電捕焦油器爆炸事故典型案例分析及其防范措施

中國鋁業(yè)公司山西分公司煤氣廠 范雪琳

電捕焦油器是人工煤氣生產(chǎn)過程中必不可少的設(shè)備，它的主要作用是通過高壓靜電場來捕集煤氣中殘存的焦油和細(xì)小塵粒，對煤氣進(jìn)行深度凈化。在煤氣生產(chǎn)工藝中，電捕焦油器是具有較高爆炸幾率的設(shè)備。這是由于電捕焦油器內(nèi)有高壓靜電，有密閉空間，如果設(shè)備內(nèi)的氣體濃度進(jìn)入爆炸極限范圍，按照煤氣爆炸機理，三要素同時具備，事故將無法避免。為了確保電捕焦油器的安全運行，常規(guī)做法是：生產(chǎn)時，控制煤氣中的含氧量小于1%(體積百分比)，使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離爆炸極限濃度，無法形成爆炸性混合氣體；檢修前，隔離電捕焦油器，吹掃置換設(shè)備內(nèi)的殘余煤氣，做好安全確認(rèn)后才可開工。以上方法行之有效，符合煤氣安全生產(chǎn)規(guī)程，只要認(rèn)真執(zhí)行，就可確保安全。但在實際生產(chǎn)中，任何細(xì)節(jié)上的疏忽和思想上的懈怠都會引發(fā)電捕焦油器爆炸事故的發(fā)生。本文列舉的兩起案例，事故表象典型，事故原因特殊，有必要在此進(jìn)行深入剖析，以起到警示作用。

1 案例

1.1 接地裝置發(fā)生故障，殘余靜電引爆煤氣

1.1.1 事故發(fā)生經(jīng)過

2011年2月，某發(fā)生爐煤氣生產(chǎn)廠按計劃對凈化系統(tǒng)進(jìn)行檢修。期間，電捕焦油器的停車作業(yè)、凈化系統(tǒng)空氣置換煤氣作業(yè)和隨后的檢修動火作業(yè)均未發(fā)生異常，但當(dāng)檢修完畢，對系統(tǒng)進(jìn)行吹掃置換時，7號電捕焦油器卻突然發(fā)生劇烈爆炸，其本體的防爆膜和與之相連的凈煤氣總管西端防爆膜均發(fā)生爆裂，配重塊及蓋板飛出幾十米遠(yuǎn)，所幸未造成人員傷害。

1.1.2 原因分析

《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》(GB 6222—2005)第10條第1款“煤氣設(shè)施的操作”中規(guī)定：“吹掃和置換煤氣設(shè)施內(nèi)部的煤氣，應(yīng)用蒸汽、氮氣或煙氣為置換介質(zhì)。吹掃或引氣過程中，不應(yīng)在煤氣設(shè)施上栓、拉電焊線，煤氣設(shè)施周圍40 m內(nèi)嚴(yán)禁火源。”該廠在檢修作業(yè)前后，采取空氣—煤氣直接置換，違背了安全規(guī)程，是事故發(fā)生的直接原因，也是主要原因。那么，又是什么引爆了煤氣的呢？由于當(dāng)時現(xiàn)場沒有明火存在，故將調(diào)查重點放到了靜電的產(chǎn)生上。

調(diào)查人員首先對電捕焦油器的斷電操作進(jìn)行了檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異常。在排除了電捕焦油器本體接地狀況和檢修作業(yè)等可能造成靜電產(chǎn)生的其它因素后，回過頭來再次排查時，終于發(fā)現(xiàn)了事故原因。原來是接地桿發(fā)生輕微變形，沒有與接地柱真正接觸。操作人員受視角所限，并沒有發(fā)現(xiàn)這個真實情況，誤以為接地桿到位，靜電已被釋放，沒再進(jìn)一步采取措施，造成存留在電暈線上的靜電引爆了殘余煤氣。

1.2 放散閥門閥芯脫落，空試引爆塔內(nèi)煤氣

1.2.1 事故發(fā)生經(jīng)過

2007年5月29日，某煤氣廠電捕焦油器發(fā)生故障，準(zhǔn)備檢修。首先，操作人員關(guān)閉煤氣進(jìn)出口閥門，打開塔頂放散閥，將設(shè)備退出系統(tǒng)。隨后，檢修人員在煤氣進(jìn)出口閥門內(nèi)側(cè)插入盲板，使設(shè)備與煤氣系統(tǒng)隔離，并打開下部人孔自然通風(fēng)。三日后，當(dāng)檢修人員打開絕緣子箱手孔蓋，使用高壓搖表檢測饋電系統(tǒng)絕緣情況時，塔內(nèi)瞬間發(fā)生燃爆，火焰從絕緣子箱手孔中噴出，灼傷檢修人員手臂。

1.2.2 事故原因分析

《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》第10條第2款“煤氣設(shè)施的檢修”中規(guī)定，“煤氣設(shè)施停煤氣檢修時，應(yīng)可靠地切斷煤氣來源并將內(nèi)部煤氣吹凈”。在本案例中，電捕焦油器雖然被隔離，但內(nèi)部殘余煤氣并沒有得到徹底置換，原因有：

(1)主放散閥閥芯脫落，操作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)，殘余煤氣依然存留在設(shè)備內(nèi)；

(2)沒有按照要求打開塔體上部人孔，加之放散閥閥芯脫落，氣體無法流通，形成死煤氣，與滲透進(jìn)來的空氣混合成爆炸性氣體。

《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》第10條第2款“煤氣設(shè)施的檢修”中還規(guī)定，“進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部和動火作業(yè)，應(yīng)當(dāng)用可燃?xì)怏w測定儀測定合格，并經(jīng)取樣分析，其含氧量接近作業(yè)環(huán)境空氣中的含氧量”。檢修人員明知測試絕緣會產(chǎn)生電火花，仍憑主觀臆斷塔內(nèi)氣體置換合格，沒有檢測氣體成分和測試CO濃度就冒險打開手孔操作，導(dǎo)致電火花引爆了殘余煤氣，并將自己灼傷。

2 責(zé)任認(rèn)定

從以上分析可以看出，兩起事故均為違章作業(yè)所致，屬于責(zé)任事故。那么誰應(yīng)當(dāng)負(fù)主要責(zé)任呢？筆者認(rèn)為，在接地裝置發(fā)生故障殘余靜電引爆煤氣案例中，由于該廠《崗位技術(shù)操作規(guī)程》上明確規(guī)定可采用空氣—煤氣直接置換方法，而且缺少對接地操作進(jìn)行確認(rèn)的相關(guān)要求，違背了科學(xué)原理、違反了煤氣安全規(guī)范要求，生產(chǎn)管理者監(jiān)管不力，應(yīng)當(dāng)負(fù)主要責(zé)任。在放散閥門閥芯脫落空試引爆塔內(nèi)煤氣案例中，該廠設(shè)有工作票制度，但檢修人員卻沒有按照要求執(zhí)行，冒險蠻干引發(fā)事故，應(yīng)負(fù)主要責(zé)任。對于電捕焦油器操作者來說，在兩起案例中，均沒有盡到檢查責(zé)任，未能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，未能對本崗位的檢修作業(yè)起到必要的監(jiān)管作用，應(yīng)負(fù)次要責(zé)任。

3 有關(guān)電捕焦油器的特殊操作的討論

3.1 空氣—煤氣直接吹掃置換的可行性

從理論上來講，采取空氣—煤氣直接置換是一個由純煤氣(或空氣)向混合氣體(空氣+煤氣)，再向純空氣(或煤氣)轉(zhuǎn)變的過程，過程的兩端煤氣已被空氣稀釋(或空氣已被煤氣稀釋)，處于煤氣爆炸極限范圍之外，狀態(tài)相對安全。但在置換過程中間，煤氣與空氣形成的混合氣體濃度較長時間停留在爆炸極限范圍內(nèi)，只要現(xiàn)場出現(xiàn)明火或電火花，就會引發(fā)爆炸，因此，煤氣安全規(guī)范明令禁止使用空氣—煤氣直接置換是有科學(xué)根據(jù)的，必須嚴(yán)格遵照執(zhí)行。但鑒于成本因素和時間因素(蒸汽會冷凝，使吹掃時間延長，尤其以冬季為甚)，多數(shù)煤氣廠都或多或少地采用過空氣—煤氣直接置換，其中不乏存有僥幸心理的，所謂的根據(jù)就是他們的煤氣廠幾十年一貫如此也沒有發(fā)生危險?？陀^地講，在生產(chǎn)過程中確實存在一些困難，影響使用惰性氣體進(jìn)行置換。但是辦法總比困難多，如果出現(xiàn)這種情況，也應(yīng)想方設(shè)法按照安全規(guī)程去做，決不可圖一時之快，釀成嚴(yán)重后果。

3.2 電捕焦油器停車后要確認(rèn)接地良好

對于電捕焦油器接地操作，《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》上沒有明確要求進(jìn)行驗電確認(rèn)，但為了確保安全，應(yīng)當(dāng)在實際操作時加入該程序。方法是使用靜電測試儀對已經(jīng)打到接地位置的饋電系統(tǒng)進(jìn)行檢測，確認(rèn)有無靜電。為了保持設(shè)備完好，還應(yīng)當(dāng)有計劃地對接地系統(tǒng)(包括設(shè)備本體接地裝置和饋電系統(tǒng)接地裝置)進(jìn)行檢修，保證其正常發(fā)揮作用。

3.3 電捕焦油器吹掃置換前要檢查放散閥

電捕焦油器放散閥門一般采用閘板閥，該種閥門閥芯脫后，從外觀上不好做出判斷，容易被忽視。即使是有經(jīng)驗的操作人員，也得先憑手感初判，再通過觀察有無氣體放出才能做出最終確認(rèn)。具體操作方法是：對于正壓運行的電捕焦油器，可在停車前適當(dāng)打開放散閥門，觀測有無煤氣冒出；若是電捕焦油器負(fù)壓運行，可在停車后打開蒸汽吹掃閥門，看有無蒸汽冒出來確認(rèn)。如果放散閥門閥芯脫落，必須及時檢修或?qū)ふ姨娲派Ⅻc，務(wù)必將塔內(nèi)殘余煤氣置換干凈。

3.4 檢修前必須進(jìn)行安全確認(rèn)

檢修前的安全確認(rèn)制度是保證檢修安全的必要條件，不可省略。因此必須建立和完善檢修工作票制度，內(nèi)容包括：明確的檢修任務(wù)和檢修工期、指定的檢修人員，簡明扼要的工藝配合方案和安全措施，執(zhí)行人和許可人的簽字確認(rèn)，延期管理，驗收確認(rèn)，等等。其中，對電捕焦油器內(nèi)的氣體成分分析和使用可燃?xì)怏w測定儀檢測是對置換結(jié)果的最終確認(rèn)，直接關(guān)系到檢修安全，必須認(rèn)真對待。

4 結(jié)語

綜上所述，在對電捕焦油器進(jìn)行運行與檢修雙向切換時，必須按章操作，注重細(xì)節(jié)，方能確保安全。切換操作的程序可參考下面步驟執(zhí)行：

(1)接到停車指令后，中止電捕焦油器運行，斷電，將聯(lián)絡(luò)裝置打到接地位，驗電確認(rèn)；

(2)確認(rèn)放散閥門是否完好；

(3)電捕焦油器退網(wǎng)，關(guān)閉煤氣進(jìn)出口閥門，關(guān)閉循環(huán)水閥門(對濕式電捕焦油器而言)，打開放散閥，打開連通閥(同心圓式電捕焦油器除外)，打開塔底蒸汽吹掃閥門對塔體進(jìn)行吹掃，封堵盲板，打開塔體上下入孔自然通風(fēng)。

(4)對塔體內(nèi)部氣體成分取樣分析，并用便攜式測漏儀檢測，確認(rèn)置換是否合格。

(5)辦理檢修工作票，簽發(fā)人提出安全措施，許可人補充完善，并監(jiān)督執(zhí)行人操作到位，方可簽字許可作業(yè)。完工后，許可人驗收合格后，簽字確認(rèn)。若在規(guī)定期限內(nèi)沒有完成檢修作業(yè)，須辦理延期手續(xù)，許可人簽字認(rèn)可。

(6)檢查電捕焦油器及其附屬設(shè)備，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，做好投用準(zhǔn)備。

(7)封閉入孔，抽取盲板，吹掃置換電捕焦油器，含氧量合格后，關(guān)閉放散閥，打開進(jìn)出口閥門，并網(wǎng)運行。

(8)撤銷接地措施，電捕焦油器投電運行。