化工企業(yè)檢修事故預防
設(shè)備檢修可分為計劃檢修和計劃外檢修2類
根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的管理經(jīng)驗和設(shè)備狀況制定計劃,而按計劃進行的檢修稱為計劃內(nèi)檢修。根據(jù)檢修內(nèi)容、周期和要求的不同,計劃檢修可以分為小修、中修和大修。
計劃外檢修是設(shè)備運行過程中突然發(fā)生故障或事故,必須進行不停車或停車檢修。這種檢修事先難以預料,無法安排檢修計劃,而且要求檢修時間短,檢修質(zhì)量高,檢修的環(huán)境及工況復雜,其難度相當大。
化工生產(chǎn)具有高溫、高壓、腐蝕性強等特點,因而化工設(shè)備、管道、閥件、儀表等在運行中易于受到腐蝕和磨損。化工設(shè)備計劃內(nèi)檢修、計劃外檢修作業(yè)的次數(shù)多,任務繁重。據(jù)調(diào)查,大多數(shù)合成氨廠每月進行1次停要檢修,每年進行1次大修?;て髽I(yè)一般每年定期進行1次大修,也有每年進行2次或幾年進行1次大修的。
石油化工生產(chǎn)中使用的設(shè)備如爐、塔、釜、器、機、泵、機、槽、池等大多是非定型設(shè)備,種類繁多,規(guī)格不一;儀表、管道、閥門等種類多,數(shù)量大,結(jié)構(gòu)和性能各異;檢修內(nèi)容多,工期緊,工種多;檢修受到環(huán)境、氣候、場地的限制,有些要在露天作業(yè),有時還要上、中、下立體交叉作業(yè),有時作業(yè)在設(shè)備內(nèi)外同時進行。
生產(chǎn)裝置和設(shè)備的復雜,設(shè)備和管道中殘存的易燃易爆、有毒有害、有腐蝕性的物質(zhì),檢修作業(yè)頻繁又離不開動火,稍有疏忽就會發(fā)生火災爆炸、中毒和化學灼傷等事故。經(jīng)驗表明,生產(chǎn)裝置在停車、檢修施工、復工過程中最容易發(fā)生事故。據(jù)統(tǒng)計,在中國石化總公司發(fā)生的重大事故中,檢修過程的事故占總起數(shù)的42.63%。
設(shè)備檢修,無論是大修還是小修,計劃內(nèi)檢修還是計劃外檢修,都必須嚴格遵守檢修工作的各項規(guī)章制度,如停車、檢修、開車安全措施,作業(yè)票證審批制度,安全監(jiān)護制度。除企業(yè)已制定的動火、設(shè)備內(nèi)作業(yè)等安全措施外,還應針對具體的檢修作業(yè)內(nèi)容、范圍提出特許補充的防火要求,明確檢修作業(yè)程序,進入施工現(xiàn)場的安全紀律,安全部門負責安全規(guī)定的宣傳動員、檢查和監(jiān)督工作。
一些化工企業(yè)檢修的防火安全制度不健全,有的企業(yè)只有動火和設(shè)備內(nèi)作業(yè)安全規(guī)定,沒有針對檢修作業(yè)內(nèi)容、范圍提出的專門防火規(guī)定,施工要求也不明確規(guī)定確;有的企業(yè)甚至在檢修中無抽堵盲板、置換、清洗的規(guī)定。在檢修過程中,如果管理不善,組織不好、操作失誤,容易發(fā)生火災爆炸事故。
2015年8月15日11時左右,湖北雙環(huán)科技股份有限公司合成中心壓縮工段靜電除焦B塔在停車檢修作業(yè)過程中發(fā)生閃爆,造成2人死亡。這起事故暴露出雙環(huán)科技公司安全意識薄弱,安全管理混亂,操作規(guī)程不落實,違章進行檢修作業(yè)等問題。案例:
設(shè)備檢修使原本處于正常狀態(tài)的連續(xù)生產(chǎn)中斷,設(shè)備狀態(tài)(如閥門、開關(guān)等)和工藝參數(shù)發(fā)生變化,檢修完畢后存在設(shè)備狀態(tài)及工藝參數(shù)返回正常值的過程,停車、試車過程中容易出現(xiàn)操作失誤及設(shè)備故障,造成燃燒爆炸事故。
裝置的停車要進行降溫、降壓、降低進料量,直到切斷進為。降溫、降壓的速度應嚴格按工藝規(guī)定進行,不宜過快,尤其在高溫條件下,否則,溫度驟變會引起設(shè)備和管道的變形、破裂和泄漏,發(fā)生著火爆炸或中毒事故。開關(guān)閥門的操作要緩慢,先使物料少量通過,觀察物料暢通情況,然后再逐漸開大,直到達到要求為止。加熱爐的停爐操作,應按工藝規(guī)程中規(guī)定的降溫曲線逐漸減少燒嘴,并考慮到各部位火嘴熄火對爐膛降溫的均勻性,避免局部過熱。高溫真空設(shè)備的停車,必須先消除真空,待設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)溫度降到自燃點以下,方可與大氣相通,以防空氣進入引發(fā)燃爆。檢修完畢,試車驗收前應檢查:該抽、堵的盲板是否已抽去、堵上;各閥門是否完好靈活;管道和儀表接頭是否復位;電機的三相線是否正確;轉(zhuǎn)動手盤是否正常;冷卻潤滑系統(tǒng)是否符合要求;安全裝置、儀表、信號是否齊全好用。根據(jù)規(guī)范的要求分別進行耐壓試驗、氣密試驗、試運轉(zhuǎn)、調(diào)整、負荷試車和驗收工作。
許多化工企業(yè)是由小廠、老廠發(fā)展起來的,存在設(shè)備陳舊、技術(shù)落后、工藝線路不合理、未采用先進的報警防災技術(shù)等問題,在停車、試車中對工藝參數(shù)變化不能及時發(fā)現(xiàn)或人為忽視,從而引發(fā)事故。
如1999年4月12日,三明化工總廠合成氨分廠壓縮機檢修后試車時發(fā)生爆炸,造成2人死亡、2人受傷及重大經(jīng)濟損失。事故是由于壓縮機入口處未按要求設(shè)氣體壓力降低信號報警裝置及自動停車聯(lián)鎖裝置,操作失誤,吸入空氣造面的。案例:
停工或停車檢修的設(shè)備必須和運行系統(tǒng)可靠隔離,這是石油化工檢修必須遵循的安全規(guī)定之一。檢修設(shè)備和運行系統(tǒng)隔離的最保險辦法是將與檢修設(shè)備相連通的管道、管道上的閥門、伸縮接頭可拆部分拆下,后在管路側(cè)的法蘭上裝置盲板。如果無可拆卸部分或拆卸十分困難,則應在和檢修設(shè)備相連的管道法蘭接頭之間插入盲板。有些管道短時間(不超過8h)的檢修動火,可用水封切斷可燃氣體氣源,但必須有專人在現(xiàn)場監(jiān)視水封溢流管的溢流情況,防止水封中斷。
需要檢修的槽罐、設(shè)備、管道如果不與其他可靠隔離,用盲板堵死,其他設(shè)備中的物料很容易進入檢修槽罐內(nèi),而造成火災爆炸事故。以往檢修由于沒有隔離或隔離措施不符合安全要求,致使運行系統(tǒng)內(nèi)的有毒、易燃、腐蝕、窒息和高溫介質(zhì)進入檢修設(shè)備,造成多起重大著火爆炸事故,教訓深刻。
2000年9月1日,廣西南寧化工股份有限公司發(fā)生一起火災爆炸事故,造成126.3萬元的直接財產(chǎn)損失。其原因是該公司的機修班對酒精罐消防用的氮氣管道進行檢修更換,焊接氮氣管道與酒精罐未進行隔絕,酒精蒸氣竄進氮氣管,酒精混合氣體在管內(nèi)被引燃,回火引起酒精罐爆炸,大罐頂被掀起,并冒出大火。案例:
為保證檢修動火和罐內(nèi)作業(yè)的安全,設(shè)備檢修前內(nèi)部的易燃、有毒氣體應進行抽凈、排空、吹掃、置換。對易燃、有毒有害氣體的吹掃、置換,大多數(shù)采用蒸汽、氮氣,也可以采用“注水排氣”法將易燃、有害氣體壓出,達到置換要求。
設(shè)備檢修前,如果其內(nèi)部的易燃、有毒氣體未置換或置換不徹底,在檢修過程中,很容易形成爆炸性混合氣體,再進行動火作業(yè),就極易發(fā)生火災爆炸事故。
如天津漢沽旭日化工廠二硫化碳計量罐曾發(fā)生爆炸,因給二硫化碳計量罐補焊,放掉二硫化碳后,沒有做吹掃、置換處理,廠長劃火柴在罐口試驗時未發(fā)生爆炸,即認為無爆炸危險,當電焊工點焊時,發(fā)生了爆炸,廠長和焊工都被炸受傷。案例:
對于吹掃和置換都無法清除的殘渣、沉積物等,應用蒸汽、熱水、溶劑、洗滌劑或酸、堿溶液煮或清洗。水溶性物質(zhì)可用水洗或熱水蒸煮;黏稠性物料可先用蒸汽吹掃,再用熱水煮洗;對于不溶于水或安全上有特殊要求的積附物,可用化不清洗方法除去,某此堅硬的垢物,應用人工鏟刮的方法予以清除。
如1983年1月26日,廣東石油化工廠煉油裝置催化工段309#油漿系統(tǒng)滲漏,廠有關(guān)部門決定停工突擊檢修,油漿系統(tǒng)雖用蒸汽吹掃清洗,但由于時間短,系統(tǒng)內(nèi)仍有殘油,檢修工人進入現(xiàn)場拆開角閥法蘭后,油從法蘭處噴出,濺到345℃高溫蠟油管線上,自燃起火,引起火災。案例:一些盛裝火災危險性較大物質(zhì)的化工設(shè)備、容器,檢修前如果清洗不徹底,甚至不予以清洗,會留下火災隱患。
北京某化工廠在清刷電石爐時,在未將電石拉走、爐膛內(nèi)的電石未徹底清除的情況下,用水沖刷爐膛,水和電石廢液產(chǎn)生的熱和乙炔氣不能排出,引出爆炸。濃硫酸也是一個典型的例子,某檸檬酸廠在對一盛裝濃硫酸的鋼罐動火施焊前,用水對鋼罐進行了沖洗,但是施焊進還是發(fā)生了爆炸,2名工人當場炸死。原因是被水稀釋的硫酸易與鋼罐壁作用,釋放出氫氣,罐內(nèi)形成了爆炸性氣體混合物。石油化工裝置中易積附氧化鐵、硫化鐵類沉積物,其清洗方法是先加熱到300℃左右,使沉積物裂化,除去油分,然后再進行酸洗;酸洗時可能產(chǎn)生易燃有毒的硫化氫氣體,對人體產(chǎn)生危害。案例:清洗作業(yè)方法不當,運用性質(zhì)相抵觸,能發(fā)生化學反應的清洗劑,也會構(gòu)成火災爆炸危險。
停車檢修時,設(shè)備及管道內(nèi)的液體物料應盡可能倒空,送出裝置;可燃、有毒氣體應排至火炬燒掉;從設(shè)備、貯罐內(nèi)清理出來的廢料,如過氧化物、硫化物、油垢等易燃易爆或自燃物,應妥善處置;清洗的廢液中也常含有可燃成分,應采取相應措施,不得就地排放或排入下水道中,否則均會構(gòu)成危險。如某廠在人做檢修動火準備工作,清洗設(shè)備時,余水中殘存不少柴油,未加處理排出。這引起含油污水流到地面,四處流淌,柴油蒸氣到處擴散,遇違章氣割火花立即引起燃燒,火勢迅速擴大。
進行化工設(shè)備維修拆卸等作業(yè),應嚴格按照化工設(shè)備的檢修規(guī)程進行,尤其是對于有危險物料的設(shè)備。
某廠二硝基重氮酚工房,工人在拆卸舊管路時,沒有按規(guī)定對設(shè)備、管路及周圍環(huán)境采取相應的化學或水沖洗方法進行處理,管路上沉積的二硝基重氮酚受到?jīng)_擊,發(fā)生爆炸,死亡1人,重傷1人。案例:
化工設(shè)備所處理的物料一般都具有易燃易爆性,在動火前應對動火現(xiàn)場周圍環(huán)境或動火設(shè)備內(nèi)的易燃易爆氣體進行分析。動火分析不宜過早,一般應在動火前半小時進行。分析結(jié)果不合格,應繼續(xù)進行置換清洗,如果中斷動火半小時以上,應重作動火分析。連續(xù)作業(yè)每隔4h至少分析測爆1次。
未進行濃度進行檢測、分析,如果其濃度不符合要求,一旦進行動火作業(yè),很容易發(fā)生火災爆炸事故。易燃易爆氣體濃度會隨著各種情況而發(fā)生變化,如果未按時進行動火分析,其濃度也很容易超標,在動火作業(yè)過程中發(fā)生火災爆炸事故。設(shè)備、容器如留有油垢、殘渣即使在動火前分析設(shè)備內(nèi)可燃氣體量合格,動火時由于油垢、殘渣受熱分解出易燃氣體,也可能導致著火爆炸。
2013年9月14日上午10時許,撫順市順特化工有限公司的物料罐在檢修作業(yè)過程中發(fā)生一起火災爆炸事故,造成5人死亡。事發(fā)工廠位于撫順市東洲區(qū)城鄉(xiāng)路52號,是一家民營化工廠。另據(jù)知情人描述,事故中還有一名傷者因燒傷被緊急送往醫(yī)院救治。 該起事故原因:撫順市順特在原甲酸(三)甲酯物料罐沒有完全清空并隔絕、清洗和置換的情況下,實施帶料檢修作業(yè),對兩個罐的管路進行鏈接,違章動火作業(yè),未嚴格執(zhí)行檢修作業(yè)程序,未確認作業(yè)前安全條件和落實安全防范措施,引爆罐內(nèi)的物料原甲酸(三)甲酯,進而引發(fā)火災爆炸。案例:
檢修作業(yè)常常需要動火,如各種切割、焊接作業(yè),熬瀝青、烘砂、噴燈等明火作業(yè);鋼鐵工具敲打、電烙鐵錫焊、鑿水泥基礎(chǔ)、打墻眼、鑿鍵槽、開坡口等易產(chǎn)生火花或高溫的作業(yè)。動火作業(yè)過程中所產(chǎn)生的熱量遠大于多數(shù)可燃物質(zhì)引燃的需的熱量,如氧-乙炔焊割溫度在3000~3200℃之間,電弧溫度在3000℃以上。焊割作業(yè)過程中熔融的金屬火星到處飛濺,尤其是在進行氣割時,溫度更高,熔融的金屬氧化物更多,飛濺的距離更大,造成火災的危險性也更為突出。因此,在動火區(qū)周圍10m以內(nèi)不得存入易燃易爆及其他可燃物質(zhì),如果未按照規(guī)定將可燃物移出動火區(qū)或采取隔離遮蓋等防護措施,飛濺火星接觸到易燃、易爆氣體或化學危險物品,就會引起燃燒和爆炸;火星飛濺到棉、麻、紗頭、稻草等可燃物質(zhì)上,能陰燃蔓延,造成火災。
1997年5月4日,重慶市長壽化工總廠工程公司安裝隊員工,在未辦理動火手續(xù)的情況下,未清理現(xiàn)場可燃物,盲目進行電焊作業(yè),引發(fā)特大火災爆炸事故,造成12人死亡,6人受傷,直接經(jīng)濟損失7萬元。案例:
在化工設(shè)備的搶修中,如果需要檢修的設(shè)備、管道上的焊、割件未拆下,動火檢修的金屬構(gòu)件溫度很高,高溫高熱就可沿金屬導體傳播到另一端的可燃物質(zhì)上,或周圍一定距離的可燃物上,導熱傳熱會引起火災。應清除被加熱金屬靠近的可燃物質(zhì),或用隔熱材料將可燃材料與被加熱的金屬構(gòu)件隔開。
動火作業(yè)所使用的能源,如氣焊與氣割使用的乙炔、氫氣、煤氣、天然氣、液化石油氣等都是易燃易爆氣體。氧氣具有強烈的助燃性,化學性質(zhì)極為活潑,稍不注意,容易發(fā)生燃燒和爆炸。電弧焊使用電作為能源增了電氣火災的危險因素。氣焊與氣割所使用的設(shè)備,如氧氣瓶、乙炔發(fā)生器、乙炔瓶和液化石油氣瓶都屬于壓力容器,本身就具有較大的危險因素。如果動火設(shè)備、管線泄漏,或者安全裝置有問題,或者違反安全操作規(guī)程,就容易造成火災和爆炸事故。焊接用的乙炔和氧氣瓶間距小于7m,或距明火10m以內(nèi),都有可能在焊接過程中,由于火星飛濺而引起火災爆炸事故。
動火檢修作業(yè)結(jié)束后,若未作認真檢查,留下隱患,往往要經(jīng)過較長時間才能形成燃燒,帶有很大的隱蔽性。這主要一是由于火星飛濺在附近可燃物上未及時發(fā)現(xiàn)而引起;二是動火構(gòu)件本向溫度很高,堆放在可燃物附近,因其余熱引起可燃物著火;三是操作人員穿的衣服尤其是冬季穿的棉衣被火星引燃后未發(fā)覺,掛在更衣室內(nèi)引起火災。因此,作業(yè)結(jié)束后,必須及時徹底清理現(xiàn)場,消除遺留下來的火種。并要有人留守一段時間,待構(gòu)件冷卻后才能離開。操作工所穿的衣服下班后也要徹底檢查是否有陰燃情況。
化工設(shè)備檢修現(xiàn)場環(huán)境復雜,有時是一邊檢修,一邊生產(chǎn),稍有疏忽而就有可能發(fā)生燃燒、爆炸事故。如果作業(yè)場地沒有提前準備一定數(shù)量的滅火器材,一旦發(fā)生小火,如火星飛濺引燃可燃物,便得不到及時的撲救,而造成火災蔓延,小火變大火,形成重特大火災,損失慘重。應根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場和焊割的性質(zhì)特點,配備相應數(shù)量的滅火器材,對大型工程項目和禁火區(qū)內(nèi)設(shè)備進行檢修以及作業(yè)現(xiàn)場較為復雜時,可將消防車調(diào)到現(xiàn)場,隨時準備滅火。
火災爆炸事故在石油化工行業(yè)發(fā)生的頻率較高,主要是因為原料與產(chǎn)品大多都具有腐蝕性,且是屬于易燃易爆物品。在化工設(shè)備檢修時,操作十分復雜。如果在設(shè)備檢修作業(yè)中,建議不要接觸化工設(shè)備里易燃易爆物質(zhì),否則會發(fā)生火災爆炸事故。因此,有效地做好石油化工檢修作業(yè)安全防范措施是有必要的,這對做好石化工藝設(shè)備檢修作業(yè)消防安全管理和防范火災事故起著重要作用。