化工企业冬季安全生产须知-防冻凝篇

冬季来临，雨雪冰冻等恶劣天气频发，叠加四季度企业赶工期、抢产量的生产特点，安全生产风险交织叠加，防控形势尤为严峻。为切实助力化工企业筑牢冬季安全生产防线，增强企业人员冬季安全风险防控意识与应急处置能力，从今日起，中国化学品安全协会拟从防冻凝、防中毒窒息、防静电、防火、防滑等角度，普及冬季安全生产知识，敬请关注。冬季低温条件下，化工企业管道阀门易堵塞、冻裂，可能导致物料泄漏，从而引发中毒、火灾、爆炸事故。冻凝是化工企业冬季面临的一大风险，做好防冻防凝工作对保障生产装置平稳运行至关重要。一典型事故案例案例12023年1月14日，某石化企业烷基化装置内操发现废酸再生装置蒸汽管线压力指示表压力突升，蒸汽出装置阀门联锁关闭，内操人员分析可能发生仪表冻凝，立即在操作台电脑切除联锁。由于操作员权限不够，联锁切除失败，系统废酸进料停止，转入新风模式（除不进料外其余参数都运行正常）。随后内操人员恢复酸性气模式，因员工情绪焦躁急于恢复生产，误操作点击新风转停工按钮，造成装置停工。案例22017年1月25日，某化工企业氢气管道阀门法兰垫片冻裂，氢气外泄，强劲冲击力产生静电引发火灾，大火又将旁边的芳烃管道引燃。由于附近消防栓冻坏，且未配备移动式泡沫灭火器，消防水系统不能保障正常供水，导致事故扩大化，所幸未造成人员伤亡。案例32016年1月，某危化品生产企业，造气岗位检修2号热炉时，操作人员把二楼平台上蒸汽总阀关死（有内漏现象），由于天气寒冷，进入炉体蒸汽总管线内存有冷凝水，因二楼平台上蒸汽总阀内漏，导致管道内冷凝水传到总蒸汽阀处，由于长时间没有排水处置，造成此处积水结冰，冻裂总蒸汽阀，引发设备损坏事故，紧急停车处置。案例42015年11月27日，黑龙江一企业进行乙嘧酚工业化试验时发生中毒事故，造成公司3名员工死亡。新产品乙嘧酚试验过程中，含有甲硫醇的尾气负压吸收和三级碱吸收系统的引风机吸风口与尾气的连接管道因气温低造成冻堵，使尾气碱液吸收塔失去吸收功能，尾气中的甲硫醇不能及时吸收而外泄，引发在场的3名操作工人中毒死亡。案例52014年11月，美国得克萨斯州拉波特的一家农药制造厂发生有毒甲硫醇泄漏事件，导致4名工人死亡。事故原因是休斯敦地区天气寒冷，水与液态甲硫醇在管道中混合形成了固体水合物，堵塞了管道。虽然工厂知道有这种潜在的风险，但并未对管道及时进行伴热，也没有采取其他保护措施以防止固体水合物堵塞管道。案例62007年2月16日，美国瓦莱罗能源公司1号萃取塔靠近地面的控制站处发生液态丙烷喷射式泄漏，高压丙烷形成蒸气云团，朝下风向锅炉房区域扩散，可燃气体云团遇火源被点燃，燃烧火焰迅速向泄漏源位置蔓延。事故造成2名公司员工和1名承包商员工严重烧伤，1名消防队员在救援过程中中度烧伤，10名员工轻伤。事故直接原因是丙烷中的水在控制阀组内的低点集聚，并在天冷的情况下凝结，冻结的水膨胀导致控制阀组进口管线的一个弯头破裂，液态丙烷泄漏并被点燃。二冬季化工企业冻凝原因分析化工企业冬季冻凝事故的发生，本质是低温环境下物料的物理特性变化、设备设施防护缺陷、操作管理疏漏共同作用的结果，具体如下：（一）物料自身的低温特性冬季环境温度低于介质凝点时，会引发一系列物理变化。如：含水介质结冰体积膨胀，直接撑裂管道、阀门阀芯或设备腔体；黏稠介质低温下黏度骤增，流动性急剧下降，逐渐沉积堵塞管道、泵体入口或换热器列管；液化气、液态烃等介质遇低温易发生过冷液化或相变，导致管道内压力异常波动，加剧密封件失效或局部冻堵；还有一些物料在低温时容易结晶，而堵塞管道。以上物理变化，极易导致管道、阀门冻裂，进而引发事故。（二）设备设施防护体系失效1.保温伴热系统故障。保温层破损、脱落；伴热管线布置不合理（如盲端过多、伴热点覆盖不全），导致局部冻凝。2.设备结构与材质缺陷。管道、阀门存在死角，介质停滞易冻凝；设备材质耐低温性能不足，低温下强度下降引发泄漏或破裂。3.排水排凝系统不完善。设备、管道低点未设置排凝阀或排凝阀堵塞，异常停工后残留介质无法彻底排空，低温下冻凝；蒸汽管线、伴热管线疏水不畅，影响伴热效果。4.排放泄压系统憋压有毒气体倒串。尾气排放系统、泄压系统、吸收系统因低温致管线内残液凝聚堵塞，引起尾气排放不畅或造成憋压，导致有毒气体倒串至设备中引发泄漏；或因吸收液冻凝造成吸收失效，致有毒气排进大气。5.仪表风结冰致控制阀不动作。仪表风多为气动调节供气，提供动力源，当仪表风存在带水情况，环境温度低于仪表风露点后，水分析出极易结冰造成冻堵，尤其是进入仪表阀门的分支气源（多为8mm导压管），一旦出现结冰冻堵的情况，该阀门将无法控制，甚至直接引发事故。（三）操作管理环节的疏漏1.日常巡检与维护不到位。巡检频次不足或重点部位覆盖不全，未及时发现保温破损、伴热异常或初期冻堵迹象。2.操作规程执行不严格。停工检修时未按规程排空、置换、吹扫管道设备，开车初期介质流速过快，导致局部降温。3.人员风险认知与技能不足。员工未接受系统的冬季防冻培训，对不同介质的冻凝特性、防冻要点掌握不足，遇初期冻堵时处置不当。三冬季防冻凝六项措施化工企业常见的防冻凝方法有排空、保温、伴热、循环等方法，具体应结合往年防冻过程中出现的问题，采取相应措施。1.定期巡查伴热管线输送易凝介质的管道一般采用蒸汽、热水和电能作为伴热热源，并配置适宜的控制措施。一要勤检查管道伴热。若采用蒸汽或热水伴热，应确保伴热线畅通，疏水器好用，排水有合理去向。若采用电伴热，应沿管路布置多个温度检测点。重点检查伴热电源，关注管道温升和报警情况，出现异常及时查找原因，防止电伴热故障引发管路冻凝。二要落实防超温超压措施。对于有热膨胀特性的物料，应投用设备及管道的泄压设施。暂时停用带有伴热的物料管道时，切忌关闭管道两端阀门形成封闭状态，否则持续加温时，若泄压不及时，易破坏管道法兰垫片，引发物料泄漏事故。2.吹扫置换停用设备停用的设备、管道，应及时清空物料，实施清扫置换。与其相连的在用设备或管道，采用盲板进行隔离，同时检查设备或管道排净阀，低点是否存积物料或凝结水，防止冬季冻凝损坏设备或管道。重点关注管道“盲肠”“U”形弯等易积存物料段，避免管道吹扫不净，积液发生冻凝事件。将有易冻管道的盲端改至最短，在“盲肠”管段设置低点排液检查阀。3.设置机泵防凝线输送凝固点较高介质的机泵，应设置防凝线，即从泵出口切断阀后接至止回阀前。为防止备用泵和管道内介质凝固，打开防凝线阀门和备用泵入口阀门，使介质呈流动状态。定期切换备用泵运行，做到紧急状况下，能及时切换。4.确保仪表正常投用接触含水和易凝介质的仪表，由于低温，易发生冻凝事件而失灵。做好仪表引压管、本体伴热，投用联锁的同时，日常管理应做到：一是多比对储罐液位数据，发现偏差及时查找原因，避免仪表失灵引发安全事故。二是在气源分配站处进行小开度排放，巡检观察阀门过滤器滤杯带水情况，发现问题及时消除隐患。5.保障消防系统可用厂区消防水管道通常应将其埋至冰冻线以下，保证管道内介质不结冰；冰冻线以上的消防水管道，应在出入口总管上设置切断阀、防冻排水阀和长流水等措施。另外，入冬前要进行全面检查，将泡沫管线内的积水放净，再使用空气或氮气分段对整个泡沫管网进行吹扫，避免泡沫管线冻凝。储罐喷淋系统的管道应设置雨淋阀室，并设置电伴热等防冻设施，冬季应排净雨淋阀后管内的存水，以避免冻裂管道，同时