江蘇某化工有限公司“8.23”檢修作業(yè)燃爆事故
1)事故概況
2013年8月21日至23日,江蘇某化工有限公司亞磷酸二甲酯車間按計(jì)劃停產(chǎn)檢修,對氯甲烷回收裝置中的硫酸管道、泵機(jī)等設(shè)備和管道檢修更換。23日16時(shí)18分,檢修承包方某建設(shè)集團(tuán)有限公司安裝工李某在管道動(dòng)火作業(yè)(氣割)時(shí),硫酸中間罐突然爆炸、物料(稀硫酸、氯甲烷)四溢后起火,導(dǎo)致天力公司檢修輔助工張某因爆炸氣浪沖倒在地未能逃離、當(dāng)場死亡,其他人員逃離現(xiàn)場,其中4人被飛濺的稀硫酸灼傷。
事故發(fā)生后,市、區(qū)安監(jiān)、環(huán)保、消防、公安等部門及當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)人員立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案、趕赴現(xiàn)場進(jìn)行事故應(yīng)急救援;16時(shí)40分火勢撲滅,事故主要局限于檢修范圍,未造成其它車間、設(shè)施嚴(yán)重影響。
2)事故經(jīng)過
經(jīng)現(xiàn)場勘查,查閱相關(guān)人員的詢問筆錄以及現(xiàn)場監(jiān)控視頻錄像,事故過程分析如下:
①8月23日上午10:44時(shí),建設(shè)公司施工人員江某將設(shè)置在稀酸罐(容積5m3,臥式,PP材質(zhì),內(nèi)存75%硫酸2t)罐頂接口法蘭的盲板抽出,著手安裝預(yù)制的管段(酸泵與稀酸罐之間的管道)。
②23日16:08時(shí)左右,建設(shè)公司施工人員王某在稀酸罐與濃酸罐之間連接管道上焊接取樣口,現(xiàn)場情況未發(fā)現(xiàn)異常。
③23日16:12時(shí)左右,江蘇某化工有限公司韓某啟動(dòng)硫酸泵,將98%硫酸原料罐向濃酸罐打料,但原料罐出口閥門未開啟。泵運(yùn)轉(zhuǎn)直至事故發(fā)生時(shí)。
④23日16:16時(shí)左右,公司員工陳某關(guān)閉了稀酸罐與濃酸罐上的放空閥。
⑤23日16:18時(shí)左右,建設(shè)公司焊工李某在濃酸罐出口閥彎頭接管,管道稍長幾公分即動(dòng)火切割,隨即稀酸罐發(fā)生爆炸,然后物料四溢并起火。
3)事故原因分析
(1)事故直接原因
①爆炸性氣體環(huán)境的形成
a.氯甲烷的理化特性及燃爆特性
氯甲烷分子式:CH3Cl;危規(guī)號:23040,UN號:1063;
相對分子質(zhì)量:50.49;外觀與性狀:無色氣體,具有醚樣的微甜氣味;沸點(diǎn)(℃):-23.7,相對密度(空氣=1):1.78;
燃燒熱(KJ/mol):685.5,燃燒(分解)產(chǎn)物:一氧化碳、二氧化碳、氯化氫、光氣;燃燒性:易燃,引燃溫度(℃):632;
爆炸下限(%):7.0,爆炸上限(%):19.0
b.事故時(shí)動(dòng)火點(diǎn)可燃?xì)怏w的來源及稀酸罐內(nèi)爆炸性氣體的形成
經(jīng)查實(shí),氯甲烷回收裝置檢修前,未對系統(tǒng)進(jìn)行物料清理清洗、吹掃置換以及檢測分析。稀酸罐(容積5m3)內(nèi)存有75%硫酸約2t,氯甲烷回收系統(tǒng)內(nèi)存在氯甲烷,其主要為:稀酸罐及濃酸罐內(nèi)液面以上的氣相空間、稀酸罐中75%硫酸液體對氯甲烷的溶解度約為0.25g/g,此外,還有堿洗塔、稀酸塔、濃酸塔、冷凝器以及相連的管道系統(tǒng)中也存在有氯甲烷。
檢修第三天即23日10:44時(shí),施工人員拆除盲板,同時(shí)新安裝的管道閥門均處于開啟狀態(tài),改變了檢修部位與系統(tǒng)隔離的狀態(tài),形成了檢修部位與系統(tǒng)連通,逐步為形成爆炸性氣體環(huán)境創(chuàng)造了客觀條件。
根據(jù)事故現(xiàn)場監(jiān)控視頻錄像,23日10:44時(shí),施工人員拆除盲板后至事故發(fā)生期間,現(xiàn)場間斷性有多次動(dòng)火作業(yè),其中包括16:08時(shí)在取樣口的電焊作業(yè)。
根據(jù)事故調(diào)查,16:12時(shí)左右啟動(dòng)原料罐硫酸泵,因原料罐出口閥門未開啟,硫酸泵空運(yùn)轉(zhuǎn)吸入空氣,空氣鼓入系統(tǒng);16:16時(shí)關(guān)閉了稀酸罐與濃酸罐上的放空閥,空氣與氯甲烷在系統(tǒng)內(nèi)混合(氯甲烷爆炸極限7.0%~19.0%),為形成爆炸性氣體環(huán)境提供了必要條件。
由此,10:44時(shí)拆除盲板(包括安裝閥門開啟狀態(tài)),16:12時(shí)啟動(dòng)硫酸泵吸入空氣,16:16時(shí)關(guān)閉放空閥,以及16:18時(shí)濃酸罐出口閥接管動(dòng)火,這些關(guān)鍵點(diǎn)系統(tǒng)地提供了爆炸“三要素”:可燃物(氯甲烷),助燃物(空氣),點(diǎn)火能(乙炔-氧氣割),直至爆炸。
c.爆炸能量評估
計(jì)算稀酸罐氣相空間中氯甲烷的存在量約為:8.79kg
則氯甲烷的TNT當(dāng)量計(jì)算結(jié)果為:WTNT =α*Wf*Qf /QTNT= 1.05kg
(注:上述計(jì)算不包括稀酸液相溶解氯甲烷的量)
d.稀酸罐爆炸后2t稀酸溢出溶解氣體氯甲烷的燃燒,又引燃了現(xiàn)場可燃物(塑料管道、塑料零部件、塑料窗框等),燃燒持續(xù)了約20分鐘。
②事故點(diǎn)火能
乙炔-氧氣割時(shí)溫度可達(dá)3000℃以上,氯甲烷的引燃溫度為632℃,因此足以引燃、引發(fā)爆燃事故。由于稀酸罐與焊割點(diǎn)之間的連接管道上閥門均開啟,且無任何阻火設(shè)施,焊割點(diǎn)引燃的氯甲烷火焰沿管道回火至稀酸罐內(nèi),造成稀酸罐內(nèi)氯甲烷爆炸性混合氣體的爆炸。
③結(jié)論
事故直接原因:由于抽除了盲板,檢修部位與系統(tǒng)連通,啟動(dòng)濃硫酸泵、關(guān)閉放空閥,致使動(dòng)火點(diǎn)氯甲烷濃度達(dá)到了爆炸極限,乙炔-氧切割管道動(dòng)火作業(yè)引燃了管道中的氯甲烷,回火至稀酸罐內(nèi)氯甲烷與空氣的混合物發(fā)生化學(xué)爆炸。
(2)事故間接原因
①動(dòng)火作業(yè)管理違反AQ3022-2008《化學(xué)品生產(chǎn)單位動(dòng)火作業(yè)安全規(guī)范》的要求,發(fā)包方未對系統(tǒng)進(jìn)行物料清理清洗、吹掃置換以及檢測分析,對事故動(dòng)火未辦理一級動(dòng)火證。
②承包方抽堵盲板管理違反AQ3027-2008《化學(xué)品生產(chǎn)單位盲板抽堵作業(yè)安全規(guī)范》,盲板未掛牌未上鎖,脫離了盲板管理的過程控制,導(dǎo)致能量沒有始終隔離,導(dǎo)致過程失控、措施無效,成為檢修后期動(dòng)火作業(yè)隱患。
③檢修前員工安全培訓(xùn)、教育不到位,導(dǎo)致檢修作業(yè)不規(guī)范,作業(yè)交叉、交底不清、措施不清,釀成苦果。