一起乙醇灌装作业过程中火灾爆炸事故分析.doc

一起乙醇灌装作业过程中火灾爆炸事故分析熹圆;化工安全与环境 2012 年第 1 期一起乙醇灌装作业过程中火灾爆炸事故分析金浩湖北省化学品安全协会2011 年 11 月 9 曰 18 时许,湖北省武汉某化工仓库内,仓库发货人员正在进行无水乙醇入桶灌装作业,18 时 55 分 55秒许(视频监控时间), 载有灌装桶的车辆突然发生爆炸着火,车上当时有 2 人,1 名身上着火的灌装作业人员从车上跳下,逃离事故现场,在当晚清理事故现场时,在事故车辆副驾驶室门边找到另 1 人,人的身体烧得已面目全非死亡.这次事故造成 1 死 1 伤,因抢险迅速,事故未波及到周边设施.事故发后,笔者参与了事故调查,到底爆炸性气体是怎样形成的?爆炸性气体爆炸的引爆源是什么? 造成事故的直接原因是什么? 从事故中应吸取哪些教训 ?笔者就这些问题总结分析论述如下.一,事故经过及查证情况事故发生后,调查组及时勘察了事故现场,调阅了有关人员的询问笔录,观看了视频监控录像,收集了有关证明材料,查阅了有关资料.1.事故简要经过11 月 9 日 18 时许,武汉某涂料企业指派车辆到武汉某化工仓库购买化工液体原料,司机驾驶着一辆普通小型货车,车上载有 12 个空桶和 8 个重桶,该车四周封闭严实,只有顶蓬未遮盖,当车辆进入到作业现场停稳后,3 名仓库人员打开车厢后门,其中 1 人登上车厢,做乙醇灌装前准备,1 人在车下挂车辆接地线,并将灌装管及桶内导静电线递给车上人员,乙醇灌装采用泵送灌装方式,有 1 人在房内负责启动灌装泵并监控流量计.灌装作业开始后,承运方司机也擅自登上车厢,站在了车辆前方待灌装乙醇的空塑料桶上,灌装作业人员从中后方往前一桶一桶的灌,正当灌装至第 5 桶时,车厢上突然发生爆炸着火,大火瞬间迅速在车箱内漫延,作业人员身上也着火,急忙从车上跳下,逃离现场.事故发生后,现场立刻展开抢险,及时关闭了相关物料阀门,控制了现场火势,在随后赶到的消防人员共同施救下,经过 30min 后扑救,大火终被扑灭.此次事故造成车上已灌入乙醇及待灌空桶共计 12 个全部烧毁烧熔,同车另载有 8 个 HDI 固化剂重桶,其中 5 个桶受热膨胀顶盖撕开张口,3 个顶盖撕开后成侧状倾倒,2 个物料已部分流出,一个桶内物料全部流完,桶内物料全部报废,事故现场只剩下不可燃烧的车骨架,因抢险及时,火势未漫延影响到周围其他设施.在清理现场时,在车驾驶室右门地面上找到了承运方司机,已死亡.2.现场设施设备灌装作业的车辆停放在装卸区,乙醇从罐区 1 罐(容积48ms 卧式储罐)底部通过磁力驱动泵,经椭园流量计计量,?8?由 DN50 钢质管道输送到泵房外后,接上塑料管(内置铜导线)后,在入桶端部接上 DN35 铜质管,插入灌装桶内; 每桶灌装量通过流量计确定,每桶灌装结束,停泵后再灌装下一桶.事故调查反映:事故车辆车厢内载有 12 个空塑料桶 ,3个一排共 4 排,放置在车厢前部,8 个内装有 HDI 的铁质重桶,放置在车厢后部;经事后检测:车厢长 4200mm,车厢宽1940mm,侧蓬高 1650mm,塑料及铁桶放置容积外形尺寸相当,高度 900mm,外经 600mm,容积 200I,放置 2O 个桶后,车辆底板平面上已无人员活动空隙.现场配置有带接地夹静电消除导线,内置桶内的导静电接地线,灌装塑料管烧净后还留有管内内置静电线在现场.视频监控资料:清晰反映了从车停位待装,作业准备 ,作业过程,现场人员状况,爆炸事故现场,爆炸瞬间视频定位图片.检查了事故现场灌装设施设备,静电接地设施,查证了发货方提供的发货单,发货物品分析报告,防静电设施检测报告.3.事故调查锁定证据事故调查组勘查了事故现场,绘制了事故现场平面图,死亡人员落地部位图及事故现场照片;对现场燃烧残留物及设施进行分析取证;分析确定的灌装物及车载物品种 .根据监控视频,还原了爆炸着火瞬间作业人员所在方位;公安部门对事故相关人员进行了询问笔录;公安部门邮电通讯保卫大队查证了现场人员使用通话记录;医院提供了受伤人员受伤情况诊断证明;事故单位提供了仓库视频监控记录;气象部门出具的法定防雷,防静电接地检测报告.4.资料查询情况根据调查取证情况,确定是在灌装乙醇过程中发生的事故,事故调查分析对乙醇特性数据进行了重点查询.乙醇特性:分子式:CHO,分子质量:46.O7,沸点:78℃,无色透明,易燃易挥发的液体.溶于水,甲醇,乙醚和氯仿.能溶解许多有机化合物和若干无机化合物.具有吸湿性.能与水形成共沸混合物.蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限 3.3～19.0(),闪点 12℃. 乙醇蒸气最小点火能量为 0.21mJ.乙醇的电阻率 7.4×10n?cm,属于静电的非导体类,可产生静电,是产生的静电量不大的非导体.人体静电通常可达 2～4kV,能产生火花放电.一般情况下人体对地电容 C 一 200pF,人体电位 V 一 2000V 时,其放电1能量 w 一÷cV2 —0.4mJ.——CHEMlCALSAFETY&ENVIRONMENT@——2011 年 11 月 9 日当地气温 17℃～7℃,阴天转多云;无持续风向,微风.二,爆炸燃烧物及引爆能分析从发货单据,灌装过程,事故调查笔录,视频监控录相,现场火情描述,事故现场燃烧痕迹可以判定,此次爆炸燃烧是因现场的爆炸性混合气体遇到引爆能引起的.1.事故树 FAT 定性分析以乙醇燃烧爆炸为顶上事件,进行事故树 FAT 定性分析,如图 1.11.9 乙醇爆炸着火事故爆炸性混合气体车鞠空间1灌,墁" 面赢扩散.挥发密实(微目 I 爆能-r-疑.～～警懈地或筻,图 1 乙醇燃烧爆炸 FTA 分析2.爆炸性混合气体形成分析据查,2011 年 11 月 9 日当地气温 17℃～7℃,阴天转多云,无持续风向.乙醇闪点 12~C,按当时温度 15℃,其饱和蒸汽压为4kPa,乙醇在灌装过程中,大量乙醇蒸气挥发,由于乙醇蒸气相对密度(空气一 1)约为 1.586,比空气重,一定会沉积作业面下部.无风的情况下,车辆用蓬布遮挡,气体更不易扩散,随着灌装作业的进行,大量乙醇蒸气在车箱内积累.气体挥发量测算:车箱容积 V1—4.2×1.94×】.65—13.4m.,车上 2O 个桶占用空间 V2—20×0.9×3.14×0.62/4—5m.,灌装了 4 个桶后,可能挥发的乙醇气体 V.一 0.2×4—0.8m.,乙醇蒸气在车箱内可能达到的浓度:V./(一)一 0.8/(13.4—5)一 0.095 即 9.5,超过了乙醇爆炸极限范围(/u:3.3～19.0).若按易燃油品灌桶爆炸危险区域分析,以灌桶口为中心,半径为 4.5m 的球形均为爆炸危险区域.另外从乙醇闪点 12~C,饱和蒸汽压为 4kPa(当时环境温度15~C 时 )等分析 ,爆炸性混合物气体形成的客观条件已具备.3.引爆能分析从资料查出,乙醇蒸气最小点火能量为 0.21mJ.一般情况下的引爆能包括:如电焊,气焊产生的明火源 ,电气设备启动,关闭,短路时产生的电火花,物体,雷电,撞击打火,化学反应能,高温表面,静电放电等.从笔录反映情况及视频监控录相中可以看出,爆炸时周围环境相对静止,无外界引爆能(没有车辆移动,没有人员在周围活动);无电气火花(无电焊作业,无闪电,车已停车熄火);无烟火( 无明火,无抽烟 ,车辆静止熄火),无化学反应能(同车物品为铁桶密封包装,无漫溢料现象),无高温表面(停车后 ,正常作业已进行了 5min,人都在现场监控无漫溢物料现象,之前两种物料未接触无化学反应热源),事故车上只有 2 人,1 人正在灌装作业,另 1 人站在塑料桶上.静电产生的原因分析如下:(1)静电累积物料输送产生的静电:查资料乙醇的电阻率 7.4×1OQ?cm,属于静电的非导体类,可产生静电,但是产生静电量不大的非导体;灌装一桶乙醇时间约为 60s;按实际操作 1min 灌一桶流量计算,出枪口管内径为35mm,则管道内最大流速:V—U/s 一 200X0.85×4/1000×3.14×0.035×60=2.946m/s;未超过灌装出枪口流速不得大于 4.5m/s 的规定(《石油库设计规范》GB50074--2002).人体静电:人体静电通常可达 2kV~4kV,能产生火花放电.其放电1能量 w 一÷CV2—0.4mJ.人在活动过程中,特别是穿着化纤衣服时,会产生,积聚大量静电;在橡胶板或地毯等到绝缘地面上走路时,会因鞋底与地面不断的接触,分离而发生接触起电;穿尼龙,羊毛,混纺衣服,从人造革面椅上起立时 ,人体可产生近万伏高压电;当尼龙纤维从毛衣外面脱下时 ,人体可带 10kV 以上的负高压静电;静电感应,带电微粒吸附也使人体带电.(2)静电消除作业过程静电消除:从视频监控录相反映(笔录核实情况),灌装作业人员身着棉制工作服,灌装操作时首先搭接静电接地线,在桶内置静电导除线,后放置灌装管,静电接地作业较为规范;同时气象部门 2011 年月 11 月 5 日出具的防雷接地检测报告,静电装置为合格;再加上乙醇在管道内流速控制在允许范围内,因此可以初步判定物料输送过程中的静电可以得到及时消除.人体静电消除:因车辆内放置有 2O 个桶(12 个塑料桶,8 个铁皮桶),按 7 排桶排列,车厢底板平面已没有站立空间,作业人员只有蹲在塑料桶上,从后中部往前部进行灌装作业,司机是站立在车厢前部塑料桶上,人体整体上与大地绝缘,从视频监控录相反映司机在爆炸前的 4min 多时间内,其站立和弯腰俯蹲动作达到 5 次,不考虑穿着化纤衣服情况下,累积静电荷也将会超过正常量,因司机站在塑料桶上,人体静电无法一时消除.4.爆炸原因分析经前述的调查分析,该仓库灌装作业静电设施完好,静电接地线搭接到位,管内乙醇流速控制在安全范围,可以断定,此次事故静电物料输送过程中产生的静电荷不会累积.视频录相中反映,司机从 18 时 49 分上到车上后,4min时间内,司机在桶上弯腰俯蹲多次,有 4 次看不见人(因车侧面有 1.65m 高的棚布围住,从视频录相观察到司机在车厢内活动过程,站在桶上只看见上半身,蹲下时什么也看不见),可以断定静电累积量大大超过正常量(不考虑着化纤衣物的情况下),因此只要人体衣着摩擦分离或人体接地,瞬间即可会有放电现象.通过以上爆炸原因分析可以得出,乙醇灌装作业时,车厢内累积了大量乙醇蒸气,其浓度已达到乙醇在空气中的爆——CHEMICALSAFETY&ENVIRONMENT⑩——?9?熹麟柢化工安全与环境 2012 年第 1 期炸极限即 3.3～19.0,当作业人员在塑料桶上行走或弯腰俯蹲时,人体积累静电量会大大超过正常值,人体(接触车辆,衣着间分隔)瞬间会有放电现象,其放电能量超过乙醇爆炸性气体的最低引爆能 0.21mJ;因此,可以得出结论: 引起此次爆炸火灾的引爆能是人体所带静电引爆的.同时从灌装人员受伤部位(后背)及视频监控录象画面证实,火是从司机身上最先引燃的,可以进一步确定是站在塑料桶上的司机为引爆点的.三,爆炸着火事故的直接原因判断从爆炸性混合气体形成,引爆能分析可以确认,11?9 爆炸着火事故的直接原因是:灌装乙醇车辆三侧面不通透 ,乙醇灌装时挥发的蒸气比空气重,由于当天微风(无持久风),不利于乙醇蒸气扩散,随着灌装的进行,累积的乙醇蒸气达到了 9.5(爆炸性极限 3.3～19.0),且当时气温约15℃,高于乙醇闪点 12℃,因司机站在塑料桶(非导体)行走移动,人体身上累积的静电瞬间释放,能量大于 0.2lmJ,引爆了车箱内的乙醇爆炸性混合气体,是这次事故的直接原因四,应吸取的经验教训(1)按规定,通过公路运输危险化学品的托运人员只能委托有危险化学品运输资质的运输企业承运,车辆必须具备运输危险化学品的条件,而事故车辆为非危险化学品运输车辆,车厢四周严密封实不通透,是造成爆炸性气体积聚的客观条件.(2)灌装作业应在指定区域,不得为图方便而随意改变作业环境,此次事故灌装作业的桶放置在车上作业,作。