危险分析（气柜施工）及安全对策

施工条件确认

    1． 1环境条件

　　 新2# 气柜附近除有运行的3#气柜外，周围还有压缩机、容器及管线，设备分布位置见图1。新2#气柜外直径29m，总高度29.5m，与周围主要设备的水平距离见表1。

　　 图1 2#气柜附近设备分布情况及防爆区域划分

　　

　　 表1 2#气柜与周围主要设备的水平距离

　　

物质	甲烷	乙烷	乙烯	丙烷	丙烯	丁烷	丁烯	氢气	硫化氢	空气
含 量	13.17	4.54	0.39	2.86	1.78	1.98	1.07	62.99	2.45	8.77

　　1． 2介质确认

　　 3#气柜、压缩机、容器及管线介质均为瓦斯，经采样分析，瓦斯组分如表2所示。不同时期的采样，组分基本相同，但含量会有差异。从表2中可以看到，瓦斯的组分主要是由可燃气体、有毒气体及少量空气组成。
 
危险分析

    1． 1火灾危险分析

　　 按照《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-92）的要求，现场在用的3#气柜、瓦斯罐、压缩机的防火距离分别为30m、30m、15m。它们与2#气柜施工动火点的最近距离如表3所示。从表3对比中可看出，2#气柜施工动火时，只与压缩机的防火距离是足够的，而与3#气柜及瓦斯罐容-1、容-3的防火距离则不够。

　　 表2 瓦斯组分及含量

　　

物质	甲烷	乙烷	乙烯	丙烷	丙烯	丁烷	丁烯	氢气	硫化氢	空气
含 量	13.17	4.54	0.39	2.86	1.78	1.98	1.07	62.99	2.45	8.77

　　 表3 2#气柜施工动火时与周围设备防火距离对照表

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　　 表4 瓦斯组分的爆炸极限及摩尔分数

　　

	甲烷	乙烷	乙烯	丙烷	丙烯	丁烷	丁烯	氢气	硫化氢
摩尔分数，Yi	0.144	0.05	0.004	0.03	0.02	0.02	0.01	0.69	0.03
LEL%	5.0	3.0	2.7	2.1	2.0	1.9	1.7	4.1	4.3
VEL%	15.0	36	9.5	9.5	11.1	8.5	9.5	75	45.5

　　1． 2瓦斯爆炸危险计算

　　 由表2，求出瓦斯中可燃气体的摩尔分数，并根据有关资料查得各组分的爆炸极限，见表4。

　　根据表4，用Le chatelier 公式

　　

　　 计算瓦斯气的爆炸下限L下和爆炸上限L上，求得L下为3.81%，同样求得L上为16.9%。瓦斯中可燃气组分为91.23%，经计算瓦斯的爆炸下限和爆炸上限分别为3.81%和16.9%，这表明瓦期可燃组分不在爆炸极限范围内，如果瓦斯没有再混入空气是没有爆炸危险性的，但却具有火灾危险性。也就是说，3#气柜、容-1、容-3瓦斯罐或管线内的瓦斯刚一泄漏出来，在泄漏口还未来得及与环境空气充分混合，马上就遇火星，此时只会点燃瓦斯，瓦斯稳定燃烧，不会产生爆炸。但此种情形是不可能的，因为动火点不在这些设备上，所以瓦斯不会刚一泄漏出来就遇上火。从3#气柜或其它容器设备泄漏出来的瓦斯，必定是在容器外扩散，与空气相混合，并在外界空间环境中形成爆炸性气体混合物后，才能到达2#气柜动火点。所以2#气柜施工主要具有爆炸危险性。

　　1． 3爆炸危险区域分析

　　 3#气柜或其它容器设备泄漏出来的瓦斯，与外界空气相混合会形成爆炸性气体混合物，那么爆炸危险区域有多大呢？爆炸危险区域可划分为0区、1区、2区、附加2区四个区。0区表示连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境，1区表示在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境，2区表示在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境。当易燃物可能大量释放并可能扩散到15m以外时，要划分出附加2区。2003年1月沧州炼油厂就曾发生气柜瓦斯冲水封，大量瓦斯泄漏的事故，我公司3#气柜是与之同一形式的气柜，不排除有这种情况的可能性，在划分防爆区域时必须考虑附加2区。在图1中画出爆炸危险区域2区分范围平面图（图中虚线包围的部分）。从图1中可看出，2#气柜施工动火时，有一部分处在爆炸危险区域2区内或附加2区内，如果不采取相应措施，施工动火有爆炸危险性。

　　1． 4中毒危险性分析

　　 表2中瓦斯硫化氢含量2.45%，不同时期的采样会有所不同，但一般都在1%～3%之间。硫化氢的毒性非常大，1000ppm以上浓度，瞬间就可致人昏迷死亡。而气柜区瓦斯硫化氢浓度远远高于致死浓度，气柜区只要有瓦斯泄漏，就有火灾爆炸和中毒危险。所以在气柜区施工，既要防火灾爆炸事故，又要防硫化氢中毒事故。

　　1．5 其它危险分析

　　 2#气柜高29.5m，有高处作业，人员有高处坠落危险，以及高处坠物伤人危险。柜壁和柜顶安装需要大型吊车起吊作业，起重吊装作业有伤人和损坏设备的危险。柜内防腐涂装作业，防腐涂料易挥发，易在柜内聚集形成爆炸性气体，易发生火灾或爆炸事故。这些作业都需要在施工过程中采取相应的安全措施。
 
安全对策

    安全对策可从组织措施和技术措施两个方面来考虑，组织措施主要是指施工安全管理网络，相应的规定和要求；技术措施主要是从安全技术角度采取措施，减少风险，确保现场施工安全。

　　1． 1组织措施

　　1．1． 1成立现场安全管理网络

　　

　　 图2 2#气柜施工安全网络

　　　　2#气柜施工建设安全管理网络见图2，明确了各负责人的职责。

　　1．1． 2安全措施

　　　　要求建设单位和生产车间均针对2#气柜的施工特点制定了详细的施工安全措施。施工单位制定的措施重点是一项施工中的安全措施的制定，如电焊机、电源开关箱的摆放位置，高处作业的保护措施，吊装作业的安全措施，防腐作业的防火防爆措施等。生产单位制定安全措施重点是从确保一个安全施工环境及应急处理来考虑，如严格控制3#气柜的操作高度，在动火期间，气柜区不能排凝。动火监护人身上配备硫化氢报警仪及可燃气报警仪，随时撑握气柜区瓦斯泄漏情况。操作室预备空气呼吸器，操作人员随时可佩戴进行应急处理。另外，生产单位制定一套事故应急处理预案，万一有瓦斯大量泄漏，能及时指挥停火作业，及时报警，组织人员疏散，采取防毒措施进行操作处理等。

　　1． 2技术措施

　　1．2． 1封堵

　　　　对2#气柜周围15m范围内的排水沟及5个下水井，先用石棉布覆盖，再用泥沙封严实，有效防止了电焊火星掉入沟、井内，同时还防止可燃气从沟井内排出。

　　1．3． 2搭防火墙

　　

　　图3 防火墙、防火罩示意图

　　　　依据现场环境，在距2#气柜10m处 ,在 2#、3#气柜之间搭设一堵高17m，宽35m的镀锌板防火墙，如图3所示。防火墙不必与2#气柜（29.5m）一样高，否则容易被风吹倒，成本会相应增加。在施工期间，车间措施规定，在操作上3#气柜控制在8m以下，3#气柜总高度不会超过17m。搭设防火墙后，可以在图3中防火墙的左侧形成一个非防爆区，2#气柜 17m以下的动火，火星不会飞到防火墙的右侧，动火的安全的。

　　1．2．3 搭防火罩

　　 由于防火墙只有17m高，2#气柜超过17m高空的动火会受风向的影响，火星能够飞越防火墙进入图3右侧的防爆区内引起火灾爆炸事故。为解决2#气柜高处动火难题，专门设计一种能够悬挂在2#气柜罐壁的一种防火罩（3×3m），如图3所示。2#气柜超过17m高空面临3#气柜一侧的动火，火星则被防火罩兜住，而在另一侧则不需要使用防火罩，这样既确保了安全又尽可能地不降低工作效率。