空分工段事故案例分析及处理经验交流--续一

一、某空分装置冷箱炸裂喷砂事故分析 1、 问题描述

2011年2月24日，某系统操作人员1：00发现冷箱压力出现明显上升，正常指标为0.00Kpa或0.01KPA，发现时为0.04KPA，当时总控人员立即通知现场人员到现场检查充气阀是否开得过大，现场是否有误喷砂情况，没有发现异常， 认为是仪表只是有问题，通知仪表人员查看了冷箱压力变送器。冷箱基础温度未发生任何变化。 2：00现场操作人员发现冷箱北侧约20米高度污氮管道连接处有珠光砂喷出。立即通知化验室人员对冷箱下部外冒气体用测氧仪监测，东侧、南侧不报警，西侧报警，手动分析结果冷箱西氧含量36﹪，冷箱南侧31﹪.检查过 程中2：30听见钢板破裂的声音，返回检查发现在冷箱南侧约18米高度，距离上塔安全阀40cm距离处出现裂缝，并有液体流出。空分立即停止冷箱进气，上下塔排液，打开一个冷箱珠光砂卸料口和中部珠光砂口以及顶部的排气口，冷箱上下部压力回复正常数值。从先现象判断冷箱漏 液，无法直接判断原因，必须扒砂处理。 2、原因分析

﹙1﹚ 根据化验室分析结果，冷箱西氧含量为36﹪、冷箱南氧含量为31﹪，从而判断漏液不是液氧，成份与液空含量近似，可能是液空管道泄漏。

﹙2﹚管道支撑不合适，原来检查冷箱内管道时，此管道的支撑抱箍断，厂家施工人员对管道支撑进行处理后，原来的废旧支撑应该去掉，但是没有去除，管道和旧支撑磨损造成管道漏液。漏液之后，由于富氧液空在冷箱内部气化，造成冷箱的密封气压力高，高到一定程度时，由于冷箱无法承受住压力高，造成冷箱破裂。 3、处理措施及建议

﹙1﹚、扒砂后去掉废旧支撑，更换此段管道。对冷箱破裂处进行焊接。

﹙2﹚、冷箱内每次扒砂都应该检查支撑是否变形，是否合适，管

道是否变形，焊缝是否开焊，并且安排专人负责检查

﹙3﹚、如果防止这种现象的发生：总控人员应该注意冷箱的密封气压力是不是有较大的变化，如果有变化看情况处理。

二、某空分装置氧气放空阀及放空管线爆炸事故分析 【简要经过】

2010年11月1日，事发前3号空分装置冷箱高压液氧A泵正在运行；B泵检修后试运行，准备投备用。22：59，高压液氧B泵在预冷泵时发现密封气压差显示故障，现场检查泵密封气系统及机械盘车均未发现问题，判定差压变送器故障，值班人员通知仪控人员处理缺陷。

23：51，运行中的高压液氧A泵密封气压差低于0KPa，联锁动作，高压液氧A泵停运。此时3号空分装置冷箱高压氧气送出管线上阀门状态：送出阀PV3-102开度100%,氧气放空阀PV3-109开度55%。氧气送出管线压力显示4730KPa, 氧气送出管线流量显示52094Nm3/h。

值班人员马XX到现场检查高压液氧A泵状况，23：：43，在到达3号空分装置高压液氧泵箱附近时，发现氧气防爆间有火光，立即通知本班班长，并通知消防、调度、应急等部门。班长宣布紧急启动氧管线爆燃现场处置方案，并现场组织本班人员灭火，同时安排岗位人员关闭氧气送出阀PV3-102，开大去消音塔氮气阀PV3-110至25%以上，给氧气防爆间充氮气灭火。关闭高压氧气去气化装置的HV370003a/b切断阀,及时打开3号氧气缓冲罐底部排淋阀泄压,工艺人员迅速隔离了3号空分氧气系统。

11月2日0:05，3号氧气防爆间的明火扑灭。

本次火灾导致氧气放空阀PV3-109损坏，Φ8英寸铜质阻尼孔板烧毁。

【原因分析】

1、高压液氧A泵停运导致氧气缓冲罐及氧管线内高压氧气向放空阀PV3-109倒流。氧气气流高速通过放空阀阀芯，因摩擦过热或静电导致燃爆，是事故的直接原因。

2、#3空分氧管线设有氧气缓冲罐，但是杭氧公司在设计时，未考虑到液氧泵停运时，氧气缓冲罐的氧气有可能向氧气放空阀PV3-109和氧气送出阀PV3-102倒流，在设计上虽然设计了止回阀，但设计位置错误，本应设计在氧气送出阀PV3-102之后，但实际设计在界区氧气送出阀PV3-120之后，是导致事故的主要原因。 【防范措施】

1.联锁系统是实现装置本质安全的一个重要组成部分，应对装置的安全起到本质安全保护作用，但杭氧公司在本质安全上针对联锁设计考虑不全面，高压液氧泵故障或误动的条件下，氧气放空阀应限定开启速度，确保安全生产。

2.空分分厂要认真汲取事故教训，做到举一反三排查隐患，要进一步查找和完善紧急状况下安全技术处置措施，加强应急处置演练。 3.空分分厂生产技术专业人员要强化工程设计、施工与生产实际的衔接，改善氧气排空管线的配置，增加排空阀直管段有效长度，减小气体对阀门的冲击。

三、空分装置纯化系统系列运行事故分析

分子筛吸附剂对水、二氧化碳及碳氢化合物的吸附是物理吸附，吸附剂表面存在大量柱状真型小孔，根据小孔直径的不同，在低温状态下对吸附组分的分子链长短，其吸附效率也不相同。分子筛纯化系统净化效果的好坏，直接影响到空分装置的运行，对相同的设备，如果操作不当，也可能影响净化效果，降低生产效率。所以说，只有保证纯化系统运行的稳定，才能保证整个空分系统的正常运转。 事故分析

1、分子筛纯化系统带水事故分析：

带水事故一，预冷系统`冷却泵、冷冻泵循环水量太大，造成空冷塔布水器处理水量超限，即布水器液面太高淹没气体通道，水以气液夹带进入分子筛吸附器。特点：带水快，一般几分钟就有大量水带入，由于水量大使分子筛表面粉化，强度降低，分子筛微孔大量堵塞，吸附容量减小。靠再生已无法使分子筛吸吸附效率达出厂标准。须更换工作中的一罐分子筛。

带水事故二，循环水加药不当造成低温结晶，结晶体堵塞布水器水通道 、空冷塔水冷塔填等，空冷塔冷却水流不下来，漫过空冷塔气体管道，水逐渐以气液夹带进入分子筛吸附器。结果和带水事故一基本相同。

带水事故三，空冷塔下部液面计失灵（大部分出在液面计正压管堵塞），实际液面远高于DCS上显示液面，操作人员又没有及时发现，使液面漫过空冷塔气体管道，水逐渐以气液夹带进入分子筛吸附器。结果和带水事故一基本相同。

带水事故四，预冷系统`冷却泵、冷冻泵启停频繁或冷却水、冷冻水调节幅度太大，使空冷塔内形成液悬。水以气液夹带进入分子筛吸附器。结果和带水事故一基本相近。

带水事故五，空冷塔上部冷冻水水量过小，布水器水道通气使水雾化，水以雾状进入分子筛吸附器。特点：带水速度较慢，发现时一般带水量不是太大，再生两三个周期，分子筛吸附剂还可以使用，但分子筛吸附剂寿命已降低。

带水事故六，预冷系统冷水机组出现故障，冷冻水温度升高，使空冷塔出口空气温度升高，当温度大于15℃时，饱和空气含湿量大于分子筛吸附剂处理能力，水慢慢地在分子筛吸附器聚集。结果和带水事故五基本相同。

带水事故七，空压机压力波动大且频繁造成空冷塔处理空气量忽的忽小，流速也忽大忽小，空冷塔内冷却水受到气流冲击，将水带入分子筛吸附器内，结果和带水事故五基本相同。

带水事故八，水冷塔下部液面计失灵（大部分出在液面计正压管堵塞），实际液面远高于DCS上显示液面，操作人员又没有及时发现，液面漫过污氮气进口管，水倒灌到正在再生的一罐分子筛吸附器里。特点：带水速度较快，电加热器温度上不去，小于110℃。严重时，需要更换再生的一罐分子筛，较轻时，先排管道中的水，再再生两三个周期，分子筛吸附剂还可以使用，但分子筛吸附剂寿命已降低。 带水事故九，空压机停车后，忘关水冷塔补水阀，或空压机开车前，没关水冷塔补水阀，水冷塔液面漫污氮气进口管，水倒灌到须再生的一罐分子筛吸附器里。结果与带水事故八基本相同。

2、分子筛纯化系统CO2超标事故分析： CO2超标事故一，分子筛带水CO2超标。

CO2超标事故二，恶劣环境造成CO2超标，厂区空气中含有大量的酸性气体，如：硫化氢、氧化硫、氧化氮等，或总循环水成酸性导致进分子筛纯化器的气体成酸性，在吸附过程中分子筛吸附剂与水和酸性气体发生反应，使分子筛吸附剂结构发生不可逆的改变，降低吸附容积，导致出分子筛气体CO2超标。

CO2超标事故三，再生不彻底造成CO2超标。根据实践经验，13X分子筛吸附剂再生时加热温度控制在170℃左右，出口温度达到85℃以上时停止加热，进入冷吹期，冷吹峰值根据分子筛吸附器结构的不同、分子筛吸附剂床层厚度的不同，冷吹峰值也不相同，一般控制在140℃以上为最佳。再生温度过低时，被吸组分不能完全解吸，即分子筛吸附剂微孔内还残留一部分被吸附组分未被赶走，再进行吸附时，吸附容积就会降低，造成CO2超标。

CO2超标事故四，由于操作人员失误，操作时分子筛吸附剂床层受到气流冲击，床层表面凸凹不平，气体短路，吸附容积降低造成CO2超标。

CO2超标事故五，分子筛使用时间过长，部分分子筛吸附剂粉化，床层降低，或分子筛吸附器床层破勋，分子筛吸附剂泄漏，使吸附容积降低造成CO2超标。

四、安徽某公司空分装置\"4.14”氧气管道爆炸事故

2005年4月14日上午10时左右, 安徽省某公司机动科组织有关人员（总调度、机动科长、仪表负责人、生产维修工人）共8人进入调压站进行气动调节阀更换作业。作业人员首先关闭了管线两端阀门隔断气源，然后松开气动调节阀法兰螺栓，在松螺栓过程中发现进气阀门没有关紧，仍有漏气现象，又用F型扳手关闭进气阀门。在漏气情况消除后，作业人员拆卸掉故障气动调节阀，换上经脱脂处理的新气动调节阀，安装仪表电源线和气动调节阀控制汽缸管线，并用万用表测量。上述工作完毕，制氧工艺主管张某接到在场的调度长批准令，到防爆墙后边，开启气动调压阀约2～3s后,就听到一声沉闷巨响,从

防爆墙另一侧的前后喷出大火。 张某想转身关阀,受大火所阻,即快速跑向制氧车间,边叫人灭火,边关停氧压机以切断事故现场的氧气,阻止火势扩大。后张某又想起氧气来源于氧气罐,便爬上球罐关阀,这才切断了事故现场氧气源。至此，火势终于被控制住。

事后，通过爆炸现场勘察发现，调压站内的氧气管道被完全烧毁, 旁路管道的上内部没有燃烧痕迹，证明管道被炸开。事故现场作业人员共有8人，其中7人死亡（3人当场死亡，4人经医院抢救无效后死亡）。事故发生时另有1人在调压站氮气间，与氧气间中间有防火墙阻隔，没有受到伤害。

事后经调查，该调压管线的气动调节阀经常发生阀芯内漏故障，投产以来至少已更换过3次气动调节阀。

此外，该厂压力管道未经安装监督检验，对此，地方特种设备监察部门已下达了安全监察指令，责令禁止使用，恢复原状，分管也多次进行协调，但因种种原因，隐患整改工作并没有得到认真落实。 事故原因

“4•14”氧气管道爆炸事故发生后，根据爆炸时出现的放热性、快速性特点，事故调查组确认这是一起化学性爆炸事故。另据“加压的可燃物质泄漏时形成喷射流，并在泄漏裂口处被点燃，瞬间产生了喷射火”等现象，调查人员认为，燃烧、爆炸、喷射火是这次事故的主要特点，喷射火又是造成众多人员伤亡和管道、阀门烧熔的重要因素。 燃烧爆炸的3个基本要素是助燃剂、燃烧物质、点燃能量。在3个基本要素中，缺少任何1个要素都不会引发燃烧爆炸。 1.助燃物质

氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它在氧化反应中提供氧，是一种常用的氧化剂。

在生产环境中，一般化工检修规定，控制氧含量在17％～23%，既要防止缺氧，又要防止富氧，两种状况均能导致事故。此次事故完全具备富氧状态条件。拆卸气动调节阀，管内原存的余气被释放至大气；在检修过程中，发现阀门未关死，有氧气逸出；在用氧气试漏时，没有证据表明气动调节阀法兰密封可靠，因此，有氧气泄漏的可能性；爆炸时检修管线内部必然存在氧气。可见，在检修过程中，有发生富

氧状态的环境和条件。

查证管道检修试压时的当班记录，事故发生前氧气球罐和输送管道内存有2.5MPa，99.0%～99.5%的氧气，当天试压时通过氧气管道压力最低1.3MPa，最高可能达到1.8MPa；气流速度大于15m/s。 2.可燃物质

在浓度较高的氧气环境中，人体、衣物、金属都会成为还原剂，与氧气发生氧化还原反应。也就是说，人体、衣物、金属在富氧状态下成为可燃物。

更换的气动调节阀虽然经过脱脂清洗，但没有按照有关安全规定进行完全脱脂，比对同批进货的气动调节阀解体检查发现，其内部存有大量油脂。作业人员除脂过程只是用棉纱蘸少量四氯化碳擦洗外部可擦部位，没有解体浸泡、清洗，领用的500ml清洗剂仅用了75ml，脱脂方法和脱脂剂消耗量不能达到完全脱脂的要求，具有存有油脂的可能性。另外，作业者的工具、衣物、手套也可能沾有油污（脂）。因此，在作业环境中，有发生爆炸的可燃物质条件。 3.激发能量

从事故现场看，有多种造成爆炸燃烧的激发能量条件：作业人员衣着化纤衣物导致的静电；使用非防爆型工具；采用非防爆型照明；在一定的压力、温度条件下，纯氧能与油脂反应，反应后放出的热量会引起油脂自燃；作业者打开进气阀用氧气试漏，气体绝热压缩导致的温度上升；操作阀门时开阀速度过快，高速气流与管件、阀门摩擦产生静电等都可能成为燃爆的激发能量。 4.事故原因分析推断

燃烧爆炸的3个基本因素都已满足，燃烧爆炸很难避免。从事故后掌握的情况进行分析推断，事故的发生过程是由于管道内部纯氧状态下或在泄漏形成管道外部空间呈富氧状态，遇到激发能量后，引起激烈的化学反应（燃烧、爆炸），爆炸后造成大量氧气喷出，反应释放出大量热能，喷射火喷射的高温致使钢管熔化和燃烧反应更加激烈，导致整根管线被毁和人员伤亡。

由此可以认定,新更换气动调节阀脱脂不完全是事故的直接原因，违章使用氧气试漏是导致发生爆炸的另一重要原因。

预防措施

1.氧气生产、输送管道应按照《特种设备监察条例》进行安全性能检验，检验合格方可投入使用。检验的目的是检查特种设备的制造质量和安装质量，避免不符合安全使用要求的设备投入使用。对不符合安全技术规范的特种设备，必须停止使用。在特种设备安全监察过程中，要严格按照安全技术规范的要求实施检查，对达不到安全使用要求的设备，应立即停止使用，并督促企业整改。 2.对化工生产、氧气制造、输送企业，应督促企业切实落实特种设备安全管理的主体责任。对一些企业负责人安全生产责任意识淡薄、思想麻痹的现象要及时纠正，通过完善企业特种设备各项管理制度，落实企业安全责任，层层负责，严加管理，减少事故的发生，杜绝违章作业，发现问题及时处理，切实消除事故隐患，对隐患不能及时消除和缺乏安全保障的设备，在未整改之前必须坚决停用。

3.对列为重点监控的化工、制氧设备，必须要求生产、使用单位落实具体负责人和具体监控措施；加强重点部位的巡查，并制订相应的预警和应急救援方案，适时进行演练，提高应对紧急事件的能力。特种设备安全监察机构与行业主管部门应当加强督促检查。 4.特种设备安全监察部门要与安监部门、行业监管部门主动联系、交流、沟通，提高联合执法能力，对交叉管理的化工、制氧生产企业，应消除特种设备安全监察盲区，避免重大事故的发生。

5.对特种设备事故的处理既要注重事后追究，也不可缺少事前预防。大多数生产安全事故是在发生事故或造成严重后果后才追究有关责任人的刑事、行政责任的，而对不依法履行安全管理职责、落实安全工作责任、违反特种设备安全管理规定造成隐患或危害公共安全的行为，惩罚力度不够。这就助长了一些企业、单位和个人冒险作业、违章指挥的侥幸心理，导致重大特种设备事故的频频发生，因此，事后追究是必不可少的，其效果就是要达到“小惩大戒”的目的。“刑轻利重”导致一些领导重经济，轻安全。应对的措施是勤检查、多督促、抓落实、狠整治、严执法，只有这样，才能有效地实现特种设备事故的事前预防，减少事故的发生。