一起面粉增白劑爆炸事故的原因分析
1997年12月27日,浙江某添加劑廠在生產(chǎn)面粉增白劑的過程中發(fā)生了一起爆炸事故,炸毀廠房兩間,粉碎機(jī)系統(tǒng)基本毀壞,并造成操作工1人死亡,1人重傷,1人輕傷。全部經(jīng)濟(jì)損失30萬元。本文根據(jù)事故現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果,對事故原因進(jìn)行系統(tǒng)地分析,給出了事故結(jié)論,并針對該廠情況提出了事故防范措施。
1事故概況
該廠采用的面粉增白劑生產(chǎn)工藝流程如下所示。
(過氧化苯甲酰32%、食用淀粉50%、明礬11%)──混合──烘干──粉碎──稀釋
碳酸氫鈣——稀釋
1.1原料特性
面粉增白劑的主要成份是過氧化苯甲酰(BPO)。BPO是一級強(qiáng)氧化劑,在分解時,放出氧,其熔點(diǎn)為160~180℃,自燃點(diǎn)為80℃,燃燒熱為164kcal/mol(實(shí)測值),有效氧含量6.62%(理論值),在75~80℃的范圍內(nèi)保持較長時間即可引起分解而產(chǎn)生爆炸,可助燃。干品極不穩(wěn)定,對溫度、磨擦、震動、沖擊和接觸酸、堿都特別敏感,極易分解而引起爆炸。其含水量在1%以下時,危險(xiǎn)性更大,稍有磨擦即能引起爆炸,極易燃燒。儲存時,一般注入30%的水作穩(wěn)定劑。要求單獨(dú)堆放,倉溫不宜超過30℃,儲存期控制在3個月,并定期檢查含水量。
1.2生產(chǎn)設(shè)備性能和廠房條件
將購買的成品BPO(含水)與其他原材料經(jīng)手工粗混后,采用間歇式熱風(fēng)烘干,然后經(jīng)粉碎機(jī)系統(tǒng)粉碎并自動分級,出口處得到面粉增白劑合格產(chǎn)品。在此過程中,混合和烘干工序基本采用半手工操作,安裝有溫控裝置,攪拌工具均為全木質(zhì),作業(yè)空間相互獨(dú)立,場地開闊,加工物料數(shù)量適中。
該廠使用的粉碎機(jī)系山東某廠生產(chǎn)的錘擊式粉碎機(jī)系統(tǒng),經(jīng)粉碎后的物料可以由設(shè)備自動分極。粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500rad/min,安裝在廠房(系一排九間平房)的盡頭,機(jī)房用實(shí)墻體分隔成里外兩部分,外間安裝電氣控制裝置(非防爆型),里間安裝粉碎機(jī)系統(tǒng),整個機(jī)房共用一個出入口。事故的爆炸點(diǎn)就發(fā)生在粉碎機(jī)的進(jìn)料口處。
1.3事故發(fā)生時的工藝條件和工人操作狀態(tài)
該設(shè)備正式開工生產(chǎn)面粉增白劑已有1個月。事故發(fā)生時,粉碎機(jī)房外間有1人,里間有2人正進(jìn)行操作,大約在開機(jī)操作半小時后在粉碎機(jī)進(jìn)料口處發(fā)生爆炸。外間1人沖出門外,受了輕傷;里間靠門站立的操作工被氣浪拋至外間,全身大面積燒傷;另一操作工當(dāng)場死亡。機(jī)房及粉碎機(jī)系統(tǒng)基本炸毀,但其他工序的操作間及原料庫因相隔一定距離而未受損失。
2事故原因分析
2.1原料配方
根據(jù)在原料庫現(xiàn)場調(diào)查的情況看,BPO及其他加工原料的形態(tài)均為粉末狀,符合加工要求;BPO含水儲存,且廠內(nèi)具備含水量檢查手段。加工物料配比中,BPO濃度偏高,國內(nèi)目前執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是參照日本標(biāo)準(zhǔn)制定的,BPO濃度一般限制在18~22%。但是許多文獻(xiàn)中也同時說明,沒有任何實(shí)驗(yàn)依據(jù)可以證明BPO濃度在超過22%時就會引起爆炸。因此,BPO濃度偏高不能作為本次事故的直接原因,但可能加重事故的后果。
2.2設(shè)備及工藝條件
該廠的混后,烘干工序基本合理,廠房及工藝條件控制方式雖然存在一些不當(dāng)之處,但基本滿足易烯易爆物料的加工要求。粉碎機(jī)的選型不甚合理,1500rad/min的速度顯然偏高。但該設(shè)備在同行業(yè)中應(yīng)用較廣,該廠也使用了1月之久,均沒有出現(xiàn)異常情況。因此,我們認(rèn)為,粉碎機(jī)的選型不當(dāng)雖然成為本次事故發(fā)生的重大隱患,但不是直接原因。
2.3生產(chǎn)管理及操作狀態(tài)
該廠建立了小型實(shí)驗(yàn)室,每批原料都經(jīng)過小試后確定合理的工藝條件,再進(jìn)行大量生產(chǎn)。調(diào)查中了解到,由于各工序加工能力不協(xié)調(diào),粉碎機(jī)每天開機(jī)2小時即可完成其他工序一天的加工量。在操作工的強(qiáng)烈要求下,廠長將粉碎機(jī)操作工的日工作制改為計(jì)量工作制,即每天加工完額定的物料量(一般為前道工序前1天的已加工量)即可收工。據(jù)幸存者反映,該工作制度實(shí)施頭2天,整個操作程序基本遵循先前崗位培訓(xùn)時的規(guī)定,緩慢進(jìn)料(手工)。至第3天,操作工嫌加工速度慢,擅自將料斗一次填滿,指望完成額定工作量后可以早點(diǎn)收工。爆炸就在此時發(fā)生。
至此,我們認(rèn)為,爆炸事故的直接原因是由于操作失誤。當(dāng)料斗一次填滿,使吸風(fēng)不暢,在料斗與粉碎機(jī)連接處引起B(yǎng)PO局部過熱燃燒(或分解)引起爆炸。
3防范措施
針對事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問題,為該廠提出以下整改和防范措施。
3.1首先要提高對安全生產(chǎn)的重要性認(rèn)識,加強(qiáng)生產(chǎn)管理,建立合理的工作制度,特別要做好工人的崗位安全培訓(xùn),使工人對BPO的化學(xué)特性、生產(chǎn)中的危險(xiǎn)性及防爆措施有一定程度的了解,掌握正確處置突發(fā)事件的方法。
3.2完善加工設(shè)備及工藝條件。粉碎機(jī)系統(tǒng)應(yīng)使用氮?dú)獗Wo(hù),機(jī)房出入口應(yīng)增加,至少要有兩個,烘干工序也應(yīng)使用氮?dú)獗Wo(hù),以防溫控失靈時引起B(yǎng)PO過熱分解爆炸。廠房應(yīng)按防爆技術(shù)要求改建。
3.3增加電氣安全設(shè)施。所有工序操作間使用的電器,如電機(jī)、開關(guān)、照明、風(fēng)扇等應(yīng)改裝為防爆電器(本質(zhì)安全型);機(jī)械、皮帶、管道等應(yīng)設(shè)防靜電裝置;建筑物應(yīng)采取防雷擊措施。
3.4嚴(yán)格庫房管理。對BPO在儲存數(shù)量、包裝條件、堆放方式及定期檢測方面制定嚴(yán)格的管理制度并監(jiān)督執(zhí)行,要配備相應(yīng)的消防器材,培訓(xùn)工人掌握消防知識和方法。