1.事故概況
某鋼鐵公司5×104m3威金斯煤氣柜,建于1995年10月,主要用于回收煉鋼廠4座30t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的煤氣,自投產(chǎn)以來一直運(yùn)行正常。
事故當(dāng)天煤氣柜值班人員8點(diǎn)接班后檢查設(shè)備和儀表信號(hào),一切正常。當(dāng)時(shí)柜高19m,柜容30000m3,煤氣柜后的3號(hào)加壓機(jī)運(yùn)行時(shí)出口壓力5.8kPa,向用戶送出量1.6×108ma/h。8時(shí)30分對(duì)煤氣柜出口取樣化驗(yàn),O2:體積分?jǐn)?shù)為l%、CO體積分?jǐn)?shù)為40%、CO2體積分?jǐn)?shù)為23.8%,氣柜內(nèi)煤氣成分在合格范圍內(nèi)。煤氣柜值班人員接班后通知煉鋼廠要求回收煤氣,但柜高、柜容顯示始終呈下降趨勢(shì),9時(shí)25分柜容下降至1.0×104m3報(bào)警,接著柜高5m的下限報(bào)警,為防止活塞著床,值班人員調(diào)整煤氣加壓機(jī)出口壓力,由5.8kPa降至2.4kPa,煤氣送出量減至6000m3/h,并通過公司總調(diào)要求煉鋼廠抓緊回收煤氣,柜容最低達(dá)到5000m3。9時(shí)33分值班人員看見柜高顯示呈上升趨勢(shì),確認(rèn)煉鋼廠開始回收煤氣。9時(shí)40分當(dāng)柜容升到8000m。,值班人員感覺到地在震動(dòng),接著聽到轟的一聲巨響,煤氣柜爆炸事故發(fā)生了。與此同時(shí)柜高顯示23m多,柜容在3.0×104m3以上,瞬間又降至10m多,柜容在1.8×104m3左右。值班人員跑到操作室外,發(fā)現(xiàn)煤氣柜頂一股煙塵沖向天空,氣柜配重塊有的掉下。
2. 事故處理
事故發(fā)生后,值班人員迅速通知煉鋼廠停止回收煤氣,緊急停止煤壓機(jī)運(yùn)行,關(guān)閉氣柜進(jìn)出口閥門,.封柜前u形水封,切斷氣柜與煤氣系統(tǒng)的聯(lián)系。并通知相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和主管部門,做好事故應(yīng)急處理,對(duì)氣柜周圍環(huán)境進(jìn)行煤氣檢測(cè)和警戒。
事故后連續(xù)3次取樣化驗(yàn)柜內(nèi)煤氣成分0:體積分?jǐn)?shù)為零,co體積分?jǐn)?shù)分別為22.8%、23%、23%,C02體積分?jǐn)?shù)分別為29%、29.6%、29.8%。
氣柜爆炸后對(duì)設(shè)備造成一定程度的破壞,直接經(jīng)濟(jì)損失約70多萬元。經(jīng)檢查、氣囊膠簾未有大的破損,轉(zhuǎn)爐煤氣無大量外泄,未造成人員中毒和柜外燃爆事故,沒有造成人員傷亡。
3. 事故原因
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查和事故前后柜高、柜容記錄數(shù)據(jù)以及煤氣進(jìn)出口煤氣成分分析結(jié)果,可以證明此事故為轉(zhuǎn)爐煤氣燃爆事故,燃炸點(diǎn)發(fā)生在氣柜氣囊內(nèi)。
(1)發(fā)生事故時(shí),現(xiàn)場(chǎng)值班人員反映,聽到柜內(nèi)沉悶轟響,柜高由5m(柜容8000m3)突然上升到23m多(柜容3×10‘m。以上),然后又降至l0m多,事故是在轉(zhuǎn)爐煤氣回收過程中,柜容由5000m。上升至8000m。時(shí)發(fā)生的。事故后檢查發(fā)現(xiàn),在氣柜內(nèi)壁高23m處有嚴(yán)重自下而上的刮痕,深度為lmm,刮掉的油漆還垂直懸掛在上面,相對(duì)應(yīng)活塞部位也殘存有漆皮,說明爆炸時(shí)氣柜活塞是由下往上運(yùn)動(dòng),爆炸發(fā)生在氣囊內(nèi)。
(2)事故發(fā)生后,曾連續(xù)3次取氣柜內(nèi)煤氣樣化驗(yàn),CO體積分?jǐn)?shù)為23%左右,氧含量未檢出,事故前氣柜出口o:體積分?jǐn)?shù)為l%,co體積分?jǐn)?shù)為40%,說明氣囊發(fā)生了2CO+O:=2C0:的化學(xué)反應(yīng),O:被消耗掉,CO體積分?jǐn)?shù)下降.屬化學(xué)件爆性。
(3)柜內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn),對(duì)著煤氣柜進(jìn)出口附近的氣囊有過火現(xiàn)象,膠簾大面積鼓包和燒損,有的膠皮燒掉露出尼龍線,離開此范圍燒損情況減緩,損壞的煤氣進(jìn)口管上波紋節(jié)也有過火現(xiàn)象,這些都說明氣囊發(fā)生了爆炸。
(4)氣柜的損壞,是由于氣囊內(nèi)發(fā)生燃爆,氣柜活塞高速上升,活塞至柜頂空間,空氣急劇壓縮,造成柜頂在薄弱部位的物理性爆炸,同時(shí)活塞的不均衡向上運(yùn)動(dòng)、;卡巨壁的力,造成52條地腳螺栓,有47條滑扣脫落,4個(gè)螺桿拔起1個(gè)螺桿折斷,柜底與基礎(chǔ)分離裂縫約100mm。
(5) 氣囊爆炸的原因
①氣柜內(nèi)回收運(yùn)行的介質(zhì)是轉(zhuǎn)爐煤氣,轉(zhuǎn)爐煤氣的主要成分是C0,是有毒的可燃?xì)怏w,CO體積分?jǐn)?shù)為60%~70%的轉(zhuǎn)爐煤氣爆炸極限18.22%~83.22%,爆炸范圍寬下限偏低,危險(xiǎn)性大。
②氧化劑系氣柜內(nèi)轉(zhuǎn)爐煤氣回收過程中產(chǎn)生的,由于煉鋼廠在回收煤氣過程中沒有O2,CO在線連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)分析,致使O:含量超標(biāo)達(dá)到爆炸范圍的不合格轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入氣柜。
③激發(fā)能源是煤氣管道內(nèi)有的焊條頭、焊渣、焊瘤等異物的摩擦碰撞和煤氣中低燃點(diǎn)的硫、磷、化學(xué)性強(qiáng)的FeO的存在。通過對(duì)氣柜內(nèi)更換下的煤氣管道和除塵風(fēng)機(jī)出口等處取樣分析,確認(rèn)轉(zhuǎn)爐煤氣灰塵中含有硫、磷和FeO。在空氣中能自燃的磷往往成為點(diǎn)火源。硫易燃,化學(xué)活性強(qiáng)的氧化亞鐵還能降低點(diǎn)燃能量。根據(jù)有的鋼廠介紹,轉(zhuǎn)爐煤氣灰塵見空氣后能冒煙自燃,并發(fā)出刺鼻的SO2氣味。根據(jù)氣囊過火現(xiàn)象分析,膠簾被高溫灼燒,鼓包脫皮的嚴(yán)重部位對(duì)著氣柜煤氣進(jìn)口范圍,可以判斷燃爆的激發(fā)能源誘發(fā)點(diǎn)在氣柜煤氣進(jìn)口附近。
4. 經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)
(1)通過對(duì)氣柜爆炸前煤氣中O2體積分?jǐn)?shù)為1%、CO體積分?jǐn)?shù)為40%,爆炸后氣囊內(nèi)煤氣中O2含量未檢出、CO約23%的數(shù)據(jù)分析,以及氣囊內(nèi)發(fā)生的化學(xué)性爆炸的事實(shí),說明在9時(shí)33分至9時(shí)40分回收煤氣的過程中,02含量超標(biāo)達(dá)到爆炸極限不合格的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入氣柜,是引起氣柜爆炸事故的直接原因。
(2)控制燃爆事故,要防止燃爆“三要素”同時(shí)齊備的關(guān)鍵,在于嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)爐煤氣中氧含量不能超標(biāo)(2%)。
(3)轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)必須設(shè)置煤氣O2含量,CO連續(xù)自動(dòng)分析儀,在線監(jiān)測(cè),連鎖控制,O2含量超標(biāo)時(shí)煤氣自動(dòng)放散,嚴(yán)禁不合格煤氣進(jìn)入氣柜。
(4) 加強(qiáng)對(duì)煤氣在線o:含量自動(dòng)分析儀的維護(hù)與保養(yǎng),定期巡檢,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,確保運(yùn)行正常,不得在沒有O2含量在線檢測(cè)下的情況下憑經(jīng)驗(yàn)回收煤氣。
(5) 加強(qiáng)轉(zhuǎn)爐煤氣回收、凈化系統(tǒng)的管理與控制,保證設(shè)備運(yùn)行狀況良好,防止系統(tǒng)不嚴(yán)吸入空氣,杜絕煤氣氧含量超標(biāo),減少煤氣含塵量。,
(6) 嚴(yán)格檢修施工作業(yè),加強(qiáng)關(guān)鍵部位監(jiān)控管理,在煤氣柜和管道施工完畢后,內(nèi)部要清理干凈不留異物,并經(jīng)有關(guān)部門檢查確認(rèn)。
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