江蘇某公司“8.5”事故
1)事故簡況
2015年8月5日14:45時,某公司在氯甲苯車間輔助區水噴射泵真空系統檢修作業過程中,真空系統以及氯甲苯車間的氯化尾氣緩沖罐發生爆炸并引起氯甲苯車間的火災事故,事故未造成人員傷亡和次生災害事故。
2)事故經過
①8月5日13:30時許,氯甲苯車間主任電話通知外包單位某安裝工程有限公司塑料維修工,因氯甲苯車間輔助區的真空系統水箱本體連接文丘里出口管道彎頭處漏水,需要檢修,并通知當班班長做好水噴射泵真空系統現場閥門切換等待維修工來檢修和現場監護。約14:10分左右,當班班長將真空緩沖罐的循環水泵關閉后,接下來操作失誤:未關閉真空緩沖罐進氣閥、未將真空緩沖罐與真空緩沖罐之間的連通閥開啟;致使氯化系統尾氣處理失去真空抽吸,并導致空氣進入水噴射真空系統——氯化尾氣緩沖罐系統內,與系統內的不凝氣甲苯形成了爆炸性混合物。
②當班班長在“認為”真空系統切換好后告知維修工對泵出口水管開始檢修,檢修作業開始后,當班班長遂離開現場去其它地點巡檢。檢修過程維修工因拆文丘里出水管法蘭時塑料管道斷裂,隨后在14:45時左右,維修工擅自使用(未開具動火證)手提式砂輪機對與水箱連接的塑料短管沿根部進行切割。爆炸時,與真空緩沖罐管道連通的位于氯甲苯車間三樓的氯化尾氣緩沖罐發生爆炸,遂后氯甲苯車間起火。
2)事故原因分析
(1)事故直接原因
①爆炸性氣體環境的形成
a.事故時切割點可燃氣體的來源及氯化尾氣緩沖罐內爆炸性氣體的形成
經查實,短管切割前,當班班長已將循環水泵關閉,但未關閉真空緩沖罐進氣閥,且未將真空緩沖罐之間的連通閥開啟,導致氯化系統真空抽吸失效,水噴射泵水箱氣相空間、真空緩沖罐、氯化塔尾氣緩沖罐氣相空間以及系統相連接的管道中存在源自氯化系統的尾氣(主要為甲苯不凝氣);由于氯化系統尾氣處理失去真空抽吸,導致空氣進入水噴射真空系統——氯化尾氣緩沖罐系統內,與系統內的不凝氣甲苯形成了爆炸性混合物。甲苯的主要理化特性及危險性數據見下表:
表1??? 甲苯蒸氣爆炸性混合物分級、分組
物質名稱 | 分 子 式 | 級別 | 引燃溫度 組??? 別 | 引燃溫度 ℃ | 閃點℃ | 爆炸極限V% | 相對 密度 | |
下限 | 上限 | |||||||
甲苯 | C6H5CH3 | ⅡA | T1 | 480 | 4 | 1.10 | 7.10 | 3.10 |
表2??? 甲苯蒸氣最小點火能
級?? 別 | 可燃蒸氣 | 濃? 度 % | 最小點火能/mJ | |
空氣中 | 氧氣中 | |||
10-3焦耳級 | 甲苯 | 2.27 | 2.5 | ? |
b.爆炸能量評估
計算氯化尾氣緩沖罐(2m3)氣相空間中甲苯的存在量約為:7.52kg
則甲苯的TNT當量計算結果為:WTNT =α*Wf*Qf /QTNT=2.82kg
氯化尾氣緩沖罐爆炸后,緩沖罐因破裂流淌出罐內積存的可燃液體(主要為甲苯)燃燒,高溫火焰烘烤氯甲苯車間四層甲苯高位計量槽(25m3)出料管道至三層的旁路閥門上法蘭連接部位,法蘭墊片因高溫變形引起噴出的甲苯被引燃,燃燒持續了約3小時。
②事故點火源
砂輪機電弧或火化及切割塑料時產生的高溫足以引燃、引發爆燃事故(甲苯的引燃溫度為480℃)。因爆炸致使真空緩沖罐與水箱連通的管道炸裂,且真空緩沖罐與氯化尾氣緩沖罐之間的連接管道上閥門開啟,無阻火設施,切割點火焰沿真空緩沖罐進氣管回火至氯化尾氣緩沖罐內,造成尾氣緩沖罐內甲苯爆炸性混合氣體的化學性爆炸。
③結論
事故直接原因:位于爆炸危險區域的水噴射泵真空系統動火作業時,引爆甲苯與空氣混合物,火焰沿連接管線回火引爆氯甲苯車間內的氯化尾氣緩沖罐,并引起氯甲苯車間局部火災事故。
(2)事故間接原因
①檢修作業前未對檢修作業進行風險分析,未開具動火安全作業證以及采取相應安全防范措施。根據GB50058《爆炸危險環境電力裝置設計規范》以及化工設計院的設計圖紙(防爆區域圖),水噴射泵真空系統區劃分為爆炸性氣體環境2區,根據GB30871《化學品生產單位特殊作業安全規范》,在生產運行狀態下使用砂輪機切割屬于“特殊動火作業”。而此次檢修作業未對系統進行有效隔絕、吹掃、置換以及檢測分析,特殊作業未經審批,現場缺少有效的監護。
②水噴射泵真空系統閥門切換操作失誤,未進行操作“符合性”檢查、確認。
(3)工藝裝置及控制系統進一步提升的安全防范措施
氯化尾氣處理系統真空壓力信號接入DCS系統,以使中控室操作人員能及時發現、采取相應措施;水噴射泵真空系統爆炸性氣體環境區域增設可燃氣體檢測報警裝置。
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