某空分裝置氧氣放空閥及放空管線爆炸事故分析

　　【簡(jiǎn)要經(jīng)過】

　　2010年11月1日，事發(fā)前3號(hào)空分裝置冷箱高壓液氧A泵正在運(yùn)行;B泵檢修后試運(yùn)行，準(zhǔn)備投備用。22：59，高壓液氧B泵在預(yù)冷泵時(shí)發(fā)現(xiàn)密封氣壓差顯示故障，現(xiàn)場(chǎng)檢查泵密封氣系統(tǒng)及機(jī)械盤車均未發(fā)現(xiàn)問題，判定差壓變送器故障，值班人員通知儀控人員處理缺陷。

　　23：51，運(yùn)行中的高壓液氧A泵密封氣壓差低于0KPa，聯(lián)鎖動(dòng)作，高壓液氧A泵停運(yùn)。此時(shí)3號(hào)空分裝置冷箱高壓氧氣送出管線上閥門狀態(tài)：送出閥PV3-102開度100%,氧氣放空閥PV3-109開度55%。氧氣送出管線壓力顯示4730KPa, 氧氣送出管線流量顯示52094Nm3/h。

　　值班人員馬XX到現(xiàn)場(chǎng)檢查高壓液氧A泵狀況，23：54：43，在到達(dá)3號(hào)空分裝置高壓液氧泵箱附近時(shí)，發(fā)現(xiàn)氧氣防爆間有火光，立即通知本班班長(zhǎng)，并通知消防、調(diào)度、應(yīng)急等部門。班長(zhǎng)宣布緊急啟動(dòng)氧管線爆燃現(xiàn)場(chǎng)處置方案，并現(xiàn)場(chǎng)組織本班人員滅火，同時(shí)安排崗位人員關(guān)閉氧氣送出閥PV3-102，開大去消音塔氮?dú)忾yPV3-110至25%以上，給氧氣防爆間充氮?dú)鉁缁?。關(guān)閉高壓氧氣去氣化裝置的HV370003a/b切斷閥,及時(shí)打開3號(hào)氧氣緩沖罐底部排淋閥泄壓,工藝人員迅速隔離了3號(hào)空分氧氣系統(tǒng)。

　　11月2日0:05，3號(hào)氧氣防爆間的明火撲滅。

　　本次火災(zāi)導(dǎo)致氧氣放空閥PV3-109損壞，Φ8英寸銅質(zhì)阻尼孔板燒毀。

　　【原因分析】

　　1、高壓液氧A泵停運(yùn)導(dǎo)致氧氣緩沖罐及氧管線內(nèi)高壓氧氣向放空閥PV3-109倒流。氧氣氣流高速通過放空閥閥芯，因摩擦過熱或靜電導(dǎo)致燃爆，是事故的直接原因。

　　2、#3空分氧管線設(shè)有氧氣緩沖罐，但是杭氧公司在設(shè)計(jì)時(shí)，未考慮到液氧泵停運(yùn)時(shí)，氧氣緩沖罐的氧氣有可能向氧氣放空閥PV3-109和氧氣送出閥PV3-102倒流，在設(shè)計(jì)上雖然設(shè)計(jì)了止回閥，但設(shè)計(jì)位置錯(cuò)誤，本應(yīng)設(shè)計(jì)在氧氣送出閥PV3-102之后，但實(shí)際設(shè)計(jì)在界區(qū)氧氣送出閥PV3-120之后，是導(dǎo)致事故的主要原因。

　　【防范措施】

　　1.聯(lián)鎖系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)裝置本質(zhì)安全的一個(gè)重要組成部分，應(yīng)對(duì)裝置的安全起到本質(zhì)安全保護(hù)作用，但杭氧公司在本質(zhì)安全上針對(duì)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)考慮不全面，高壓液氧泵故障或誤動(dòng)的條件下，氧氣放空閥應(yīng)限定開啟速度，確保安全生產(chǎn)。

　　2.空分分廠要認(rèn)真汲取事故教訓(xùn)，做到舉一反三排查隱患，要進(jìn)一步查找和完善緊急狀況下安全技術(shù)處置措施，加強(qiáng)應(yīng)急處置演練。

　　3.空分分廠生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)人員要強(qiáng)化工程設(shè)計(jì)、施工與生產(chǎn)實(shí)際的銜接，改善氧氣排空管線的配置，增加排空閥直管段有效長(zhǎng)度，減小氣體對(duì)閥門的沖擊。

【事故圖片】

　　空分裝置純化系統(tǒng)系列運(yùn)行事故分析

　　分子篩吸附劑對(duì)水、二氧化碳及碳?xì)浠衔锏奈绞俏锢砦?，吸附劑表面存在大量柱狀真型小孔，根?jù)小孔直徑的不同，在低溫狀態(tài)下對(duì)吸附組分的分子鏈長(zhǎng)短，其吸附效率也不相同。分子篩純化系統(tǒng)凈化效果的好壞，直接影響到空分裝置的運(yùn)行，對(duì)相同的設(shè)備，如果操作不當(dāng)，也可能影響凈化效果，降低生產(chǎn)效率。所以說，只有保證純化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，才能保證整個(gè)空分系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　事故分析

　　1、分子篩純化系統(tǒng)帶水事故分析：

　　帶水事故一，預(yù)冷系統(tǒng)`冷卻泵、冷凍泵循環(huán)水量太大，造成空冷塔布水器處理水量超限，即布水器液面太高淹沒氣體通道，水以氣液夾帶進(jìn)入分子篩吸附器。特點(diǎn)：帶水快，一般幾分鐘就有大量水帶入，由于水量大使分子篩表面粉化，強(qiáng)度降低，分子篩微孔大量堵塞，吸附容量減小?？吭偕褵o法使分子篩吸吸附效率達(dá)出廠標(biāo)準(zhǔn)。須更換工作中的一罐分子篩。

　　帶水事故二，循環(huán)水加藥不當(dāng)造成低溫結(jié)晶，結(jié)晶體堵塞布水器水通道 、空冷塔水冷塔填等，空冷塔冷卻水流不下來，漫過空冷塔氣體管道，水逐漸以氣液夾帶進(jìn)入分子篩吸附器。結(jié)果和帶水事故一基本相同。

　　帶水事故三，空冷塔下部液面計(jì)失靈(大部分出在液面計(jì)正壓管堵塞)，實(shí)際液面遠(yuǎn)高于DCS上顯示液面，操作人員又沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使液面漫過空冷塔氣體管道，水逐漸以氣液夾帶進(jìn)入分子篩吸附器。結(jié)果和帶水事故一基本相同。

　　帶水事故四，預(yù)冷系統(tǒng)`冷卻泵、冷凍泵啟停頻繁或冷卻水、冷凍水調(diào)節(jié)幅度太大，使空冷塔內(nèi)形成液懸。水以氣液夾帶進(jìn)入分子篩吸附器。結(jié)果和帶水事故一基本相近。

　　帶水事故五，空冷塔上部冷凍水水量過小，布水器水道通氣使水霧化，水以霧狀進(jìn)入分子篩吸附器。特點(diǎn)：帶水速度較慢，發(fā)現(xiàn)時(shí)一般帶水量不是太大，再生兩三個(gè)周期，分子篩吸附劑還可以使用，但分子篩吸附劑壽命已降低。

　　帶水事故六，預(yù)冷系統(tǒng)冷水機(jī)組出現(xiàn)故障，冷凍水溫度升高，使空冷塔出口空氣溫度升高，當(dāng)溫度大于15℃時(shí)，飽和空氣含濕量大于分子篩吸附劑處理能力，水慢慢地在分子篩吸附器聚集。結(jié)果和帶水事故五基本相同。

　　帶水事故七，空壓機(jī)壓力波動(dòng)大且頻繁造成空冷塔處理空氣量忽的忽小，流速也忽大忽小，空冷塔內(nèi)冷卻水受到氣流沖擊，將水帶入分子篩吸附器內(nèi)，結(jié)果和帶水事故五基本相同。

　　帶水事故八，水冷塔下部液面計(jì)失靈(大部分出在液面計(jì)正壓管堵塞)，實(shí)際液面遠(yuǎn)高于DCS上顯示液面，操作人員又沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，液面漫過污氮?dú)膺M(jìn)口管，水倒灌到正在再生的一罐分子篩吸附器里。特點(diǎn)：帶水速度較快，電加熱器溫度上不去，小于110℃。嚴(yán)重時(shí)，需要更換再生的一罐分子篩，較輕時(shí)，先排管道中的水，再再生兩三個(gè)周期，分子篩吸附劑還可以使用，但分子篩吸附劑壽命已降低。

　　帶水事故九，空壓機(jī)停車后，忘關(guān)水冷塔補(bǔ)水閥，或空壓機(jī)開車前，沒關(guān)水冷塔補(bǔ)水閥，水冷塔液面漫污氮?dú)膺M(jìn)口管，水倒灌到須再生的一罐分子篩吸附器里。結(jié)果與帶水事故八基本相同。

　　2、分子篩純化系統(tǒng)CO2超標(biāo)事故分析：

　　CO2超標(biāo)事故一，分子篩帶水CO2超標(biāo)。

　　CO2超標(biāo)事故二，惡劣環(huán)境造成CO2超標(biāo)，廠區(qū)空氣中含有大量的酸性氣體，如：硫化氫、氧化硫、氧化氮等，或總循環(huán)水成酸性導(dǎo)致進(jìn)分子篩純化器的氣體成酸性，在吸附過程中分子篩吸附劑與水和酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，使分子篩吸附劑結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的改變，降低吸附容積，導(dǎo)致出分子篩氣體CO2超標(biāo)。

　　CO2超標(biāo)事故三，再生不徹底造成CO2超標(biāo)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，13X分子篩吸附劑再生時(shí)加熱溫度控制在170℃左右，出口溫度達(dá)到85℃以上時(shí)停止加熱，進(jìn)入冷吹期，冷吹峰值根據(jù)分子篩吸附器結(jié)構(gòu)的不同、分子篩吸附劑床層厚度的不同，冷吹峰值也不相同，一般控制在140℃以上為最佳。再生溫度過低時(shí)，被吸組分不能完全解吸，即分子篩吸附劑微孔內(nèi)還殘留一部分被吸附組分未被趕走，再進(jìn)行吸附時(shí)，吸附容積就會(huì)降低，造成CO2超標(biāo)。

　　CO2超標(biāo)事故四，由于操作人員失誤，操作時(shí)分子篩吸附劑床層受到氣流沖擊，床層表面凸凹不平，氣體短路，吸附容積降低造成CO2超標(biāo)。

　　CO2超標(biāo)事故五，分子篩使用時(shí)間過長(zhǎng)，部分分子篩吸附劑粉化，床層降低，或分子篩吸附器床層破勛，分子篩吸附劑泄漏，使吸附容積降低造成CO2超標(biāo)。