从两起燃爆事故谈液氧汽化充装的改进
仪器信息网 · 2007-04-26 21:40 · 54574 次点击
我厂自1998年6月1日起采用液氧汽化充装(气)后,在7~8月间连续两次发生充装卡具高压软管燃爆事故。我们在浅析这两次事故的基础上,作了采用液氧汽化充装后的技术改进。
1事故的经过
其一:1998年7月6日午后1时左右,医用氧气充装排靠东侧一组气瓶到压,操作工正在逐只关气瓶阀,见靠东南侧一瓶的瓶阀处有火花,没等这位操作工反应过来,突然一声响,顿时黑烟布满了充填间,充填卡具高压软管燃爆断裂。操作工躲闪及时,没有受到伤害。据当事人反映,燃爆高压软管的气瓶的气瓶阀没关严(当时表压为7~8MPa)。
其二:1998年8月6日午后3:50左右,工业氧充填排东侧一组气瓶到压,操作工正在逐瓶关瓶阀,突然听到嘭的一声,接着就是劈劈啪啪的响动,瞬时间满屋黑烟。一只气瓶充填卡具的高压软管燃爆断裂,并向正在关瓶阀的操作工前额和鼻梁子抽去,接着操作工又被气流冲倒。随后该气瓶在气体的反作用力的作用下,斜着向上朝南墙飞去,撞倒南墙后,气瓶嘴朝下又向北的水泥地面砸去,瓶阀被砸碎,并把水泥地面砸了一个坑。瓶阀砸碎后,由于受力不均,气瓶底部又向西墙下暖气片撞去,把暖气片的翅片砸下一块,这时瓶子才算停下来。当我们赶到现场时,气瓶在东南方向上平躺着,瓶口下瓶体1/3以上变成了黑褐色,而且非常烫手。凭经验体查,该瓶的全温至少也在120℃以上,操作工的前额、右脸、鼻梁子被抽肿了;高压软管燃爆;瓶阀砸碎;气瓶有颜色变化。
50多年的制氧生产,很少出现高压软管燃爆事故,采用液氧汽化充装不久就出现这样的两次事故,令我们思考,液氧汽化充装与原氧压机充装,采用高压软管情况已不同了,必须作技术改进。
2事故的浅析
这两次事故是一个事故的重演,只是第二次事故比第一次更加严重,不能不引起我们的高度重视。
2.1排空设施与操作的问题
(1)没采用液氧汽化充装之前,每瓶到压关阀后管路内体通过排风(空)阀放出。改为液氧汽化充装之后,原准备排空设施与氧气袋连接,而后再经氧压机压人充装排,这是从避免氧气浪费的角度考虑的。但因种种原因没有连接上,造成排空设备不齐备,这是造成高压软管燃爆事故的原因之一。
(2)原来充填时为保证压力,都是到压后,先关瓶阀,后关切换阀。改为液氧汽化充装后,由于操作上的习惯,仍按上述方法进行操作。瓶阀关闭有先后,有时关不严,有时忘关,再加上排空设施不健全,剩下一两瓶没有关或关不严,充填卡具的高压软管难以承受高热量高流量氧气的高压,这是造成事故的原因之二。
2.2高压软管内壁的材质是橡胶,实属易燃品
李鸿瑞同志在他“对现用充氧软管安全的一些看法”一文中指出:“橡胶软管绝对不能用于高压氧气的灌充。这是因为橡胶是极易燃烧的材料,在空气中用火柴一划就点着,在高压纯氧的条件下遇到细微火花(有如静电跳火),便会瞬间燃起大火,甚至危及设备和人员的安全。”我们深有同感,两次事故所燃爆的软管内壁都是橡胶材质。我们做了点燃试验,果真一点就着。究其原因,正如参考文献所指出的,“高压高速的氧气在通过氧气瓶阀卡具和高压胶管内壁时,剧烈冲击摩擦钢丝网以及紫铜管内壁,从而放出强大的反应热。随温度升高,放出的热量急速增大,且瞬间发生的极高热量不易导出,高热高压高速气流与钢丝网产生打火作用,使卡具与高压胶管内壁纯氧摩擦起火,从而形成事故。”可燃物质在引爆能量——“三高”(高热、高速、高压简称“三高”,下同)气体作用下,燃爆高压软管是必然结果。
采用液氧汽化充装后,在充填汇流排中,气体流速是原来的6倍,流经充填卡具高压软管的气体流速也是原来的3倍之多。原先制氧充气是间歇进行,而现在是连续4小时以上不间歇充气,两组换充间隔时间短。因此,高压软管的问题过去显得不突出,现在却到了非解决不可的程度。
第二次事故之所以严重,是因为已燃烧的橡胶颗粒被“三高”气体压入瓶内,与高纯氧气作用,幸亏瓶阀砸碎,能量瞬间泄出;否则的话,氧瓶爆炸,后果更难以想象。
总而言之,高压软管内壁是易燃晶——橡胶;又有助燃物——高纯度氧气;引爆能量——“三高”气体,三个燃爆条件都具备了,加上操作不当,发生上述两起事故是可想而知的。
3技术上的改进
我们综合引起事故的原因及相关因素,提出技术措施,进行相应改进,保证了充填安全和产品质量。
3.1充分利用防爆墙,增设充填卡具接头,以降低流速
(1)液氧汽化充装后,缩短了充填时间,气体的流速提高了3~6倍。汽化采用前是每组充填排5个充填卡具接头;汽化采用后,改为每组10个充填卡具接头,就是在这种情况下,发生两起事故。说明气体的流速仍然很高。为了保证充填安全,还要保证产品的数量和质量,液氧泵电机转速还不能低于800r/min,唯一可行的技术措施就是增加充填卡具接头,等压分流,使气流的流速降下来。
(2)在组装、连接液氧汽化设备过程中,增设了防爆墙,但由于原切换阀和压力表等没有移设,所以这个防爆墙没有发挥很好的作用。这次为从根本上解决问题,在增设充填卡具接头的同时,我们将两组切换阀、压力表等移到防爆墙北侧,发挥了防爆墙的作用。
3.2改用聚四氟乙烯高压金属软管
撤掉原内壁是可燃物质的高压橡胶软管,改换上内壁是聚四氯乙烯的高压金属软管,杜绝可燃物质。虽然高压金属软管价格贵一些(高压金属软管每根180元左右,高压橡胶软管每根98元左右),但具有耐老化、耐腐蚀、耐弯曲、保安全等优点。
3.3修订操作规程
调整操作方法,修订操作规程,以法规形式确定,避免操作上的失误。从事故原因之一看,存在操作方法不当的问题,过去的规程中没有提到,这次我们把正确的操作加到“注意事项”中:“在排风装置不灵或无排风装置时,应按如下方法进行卸压操作:
(1)气瓶充满到压后,先缓慢关闭该组切换阀;
(2)关闭每只气瓶的瓶阀,做到关阀有顺序,不丢、不漏、不忘;
(3)操作工3人及以上把好充填卡具;
(4)工长与之应答后;
(5)操作工同时松开3个充填卡具及以上,管内余气从卡具嘴中排出卸压,压力表指针为“0”为止。
这样就能消除事故中的人为因素。
我们采取了上述三项技术措施后,经过一年多的充装实践,取得了较好的效果:生产效率提高了17%;气流的平均流速降低了39.3%;安全状况良好,操作工增强了安全感,我们也如释重负。请看表1所列改进前后对照表。
表1技术改进前后的对照表
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注:改进前投产两个月,平均每月一次燃爆事故:改进后安全状况良好,一年无事故,改进后液氧泵电机转速为800~900r/min.
总之,通过对两起事故的浅析和我们的改进,使我们体会到:一项新技术,不管技术含量高低如何,决不能马虎从事,必须严肃认真对待,同时也必须老老实实地向内行的人们学习,积极总结经验与教训,这是我们应取的态度。