一次压缩机火灾爆炸事故的分析
(每周事故案例学习总第70期)
2005年6月18日,某厂6#压缩机在倒车过程中,发生了一次地沟管路外火灾爆炸事故。火灾爆炸事故导致地沟内火焰蔓延,盖板飞起打弯了操作杆,造成1人受伤。
一、事故经过
该机为L3.3-17/320型氮氢混合气压缩机,10:30开启,5分钟后开始加压,各段压力 (表压力)分布为:一段出口0.2MPa,二段出口0.4 MPa,三段出口1.3 MPa,四段出口13.0 MPa,五段出口18.0 MPa(实际操作指标为6.5~7.0 MPa),六段出口8.5 MPa,七段出口10MPa。当操作者发现五段出口压力超高时(此时,三段出口安全阀已自动放空),立即打开七四三和三四一阀门,可是五段出口超压问题并没有排除,当再去调节三四一阀门的瞬间,突然地沟管路内产生一声轰响,发生率火灾爆炸。事故发生后,立即停车,并用干粉灭火器将火熄灭,除一人受伤外,没有造成其它严重后果。
二、事故原因 停机后现场观察发现:
1、该机所属五段出口管路(由地沟通往室外的五段水冷器),一法兰连接处的地面垫(原设计
为凹
凸垫)已被冲掉,拧紧螺栓未见松动现象。
2、在发生爆炸处的上方,飞起的盖板又倾斜的跌落在地沟边沿上,盖板上方的操作杆已被严
重撞弯。
3、在地沟的两侧表面,盖板的上下表面以及地沟水面上油污十分严重。飞起的盖板下表面仍明显可
见被气体冲刷的痕迹。
经拆机检查:发现该机六段排气阀阀片、弹簧已严重损坏。五段安全阀原已调死,完全失去安全自
调作用。除此之外没发现其它损坏迹象。
从观察到的情况,可初步归纳出以下几点看法:
1、爆炸不是突然发生的;根据证实:从压缩机开启到发现五段出口管路压力超压,已历时5分钟, 在此之前,并没有发现其它不正常的先兆。操作者发现压力超高现象后立即去调节七四三和三四一阀门,但没有效果,随后又去调节三四一阀门,此时发生了爆炸事故,这次爆炸事故是压缩机已运行6分钟后在管道外发生的。
2、导致五段出口压力超高的原因,主要是由于六段排气阀阀片的严重损坏以及五段安全阀失调造成的,最终使得五段出口的压力越来越高,加之法兰垫片选型不对,超压的气体必然冲破垫片(最薄弱的环节)造成大量气体由法兰连接处冲出。
3、气体冲出后很快布满地沟的空间,因而在地沟内形成油雾,强大的气流直接冲击着管路上的盖沟板,盖板震动摩擦产生火星,这是引起地沟管道外爆炸的点火源。
4、火星点燃了此时已与空气混合形成爆炸性气体的泄露的五段气,该五段管道内为碳化气体,主要成份为氢气,遇到火就会爆炸,当时气体中的氢气浓度在爆炸极限范围内,成为爆炸的主要原因。
5、瞬间发生爆炸,强大的爆炸力将盖板冲起,与此同时,将地沟内已雾化的油雾点燃,这是引起地沟火灾的主要原因。
6、由于当时五段管道完全浸没在地沟水中,故不容易引起倒吸火,也没有造成系统管道的爆炸。
三、预防措施
1、压缩机排气管路以及系统之间的法兰连接处,密封不严是引起泄露的主要因素,因此必须按照设计要求选择好法兰、垫片和螺栓,并杜绝、跑、冒、滴漏现象。
2、定期组织有关人员对管路、管件、紧固件和阀门等进行检查。
3、管路安全阀和仪表等在安装 前应按设计规定要求警醒调正,做到灵敏、可靠。 4、管路地沟盖板应采取混凝土板,并定期清洗地沟和管道的油污,保持清洁。
5、压缩机倒车和运转过程中,如发现超压、超温现象,应立即查找原因,并采取行之有效的处理措施,以防后患。
安全小知识: 易燃易爆场所夏季防雷的重要性
发生雷电时,云层内各种带电云与地面之间电场强度超过了25~30LV/cm,强大的电场形成的雷击能量能够瞬间摧毁地面建筑物,而雷电一旦遇到易燃易爆气体、蒸汽和液体等,极易造成爆燃并引起[wiki]爆炸[/wiki]事故,造成重大人员伤亡及财产损失的灾难性事故。
由雷电引发的易燃易爆场所火灾事故时有发生,造成爆炸事故的案例也为数不少。19年8月12日,青岛市黄岛油库火灾就是比较典型的一例。雷击使油罐爆炸燃烧,人员伤亡严重,大部分配套设施毁坏殆尽,经过5昼4夜的激烈搏击,才将其扑灭。2005年4月21日22时25分,重庆市綦江东溪[wiki]化工[/wiki]厂3层高建筑被摧毁,3人死亡16人失踪11人受伤。据有关部门统计,由雷电引发的火灾爆炸事故,在我国每年都发生上百起。
二、引发雷电事故的主要成因
引发雷电事故的原因是多方面的,从已往的火灾爆炸事故中可以看出,直接雷击和感应雷击是造成雷电事故的主要原因。
1. 直接雷击。雷电直接击中现场设备或击中与现场设备连接的管路等,损坏生产和储存易燃易爆詹化品的设备装置,雷击过程中雷击电流在沿仪表导电的支架流入大地的过程中,产生强大的感应磁场,从而损坏电子设备。
2. 感应雷击。一是静电感应,当雷云来临时,导体聚积大量电荷放电,进入仪表和设备,造成设备损坏。二是电磁脉冲辐射,雷电流在其周围产生电磁场,向外辐射电磁波,产生感应电动势,造成设备故障。 当雷电发生时,对生产和储存易燃易爆危化品的构筑物破坏力最强的是电磁效应。强大电磁场会将处于其中的金属导体产生较大的电动势,而处在强大磁场中的导体如果没有构成回路或连接不牢,就会出现放电火花和局部发热,从而引燃引爆存放在建筑物内的易燃易爆危化品。
三、如何有效地防范雷电事故发生 1. 必须依照有关规范标准安装防雷装置
一个完整的防雷装置由3部分组成:接闪器(避雷针)、引下线和接地体。接闪器是直接接受雷击的金属导体,它安装在被保护物顶端或避雷器上。当雷电发生时,安装在易燃易爆化学品储存区装置(如仓库、油罐等)上的接闷器,因高出易燃易爆化学品储存突出物体并且有良好的接地,就会引导雷电向经接闪器向地面方向发展。接闪器的本质作用,就是把雷电引到自身上来,并安全地将雷电流引入大地。
引下线的作用是将接闪器上的雷电流传递到接地体上。其一般采用圆钢或扁钢材料,如有腐蚀性场所应当适当增大截面积。引下线一般沿建筑物的外墙敷设,敷设路线应尽量短而直,应固定牢固,固定支点约为1.5~2m。在地面连接处应用钢管穿管的办法,以防止外物对引下线的机械损伤和腐蚀。为了检查测量方便,在离地面1.5~1.8m处须设置断接卡。
接地体包括接地装置和装置周围的土壤或混凝土,它的作用是把雷击电流有效地泄入大地,常用的接地装置有水平接地极、垂直接地极、延长接地极和基础接地极4种。易燃易爆化学品的接地装置一般采用垂直接地极,即用一根2.5m以上的角钢、圆钢、钢管或铜质柱型材制或垂直打入土壤中,当接地不能满足要求时,可采用环形接地极组和放射形接地极组的办法,为了防止被腐蚀,可在埋前先涂上防腐剂。有些地区土壤电阻较高,一般接地方式达不到接地设计要求的,可采用人工办法来减少接地土壤的电阻率,即用换土法或化学处理法。 2. 易燃易爆场所的构筑物及设备装置必须符合消防安全标准
不难想象,如果易燃易爆场所的构筑物及用于储存生产的设备装置的耐火等级、防火间距等达不到最低消防安全标准,一旦发生火灾和爆炸事故,极易造成大面积失火,火烧连营、爆炸连片,以至于酿成更大灾难。因此易燃易爆场所的构筑物耐火等级应不低于2级,构筑物间的防火间距应保持在12m以上;用于储存易燃易爆危化品的设备装置间应保持20m的安全距离。此外易燃易爆场所必须依照国家有关规范标准配齐配全消防设施设备及器材等。
3. 加强防雷设施的维护保养提高员工的安全意识
安装防雷设备并不意味着一劳永逸,如要使其发挥应有的作用,就要加强防雷设施的日常维护和检查,定期对化工塔、容器等关键部位的接地点进行测试,当顶部装有避雷针或利用罐体作接闪器时,接地电阻不宜大于10Ω,当罐体仅作防感应雷接地时,接地电阻不宜大于30Ω。覆土罐体及罐室的金属构件以及呼吸阀、量油孔等金属附件,应作电气连接并接地。接地电阻不应大于10Ω。定期检测及早发现并消除隐患,以免小隐患引发大的灾难。在强化维护管理的同时,还要加强对雷击危害的宣传,强化全员的防雷意识,在全员中普及防雷知识。
2009年5月31日