空氣管網(wǎng)爆炸事故分析

空氣管網(wǎng)爆炸事故分析

0空氣總管減少財務風險在水煤氣生產(chǎn)中，總空氣處理器向氣化爐提供必要的空氣，以產(chǎn)生必要的空氣。然而空氣總管經(jīng)常爆炸,直接影響氣化爐的安全運行。下面對本公司煤氣廠空氣總管3次爆炸的原因進行分析。1空氣支管的安裝本公司煤氣廠有4臺?1600mm水煤氣兩段爐。制氣所需空氣由2臺離心式鼓風機(1開1備)供給,經(jīng)空氣總管(直徑為700mm,總長為63m)送進氣化爐。其中從鼓風機房空氣總管末端至1號氣化爐空氣支管處長24m,4臺氣化爐空氣支管直徑300mm,間距為6.7m,4號氣化爐以東為將來擴建預安裝的空氣總管,長18m,空氣總管兩端及連接鼓風機的空氣支管末端各裝有1塊鋁質(zhì)泄爆板?？諝饪偣芘c每臺爐連接的空氣支管靠近空氣總管側(cè)安裝一手動閘板閥(即空氣進入氣化爐的總閥),在靠近氣化爐側(cè),由外向內(nèi)依次安裝著DN300mm蝶閥(即1號閥)和DN300mm液壓雙面閘板閥(即2號閥),在1號閥和2號閥中間的連接管上裝有?108mm放散管,內(nèi)裝翻板閥,并與1號閥聯(lián)鎖。如某臺爐制氣,首先將空氣支管上的總閥開啟,鼓風和一吹凈階段1號閥打開,與1號閥聯(lián)動的放散管翻板閥關閉,2號閥隨后打開,空氣經(jīng)1號閥、2號閥進入蒸汽、下吹煤氣、空氣的公用管道,從爐底進入爐內(nèi)。在二吹凈、上吹制氣和下吹制氣階段,1號閥、2號閥關閉,放散管的翻板閥打開,空氣不能進入爐內(nèi),而由安裝在空氣鼓風機房的防喘振閥口溢出。在氣化爐熱備狀態(tài)下,停止鼓風,1號閥、2號閥均關閉,放散管翻板閥開啟?？偡派⒐苁且桓鶛M穿制氣車間東西的?108mm管道,兩端均伸出車間墻外并開口,各制氣爐的空氣放散支管連接到放散總管上。原來在放散總管西端口接一防風罩,在放散總管東端靠墻處向下直角彎3.2m,又水平直彎2m,再直彎后穿墻而出,端口距地面0.8m。2號、3號氣化爐放散檢驗第一次爆炸發(fā)生在1999年8月28日16時10分。爆炸造成空氣總管上的泄爆板破碎飛出,空氣鼓風機房玻璃全部破碎,1號鼓風機外殼變形,值班室門撕裂,值班室與鼓風機房隔墻變形并產(chǎn)生裂紋,空氣總管東端泄爆板旁邊的窗戶玻璃全部破碎,當時在鼓風機房門口的值班人員田某被沖擊波吹出并造成耳鳴。當天15:50正降雷陣雨,16:10雷聲閃電不斷,鼓風機房上空一道閃電過后,即發(fā)生爆炸。當時1號氣化爐因改造停爐,與其相連接的煤氣總閥、空氣總閥、蒸汽總閥均關閉。2號、3號氣化爐處于熱備狀態(tài),其空氣總閥、煤氣總閥、中央灰箱關閉,放散暢通。4號爐正在運行,爆炸時運行人員正在交接班過程,尚未啟爐生產(chǎn)。4號爐在8月28日從0:10至7:00正常制氣,8:00—16:00未制氣,發(fā)現(xiàn)氣化爐放散管不暢通,用3號閥(即煙道閥)進行放散。16:00—24:00期間4號氣化爐放散管仍不暢通,4號氣化爐的空氣總閥、煤氣總閥處于開的位置,其他各爐的1號、2號閥均關閉。爆炸發(fā)生后檢查發(fā)現(xiàn),2號、3號爐的2號閥均能關嚴,4號爐的2號閥有約2mm的間隙。空氣放散管西端放散正常,東端放散管口埋在灰中不暢通。空氣總管的第二次爆炸發(fā)生在1999年10月16日15時41分。爆炸造成空氣總管末端的泄爆板破碎飛出,總管東端旁邊的窗戶玻璃破碎。當時1號氣化爐在運行,13:40啟爐,15:20轉(zhuǎn)停爐,處理正常后,15:40又啟爐,上吹24s,下吹16s,二上吹15s,鼓風9s時,空氣流量表無顯示,于是停爐進行鼓風單閥手動操作使1號、2號閥開啟,4s后即發(fā)生爆炸,爆炸發(fā)生時鼓風機仍在正常運轉(zhuǎn)。第三次爆炸發(fā)生在2003年7月14日9時45分。爆炸造成空氣總管末端的泄爆板破碎飛出,空氣總管東端旁邊的窗戶玻璃破碎。當時1號氣化爐閑置,2號、3號氣化爐冷備,4號氣化爐為生產(chǎn)爐,1號、2號、3號氣化爐的空氣總閥、煤氣總閥、1號閥、2號閥均關閉,與生產(chǎn)系統(tǒng)完全隔開。4號氣化爐生產(chǎn),鼓風機啟動后,氣化爐運行到二吹凈階段轉(zhuǎn)鼓風階段時,即發(fā)生爆炸,爆炸后鼓風機仍在正常運行。3事故原因分析(1)成立泄爆板所受壓力而回收的裝置第一次爆炸時,處于交接班過程中,設備未運行,鼓風機防喘振閥口暢通,不存在因鼓風使空氣總管壓力升高而超出泄爆板所能承受的壓力而爆炸的可能性。第二、三次爆炸時,鼓風防喘振閥口開度未變,鼓風機運轉(zhuǎn)正常,未出現(xiàn)喘振現(xiàn)象,也就是空氣總管與鼓風機的連接端通過防喘振閥口與大氣相通,不會因風機工作而使空氣總管超壓爆炸,故3次爆炸均可排除物理爆炸,應為化學爆炸,即煤氣泄漏進空氣總管達到爆炸極限范圍而引起爆炸。(2)號閥與3號閥之間的位置關系3次爆炸中,洗滌系統(tǒng)的安全水封從未出現(xiàn)過缺水現(xiàn)象,煤氣總管的壓力不超過3kPa,只有壓力達到15kPa以上方可沖破水封,故可排除煤氣總管中的煤氣進入空氣總管的可能。第一次爆炸時,4號爐為生產(chǎn)爐,盡管當時未生產(chǎn),但此前4號爐放散不暢通,只能通過煙道閥(3號閥開)進行放散。在利用煙道放散前,氣化爐內(nèi)的氣體(主要是干餾煤氣)使爐內(nèi)壓力升高,爐內(nèi)的干餾煤氣在壓力作用下,就可以通過爐底及蒸汽、下吹煤氣、空氣公用通道溢出,而5號閥(上吹蒸汽閥)、8號閥(下吹煤氣閥)關閉嚴密,爆炸后檢查證實4號爐的2號閥有2mm的間隙,溢出的煤氣只能通過2號閥的間隙進入1號閥與2號閥之間的空間內(nèi),而放散管東側(cè)堵塞,西側(cè)暢通,但西側(cè)放散口距4號爐的距離約40m,這樣長的距離,在加上風力的影響,大大削弱了放散的效果。1號閥為蝶閥,單獨使用起不到密封作用,煤氣會通過1號閥閥板與管壁的間隙進入空氣總管,達到爆炸范圍。第二次爆炸是因為1號爐運行中故障停爐,爐內(nèi)壓力升高,手動操作使1號閥、2號閥同時開啟,放散支管內(nèi)的翻板閥關閉,煤氣無法從放散管放散,爐內(nèi)來不及泄壓的煤氣經(jīng)過1號、2號閥開啟后的通道內(nèi)很快進入空氣總管,煤氣濃度達到以至超過爆炸下限。當時的生產(chǎn)工藝,下吹制氣時氣化爐內(nèi)壓力最高可達16kPa,鼓風時空氣總管內(nèi)壓力達11kPa。下吹制氣時,下吹煤氣從爐底的下吹煤氣、蒸汽、空氣公用通道口排出,通過8號閥進入收集器及后續(xù)系統(tǒng)。下吹制氣階段1號閥、2號閥關閉,如2號閥關不嚴,下吹煤氣在較高壓力作用下,部分可通過2號閥的間隙、1號閥與管壁的間隙進入空氣總管,形成爆炸性混合氣體。第三次爆炸是因為4號爐在7月14日9時40分之前的停爐階段,氣化爐放散不暢通,爐內(nèi)大量的干餾煤氣得不到充分放散,在爐內(nèi)憋壓,從而從爐底的下吹煤氣、蒸汽、空氣公用通道口溢出,因2號閥關閉不嚴,溢出的部分煤氣通過2號閥的間隙、1號閥與空氣管之間的間隙進入空氣總管東側(cè)的盲端內(nèi)積聚。爐內(nèi)溢出的煤氣,一部分通過放散管西端口放散,而東側(cè)的放散端向下直彎3.2m后又兩次水平直彎穿墻而出,因水煤氣密度比空氣密度小,所以東側(cè)空氣放散管向下直彎3.2m后便形成一個氣封,在鼓風機停機階段東側(cè)空氣放散管實際上起不到放散作用,一部分煤氣便可進入空氣總管。通過以上分析可以得出,停爐階段氣化爐放散不暢通、造成爐內(nèi)憋壓,是煤氣從爐底公用通道外溢的直接原因;下吹制氣階段,下吹煤氣壓力高于空氣總管壓力,是部分下吹煤氣通過2號閥、1號閥與管壁的間隙進入空氣總管的直接原因;2號閥關不嚴或錯誤操作、空氣放散管不暢通是煤氣進入空氣總管的直接原因,多種不安全因素的共同存在構(gòu)成了空氣總管發(fā)生爆炸的主要原因。(3)發(fā)生爆炸,回收了空氣總管內(nèi)的危險性混合氣體,引起了襲擊空氣總管第一次爆炸時,運行人員正在交接班,鼓風機房、制氣車間的各設備均未啟動。而空氣總管內(nèi)沒有任何電器設備及線路,除與氣化爐、鼓風機連接外,空氣總管未與其他設備連接,是一個獨立的系統(tǒng),故可排除明火、電火花的可能。當時氣象條件惡劣,空氣鼓風機房上空一道閃電過后,即發(fā)生爆炸,推斷雷電是引起爆炸的點火源。第二、三次爆炸時,1號、4號氣化爐分別處于運行狀態(tài),經(jīng)過鼓風階段,爐內(nèi)火層燃燒良好,爐溫迅速提高,而空氣總管中的爆炸性混合氣體通過1號、2號閥的間隙與爐內(nèi)形成通道,爐內(nèi)燃燒的熾熱的火層與較大的熱表面積自然會引燃、引爆空氣總管盲端的混合氣體。氣化爐內(nèi)雖有煤氣,但未形成爆炸性混合氣體,氣化爐內(nèi)仍不會爆炸。由于1號、2號閥的存在,直接阻擋了空氣總管內(nèi)爆炸沖擊波對爐底部分的影響,所以3次爆炸中,爐底8號閥附近的泄爆板均完好無損,沒有變形。在氣化爐停爐階段,爐內(nèi)的火層被周圍的灰所包圍覆蓋,火層下面的灰層(爐篦上300mm厚)在爐內(nèi)物料的重壓下,沉積較致密,且溫度較低,使空氣總管中存在爆炸性混合氣體也因火源強度較低無法引燃引爆。所以,氣化爐運行中熾熱的火層、較大的熱表面積是空氣總管第二、三次爆炸的直接點火源。(4)空氣總管側(cè)盲端的設置空氣總管總長63m,東端及連接鼓風機支管末端均用泄爆板封閉,原設計未裝放散管,防喘振閥口從鼓風機連接支管中部向下2m后直彎引出室外。如果4號氣化爐運行,空氣總管東側(cè)的盲端為18m,如果3號氣化爐運行,連接4號氣化爐空氣支管上的總閥關閉,則空氣總管東側(cè)的盲端為25m,依此類推,2號氣化爐運行時,空氣總管東側(cè)的盲端為32m,1號氣化爐運行時,空氣總管東側(cè)的盲端為39m。一旦某臺爐泄漏出的煤氣進入空氣總管,至少有13m3的空間積聚煤氣,形成爆炸性混合氣體,這時空氣總管就構(gòu)成了一個封閉的爆炸空間。4空氣共排系統(tǒng)(1)經(jīng)常檢查清理氣化爐放散管,要形成制度,堅持嚴格執(zhí)行,隨時保持放散暢通。(2)對不能可靠關閉的2號閥應及時檢查維修或更換,確保其氣密性良好。(3)在進入氣