河南輝縣某化肥廠氨水罐爆炸事故
1993年9月18日,河南輝縣某化肥廠合成車間碳化工段在檢修焊接管道過程中,引起氨水罐爆炸,3名維修工當場死亡。
一、事故經過和危害
1988年該廠第二套尿素投產后,碳化工段的碳酸氫銨生產基本停止。1993年6月為滿足當地農民的需求,計劃再生產一部分碳銨。為此,對碳化工段進行檢修,8月底基本結束。尚有氨水槽頂部環焊縫一1m長的裂縫未補焊,氨水罐放空管和循環氨水罐放空差230mm未連接。9月14日,合成車間安排碳化工段長負責完成這兩項補焊和接管任務,由車間安全員負責這兩項工作的安全措施審批、監督、檢查工作。
1993年9月15月16時,工段長從維修班要來2名維修工、1名電焊工,用了兩天的時間,按照設備檢修有關安全規定和安全員現場要求,在氨水罐周圍連接管上,分別加插隔絕擋板。其中氨水罐頂φ219mm放空管短節中間法蘭,加了一直徑350mm的擋板,在擋板與下法蘭平面之間支撐四個螺母,留出空隙。在焊接氨水罐時,罐內氣體又可從擋板下空隙處排出。為防止上下法蘭錯位,穿了一條螺線未緊固。向罐內(原先裝過氨水)連續沖洗清水,置換合格后,對氨水罐(直徑4.4m,高7m)頂部裂開的長1m環焊縫進行了補焊,于16日17時30分結束。
為連接對焊氨水罐頂部和循環氨水罐(南面)頂部φ219mm橫放空管,工段長于9月17日上午8時與安全員共同制訂兩管對接的安全措施方案。
17日對氨水罐和南面的循環氨水罐的兩放空管進行一天的置換、吹凈工作。18日上午7時30分又接著開蒸汽對兩放空管進行吹凈。同時向南邊循環氨水罐中加清水,水從另一個φ57mm放空管中流出。這一切動火安全措施辦完后,由安全員辦理了動火證,交電焊工動火。工段長為了落實動火證上“焊線必須接在焊接部位” 的要求,又專門備用了較長的地線。指定維修工為檢修工作的現場安全監護員,負責監護氨水罐周圍的意外易燃物。9時20分電焊工割去氨水槽頂部放空管南端堵頭。工段長和2名維修工均站在氨水罐封頭上作業,配置φ219mm放空管短節,當氣割將放空管割開后,安全員離開現場到其他崗位檢查去了,工段長到車間辦公室去了,經過兩次氣割配合才將短節點焊上去。10時40分在焊接短節時氨水罐發生爆炸,上封頭飛出,罐上作業的焊工和2名維修工當場死亡。
二、事故原因分析
1.事故發生的直接原因
根據物質燃燒爆炸的三個條件,查找可燃物和助燃物的來源。
(1)從氨水罐底部液位計取桶內水分析,發現原9月16日加入的清水變為40tt(滴度)的稀氨水,20日打開氨水罐底部的人孔,發現罐底400mm深的氨水,上部只有150mm深為氨水,下部250mm均為污泥鐵銹和碳銨結晶雜質。罐內聞到濃烈刺鼻的氨味和硫化氫氣味。取罐底污泥雜物100mL與清水120mL混合攪拌,待澄清后分析水樣,即變為34tt的稀氨水。又取罐內污泥與氨水置一小容器內經28℃溫度加熱,點火試爆進一步證實。罐內置換時原有清水向外排放時進入了空氣(20%氧)助燃物。
(2)未放完的罐底400mm深水和污泥混合后,經9月17日一天和18日10時之前28℃氣溫加熱后,清水成為氨水。氨水繼續揮發至罐內空間成為可燃物。
(3)在分析火源時,先排除氣割時的火花。
1)在氣割氨水罐頂部φ219mm橫放空管南端堵頭時,南、北兩管蒸汽均未停止吹凈,只是氣量減小。
2)氨水罐頂部所插擋板的直徑在350mm以上,大于法蘭。擋板上平面有,4個螺母被上邊法蘭壓在擋板上,火星很難進入,同時擋板上平面被螺母支撐的空隙,不斷向外流水和蒸汽。
3)從現場人員證實事故后甩向罐北邊的φ219mm放空管看到,北邊管上的堵頭板已經割掉,長230mm的短管已經點焊上去。進一步證實氣割點焊時并未造成事故,又發現焊機接地線未按動火證要求連接,而是接在氨水罐鐵爬梯下距地面1m處。氨水罐頂部法蘭上松動的螺絲成為唯一電焊時的大電流導體。松動的螺釘在焊接時因接觸不良,極易在法蘭擋板下面產生火花,成為引爆氨水罐頂放空管法蘭下部管內可燃混合氣的火源。
以上三條是造成氨水罐爆炸的直接原因。
2.管理上存在的問題
(1)檢修焊接氨水罐頂部放空管,檢修人員又全部站在可燃易爆的氨水罐上進行作業,對于這種嚴重的違章作業行為,工段長、安全員沒有采取措施制止。安全員認為9月16日氨水罐動火前已全部充滿清水,充滿清水的氨水罐是安全的,根本不用考慮罐內的不安全因素,罐上作業也就用不著制止了。在爆炸事故發生后,還不相信氨水罐是空,并懷疑爆炸時水是否被濺出。直到2名操作工和工段長證實后,才使安全員和調查組成員明白水已于16日晚放完。水放完也無人向安全員作過交代,而且安全員也沒有再作二次檢查,這是造成事故的一個重要因素。負責此項檢修任務的工段長承認,是自己于16日18時30分通知維修工把氨水罐水放掉的,目的是晚上氨水過多時,作為備用罐使用。經16日晚和17日一天,氨水罐內已分解揮發出大量可燃氣,18日再行作業時未能重新置換加水。這是造成此次事故的一個主要原因。
(2)電焊機接地線,沒按動火證要求,接在爬梯上成為爆炸事故的火源。經查實焊線是電焊工在氣割管道之后,安全員、工段長離開現場時,圖方便接在下面的。在焊接管道時焊線不準搭在其它設備上作為導電體,這是焊工十分清楚的(動火證安全措施第七條有明確規定)。由此看來電焊工也有不可推卸的責任。這也是造成這次事故的另一個主要原因。
(3)現場安全監護員未盡到現場安全監護的責任。