空分冷箱珠光砂爆炸事故的原因分析和預(yù)防

1、空分冷箱珠光砂爆炸事故的原因分析和預(yù)防 1 問題的提出隨著空分設(shè)備大型化，空分冷箱隨之加大、升高，有的高達(dá) 60 余米。冷箱內(nèi)充填的珠光砂容量隨之增多，冷箱內(nèi)珠光砂裝卸的事故時(shí)有 發(fā)生。1) 1972 年，連源鋼廠在裝珠光砂時(shí)，裝珠光砂的人從裝砂人孔掉 入冷箱，經(jīng)奮力搶救，但是，搶救出來的人已窒息死亡。2) 1972年 12月，鞍鋼氧氣廠在冷箱卸珠光砂時(shí)，珠光砂突然傾 泄下來，其中 1 人被埋，搶救出來已窒息死亡。3) 1984年 4月，本鋼氧氣廠，搶修空分調(diào)閥的檢修工，因被氮?dú)?窒息，后掉入珠光砂中死亡。(4) 1990年，某化工廠10000m3/n空分設(shè)備因漏液需停車檢修。按 正常操作規(guī)定

2、進(jìn)行排除液體、加溫除，然后、卸珠光砂時(shí)，不是打開珠光砂卸砂專用孔，而是卸下冷箱最下部的檢修用的冷箱人孔蓋 板，人孔板打開后沒有多長時(shí)間，就聽到一聲巨響，珠光砂噴出約 8m遠(yuǎn)，整只高40m的方冷箱變成圓冷箱，280號的工字鋼、槽鋼全部 向外彎曲，鼓了出來。5)2000 年 8 月 21 日，江西萍鄉(xiāng)鋼廠空分設(shè)備組織人員在扒珠光砂，另一臺(tái)空分設(shè)備開著排放液氧，液氧隨地溝汽化，由于電動(dòng)機(jī) 冒火花，引起爆炸， 22 人喪生。(6) 2001年某鋼廠6000m3/h空分設(shè)備，液空進(jìn)粗氬塔冷蒸發(fā)器調(diào) 節(jié)閥嚴(yán)重漏液，大量液空進(jìn)人冷箱內(nèi)的珠光砂中。經(jīng)停車、排液、 加溫后卸砂，從冷箱下部的珠光排放口卸砂，沒有多

3、久，一聲巨響， 板式冷箱頂蓋全部掀開，方冷箱變成了圓冷箱。(7) 2005年10月，馬鋼2萬m3/h空分設(shè)備冷箱內(nèi)進(jìn)行檢修，冷箱 中的珠光砂噴泄下來，造成 1 人死亡。(8) 2005年11月29日，西寧特鋼6000m3/h空分塔漏液，卸沙檢 修中，突然噴沙，造成嚴(yán)重?fù)p壞，修理費(fèi)損失 120萬元。9)2006年 1月6日，水鋼氧氣廠 3號空分設(shè)備在檢修過程中，將 塔內(nèi)的珠光砂卸下來，突然“轟隆”一聲，大量珠光砂劈頭蓋臉的 噴射出來， 27名在塔前裝珠光砂的民工埋在砂堆中，經(jīng)搶救 20人命 脫險(xiǎn)， 7名女工喪生。(10) 2007年1月2日，四川威遠(yuǎn)鋼廠10000m3/h空分設(shè)備卸珠光 砂中，突

4、然噴砂，四周堆滿珠光砂，在清點(diǎn)人數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)少 1 人， 救出來時(shí)已死亡。(11) 2008年2月，江蘇常州長宇實(shí)用氣體有限公司 3000m3/h液體 空分設(shè)備在卸珠光砂時(shí)，突然發(fā)生爆炸，方冷箱變成圓冷箱，幸虧 珠光砂噴出的方向在卸沙群的背面，未造成人員傷亡。(12) 2009年7月15日，江蘇無錫新三洲特鋼6000m3/h空分裝置 泄漏，外殼結(jié)霜， 7 月 12 日停車， 12 日當(dāng)日排完液體，并進(jìn)行了加 溫處理， 7月 1 5日在未確認(rèn)冷箱內(nèi)溫度的情況下，未啟用冷箱原有 的卸砂孔，在旁邊用氣割刀切開了一個(gè) 60X 80X 60 cm的U型口違規(guī) 卸砂， 7：30時(shí)發(fā)生大量珠光砂噴出，下塔、上

5、塔、氬塔整體倒塌， 造成 11 人被埋，其中 3人死亡。直接損失近千萬元。上述的事故案例，充分告戒人們空分設(shè)備冷箱裝卸珠光砂時(shí)存在的 危險(xiǎn)性，那么，造成裝卸珠光砂危險(xiǎn)的原因是什么？2發(fā)生空分冷箱珠光砂事故的可能的原因分析2.1 介質(zhì)隱藏的危險(xiǎn)因素：空分設(shè)備冷箱內(nèi)充填的珠光砂，又名膨脹珠光巖，由玻璃質(zhì)山巖經(jīng) 破碎及高溫焙燒而成，呈圓珠松散顆粒，無毒、無味、不燃燒、不 腐蝕。由于它具有極低的導(dǎo)熱性和可靠的化學(xué)穩(wěn)定性，有良好的充填流動(dòng)性和極低的容重性；珠光砂粒度一般為0.051伽,松散度 4580 kg /m3,由于珠光砂有優(yōu)良絕熱性能，廣泛地應(yīng)用于空分、制 冷設(shè)備冷箱的絕熱。但由于珠光砂很輕，易飛

6、揚(yáng)，粉末刺激喉頭和 眼鼻，很易吸入肺，引起咳嗽，人員落入其中，很快被淹沒而窒息 死亡。2.2 在卸光砂過程中造成冷箱爆炸的原因綜合起來有以下幾種可能 性：空分塔內(nèi)管道、容器泄漏，特別是低溫液體的泄漏，使珠光砂中貯 存了液體，未經(jīng)徹底加溫、汽化，卸沙時(shí)溫度升高，流動(dòng)速度很快， 產(chǎn)生摩擦靜電，導(dǎo)致液體急劇膨脹，氣壓升高，引起冷箱爆炸；2.3 冷箱內(nèi)珠砂加溫不徹底的原因又存在以下幾種可能：2.3.1 空分塔冷箱珠光砂加溫管通布置不合理或沒有考慮整體珠光的 加溫； a）空分塔冷箱總體設(shè)計(jì)時(shí)，只在珠光砂冷箱基礎(chǔ)卸一個(gè)測溫點(diǎn)，在 冷箱底部四周設(shè)加溫管，在容器底和主要液體未設(shè)加溫管。有的空 分塔只設(shè)污氮進(jìn)冷

7、箱充氮管，目的是控制冷箱內(nèi)保持正壓，防止防 止大氣吸入冷箱，使珠光砂變潮，在冷箱底部沒有設(shè)珠光砂絕熱層 加溫管道。b）空分塔冷箱頂部沒有設(shè)呼吸閥，或者頂部人孔布置不均勻，不能 使加溫氣體均勻排出；c) 珠光砂層沒有設(shè)置溫度計(jì)，加溫時(shí)充無法測定溫度。d) 空分塔冷箱高度大于40m以上時(shí)，只有底層設(shè)卸沙孔，會(huì)引起卸 砂時(shí)流動(dòng)速度過快。2.3.2 珠光砂加溫方法不妥當(dāng)： a)加溫時(shí)冷箱頂蓋沒有全部打開，使加溫氣體不能均勻的通過絕熱 層； b) 加溫的時(shí)間不夠，未加溫到常溫或接近常溫。2.3.4 冷箱內(nèi)尚存珠光砂時(shí)，人員從冷箱底部進(jìn)入冷箱，珠光砂結(jié)塊 層掉下傷。3 事故預(yù)防措施從造成珠光砂冷箱爆炸和裝

8、卸珠光砂的人員傷亡事故可能的原因來 看，有空分塔冷箱設(shè)計(jì)、安裝、使用和管理上的問題，我們應(yīng)從中 吸取深刻的教訓(xùn)，并提出以下預(yù)防措施：3.1 空分塔冷箱在設(shè)計(jì)上應(yīng)采取的措施：3.1.1 要充分考慮管道的熱脹冷縮引起管道補(bǔ)償問題，防止管道拉裂、 拉斷；3.1.2 建設(shè)冷箱內(nèi)的容器，管道是有可能產(chǎn)生液體部位的焊縫都要 100%的無損探傷合格，必要時(shí)提高傷等級。3.1.3 空分塔冷箱內(nèi)低溫管道、容器、連接盡可能采用焊接結(jié)構(gòu)，盡 可能避免法蘭結(jié)構(gòu)；3.1.4 空分塔下塔座應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)，并用不銹鋼制造支座和底腳螺釘， 防止漏液時(shí)會(huì)使碳鋼支座凍裂，使上下塔整體倒塌；3.1.5建議空分塔冷箱高度大于40m的應(yīng)在

9、20m左右設(shè)置珠光砂裝卸口，裝卸口不宜過大，也不宜過小，一般在0.30.4 mo3.1.6空分塔冷箱頂蓋應(yīng)在四角和中間設(shè)600X 600人孔，珠光砂加 溫時(shí)便于打開，使汽流均勻的通過珠光砂；3.1.7 空分塔冷箱底部應(yīng)裝有供珠光砂加溫的管道，有液體的容器， 管道的下部應(yīng)設(shè)置加溫管道，便于漏液時(shí)，采用有效的加溫措施。加溫管道口徑和小孔總面積應(yīng)與加溫液體的流量相適應(yīng)。3.1.8 空分塔冷箱底部、中部、上部的珠光砂層中設(shè)置有代表性的測 溫點(diǎn)；3.1.9 在操作說明書上應(yīng)增加珠光砂層加溫的方法和合格的標(biāo)準(zhǔn)，裝 卸珠光砂的安全注意事項(xiàng)。3.2 安裝上預(yù)防措施：3.2.1 確保安裝質(zhì)量，特別是液體管道必須制訂施工方案，確保焊透 和密封，在工藝確保不