化工设备检修中的火灾爆炸事故原因分析

    摘要：阐述了化工设备检修的特点，就化工设备检修中的火灾爆炸事故类型作了较详细的分析，为有针对性地制定防火防爆安全措施提供参考。

　　化工设备检修火灾危险性较大，操作不慎或违反操作规程极易引起火灾爆炸事故。统计资料表明，国内外化企业发生的事故中，停车检修作业或在运行中抢修作业中发生的事故占有相关大的比例。分析探讨化工检修作业中的火灾爆炸事故类型，搞好消防安全管理，具有重大意义。

　　1 化工设备检修的关型

　　设备检修可分为计划检修和计划外检修2类

　　1.1 计划检修

　　根据生产设备的管理经验和设备状况制定计划，而按计划进行的检修称为计划内检修。根据检修内容、周期和要求的不同，计划检修可以分为小修、中修和大修。

　　1.2计划外检修是设备运行过程中突然发生故障或事故，必须进行不停车或停车检修。这种检修事先难以预料，无法安排检修计划，而且要求检修时间短，检修质量高，检修的环境及工况复杂，其难度相当大。

　　2 化工设备检修的特点

　　2.1 化工检修作业频繁

　　化工生产具有高温、高压、腐蚀性强等特点，因而化工设备、管道、阀件、仪表等在运行中易于受到腐蚀和磨损。化工设备计划内检修、计划外检修作业的次数多，任务繁重。据调查，大多数合成氨厂每月进行1次停要检修，每年进行1次大修。化工企业一般每年定期进行1次大修，也有每年进行2次或几年进行1次大修的。

　　2.2 化工检修复杂

　　石油化工生产中使用的设备如炉、塔、釜、器、机、泵、机、槽、池等大多是非定型设备，种类繁多，规格不一；仪表、管道、阀门等种类多，数量大，结构和性能各异；检修内容多，工期紧，工种多；检修受到环境、气候、场地的限制，有些要在露天作业，有时还要上、中、下立体交叉作业，有时作业在设备内外同时进行。

　　2.3 化工检修事故率高

　　生产装置和设备的复杂，设备和管道中残存的易燃易爆、有毒有害、有腐蚀性的物质，检修作业频繁又离不开动火，稍有疏忽就会发生火灾爆炸、中毒和化学灼伤等事故。经验表明，生产装置在停车、检修施工、复工过程中最容易发生事故。据统计，在中国石化总公司发生的重大事故中，检修过程的事故占总起数的42.63%。

　　3 化工设备检修中的火灾爆炸事故原因分析

　　3.1 防火安全制度不健全

　　设备检修，无论是大修还是小修，计划内检修还是计划外检修，都必须严格遵守检修工作的各项规章制度，如停车、检修、开车安全措施，作业票证审批制度，安全监护制度。除企业已制定的动火、设备内作业等安全措施外，还应针对具体的检修作业内容、范围提出特许补充的防火要求，明确检修作业程序，进入施工现场的安全纪律，安全部门负责安全规定的宣传动员、检查和监督工作。

　　一些化工企业检修的防火安全制度不健全，有的企业只有动火和设备内作业安全规定，没有针对检修作业内容、范围提出的专门防火规定，施工要求也不明确规定确；有的企业甚至在检修中无抽堵盲板、置换、清洗的规定。在检修过程中，如果管理不善，组织不好、操作失误，容易发生火灾爆炸事故。

　　3.2 停车、试车操作失误

　　设备检修使原本处于正常状态的连续生产中断，设备状态（如阀门、开关等）和工艺参数发生变化，检修完毕后存在设备状态及工艺参数返回正常值的过程，停车、试车过程中容易出现操作失误及设备故障，造成燃烧爆炸事故。

　　装置的停车要进行降温、降压、降低进料量，直到切断进为。降温、降压的速度应严格按工艺规定进行，不宜过快，尤其在高温条件下，否则，温度骤变会引起设备和管道的变形、破裂和泄漏，发生着火爆炸或中毒事故。开关阀门的操作要缓慢，先使物料少量通过，观察物料畅通情况，然后再逐渐开大，直到达到要求为止。加热炉的停炉操作，应按工艺规程中规定的降温曲线逐渐减少烧嘴，并考虑到各部位火嘴熄火对炉膛降温的均匀性，避免局部过热。高温真空设备的停车，必须先消除真空，待设备内的介质温度降到自燃点以下，方可与大气相通，以防空气进入引发燃爆。检修完毕，试车验收前应检查：该抽、堵的盲板是否已抽去、堵上；各阀门是否完好灵活；管道和仪表接头是否复位；电机的三相线是否正确；转动手盘是否正常；冷却润滑系统是否符合要求；安全装置、仪表、信号是否齐全好用。根据规范的要求分别进行耐压试验、气密试验、试运转、调整、负荷试车和验收工作。

　　许多化工企业是由小厂、老厂发展起来的，存在设备陈旧、技术落后、工艺线路不合理、未采用先进的报警防灾技术等问题，在停车、试车中对工艺参数变化不能及时发现或人为忽视，从而引发事故。如1999年4月12日，三明化工总厂合成氨分厂压缩机检修后试车时发生爆炸，造成2人死亡、2人受伤及重大经济损失。事故是由于压缩机入口处未按要求设气体压力降低信号报警装置及自动停车联锁装置，操作失误，吸入空气造面的。

　　3.3 未按规定隔离及加设盲板

　　停工或停车检修的设备必须和运行系统可靠隔离，这是石油化工检修必须遵循的安全规定之一。检修设备和运行系统隔离的最保险办法是将与检修设备相连通的管道、管道上的阀门、伸缩接头可拆部分拆下，后在管路侧的法兰上装置盲板。如果无可拆卸部分或拆卸十分困难，则应在和检修设备相连的管道法兰接头之间插入盲板。有些管道短时间（不超过8h）的检修动火，可用水封切断可燃气体气源，但必须有专人在现场监视水封溢流管的溢流情况，防止水封中断。

　　需要检修的槽罐、设备、管道如果不与其他可靠隔离，用盲板堵死，其他设备中的物料很容易进入检修槽罐内，而造成火灾爆炸事故。以往检修由于没有隔离或隔离措施不符合安全要求，致使运行系统内的有毒、易燃、腐蚀、窒息和高温介质进入检修设备，造成多起重大着火爆炸事故，教训深刻。2000年9月1日，广西南宁化工股份有限公司发生一起火灾爆炸事故，造成126.3万元的直接财产损失。其原因是该公司的机修班对酒精罐消防用的氮气管道进行检修更换，焊接氮气管道与酒精罐未进行隔绝，酒精蒸气窜进氮气管，酒精混合气体在管内被引燃，回火引起酒精罐爆炸，大罐顶被掀起，并冒出大火。

　　3.4 吹扫、置换不彻底

　　为保证检修动火和罐内作业的安全，设备检修前内部的易燃、有毒气体应进行抽净、排空、吹扫、置换。对易燃、有毒有害气体的吹扫、置换，大多数采用蒸汽、氮气，也可以采用“注水排气”法将易燃、有害气体压出，达到置换要求。

　　设备检修前，如果其内部的易燃、有毒气体未置换或置换不彻底，在检修过程中，很容易形成爆炸性混合气体，再进行动火作业，就极易发生火灾爆炸事故。如天津汉沽旭日化工厂二硫化碳计量罐曾发生爆炸，因给二硫化碳计量罐补焊，放掉二硫化碳后，没有做吹扫、置换处理，厂长划火柴在罐口试验时未发生爆炸，即认为无爆炸危险，当电焊工点焊时，发生了爆炸，厂长和焊工都被炸受伤。

　　3.5 清洗不净或不当

　　对于吹扫和置换都无法清除的残渣、沉积物等，应用蒸汽、热水、溶剂、洗涤剂或酸、碱溶液煮或清洗。水溶性物质可用水洗或热水蒸煮；黏稠性物料可先用蒸汽吹扫，再用热水煮洗；对于不溶于水或安全上有特殊要求的积附物，可用化不清洗方法除去，某此坚硬的垢物，应用人工铲刮的方法予以清除。

　　一些盛装火灾危险性较大物质的化工设备、容器，检修前如果清洗不彻底，甚至不予以清洗，会留下火灾隐患。如1983年1月26日，广东石油化工厂炼油装置催化工段309#油浆系统渗漏，厂有关部门决定停工突击检修，油浆系统虽用蒸汽吹扫清洗，但由于时间短，系统内仍有残油，检修工人进入现场拆开角阀法兰后，油从法兰处喷出，溅到345℃高温蜡油管线上，自燃起火，引起火灾。

　　清洗作业方法不当，运用性质相抵触，能发生化学反应的清洗剂，也会构成火灾爆炸危险。北京某化工厂在清刷电石炉时，在未将电石拉走、炉膛内的电石未彻底清除的情况下，用水冲刷炉膛，水和电石废液产生的热和乙炔气不能排出，引出爆炸。浓硫酸也是一个典型的例子，某柠檬酸厂在对一盛装浓硫酸的钢罐动火施焊前，用水对钢罐进行了冲洗，但是施焊进还是发生了爆炸，2名工人当场炸死。原因是被水稀释的硫酸易与钢罐壁作用，释放出氢气，罐内形成了爆炸性气体混合物。石油化工装置中易积附氧化铁、硫化铁类沉积物，其清洗方法是先加热到300℃左右，使沉积物裂化，除去油分，然后再进行酸洗；酸洗时可能产生易燃有毒的硫化氢气体，对人体产生危害。

　　3.6 设备内清出的物料处置不当

　　停车检修时，设备及管道内的液体物料应尽可能倒空，送出装置；可燃、有毒气体应排至火炬烧掉；从设备、贮罐内清理出来的废料，如过氧化物、硫化物、油垢等易燃易爆或自燃物，应妥善处置；清洗的废液中也常含有可燃成分，应采取相应措施，不得就地排放或排入下水道中，否则均会构成危险。如某厂在人做检修动火准备工作，清洗设备时，余水中残存不少柴油，未加处理排出。这引起含油污水流到地面，四处流淌，柴油蒸气到处扩散，遇违章气割火花立即引起燃烧，火势迅速扩大。

　　3.7 违反检修作业规程

　　进行化工设备维修拆卸等作业，应严格按照化工设备的检修规程进行，尤其是对于有危险物料的设备。某厂二硝基重氮酚工房，工人在拆卸旧管路时，没有按规定对设备、管路及周围环境采取相应的化学或水冲洗方法进行处理，管路上沉积的二硝基重氮酚受到冲击，发生爆炸，死亡1人，重伤1人。

　　3.8 未按规定进行动火分析

　　化工设备所处理的物料一般都具有易燃易爆性，在动火前应对动火现场周围环境或动火设备内的易燃易爆气体进行分析。动火分析不宜过早，一般应在动火前半小时进行。分析结果不合格，应继续进行置换清洗，如果中断动火半小时以上，应重作动火分析。连续作业每隔4h至少分析测爆1次。

　　未进行浓度进行检测、分析，如果其浓度不符合要求，一旦进行动火作业，很容易发生火灾爆炸事故。易燃易爆气体浓度会随着各种情况而发生变化，如果未按时进行动火分析，其浓度也很容易超标，在动火作业过程中发生火灾爆炸事故。设备、容器如留有油垢、残渣即使在动火前分析设备内可燃气体量合格，动火时由于油垢、残渣受热分解出易燃气体，也可能导致着火爆炸。

　　3.9 未清除动火区周围的可燃物

　　检修作业常常需要动火，如各种切割、焊接作业，熬沥青、烘砂、喷灯等明火作业；钢铁工具敲打、电烙铁锡焊、凿水泥基础、打墙眼、凿键槽、开坡口等易产生火花或高温的作业。动火作业过程中所产生的热量远大于多数可燃物质引燃的需的热量，如氧-乙炔焊割温度在3000~3200℃之间，电弧温度在3000℃以上。焊割作业过程中熔融的金属火星到处飞溅，尤其是在进行气割时，温度更高，熔融的金属氧化物更多，飞溅的距离更大，造成火灾的危险性也更为突出。因此，在动火区周围10m以内不得存入易燃易爆及其他可燃物质，如果未按照规定将可燃物移出动火区或采取隔离遮盖等防护措施，飞溅火星接触到易燃、易爆气体或化学危险物品，就会引起燃烧和爆炸；火星飞溅到棉、麻、纱头、稻草等可燃物质上，能阴燃蔓延，造成火灾。1997年5月4日，重庆市长寿化工总厂工程公司安装队员工，在未办理动火手续的情况下，未清理现场可燃物，盲目进行电焊作业，引发特大火灾爆炸事故，造成12人死亡，6人受伤，直接经济损失7万元。

　　3.10 动火检修构件处理不当

　　在化工设备的抢修中，如果需要检修的设备、管道上的焊、割件未拆下，动火检修的金属构件温度很高，高温高热就可沿金属导体传播到另一端的可燃物质上，或周围一定距离的可燃物上，导热传热会引起火灾。应清除被加热金属靠近的可燃物质，或用隔热材料将可燃材料与被加热的金属构件隔开。

　　3.11 动火检修设备具有危险

　　动火作业所使用的能源，如气焊与气割使用的乙炔、氢气、煤气、天然气、液化石油气等都是易燃易爆气体。氧气具有强烈的助燃性，化学性质极为活泼，稍不注意，容易发生燃烧和爆炸。电弧焊使用电作为能源增了电气火灾的危险因素。气焊与气割所使用的设备，如氧气瓶、乙炔发生器、乙炔瓶和液化石油气瓶都属于压力容器，本身就具有较大的危险因素。如果动火设备、管线泄漏，或者安全装置有问题，或者违反安全操作规程，就容易造成火灾和爆炸事故。焊接用的乙炔和氧气瓶间距小于7m，或距明火10m以内，都有可能在焊接过程中，由于火星飞溅而引起火灾爆炸事故。

　　3.12 动火检修作业结束后留下隐患

　　动火检修作业结束后，若未作认真检查，留下隐患，往往要经过较长时间才能形成燃烧，带有很大的隐蔽性。这主要一是由于火星飞溅在附近可燃物上未及时发现而引起；二是动火构件本向温度很高，堆放在可燃物附近，因其余热引起可燃物着火；三是操作人员穿的衣服尤其是冬季穿的棉衣被火星引燃后未发觉，挂在更衣室内引起火灾。因此，作业结束后，必须及时彻底清理现场，消除遗留下来的火种。并要有人留守一段时间，待构件冷却后才能离开。操作工所穿的衣服下班后也要彻底检查是否有阴燃情况。

　　3.13 未按规定配备消防器材

　　化工设备检修现场环境复杂，有时是一边检修，一边生产，稍有疏忽而就有可能发生燃烧、爆炸事故。如果作业场地没有提前准备一定数量的灭火器材，一旦发生小火，如火星飞溅引燃可燃物，便得不到及时的扑救，而造成火灾蔓延，小火变大火，形成重特大火灾，损失惨重。应根据作业现场和焊割的性质特点，配备相应数量的灭火器材，对大型工程项目和禁火区内设备进行检修以及作业现场较为复杂时，可将消防车调到现场，随时准备灭火。