1事故經(jīng)過
2003年7月17日0:30,因管網(wǎng)壓力高,調(diào)度指令停兩臺1500m3/h氧壓機。0:40操作工發(fā)現(xiàn)“一萬”制氧機恒壓裝置壓力偏高,管網(wǎng)壓力上漲較快,此時管網(wǎng)壓力為2.4MPa,申請停5000m3/h氧壓機。0:56正當(dāng)操作工準備停5000m3/h氧壓機時,聽見一聲巨響,隨后只見1500m3/h氧壓機房后天空一片火紅,并持續(xù)了幾秒鐘。事后發(fā)現(xiàn),一條新增的連接新建16000m3/h制氧機與老空分系統(tǒng)的膨脹節(jié)被炸裂,被炸裂的膨脹節(jié)后面的20多米的氧氣管道被燒黑并部分燒熔,同時周圍的樹及草被燒燃。操作人員趕緊關(guān)閉相應(yīng)的閥門,組織撲火,才末使事態(tài)進一步擴大。
2事故原因分析
事故發(fā)生后,公司立即組織國內(nèi)制氧專家對現(xiàn)場進行查看和對事故管道、焊接處取樣分析。
現(xiàn)場查看及取樣分析情況:①管內(nèi)存在氧化鐵皮、焊渣及閥門加工的殘渣等雜質(zhì);②管內(nèi)有銹渣、水漬;③管道附件彎頭、變徑不符合規(guī)范要求;④管托、管座設(shè)計不合理,使膨脹節(jié)產(chǎn)生徑向振動而損壞;⑤施工單位無施工資質(zhì)。
引起氧氣管道燃爆的原因有如下幾個方面:
(1)施工質(zhì)量問題是造成氧氣管道燃爆的基本原因。
①管內(nèi)有氧化鐵存在,熔融物剝落層內(nèi)有鐵銹,說明管道酸洗不徹底;②管道有銹渣、水漬,說明管道酸洗后沒有進行鈍化處理及安裝完后較長時間內(nèi)未投運時沒有進行充氮保護;③焊渣及閥門加工的殘渣存在,說明管道施工完后吹掃不干凈。進行吹掃時閥門末拆除,閥門存在的死角吹掃不到。閥門不應(yīng)參與吹掃,閥門應(yīng)在拆除后單獨處理,管道應(yīng)用短管連接進行吹掃。
施工質(zhì)量問題造成新安裝的氧氣管道內(nèi)存在氧化鐵、銹渣、焊渣等殘留異物,在氧氣流動中成為引火物。這些引火物的存在為本次氧氣管道燃爆事故提供了基本條件。
(2)管托、管座及管路走向設(shè)計不合理,使膨脹節(jié)產(chǎn)生徑向振動而損壞。
由于管托、管座及管路走向設(shè)計時沒有充分考慮管道運行中徑向振動或位移,當(dāng)管內(nèi)壓力變化時,管道產(chǎn)生徑向振動或位移,使膨脹節(jié)也產(chǎn)生徑向振動而損壞。壓力升高以后膨脹節(jié)就被壓破,氧氣外泄,形成高速氣流。
當(dāng)管網(wǎng)壓力升到2.4MPa時膨脹節(jié)被沖破,氧氣外泄瞬時流速達到亞音速(約300m/s),管內(nèi)的雜物在高速氣流帶動下與管道內(nèi)壁發(fā)生強烈摩擦、碰撞,使管道局部過熱達到燃點而燃燒。有關(guān)資料顯示:氧氣中混有氧化鐵皮或焊渣,在彎管中的氧氣流速達到44m/s時,產(chǎn)生的高溫能將管壁燒紅;雜質(zhì)為焦炭顆粒、氧氣流速為30m/s,雜質(zhì)為無煙煤、氧氣流速為13m/s時,產(chǎn)生的高溫能將管壁燒紅。因此當(dāng)膨脹節(jié)破裂時,管道內(nèi)的氧氣流速大大提高,致使施工中留在管道中的氧化鐵、焊渣在高純氧中燃燒起來,鋼管在純氧中也燃熔。
(3)氧氣管道設(shè)計缺少安全保證措施。
管路設(shè)計時未考慮在恒壓調(diào)節(jié)閥前增加過濾器,造成焊渣等雜物將調(diào)節(jié)閥卡死,不能及時調(diào)節(jié)恒壓閥后管網(wǎng)壓力,使管網(wǎng)壓力超過正常工作壓力。
3安全防護措施
3.1氧氣管道安裝方面
(1)在確定氧氣管道施工單位時應(yīng)選擇具有相應(yīng)資質(zhì)和有氧氣管道施工經(jīng)驗的施工隊伍。
(2)氧氣管道在安裝之前應(yīng)按GB16912—1997《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》進行嚴格的酸洗、脫脂處理。酸洗、脫脂后管道用不含油的干燥空氣或氮氣吹凈。
(3)氧氣管道安裝施工后較長時間未投運時應(yīng)充干燥氮氣進行保護,以防潮濕空氣進入,使管道生銹。
(4)氧氣管道施工完畢后應(yīng)進行嚴密的吹掃、試壓及氣密性試驗。吹掃應(yīng)不留死角,吹掃氣體應(yīng)選用干燥無油空氣或氮氣,且流速不小于20m/s。嚴禁采用氧氣吹掃。
(5)氧氣管路焊接時應(yīng)采用氬弧焊打底,并按GBJ235、GBJ236標準的有關(guān)規(guī)定上升一級處理。
3.2氧氣管道設(shè)計方面
(1)在選用膨脹節(jié)作管道伸縮補償時,管道走向設(shè)計時應(yīng)充分考慮減少管道運行過程中的徑向振動或位移的措施。
(2)在恒壓調(diào)節(jié)閥前應(yīng)設(shè)計相應(yīng)的過濾器,防止鐵銹、雜物卡住調(diào)節(jié)閥。閥門后均應(yīng)連接一段其長度不短于5倍管徑、且不小于1.5m的銅基合金或不銹鋼管道,防止著火。
(3)氧氣管道應(yīng)盡量少設(shè)彎頭和分岔,工作壓力大于0.1MPa的氧氣管道彎頭、變徑應(yīng)采用沖壓成型法蘭制作。分岔頭的氣流方向應(yīng)與主管氣流方向成45°~60°角。
(4)法蘭密封圈宜采用紫銅或聚四氟乙烯材料的O型密封圈。
(5)氧氣管道應(yīng)設(shè)有良好的消除靜電裝置,接地電阻應(yīng)小于10Ω,法蘭間電阻應(yīng)小于0.1Ω。