫管道泄漏時，嚴禁使用易產(chǎn)生靜電

的物品如膠皮包裹堵漏。