加氫裝置氫氣壓縮機爆炸事故原因分析及預(yù)防措施
氫氣壓縮機是加氫裝置的關(guān)鍵設(shè)備,廣泛應(yīng)用于石蠟加氫、汽油加氫、柴油加氫、加氫裂化等加氫裝置。目前,按照結(jié)構(gòu)劃分,氫氣壓縮機分為兩種,一種是新氫壓縮機和循環(huán)氫壓縮機為聯(lián)體式,由一臺電機驅(qū)動;另一種是新氫壓縮機和循環(huán)氫壓縮機為分體式,由不同電機驅(qū)動。
1事故簡介
某煉油廠催化重整裝置建于1965年,原設(shè)計能力為10萬t/a。此后,經(jīng)過兩次大的技術(shù)改造。2002年10月,在原有2臺循環(huán)氫壓縮機的基礎(chǔ)上,新增1臺循環(huán)氫壓縮機,采用兩開一備方式運行?,F(xiàn)該裝置由30萬t/a催化重整、12萬t/a抽提裝置聯(lián)合組成。
2007年6月12日2時33分,催化重整裝置當(dāng)班壓縮機操作工陳某聽到運行的循環(huán)氫壓縮機J—203聲音異常,立即匯報當(dāng)班班長張某。張班長帶領(lǐng)操作工董某、劉某趕到氫壓機房,確認聲音異常后,決定立即切換備用壓縮機J—202。同時,陳某到隔音室聯(lián)系鉗工。操作工董某關(guān)閉J—202放空閥后,去一樓檢查冷卻水系統(tǒng),劉某在班長指揮下打開J—202入口閥門。稍后,J—203附近出現(xiàn)異常聲音,班長決定將J—202入口閥門關(guān)閉。此時,異常聲音突然增大,J—203南側(cè)入口緩沖罐附近發(fā)生泄漏。張班長意識到現(xiàn)場已經(jīng)極其危險,無法進行機組切換,馬上組織現(xiàn)場人員跑步回到操作室,對裝置進行緊急停工處理。2時39分,氫壓機廠房發(fā)生閃爆著火。
2事故原因分析
2.1事故的直接原因
催化重整裝置崗位操作人員確認J—203有異常后,在切換備機J—202時,用氫氣直接置換J—202系統(tǒng)內(nèi)的空氣,壓力升高后,J—202系統(tǒng)內(nèi)的空氣竄入正在運行的J—203南側(cè)入口緩沖罐內(nèi),在罐內(nèi)發(fā)生爆燃。爆燃造成了緩沖罐接管焊口部位及出口法蘭泄漏。泄漏逐漸擴大,約2時39分入口法蘭墊片刺開,致使大量氫氣外泄,19s后達到了爆炸極限,發(fā)生爆炸。爆炸造成了壓縮機南側(cè)中體斷裂、入口法蘭開裂、支撐板固定螺栓斷裂、地腳螺栓被拔出。
經(jīng)過調(diào)查,該裝置40多年來一直沿用氫氣直接置換氫壓機系統(tǒng)內(nèi)空氣的操作方法,從來沒有發(fā)生過事故。因此,車間一直沒有執(zhí)行該廠批準的《催化重整車間操作規(guī)程》中要求的氫壓機啟動前要用氮氣置換的規(guī)定,還認為是編寫錯誤,認為車間制定的《重整裝置壓縮機崗位循環(huán)機操作卡》才真實反映了生產(chǎn)運行的實際情況。那么為什么這一次就發(fā)生了閃爆事故呢?
大家都知道,發(fā)生閃爆事故必須具備3個條件:
?、傧到y(tǒng)中存在可燃物,包括可燃氣體、蒸氣、煙塵等。
?、诳扇嘉锱c空氣混合達到爆炸極限,形成爆炸性氣體混合物。
?、鄞嬖谝欢芰康狞c火源。
在過去一直這樣操作的40年中沒有發(fā)生事故,是因為3個條件一直沒有同時具備。而這次恰恰同時具備了3個條件,用氫氣直接置換氫壓機系統(tǒng)內(nèi)的空氣,氫氣和系統(tǒng)存在的空氣形成了爆炸性氣體混合物,同時存在一定能量的點火源。那么點火源又來自哪里?
氫壓機入口緩沖罐內(nèi),氫氣攜帶微量硫化氫,硫化氫與管道、容器的金屬鐵反應(yīng)產(chǎn)生高自燃物硫化亞鐵,硫化亞鐵長時間積聚,在一定條件下,很有可能自燃。另外,用氫氣置換氫壓機系統(tǒng)內(nèi)的空氣,如果速度過快,很容易產(chǎn)生靜電火花。切換操作發(fā)生在凌晨2時,人的生理和心理都處于極度疲憊狀態(tài),而且在運氫壓機已經(jīng)存在故障,急于需要切換到備用氫壓機,難免置換速度過快,產(chǎn)生靜電火花。