湘潭市电石厂乙炔发生器化学爆炸事故

1989年9月9日,湖南省湘潭市电石厂溶解乙炔车间的乙炔发生器发生化学爆炸事故,造成2人死亡,2人重伤。

一、事故经过

湘潭市电石厂的生产装置系从国外进口。乙炔发生器直径900mm,容积954L,顶部有直径为570mm的防爆膜,发生器外围有冷却水套,其直径约1800mm。

1989年9月9日,湘潭市电石厂溶解乙炔车间已运到溶解乙炔空瓶100余个,车间副主任决定开车,将空瓶装满。当天白班由操作一班当班。接到任务后,一班班长按正常开车顺序派2名工人清洗发生器,铲除发生器内残存的电石渣,之后指挥加水并于9时03分开始向乙炔发生器内投入电石,至9时10分,经排空置换后乙炔纯度合格,于9时20分正式向压缩工序送气。正式送气后,又向乙炔发生器投人两批电石约9时35分,主操作工发现乙炔发生器防爆膜漏气,向班长和车间副主任作了汇报。班长和车间副主任到现场认定是防爆膜泄漏后,决定更换防爆膜。更换防爆膜由车间副主任带领1名钳工和1名主操作工进行。首先将发生器内的乙炔气排净,放掉发生器内的水,并由主操作工排除电石渣,之后就开始拆装防爆膜。拆装时,3人坐在水夹套边沿上,这种条件不仅不便于工作,遇有意外也无法躲避。在拆装过程中,不慎将一只扳手掉入夹套的水中,只能将水放掉后取出扳手。防爆膜装好后,车间副主任就在水夹套边沿下达了进行气密性试验的指令。气密性试验是向乙炔发生器内充水,依靠水位上升,将发生器内的空气压缩,当气压达到0.07MPa时,检查防爆膜密封面的气密性。当防爆膜都浸在水夹套的水中时,观察有无气泡便可检查防爆膜的密封面是否密封。由于水夹套中的水已在取扳手时放掉,因此只好由人在防爆膜旁仔细观察。车间副主任等3人手持钢制扳手,观察泄漏情况并将漏气处螺栓拧紧,待车间副主任刚喊出“不漏了”时,一声巨响,乙炔发生器内发生化学爆炸,新装上去的防爆膜被撕断飞出,击中车间副主任和维修钳工,钳工当场死亡,车间副主任于4小时后死于医院。主操作工和当班副班长被气浪推倒受重伤,事故造成直接经济损失约2万余元。

二、事故原因分析

这起事故的发生是由于一系列违章造成的

造成这起事故的直接原因是事故当天3次投料210kg,开车仅32分钟停车,停车时是满负荷生产,电石未完全反应。主操作工排渣时不负责任,未将电石渣排净,即允许进行拆装作业。车间副主任和当班班长对任务有布置,但无检查,导致未反应完的电石渣残留约2.7kg。当充水进行气密性试验时,残留电石渣遇水进行反应,生成乙炔气,与乙炔发生器内的空气形成可爆性气体。由于可爆性气体处于0.07MPa压力,引爆能量更低。而电石发气是放热反应[工业电石水解时日寸,每千克电石放热397kcal(1662kJ)],气体受压缩也放热,水夹套的水也已放净,所产生的热量无法排走,最终引起化学爆炸。

造成事故的间接原因是该厂的安全管理问题。

1.乙炔发生器成套装置进口时,防爆膜也一起购置。进口防爆膜用完后,就擅自用厚为0.55mm白铁皮代替。自制防爆膜为平板型,当乙炔发生器内压力波动时,防爆膜也随之向外凸或向内凹,形成疲劳破坏。原先规定,每月更换一块防爆膜,但这次已用40天也未更换,使防爆膜在使用中破坏,增加了一次停车,酝酿了事故。

2.厂、车间、班组各级领导安全意识薄弱。全厂没有建立安全机构,未设安全人员;全厂没有安全检修规程,没有制定故障检修的安全规定;故障检修无组织、无领导,既无安全措施,又无安全监护,匆忙上阵。

3.现场安全设施不全。如更换防爆膜在乙炔发生器顶部进行,但顶部未设平台,检修时既不方便又不安全;乙炔是易爆性气体,检修乙炔生产装置应用防爆工具,但该厂全部用非防爆的钢制工具。

三、事故教训与防范措施

在化工生产中,需要用容器来储存和处理大量的物料。由于物料的状态、物料的物理和化学性质不同以及采用的工艺方法不同,所用的容器也是多种多样的。在化工生产过程中使用的容器,以压力容器数量为多,工作条件复杂,危险性很大,因此压力容器状况的好坏对实现化工安全生产至关重要。所以必须加强压力容器的安全管理,压力容器的设计、制造、安装、维修、改造、检验或使用都必须按照有关规定执行,不能马虎大意这起事故是由于更换防爆膜而引发的。防爆膜又称防爆片、防爆板,是一种断裂型的安全泄压装置。防爆膜具有密封性能好、反应动作快以及不易受介质中黏污物的影响等优点。但它是通过膜片的断裂来卸压的,所以卸压后不能继续使用,容器也被迫停止运行。因此,它只适合在不宜安装安全阀的压力容器上使用。例如,存在爆燃或异常反应而压力倍增,安全阀由于惯性来不及动作;介质昂贵剧毒,不允许任何泄漏;运行中会产生大量沉淀或粉状黏附物,妨碍安全阀动作。

防爆膜的结构比较简单。它的主零件是一块很薄的金属板,用一副特殊的管法兰夹持着装人容器引出的短管中,也有把膜片直接与密封垫片一起放入接管法兰的。容器在正常运行时,防爆膜虽可能有较大的变形,但它能保持严密不漏。当容器超压时,膜片即断裂排泄介质,避免容器超压而发生爆炸。防爆片的设计压力一般为工作压力的1.25倍,对压力波动幅度较大的容器,其设计讠破裂压力还要相应大→些。但在任何情况下,防爆膜的爆破压力都不得大于容器设计压力。一般防爆片材料的选择、膜片的厚度以及采用的结构形式,均是经过专门的理论计算和试验测试而定的,因此防爆膜的安装、使用必须符合技术规范,不得擅自改变,使防爆膜真正能起到作用。

在这起事故中有一个教训值得吸取,那就是防爆膜试漏时一定要把电石渣排净再加水,不能图省事便利,工作马虎、不认真。这起事故实质上就是作业人员在清理电石渣时,马虎大意、不认真所导致的。