突发!7人死亡,超20人受伤!制氧厂突发爆炸,现场救援极度混乱
据孟加拉国媒体报道,当地时间3月4日16时30分左右,孟加拉国东南部希塔昆达(Sitakunda)地区一家制氧厂发生爆炸,引发火灾。目前,事故已造成6人死亡,25人受伤。事故原因正在调查中。
据初步调查现场氧气监测和安全防护装备匮乏是罪魁祸首。
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大部分爆炸现场没有过火痕迹,因此本次爆炸应是物理爆炸为主,爆炸后大量氧气泄漏后,引发局部富氧燃烧。
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现场有大量四处散落的氧气钢瓶,风险极大。
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现场有好多辆氧气钢瓶运输车,正在进行装卸作业,且部分车已着火,风险极大。
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办公楼或居民区距离爆炸中心相对较近,风险较大。
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救援现场混乱,没有在现场开展有序的隔离和警戒,普通民众、工厂员工、消防队员、警察等大量人员在具有大量四处散落氧气钢瓶的高风险环境中无序聚集。
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现场绝大部分人员没有配备相应的个体防护器材,只有极少部分人佩戴安全帽、口罩和手套等简易防护装备。
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现场严重匮乏专业的救援装备,如大功率消防车、破拆车、生命探测仪、环境监测车等,现场仅有一台小功率消防车在工厂围墙外进行火灾扑救。
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据相关资料报道该厂没有消防水系统和相关的气体浓度监测系统。
制氧生产中燃爆事故时有发生,有的甚至造成了机毁人亡的严重后果,使国家、企业和人民生命财产蒙受了巨大损失,如 1996 年 3 月新余钢铁厂6000m3/ h空分主冷爆炸、 2000年8月萍乡钢铁公司1500m3/ h制氧机检修现场的燃爆事故等。惨痛的教训再次提醒我们:制氧生产防火防爆不容忽视。应当充分认识到制氧生产中火灾、爆炸的危险性,了解、掌握其原因、机理及相应对策,以便从各个环节对存在的危险因素加以控制、消除,防患于未然。
制氧生产中发生燃爆的可能性主要有:空分设备的爆炸、高纯高压氧气管道的燃爆和系统外的燃爆。
01空分设备的爆炸
1.1 爆炸原因、机理
空分设备的爆炸部位主要发生在大量液氧积存的主冷凝蒸发器内,特别是液氧蒸发界面。下面根据燃爆的三要素即可燃物、助燃物和引燃引爆源进行具体分析。
(1)可燃物。空分设备的原料来自于大气,大气中含有各种有害杂质气体,其中乙炔及其它碳氢化合物对空分设备的安全生产危害极大。厂区内空气中碳氢化合物等有害杂质的含量见表1。
这些碳氢化合物虽经空分净化装置的清除,但仍有少量和不能清除的物质随原料空气被带入空分塔内,并主要在主冷凝蒸发器的液氧中浓缩、积聚,当达到一定程度(即爆炸极限),且有固体析出时,再遇到足够的引燃引爆能量,便会发生爆炸。若干种碳氢化合物在氧气中的爆炸极限见表2。
从表2中可见,乙炔的爆炸敏感性最强,即危险性最大。它是不饱和碳氢化合物,具有高度化学活性,极不稳定,且在液氧中的溶解度很低 5 ×10 - 4%,很容易以固态析出而引爆。因此,对乙炔的防范要更为谨慎些。
(2)助燃物。即主冷凝蒸发器中本身存在的液氧及其蒸发的气态氧。
(3)引燃引爆源。主要有: ①爆炸性杂质固体微粒(如液氧中析出的固态乙炔)的相互摩擦或与器壁摩擦。②静电放电。当液氧中含有少量冰粒,固态二氧化碳时,会产生静电荷。若二氧化碳的含量提高到200 ×10 - 4%~300 ×10 - 4%时,所产生的静电位可达3000V。③气波冲击、压力冲击、气蚀现象引起的压力脉冲,造成局部压力升高。④化学活性特强的物质(臭氧、氮的氧化物等)存在,使碳氢化合物在液氧中的爆炸敏感性增强。
1.2 防爆措施
(1)严把原料空气关。空气要保持洁净,吸风口处空气中烃类等杂质的允许极限含量见表3 :
(2)净化、清除加工空气中的有害杂质。采用先进的常温分子筛吸附法,即在空分设备前设置分子筛吸附器。它能将 C2H2、 C3H6、 C4H8 等杂质全部吸附,C3H8 和 C2H4 也大部分被吸附,并可将 CO2 的入塔量控制在1 × 1024%以下,能除去 90 %的 N2O。我厂运行中的 3 台制氧机均先后采用了分子筛吸附法,其中6500m3/ h 空分内部还增设了液氧吸附器,能有效地吸附主冷液氧中存在的乙炔等碳氢化合物,由此大大增加了空分设备运行的安全系数。
(3)防止碳氢化合物在主冷中的积聚、浓缩。应连续不断地排放液氧,其量为 1 %的气氧产量。这样可使主冷中的液氧总是处于流动状态,避免碳氢化合物在主冷中局部浓缩、积聚。
(4)正常稳定地操作空分设备。①保持温度、压力、流量、液面等相对稳定,防止工况波动,避免产生摩擦、冲击等激发能源而引爆。②采用“全浸式”操作。即主冷凝蒸发器的液氧液面应保持高于板式单元的高度,以防上液氧蒸发界面乙炔析出而引爆。③空分临时停车时间不能太长。停车后,当主冷液位低于正常液位一半或液氧中的乙炔含量超过0. 1×10 - 4%时,就应全部排液,以防乙炔局部积聚、浓缩而造成开车时爆炸。④避免空分设备超周期运行。
(5)空分设备的除油保护。如果空气压缩过程中气体带油而裂解,会增加乙炔等碳氢化合物的含量,给空分设备的安全运行带来威胁。进入空分设备的油,来源于空压机和膨胀机的润滑油及空气中的油污。故需采取润滑油的密封、空压机处增设排油烟风机等措施。
(6)完善监测分析手段。在线随时监测与离线定期分析并用。利用在线监测仪表,随时监测液氧中的乙炔等碳氢化合物的含量,以便及时发现问题。同时,一般采用气相色谱仪分析法,每天至少做一次离线分析,当乙炔及总碳量达到报警值时,应增加监测分析频率,并及时采取加大液氧排放量等措施,以稀释其在液氧中的浓度。液氧中乙炔及总碳量报警值及停车值见表4。
(7)在空分设备内外设置完善、可靠的防雷和防静电接地装置,接地电阻 ≤10Ω,且每年至少检测一次。
02高纯高压氧气管道的燃爆
2.1燃爆原因、机理:
氧气管道本身材质一般是碳素钢或不锈钢,因含碳,属可燃性材料,而且在高压(3MPa)纯氧中铁呈粉状时的燃点很低,一般为 300 ℃左右。碳素钢或不锈钢氧气管道会在纯氧条件下被先着火的铁粉、油脂等引燃。对于激发能源,通常有以下几种: ①阀门在高低段之间突然打开时,低压段氧气急剧压缩,由于速度很快,来不及散热,形成所谓的“绝热压缩”,局部温度猛升,成为着火能源。②启闭阀门时,阀瓣与阀座的冲击、挤压,阀门部件之间的摩擦发热。③高压运动的物质微粒(如铁锈、灰尘、焊渣、杂质颗粒等)与管壁的摩擦、相互冲击和阀门、弯头、分岔头及焊瘤等处的冲击碰撞。④静电感应、油脂引燃、外部火源、铁锈和铁粉的触媒作用等。
2.2防燃爆措施
为了杜绝氧气管道的燃爆事故,在管道设计、制造、安装、使用、管理等各个环节中均应规范或采取必要的措施。主要有:
①氧气管道要完善接地,阀兰两侧用铜制导线跨接,防止静电。
②尽量采用直管少用弯头,以避免磨损而生成危险的铁粒子。
③氧气管道、阀门、管件等一切部件,安装前必须严格脱脂并除去锈垢。脱脂一般用四氯化碳溶剂等方法。安装完毕后,应进行强度试验和气密性试验,以保证管道的强度和防止泄漏。
④严禁管道内带水份,流经的氧气要十分干燥,以防生成锈垢。
⑤限定氧气在管道中的流速。流速过大,高纯高压氧气与管壁、杂质颗粒的摩擦与碰撞,会引起管道温度升高。氧气在管道中的最高流速见表 5。液氧管道一般采用不锈钢,其流速限定在 0. 5m/ s~1. 0m/ s。
⑥管道采用不锈钢和铜材,这样可以抑制管内生成氧化的锈垢及磨损的铁粒子;衬垫严禁用可燃材料。
⑦阀门的启闭操作要缓慢,避免过急而产生摩擦发热。
⑧氧气管道动火作业前,应制定严密的动火方案,经安全部门批准,并用氮气将管内余氧置换干净,含氧量小于23 %后方可动火。
03系统外的燃爆
3.1燃爆原因
系统外的燃爆具有较强的可预见性和可控制性。其主要是由于液氧排放、氧气放空或泄漏等原因而形成氧富集区,在富集环境中存在的各种可燃介质更易引燃。甚至人体和衣服也会成为易燃物。
3.2防燃爆措施
严格动火制度,动火过程中不断检测氧气含量( < 23 %),一旦超标立即停止动火。并严禁吸烟,因为身处富氧区,衣服已饱含氧气,如点火吸烟将与自焚无异。
“隐患险于明火,防范胜于救灾”,防火防爆工作不可有丝毫的松懈,不能放过任何隐患,要遵循生产客观规律,持续改进,只有这样才能避免事故的发生。
(来源:一点化工,如有侵权请联系删除)
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