危化企业管道爆炸原因分析.docx

危化企业管道爆炸原因分析1 事故情况2008 年 1 月 25 日，某公司计划临时停车检修一天。主要检修项目包括污水处理风机电机安装、污水处理管道清理，变换预热交换器更换，变换热水系统检查等，同时要求各分厂、车间利用停车检修机会，自行安排消漏、清理项目。当日 8 时，该公司合成氨厂停车后，造气工段职工开始检修，检修人员褚某等三人负责 4#炉放空阀阀前盲肠管清灰作业，8 时 30分许，管道内煤灰清理完毕，褚某正在拧紧清灰口防爆板螺丝，管道内突然发生爆炸，防爆板冲出打在正面作业的褚某身上，褚某身体向后弹出 5米，头部撞上墙壁严重受伤，当场死亡。该公司是一家老国有企业，主要生产碳酸氢氨、工业液氨、H2、聚氨酯胶粘剂等产品。公司设有合成氨厂等 4 个分厂、生产部、销售科、安环科等科室，合成氨厂是公司最大的分厂，下设造气等 5 个车间，造气车间主要生产合成氨的主要原料半水煤气。因为原料、工艺的原因，管道中常积有煤灰，只要有停炉的机会，造气工段操作工就会实施清灰作业，一般情况下，清灰工作不单独列入检修项目中。2008 年 1 月 9 日该公司合成氨厂停车检修半天，操作工在事故发生点进行过同样的清灰作业，未发生任何异常情况。2 爆炸原因初步分析爆炸发生时，煤气发生炉已按操作规程停炉，2 个探火孔全敞开，管道内可燃气体已被点燃，气柜进出口水封已封牢，管道放空阀已打开，不存在管道超压发生物理爆炸情况。从本起事故来看，管道内没有能产生爆炸的液、固相特性物质，只有可能是管道内存在易燃易爆气体，在火种(或高温)的引发下发生爆炸，即爆炸性混合气体爆炸。那么爆炸性混合气体从哪里来?爆炸过程又是怎样发生的呢?3 爆炸过程推论3.1 造气工艺介绍。该公司采用固定层间歇造气法制取半水煤气，以煤为原料，在高温下空气和水蒸气交替地通入煤气发生炉，煤中的可燃物质转变为 H2、CO、CO2，通入空气的过程称为吹风，制得的煤气叫空气煤气;通入水蒸气的过程称为制气， 制得的煤气叫水煤气;空气煤气与水煤气的混合物称为半水煤气，详见反应式(1)到反应式(8)。 正常生产状况下半水煤气的主要成分为：H2、CO、CO2、N2 及极少量的 C H4、O2 和微量的 H2S。其中，H2、CO、C H4 如与空气混合， 达到爆炸极限， 遇到明火或获得发生爆炸的最小能量，即可发生爆炸。主要反应式有：2C+O2=2CO (1)C+O2=CO2 (2)2CO+O2=2CO2 (3)CO2+C=2CO (4)C+2H2O=CO2+2H2 (5)C+H2O=CO+H2 (6)CO+H2O=CO2+H2 (7)主要副反应有：C+2H2=CH4 (8)3.2 临时停炉管道内气体成分分析。该公司执行的临时停炉工艺操作在国内中小型合成氨厂是比较成熟的。空气在放空管牵引力作用下从打开的探火孔进入煤气发生炉，由于空气过量，煤与空气反应大部分生成 CO2，少量的 CO 经燃烧也变成了 CO2。正常情况下管道内主要气体成分为 N2、 O2、 CO2， 几乎没有易燃易爆气体。出现易燃易爆气体的主要原因有：(1) 炉口明火熄灭，含碳物质不完全燃烧产生 CO;(2) 刚加入炉内燃料水分过高， 入炉产生煤气;(3) 蒸汽泄漏进入煤气发生炉生成水煤气;(4) 燃料挥发分含量高，停炉时炉上温度偏低;(5)煤气发生炉水夹套渗漏，水或进入炉内生产水煤气。3.3 相关事实证据。(1) 爆炸事故发生后煤气发生炉处于明火熄灭状态。(2) 当日 4#煤气发生炉加煤时间已超过半小时。(3) 事后发现该煤气发生炉上蒸阀部分腐蚀，各蒸汽手轮阀处于开启状态，总蒸排污阀处于关闭状态。(4) 25 日停炉点火后，炉口火苗旺，炉上温度高。(5) 事后 4#煤气发生炉水夹套经测试证明未发生泄漏。(6) 放空管一般只在停炉时使用，放空阀阀前盲肠管内有大量煤灰。3.4 事故发生过程推论。检修前，4#煤气发生炉按规程停炉，在探火孔点火引燃炉子内可燃气体，2 个探火孔全敞开，放空阀打开，探火孔与放空管成连通状态，大量空气经牵引进入炉内， 煤气发生炉燃烧很旺(少量含碳物质不完全燃烧产生的 CO 和泄漏的水蒸汽与炽热的炭层反应生成的 H2 被点燃)。褚某等三人将作业凳摆在防爆板(放空阀阀前肓肠管处)正前方，旋松螺丝，拔出防爆板，进行清灰作业。防爆板被拔出后，因为阻力小，放空管立即把这个刚打开的管道口变为进气口。与此同时，路途遥远且阻力重重的探火孔空气通道变得不畅通起来，从探火孔进入的空气量明显减少，炉火变小，炉温变低，最后 4#煤气发生炉炉口明火熄灭，煤中含碳物质不完全燃烧产生出的 CO，泄漏的水蒸汽与炽热的炭层反应生成的 H2，得不到燃烧，慢慢在管道内累积。清灰作业完毕后，褚某站在作业凳上，将防爆板插入安装槽，然后身体正面对着防爆板紧螺丝。当敞开的管道口被防爆