空分冷箱珠光砂爆炸事故的原因分析和预防

空分冷箱珠光砂爆炸事故的原因分空分冷箱珠光砂爆炸事故的原因分 析和预防析和预防 1 问题的提出 随着空分设备大型化 空分冷箱随之加大 升高 有的高 达 60 余米 冷箱内充填的珠光砂容量随之增多 冷箱内珠光砂 装卸的事故时有发生 1 1972 年 连源钢厂在装珠光砂时 装珠光砂的人从 装砂人孔掉入冷箱 经奋力抢救 但是 抢救出来的人已窒息 死亡 2 1972 年 12 月 鞍钢氧气厂在冷箱卸珠光砂时 珠 光砂突然倾泄下来 其中 1 人被埋 抢救出来已窒息死亡 3 1984 年 4 月 本钢氧气厂 抢修空分调阀的检修工 因被氮气窒息 后掉入珠光砂中死亡 4 1990 年 某化工厂 10000m3 n 空分设备因漏液需停 车检修 按正常操作规定进行排除液体 加温除 然后 卸珠 光砂时 不是打开珠光砂卸砂专用孔 而是卸下冷箱最下部的 检修用的冷箱人孔盖板 人孔板打开后没有多长时间 就听到 一声巨响 珠光砂喷出约 8m 远 整只高 40m 的方冷箱变成圆 冷箱 280 号的工字钢 槽钢全部向外弯曲 鼓了出来 5 2000 年 8 月 21 日 江西萍乡钢厂空分设备组织人 员在扒珠光砂 另一台空分设备开着排放液氧 液氧随地沟汽 化 由于电动机冒火花 引起爆炸 22 人丧生 6 2001 年某钢厂 6000m3 h 空分设备 液空进粗氩塔 冷蒸发器调节阀严重漏液 大量液空进人冷箱内的珠光砂中 经停车 排液 加温后卸砂 从冷箱下部的珠光排放口卸砂 没有多久 一声巨响 板式冷箱顶盖全部掀开 方冷箱变成了 圆冷箱 7 2005 年 10 月 马钢 2 万 m3 h 空分设备冷箱内进行 检修 冷箱中的珠光砂喷泄下来 造成 1 人死亡 8 2005 年 11 月 29 日 西宁特钢 6000m3 h 空分塔漏 液 卸沙检修中 突然喷沙 造成严重损坏 修理费损失 120 万元 9 2006 年 1 月 6 日 水钢氧气厂 3 号空分设备在检修 过程中 将塔内的珠光砂卸下来 突然 轰隆 一声 大量珠光 砂劈头盖脸的喷射出来 27 名在塔前装珠光砂的民工埋在砂堆 中 经抢救 20 人命脱险 7 名女工丧生 10 2007 年 1 月 2 日 四川威远钢厂 10000m3 h 空分 设备卸珠光砂中 突然喷砂 四周堆满珠光砂 在清点人数时 发现少 1 人 救出来时已死亡 11 2008 年 2 月 江苏常州长宇实用气体有限公司 3000m3 h 液体空分设备在卸珠光砂时 突然发生爆炸 方冷箱 变成圆冷箱 幸亏珠光砂喷出的方向在卸沙群的背面 未造成 人员伤亡 12 2009 年 7 月 15 日 江苏无锡新三洲特钢 6000m3 h 空分装置泄漏 外壳结霜 7 月 12 日停车 12 日当 日排完液体 并进行了加温处理 7 月 15 日在未确认冷箱内温 度的情况下 未启用冷箱原有的卸砂孔 在旁边用气割刀切开 了一个 60 80 60 的 u 型口违规卸砂 7 30 时发生大量珠光 砂喷出 下塔 上塔 氩塔整体倒塌 造成 11 人被埋 其中 3 人死亡 直接损失近千万元 上述的事故案例 充分告戒人们空分设备冷箱装卸珠光砂 时存在的危险性 那么 造成装卸珠光砂危险的原因是什么 2 发生空分冷箱珠光砂事故的可能的原因分析 2 1 介质隐藏的危险因素 空分设备冷箱内充填的珠光砂 又名膨胀珠光岩 由玻璃 质山岩经破碎及高温焙烧而成 呈圆珠松散颗粒 无毒 无味 不燃烧 不腐蚀 由于它具有极低的导热性和可靠的化学稳定 性 有良好的充填流动性和极低的容重性 珠光砂粒度一般为 0 05 1 松散度 45 80 m3 由于珠光砂有优良绝热性能 广泛地应用于空分 制冷设备冷箱的绝热 但由于珠光砂很轻 易飞扬 粉末刺激喉头和眼鼻 很易吸入肺 引起咳嗽 人员 落入其中 很快被淹没而窒息死亡 2 2 在卸光砂过程中造成冷箱爆炸的原因综合起来有以下 几种可能性 空分塔内管道 容器泄漏 特别是低温液体的泄漏 使珠 光砂中贮存了液体 未经彻底加温 汽化 卸沙时温度升高 流动速度很快 产生摩擦静电 导致液体急剧膨胀 气压升高 引起冷箱爆炸 2 3 冷箱内珠砂加温不彻底的原因又存在以下几种可能 2 3 1 空分塔冷箱珠光砂加温管通布置不合理或没有考虑 整体珠光的加温 a 空分塔冷箱总体设计时 只在珠光砂冷箱基础卸一个测 温点 在冷箱底部四周设加温管 在容器底和主要液体未设加 温管 有的空分塔只设污氮进冷箱充氮管 目的是控制冷箱内 保持正压 防止防止大气吸入冷箱 使珠光砂变潮 在冷箱底 部没有设珠光砂绝热层加温管道 b 空分塔冷箱顶部没有设呼吸阀 或者顶部人孔布置不均 匀 不能使加温气体均匀排出 c 珠光砂层没有设置温度计 加温时充无法测定温度 d 空分塔冷箱高度大于 40m 以上时 只有底层设卸沙孔 会引起卸砂时流动速度过快 2 3 2 珠光砂加温方法不妥当 a 加温时冷箱顶盖没有全部打开 使加温气体不能均匀的通 过绝热层 b 加温的时间不够 未加温到常温或接近常温 2 3 3 组织卸砂和参加卸砂的人员未经专业培训 由临时民 工组织的包工头组织卸砂 只求卸砂速度快 把冷箱底部的人 孔板打开或切开冷箱板违规卸砂 2 3 4 冷箱内尚存珠光砂时 人员从冷箱底部进入冷箱 珠光砂结块层掉下伤 2 3 5 装卸珠光时缺少劳动保护措施 珠光砂充装口和各层 平台人孔缺少安全防护栅网 2 3 6 装卸珠光砂时缺少有效的组织指挥人员和事故应急求 援预案 3 事故预防措施 从造成珠光砂冷箱爆炸和装卸珠光砂的人员伤亡事故可能 的原因来看 有空分塔冷箱设计 安装 使用和管理上的问题 我们应从中吸取深刻的教训 并提出以下预防措施 3 1 空分塔冷箱在设计上应采取的措施 3 1 1 要充分考虑管道的热胀冷缩引起管道补偿问题 防 止管道拉裂 拉断 3 1 2 建设冷箱内的容器 管道是有可能产生液体部位的 焊缝都要 100 的无损探伤合格 必要时提高伤等级 3 1 3 空分塔冷箱内低温管道 容器 连接尽可能采用焊 接结构 尽可能避免法兰结构 3 1 4 空分塔下塔座应设置基础 并用不锈钢制造支座和 底脚螺钉 防止漏液时会使碳钢支座冻裂 使上下塔整体倒塌 3 1 5 建议空分塔冷箱高度大于 40m 的应在 20m 左右设置 珠光砂装卸口 装卸口不宜过大 也不宜过小 一般在 0 3 0 4 3 1 6 空分塔冷箱顶盖应在四角和中间设 600 600 人孔 珠光砂加温时便于打开 使汽流均匀的通过珠光砂 3 1 7 空分塔冷箱底部应装有供珠光砂加温的管道 有液 体的容器 管道的下部应设置加温管道 便于漏液时 采用有 效的加温措施 加温管道口径和小孔总面积应与加温液体的流 量相适应 3 1 8 空分塔冷箱底部 中部 上部的珠光砂层中设置有 代表性的测温点 3 1 9 在操作说明书上应增加珠光砂层加温的方法和合格 的标准 装卸珠光砂的安全注意事项 3 2 安装上预防措施 3 2 1 确保安装质量 特别是液体管道必须制订施工方案 确保焊透和密封 在工艺确保不漏液 不漏气 3 2 2 冷箱内管道焊接及探伤施工人员必须持证上岗 建 立岗位责任制 每条焊缝都可以返踪 3 2 3 冷箱内管道安装时要自然对中 严禁强接 硬扯 防止产生应力 3 2 4 液体管道必须严格规定进行无损伤 3 2 5 空分塔冷箱内气密性试验必须严格按规定试验 残 漏率必须优于规定 3 3 操作上的预防措施 3 3 1 企业对空分塔冷箱珠光砂加温必须制订安全操作规 程 并严格执行规程 3 3 2 装填珠光砂人员应经专业培训 熟知装卸珠光砂的 规定程序和安全注意事项 发生事故的安全撤离和应急求援措 施 3 3 3 装卸珠光砂场地 应隔离阻拦措施 与施工无关人 员不得入内 3 3 4 装卸珠光砂场地应设危险警戒标识 高空作业应设 拦杆或拦绳 防止人员坠落的措施 3 3 5 珠光砂装入口应设 6 8 钢筋焊制的方格形安全铁 栅或专用安全网 防止人员或整袋珠光砂坠入的措施 3 3 6 在无法采用安全铁栅和专用安全网的情况下 应用 安全绳将装砂人固定在可靠的地方 绳的长度以人不会掉入冷 箱为宜 3 3 7 严格执行氧气站的动用规程 施工中需要动用时 必须办理动火许可手续 严格经有关审批权限的人员审批和有 专人监视下 定人定时的动火 3 3 8 装卸珠光砂所需的电器 电线绝缘必须良好 用电 设备应装设漏电保护器并有接地保护 进入冷箱的照明灯电压 低于 12 伏 3 3 9 参加珠光砂装卸人员应佩戴披风帽 避风镜 口罩 或防尘面具 头顶围好毛巾 身穿长袖衣裤 防止珠光砂人体 直接接触的劳保用品 3 3 10 准备好两套空气呼吸器 以提供应急救援人员抢救 时使用 3 4 组织管理措施 3 4 1 有条件的企业尽可能采用机械输送法自动装卸珠光 砂 3 4 2 备足必需的珠光砂 一般根据冷箱的外形尺寸容量 备料 冷箱内容器管道容积作后备系数 即充装过积的损失和 运行后的补充 3 4 3 确保珠光砂的质量 在订货应明确 珠光砂堆积密 度 60kg m3 珠光砂振实密度 75kg m3 含水率 0 5 导热 系数 0 0226w m k 对回用的珠光砂含水率应小于 0 5 3 4 4 装卸珠光砂前一周应向当地气象咨询天气情况 应 尽量避开湿度大于 80 的天气 更不得在阴雨天装卸珠光砂 3 4 5 与有安装资质的单位签订合同 3 4 6 准备好吊机 上 下通道所用的工具应洁净 严禁 油脂 3 4 7 每个装卸口确定人数 一般一个装卸口 2 人为小组 根据搬运路线长确定搬运人数 搬运加装卸为一大组 若干大 组为一班为马 装珠光砂是强体力活 由二班人马组成 一班 干活时 另一班休息 每一个小时轮换一次 轮换班时由组长 清点一次人数 并向现场指挥报告 3 4 8 现场配备总指挥一人 一般由业主出任 副指挥 若干名 安装单位出任 直协调业主和安装队之间关系 并指 挥现场进度 3 4 9 现场配备监控一人 在操作控制室 监视塔内压力 3 4 10 现场配备应急求援人员两名 并在现场巡回检查 了解现场人员分布情况并制订出应急救援预案 3 5 应急救援措施 3 5 1 装卸中一旦发生冷箱爆炸 珠光砂淹没人群 或有 人员掉入珠光砂中 发现人员或监控人员应立即与总指挥或应 急求援人员报告 总指挥应立即启动应急救援预案 3 5 2 应急救援人员平时应穿戴好劳保用品 一旦接到抢 救住处应立即戴好空气呼吸器 防风镜等劳动保护用品抢救被 困人员 3 5 3 总指挥在现场指挥其它人员积极配合应急救援人员 的抢救 未戴空气呼吸器人员严禁进入珠光砂中去抢救 3 5 4 一旦人员解救出应首先转移到空气新鲜处 挖出口 中珠光砂 用自来水冲刷眼中 口中珠光砂 若呼吸中止 应 进行人工呼吸 同时打 120 电话来现场抢救 或者立即派车送 往医院治疗 3 5 5 安装中 若有人眼睛中进入珠光砂 首先要克制疼 痛和难受 严禁用手去揉眼睛 应用清水冲洗 一般在洗眼器 上冲洗 15 分钟以上 以除去眼中尘 必要时求助眼科医生 珠 光砂无毒 但有的人皮肤接触珠光砂会产生过敏 应采用清水 冲洗干净 3 6 珠光砂充填程序和注意事项 3 6 1 检查 1 5 项的预防措施都已落实到位 3 6 2 空分塔冷箱容器 管道已经吹刷干净 裸冷 结束 气密性试验合格 用来检查的肥皂水已用温水清洗干净 冷箱 内的安装用工艺支架已拆除 基础上的积水已清除并烘干 具 备装砂条件 3 6 3 在空分塔容器管道内充入 0 02mpa 左右的氮气或空 气 并有专人进行保压和监视 发现异常及时报告 3 6 4 确认总指挥 副总指挥 安全监护人 装砂人员已 到岗 并确认人数再次确认参加人员已经培训 劳动保护用品 穿戴符合要求 其它无关人员已清出安装场地 3 6 5 再次确认装珠光砂口防护栏栅或安全网安装牢靠 3 6 6 珠光砂按按冷箱人孔自下而上的往上的装 最后从 冷箱顶盖人孔倒入 3 6 7 充填过程中要用木榔头或橡胶榔头敲打冷箱外壳 确保充填结实 3 6 8 等每层珠光砂填满时 装好冷箱盖板 最后将冷箱 顶盖封好 3 6 9 充填珠光砂中应注意的问题 a 参加装填珠光人员一般不得离开现场 需要离开时就向 组长请假 允许后才能离开 组长要随时注意人员变化 一旦 发现缺少时要查明原因 b 上层开始装珠光砂时 下层不得有人工作 防止物品掉 下伤人 c 发现空分塔内压力突然降低时 应停止装珠光砂 查明 原因后再装 d 装填中发现珠光砂袋特别沉重的 应查明原因 防止杂 物或潮湿的珠光砂倒入冷箱内 e 装冷箱盖板时 应将盖板四周填好 6 的橡胶圈 防止大 气漏入使珠光砂受潮 3 7 冷箱内珠光砂的卸出 3 7 1 冷箱内珠光砂卸出的原因 往往是冷箱内管道的泄 漏 从泄漏的气体中测定氧含量 结合泄漏部位 可能初步断 定泄漏的部位 并记录在案 3 7 2 根据泄漏量和发展情况 制订出检修计划 由技术 负责人审批实施 3 7 3 冷箱内加温步骤 a 一旦确定停车 加温 卸沙检修 空分设备应按正常停 车 排除液体 按正常步骤对塔内容器管道进行加温 b 空分塔准备加温的同时 打开冷箱顶盖所有人孔盖 使 加温的气体流通 c 在空分塔内正常加温时 通入少量常温干燥空气 对珠 光砂层进行加温 根据顶部人孔喷出珠光砂情况调节空气量 喷出珠光砂量小 增加空气量后喷砂无明显变化时 可以缓慢 逐渐增加空气量 加速珠光砂层的加温 若喷出珠光砂过大时 可适当减少空气量 d 当空分塔管道 容器吹除阀 仪表管口温度按近常温 干燥度达 5 左右 可认为加温结束 e 检查珠光砂层的温度 基础层温度按近常温 经有关技 术负责人确认时可确定加温结束 3 7 4 卸砂的步骤 a 按本节 3 4 5 有关条款做好卸沙准备工作 并在卸砂范围 的四周拉好警戒线 设定堆场和