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(qū)水噴射泵真空系統(tǒng)檢修作業(yè)過程中,真空系統(tǒng)以及氯甲苯車間的氯化尾氣緩沖罐發(fā)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(jīng)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(qū)的真空系統(tǒng)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(tǒng)現(xiàn)場閥門切換等待維修工來檢修和現(xiàn)場監(jiān)護。約14:10分左右,當班班長將真空緩沖罐的循環(huán)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(tǒng)尾氣處理失去真空抽吸,并導致空氣進入水噴射真空系統(tǒng)——氯化尾氣緩沖罐系統(tǒng)內(nèi),與系統(tǒng)內(nèi)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(tǒng)切換好后告知維修工對泵出口水管開始檢修,檢修作業(yè)開始后,當班班長遂離開現(xiàn)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(fā)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(huán)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(nèi)爆炸性氣體的形成
經(jīng)查實,短管切割前,當班班長已將循環(huán)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(tǒng)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(tǒng)相連接的管道中存在源自氯化系統(tǒng)的尾氣(主要為甲苯不凝氣);由于氯化系統(tǒng)尾氣處理失去真空抽吸,導致空氣進入水噴射真空系統(tǒng)——氯化尾氣緩沖罐系統(tǒng)內(nèi),與系統(tǒng)內(nèi)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(shù)據(jù)見下表:
表1??? 甲苯蒸氣爆炸性混合物分級、分組
物質(zhì)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(jié)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(nèi)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(xù)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(chǎn)生的高溫足以引燃、引發(fā)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(nèi),造成尾氣緩沖罐內(nèi)甲苯爆炸性混合氣體的化學性爆炸。
③結(jié)論
事故直接原因:位于爆炸危險區(qū)域的水噴射泵真空系統(tǒng)動火作業(yè)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(nèi)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(yè)前未對檢修作業(yè)進行風險分析,未開具動火安全作業(yè)證以及采取相應安全防范措施。根據(jù)GB50058《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》以及化工設計院的設計圖紙(防爆區(qū)域圖),水噴射泵真空系統(tǒng)區(qū)劃分為爆炸性氣體環(huán)境2區(qū),根據(jù)GB30871《化學品生產(chǎn)單位特殊作業(yè)安全規(guī)范》,在生產(chǎn)運行狀態(tài)下使用砂輪機切割屬于“特殊動火作業(yè)”。而此次檢修作業(yè)未對系統(tǒng)進行有效隔絕、吹掃、置換以及檢測分析,特殊作業(yè)未經(jīng)審批,現(xiàn)場缺少有效的監(jiān)護。
②水噴射泵真空系統(tǒng)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(tǒng)進一步提升的安全防范措施
氯化尾氣處理系統(tǒng)真空壓力信號接入DCS系統(tǒng),以使中控室操作人員能及時發(fā)現(xiàn)、采取相應措施;水噴射泵真空系統(tǒng)爆炸性氣體環(huán)境區(qū)域增設可燃氣體檢測報警裝置。
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