化工企業(yè)靜電火災爆炸事故調查與體會

時間:2022-07-25 11:29:38

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化工企業(yè)靜電火災爆炸事故調查與體會

近年來,隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,化工企業(yè)火災爆炸事故屢有發(fā)生,在造成重大財產(chǎn)損失和人員傷亡的同時,也造成了一定的社會影響?;て髽I(yè)火災爆炸事故通常現(xiàn)場破壞嚴重,勘驗難度大,起火部位和引火源認定困難,往往難以直接認定火災事故原因。2016年11月17日,位于某市沿江化工集中區(qū)的某化工企業(yè)一生產(chǎn)車間三樓發(fā)生火災爆炸事故,造成2臺尾氣緩沖罐及連接管道等一起燒毀,直接經(jīng)濟損失50余萬元。事故發(fā)生后,當?shù)毓蚕罊C構聯(lián)合長江航運公安機關派員立即趕赴現(xiàn)場,經(jīng)過現(xiàn)場勘驗、調查詢問、調取視頻監(jiān)控錄像、DCS自動化遠程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)等,確定起火部位和起火點,排除了放火、自燃、吸煙、違章操作、電氣火災等可能,經(jīng)綜合分析,認定事故原因是尾氣緩沖罐放空玻璃管道與水封塑料桶蓋發(fā)生摩擦,產(chǎn)生靜電火花引起水封桶內甲苯等爆炸性混合物的閃爆,繼而引發(fā)尾氣緩沖罐爆炸并引發(fā)生產(chǎn)車間火災。

1現(xiàn)場勘驗情況

經(jīng)現(xiàn)場勘驗(事故現(xiàn)場見圖1),生產(chǎn)車間為敞開式三層混凝土框架結構,車間大部分設備完好。車間三樓東側2只尾氣緩沖罐、連接管道及屋頂有明顯火燒痕跡,臨近的疏散樓梯間主要是煙熏痕跡;2臺尾氣緩沖罐底部連接管道均斷裂,北側一臺尾氣緩沖罐上部人孔炸飛;2臺尾氣緩沖罐附近的2只塑料水封桶基本燒毀,只剩桶底;玻璃管道炸裂碎片零散在樓面上,玻璃管道內表面有過火痕跡。

2起火部位和起火點的認定

根據(jù)調取的現(xiàn)場視頻監(jiān)控錄像顯示,11月17日10:18時許,該車間三樓東側尾氣緩沖罐的北側中下部位在極短時間內先后發(fā)生兩次閃爆,約1s后,尾氣緩沖罐發(fā)生爆炸并起火燃燒。通過現(xiàn)場勘驗和調查詢問,尾氣緩沖罐北側樓面上只有液封桶,根據(jù)車間操作人員描述,水封桶內水封曾經(jīng)發(fā)生過被沖破的現(xiàn)象,存在爆炸性混合氣體氛圍?,F(xiàn)場勘驗尾氣緩沖罐北側沒有設備接口,綜合分析,起火點即為水封桶部位。

3引火源的認定

3.1排除引發(fā)火災的引火源

1)排除放火。根據(jù)車間監(jiān)控視頻錄像,起火時起火點附近沒有操作人員在現(xiàn)場。2)排除雷擊。經(jīng)氣象部門提供數(shù)據(jù),起火當日小雨,但未出現(xiàn)打雷、閃電現(xiàn)象。3)排除吸煙、違章動火作業(yè)。公司規(guī)定生產(chǎn)區(qū)不準吸煙,且車間員工不吸煙,起火點附近沒有動火作業(yè)。4)排除物料自燃。事故時,天氣陰冷并下著小雨,溫度12℃左右,尾氣緩沖罐內物料非自燃物質,可以排除自燃的可能性。5)排除電氣火災?,F(xiàn)場勘驗,起火點附近只有一只壓力遠傳變送器,沒有其它電氣設施或線路,根據(jù)調取的DCS監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示,該遠傳壓力變送器在火災爆炸后仍在運行,故排除電氣火災的可能性。

3.2確定引火源系靜電火花的分析

1)事故時,正處于秋季,天氣干燥,雖然下雨,相對濕度仍較低,易產(chǎn)生靜電。2)現(xiàn)場勘驗表明,尾氣緩沖罐放空管道為石英玻璃材質,石英玻璃是由純二氧化硅經(jīng)高溫熔融而成。常溫下,比電阻1016Ω•cm,絕緣性能特別好,是良好的非導體。水封桶為PE塑料材質,PE是非極性結晶聚合物,具有優(yōu)異的絕緣性能,體積電阻率大于1018Ω•cm。尾氣緩沖罐及其連接管道材質均是玻璃鋼材質,系統(tǒng)沒有靜電導除設施。3)尾氣主要成分甲苯常溫下為液態(tài),相對水密度為0.87,相對空氣密度3.14,閃點(閉杯)4.4℃,爆炸下限為1.2%,爆炸上限為7.0%,最小點火能2.5mJ,最大爆炸壓力0.784MPa。4)尾氣主要成分甲苯和氯化氫均為非導電性介質,物料流動產(chǎn)生的靜電大量集聚在玻璃管道處。玻璃管道與PE桶蓋摩擦,接觸分離過程中,產(chǎn)生電勢差,因玻璃和PE桶蓋均為絕緣體,不可能一次性全部放電,但是多次間隙放電釋放的能量,具備靜電點火能的條件。綜上分析,認定引火源為靜電火花引起。尾氣緩沖罐放空尾氣中含有甲苯等易燃易爆物料,甲苯在水封桶內富集,不溶于水并分層,上層為甲苯層,桶內上部空間存在甲苯與空氣形成的爆炸性混合氣體,放空玻璃管與水封塑料桶蓋板摩擦產(chǎn)生靜電,引爆水封桶上部甲苯與空氣爆炸性混合物產(chǎn)生第一次閃爆,第一次閃爆火焰引發(fā)玻璃管發(fā)生二次閃爆,二次閃爆火焰回火至尾氣緩沖罐內,造成罐內甲苯等爆炸性混合氣體的化學性爆炸。

4事故調查體會

1)玻璃管與塑料的摩擦,是本次事故產(chǎn)生靜電引發(fā)火災事故的直接原因。2)該起事故中尾氣緩沖罐放空管道原設計沒有水封,企業(yè)自主改造增加水封,未按照水封技術規(guī)范要求制造,采用簡陋不可靠的水封桶。生產(chǎn)過程中,對于水封桶處存在爆炸性混合氣體氛圍這一常態(tài)安全隱患,沒有及時得到排查并引起足夠的重視。3)事故中,尾氣緩沖罐及其連接管道均采用玻璃鋼材質、放空管道采用玻璃材質、水封桶材質為PE,均為絕緣體,系統(tǒng)靜電無法及時導除?;て髽I(yè)設備管道材質選用中,一般優(yōu)選鋼質,對于有腐蝕工況,可選用鋼襯材質,特殊工況必須選用塑料材質,也應選用可以良好導除靜電的改性塑料。企業(yè)應當安裝靜電導除設施,且必須保證系統(tǒng)的靜電導除設施處于完好狀態(tài)。4)在認定起火部位以及引火源過程中,企業(yè)在車間安裝的監(jiān)控視頻及DCS自動化遠程控制系統(tǒng),一方面提供了重要的佐證依據(jù),同時也避免了事故現(xiàn)場有人值守造成傷亡。可以說,在化工企業(yè)重點崗位、危險部位推廣設置視頻監(jiān)控、DCS自動化遠程控制系統(tǒng)是有必要的,可以極大地減少事故造成的人員傷害。

5結語

沿江涉水區(qū)域,化工企業(yè)和危險化學品運輸船舶分布多,在危險化學品生產(chǎn)和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)中,靜電產(chǎn)生的原因很多,容易造成火災和爆炸等事故。通過該起事故的調查和分析,對于化工建設項目,在設計、制造、生產(chǎn)過程中,必須對裝置、設備的靜電危害進行詳細的分析,制訂出有效的靜電防護及導除措施,確保消防安全。靜電火災事故一般難以通過火災現(xiàn)場特定的殘留物進行鑒定,該類火災事故原因調查應當在現(xiàn)場勘驗和調查訪問的基礎上,認定起火部位和起火點,采取間接排除法和靜電放電可能性分析,綜合認定得出結論。

作者:翟艷東