氢压机爆炸事件分析

　　1装置简介

　　该催化重整装置于1965年建成，原设计能力为10万吨/年，经过两次大的技术改造，现催化重整装置由30万吨/年催化重整，12万吨/年抽提装置联合组成，以初顶石脑油，加氢裂化重石脑油为原料，主要产品有：石油苯，高辛烷值汽油调和组分，副产品有：抽余油，氢气，轻汽油，戊烷油，瓦斯。

　　2事故经过

　　2007年6月12日2时33分左右，压缩机工陈某听到运行的循环氢压缩机J-203声音异常，立即汇报当班班长张某。张某带领二操作董某，刘某赶到压缩机厂房，确认声音异常后，决定立即切换备用压缩机J-202.同时，陈某到隔音室联系钳工。

　　操作工刘某在打开J-202入口阀门后（2-3圈），听到J-203附近出现异常声音，班长张某决定将J-202入口阀门关闭，此时J-203异常声音突然增大。班长张某意识到已经无法进行机组切换，且现场极其危险，马上组织二操作董某，刘某撤离压缩机厂房。三人跑步回到操作室后，对装置进行紧急停工处理。2时39分，压缩机厂房发生闪爆着火。

　　3事故原因分析

　　3.1从工艺运行参数上分析

　　（1）事故发生前，装置所有运行参数均在操作指标范围内，没有出现超温，超压，超负荷运行等现象，重整高分罐R-203液位，氢气分油罐R-501液位控制稳定。事故发生后，进到高分罐R-203的油气无法及时抽出，R-203液位上升；氢气分油罐R-501液位受爆炸影响指示波动，表明两个分离罐的液位计指示正常。因此，可以证明事故前压缩机没有发生带液现象。

　　（2）事故发生前约2分44秒，J-203出口排气温度陡升。

　　在9秒内从65上升至106，9秒钟后又回落到65，前后时间共计18秒。说明此刻压缩机排出的气体瞬间获得了较高的热量，且此热量具有较快的升温速度及较集中的释放过程。跟据温度陡升的程度，经设计院核算，释放的热量为542.5kca，l即为18g氢气燃烧的放热量。

　　瞬间释放如此高的热量，之后又迅速恢复正常，是压缩机带液，振动，缸体摩擦，入口泄漏造成压缩比改变，外部燃烧等其他因素都不可能引起的，此现象只有系统内部发生爆燃时才可能产生。因此，可以判定事故发生前约2分44秒左右在J-203机体或入口缓冲罐内部发生了气体爆燃现象。

　　（3）J-203排气压力在出口排气温度陡升约1分钟后，开始下降。2分25秒后，J-203排气压力，流量大幅度下降。可以判定事故发生前约2分44秒，压缩机系统开始出现泄漏，并逐步扩大。

　　（4）压缩机厂房顶部设有5台可燃气报警器，报警器在DCS上最早报警的时间为32分05秒，比爆炸时间只早26秒。说明2972010年38卷第6期广州化工压缩机厂发生泄漏后，随即就发生了爆炸。从压缩机到厂房顶部的距离，泄漏气体的扩散速度及报警器的响应时间推算，出现泄漏的时间应在爆炸前约2分半左右。

　　3.2从设备运行及检验情况上分析

　　（1）通过查阅重整车间压缩机岗位交接班日记和运行记录，查阅维修车间包机巡检记录，J-203在停机前运行状况正常，没有异常情况。

　　（2）近两周的状态监测数据显示，该机缸体振动状态正常，被测点振值均远低于标准值（标准值为17.8mm/s），在控制范围之内。表明压缩机运行状况正常。

　　（3）当班操作工听到的J-203声音异常，均确认没有泄漏，并认为可以进行切换，说明当时只是一般性设备问题。

　　（4）对损坏设备的检验情况：J-203南侧缸体及入口缓冲罐内部表面均有较严重的积炭现象，而北侧入口缓冲罐内部却没有此现象，证明南侧入口缓冲罐内部发生过缺氧燃烧或爆炸。而从开裂的南侧缸体入口法兰及流程上看，泄漏着火过程中没有发生缓冲罐内部燃烧的可能。因此，可以认定在南侧入口缓冲罐内部发生过爆炸。

　　委托第三方检测公司对J-203南侧入口缓冲罐进行失效分析发现，J-203南侧入口缓冲罐罐体与接管加强板焊缝处，有五处贯穿性裂纹。对焊缝样品的金相分析显示，裂纹是由于内部超压造成，该裂纹扩展尖端附近的晶粒存在明显的挤压与流动的痕迹，属于内压所致。失效分析报告结论认为：缓冲罐内部压力有突升迹象，焊缝附近，尤其是加强圈与母材刚度的差异导致上述薄弱环节开裂。

　　该缓冲罐处于压缩机入口端，正常运行时工艺上是没有造成内部超压可能的。而厂房爆炸时的冲击波也只能使该罐形成外部受压，失稳变形。只有在缓冲罐内部气体发生爆燃时，才可能引起罐内瞬间超压。因此，可以证明在该缓冲罐内部发生了气体爆燃。爆燃时间应在事故发生前约2分44秒，并造成了J-203出口排气温度陡升。

　　#委托第三方检测公司对压缩机南侧中体断裂情况进行失效分析表明：压缩机中体材质使用正确，断口没有制造缺陷和原始缺陷，断口应是受到较强外力冲击造成。因此，可以判定南侧中体断裂是在压缩机厂房爆炸时造成。

　　委托第三方检测公司对现场找到的2条断裂的南侧缸头支撑板螺栓进行失效分析，其中一条（1#）螺栓终断区在断口中部，部分为陈旧断口，部分为瞬间断裂断口，是由于交变应力引起的疲劳断裂；另一条（2#）螺栓断口为杯状，剪切区较大，失效原因为受到较大剪切应力所致。失效分析表明，虽然有一条螺栓事故发生前存在旧的裂纹，但并没有断裂。两条螺栓最终断裂原因均为瞬间较大剪切力造成。另外，南侧缸头支撑板有明显被拉变形的现象，也说明支撑板螺栓是被外力拉断。因此，可以判定南侧缸头支撑板螺栓的断裂是在压缩机厂房爆炸时造成。

　　3.3从操作上分析

　　（1）事故发生前，装置运行正常，没有进行任何生产调整。

　　当班操作工凌晨2时巡检时J-203入口缓冲罐无积液。

　　（2）操作工回顾，首先关闭了J-202放空阀，然后打开了J-202入口阀。稍后，听到J-203附近出现异常声音，关闭阀门后，异常声音并没消失。因此，可以判定此异常声音的产生与此次操作有直接关系。

　　（3）有操作工随即看到J-203南侧入口缓冲罐在晃动，且周围有白色烟雾。说明此时缓冲罐受到了较强冲击，同时缓冲罐一些部位已开始发生泄漏。因此，可以判定此时J-203南侧入口缓冲罐内部发生了爆燃，并出现了泄漏。

　　（4）从操作工听到J-203附近出现异常声音，随即关阀J- 202入口阀门，到组织人跑回操作室，推算时间约在2分钟半左右。由此可以判定，J-203附近出现异常声音的时间与J-203出口排气温度陡升为同一时间，即J-203南侧入口缓冲罐内部发生爆燃时间。

　　3.4从压缩机备用情况上分析

　　（1）重整压缩机组1965年装置初建时没有氮气置换系统，2002年装置扩能改造虽然增设了氮气线，但车间为防止氢气倒窜入氮气管网，日常将其加盲板盲断。

　　（2）日常压缩机停机后只采用关闭出入口阀，打开放空阀进行泄压后，即交付检修。检修完备用时，压缩机出入口阀关闭，放空阀微开，为机体放空状态。以上过程中，压缩机体内必然要进入空气。

　　（3）日常切换压缩机时一直采用关闭出口阀，放空阀，打开入口阀用氢气充压的方法直接置机内换空气的。此方法不仅在被置换的压缩机内可能形成爆炸性气体，而且压力控制不当还可能将空气存入相并联的其它机组。

　　（4）压缩机J-201，202，203使用同一脱液线，虽然R-101压力只有03MPa，但因脱液线已不用，总的出口阀门处于关闭状态。因此单机排液阀门内漏时，脱液线内的压力会很快上升，造成气体互窜现象。同时，现场勘查发现J-203南侧入口缓冲罐根部排液阀处于打开状态。因此，可以判定在J-202引气过程中，J-202机内的气体通过入口缓冲罐排液线进入到了J- 203南侧入口缓冲罐。

　　4结论及事故经验教训

　　综合以上分析，认为这是一起因管理不到位引起的安全生产责任事故。事故的直接原因是在切换备机J-202时，采用氢气直接置换J-202系统内的空气，空气窜入正在运行的J-203南侧入口缓冲罐内，导致该缓冲罐内部发生爆燃，氢气泄漏，造成氢压机厂房闪爆着火。事故的间接原因一是车间违反%炼化企业生产装置操作规程管理规定&，没有按照操作规程制订岗位操作卡片，操作卡片中没有氮气置换程序。二是车间管理人员安全意识淡薄，将已接入装置的氮气线加装盲板，违反了易燃气体设备和管道使用前应进行惰性气体置换的规定。三是车间对压缩机脱液线系统管理混乱，使之处于失控状态。

　　事故经验教训主要有：一是炼油厂生产受控管理不到位，没有及时发现和纠正车间管理上存在的问题。二是车间安全管理不到位，习惯性违章的做法还大量存在。三是车间工艺管理不到位，辅助流程管理混乱。四是车间培训工作不到位，操作人员判断，处理岗位生产问题的能力不够。五是关键设备上隐患没有完全消除，仍然存在着有严重缺陷的螺栓，说明设备管理工作还不到位。