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1、山西榆社化工股份有限公司1120v爆炸事故案例分析2010年11月20日19点O1分,榆社化工股份有限公司树脂二厂2#聚合厂房内发生了空间爆炸,导致2#聚合厂房北侧主框架部分坍塌,四面的墙体全部坍塌,IooOm范围内厂房、民居等建筑物的门窗玻璃部分破碎。事故共造成4人死亡、2人重伤、3人轻伤,经济损失2500万元。一、事故发生经过2010年11月20日16:00交接班后,1-5号聚合釜(位于1#聚合厂房)处于空釜状态(停车检修),位于2#聚合厂房的6号釜己经反应了200分钟、7号釜己经反应了IOO分钟、9号釜已于上午9点钟加入终止剂停止了聚合反应,并少量的放过浆料,其余浆料在聚合釜内待出料,釜
2、内压力在0.65MPa左右;8号和10号釜没有投料,为空釜。11月20日18:53,位于二期聚合厂房四层南侧待出料的9号釜顶部,氯乙烯单体进料管与总排空管控制阀下连接的上弯头焊缝开裂。开裂导致9号聚合釜内待出浆料中的氯乙烯(气体)和釜内气相空间中的氯乙烯气体带压泄漏至聚合厂房内,泄漏时间8分钟。泄漏出的气体通过钢制格栅板从四层楼一直扩散到一楼。11月20日19:01,聚合厂房8号釜、9号釜一层东侧出料泵旁的混凝土柱上安装的9号聚合釜出料泵启动开关,由于密封螺丝不严密漏进了氯乙烯气体,开关内产生电气火花,引起厂房内的氯乙烯气体空间爆炸。二、事故原因(一)直接原因横管段上安装有两个调节阀,管段没有
3、支撑减振设施,在单体进料和聚合釜进出料时,管道会发生振动,并最终导致弯头焊接接头开裂。1泄漏源确定根据事故现场视频资料可以看出,泄漏发生在在2号聚合厂房的9号釜顶部,通过对聚合釜顶部的现场勘察,发现两处可能泄漏的位置,一处为顶部氯乙烯单体进料管(直径108mm)与总排空管控制阀下(直径273mm)连接的上弯头(45。焊接弯头)焊接接头裂口处(裂口长度20.9cm,宽度最大2.4cm);另一处为聚合釜顶部的人孔盖(孔盖区域存在较多固体碳化物和燃烧痕迹,人孔盖直径为700mm,采用机械密封方式,密封圈采用耐油橡胶密封圈;询问树脂二厂操作人员该釜密封圈于2010年11月16日曾开盖并按照该企业的作业
4、要求更换了密封圈,更换后已经运行了15釜);针对现场勘查情况,调查组安排企业打开9号聚合釜顶部的人孔盖,发现橡胶密封圈碳化均匀,没有明显的泄漏痕迹,故排除了该处泄漏的可能性;排除了9号釜顶部人孔盖橡胶密封圈泄漏后,可以明确事故泄漏源为待出料的9号釜(釜内压力0.65MPa,没有回收单体氯乙烯)顶部氯乙烯单体进料管(直径108mm,壁包4.5mm)与总排空管控制阀下(直径273mm)连接的上弯头(45焊接弯头)焊接接头开裂(裂口长度20.9cm,宽度最大2.4cm)。2.泄漏原因通过查阅9号釜的设计、施工资料及现场勘察分析具体原因如下:该管道的设计、材料选择、安装符合要求;采用304不锈钢,设计
5、压力1.6MPa(工艺运行压力最高为1MPa)o该管段按照现行标准属于GC1的压力管道,由于聚合作业为间歇操作过程,与聚合釜直接连接的氯乙烯单体进料管段每一次聚合反应均要经历升压、降压的过程,属于疲劳元件,但是在2005年设计时,国家还没有规定对疲劳压力管道进行疲劳分析。由于聚合釜的壁5mm,与单体进料管相连接的273mm的工艺管线管道壁包1 .5mm,而本次发生泄漏的管道壁为4.5mm,虽然符合管道标准,但成为整个聚合釜连接管线的薄弱环节,而焊接接头则成为该管段的薄弱环节。横管段上安装有两个调节阀,管段没有支撑减振设施,在单体进料和聚合釜进出料时,管道会发生振动;振动是导致弯头焊接接头开裂的
6、主要原因。(二)间接原因1企业没有对压力管道进行定期检验。2 .根据对聚合操作室的微机操作员的调查询问,当时在DCS系统中没有听到气体泄漏检测仪的报警声。3 .聚合厂房未安装强制通风装置,泄露的气体未能及时排除。4 .聚合厂房内的地板均采用钢制格栅板,由于氯乙烯气体密度远大于空气,导致氯乙烯气体可直接通过格栅孔洞向下扩散。5 .由于气温较低,厂房的门窗均处于关闭状态,导致泄漏的氯乙烯气体集聚在厂房内。三、整改措施与建议(一)建议聚合厂房设置为开放式,防止可燃气体积聚。(二)楼层间钢制格栅板结构改为封闭结构,减少防火分区面积和卸爆面积。(三)在聚合厂房及其他存在可燃气体和有毒气体的作业场所中,严
7、格按照石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范(国标50493)的规定安装足够数量的气体浓度检测探头,对可燃气体检测报警等安全设施要完善管理制度、加强管理,定期检验;并将气体检测报警与厂方的强制排风设施进行安全连锁。(四)应在各种存在易燃易爆或有毒气体的厂房应设置事故通风设施。(五)随着自动化控制水平的提高,作业场所的作业人员数量减少,建议在聚合、转化、单体回收、储罐区、气柜区等危险作业场所设置能够监控各个区域的防爆工业电视监控系统,并将监视显示器设置在中控室内。(六)建议按照石油化工控制室抗爆设计规范设计与各个危险作业场所临近的控制室。(七)在进行管道配管设计时,应对各种薄弱环节提高安全防
8、护等级;对GC1等级压力管道的焊接接头要进行IO0%的探伤检测,并按照压力管道安全技术监察规程一工业管道(TSGDOoo1)的有关规定进行设计、安装并办理使用登记;各类工艺管线上法兰连接的固定螺栓数量要齐全。(八)对疲劳运行的压力容器和压力管道进行疲劳分析设计。(九)完善压力管道安全管理制度、强化管理、定期检验压力管道。(十)完善氯乙烯单体泄漏事故的应急措施,及时妥善处理突发事件。(十一)建议将各个中控室的数据能够上传至企业的总调度室,并将相应的数据在调度室进行备份。(十二)在进行事故现场清理时,应委托有资质的施工单位,并制定周密的拆除恢复方案。(十三)在重新进行厂房、设备、管道的施工安装时,要严格按照现行的标准规范执行。