氢气钢瓶充装、加氢工艺事故案例分析.doc

3.10氢气瓶爆炸事故案例1事故的基本情况2004年7月23日13时50分左右，连云港新力源石英制品有限公司发生一 起3只氢气瓶爆炸事故，事故造成2间平房倒塌，另有1间平房严重变形，墙体 开裂，距爆炸地点60m上的房屋窗户的玻璃被震碎，事故中1人死亡;18时20 分左右连云港东海县宏伟石英制品有限公司又发生一起2只氢气瓶爆炸事故，死 亡1人，瓶组间炸塌;18时35分左右连云港鑫安石英制品有限公司再次发生一起 3只氢气瓶爆炸事故，爆炸导致瓶组间隔墙倒塌，死亡2人，受伤2人，距爆炸 地点60多m远处的房屋窗户的玻璃被震碎2对事故的调查调查组作了现场勘查和大量的调查工作从现场勘查和调查中得到了如下信 息：①瓶组间的建造均不规范：3家单位的瓶组间均为混砖结构，房屋的泄压面 积均很小，瓶组没有可靠接地，而且都没有另设重瓶库和空瓶库，而是将待用重 瓶和换下的空瓶直接堆放在瓶组间;②发生爆炸的气瓶数量多，3起事故共发生了 8只气瓶爆炸;③爆炸均发生的换瓶（开瓶阀）过程中;④爆炸特征相似，8只气瓶均 被炸为数块，气瓶残片断口形状相似,大部分断口与瓶壁呈45 ,少部分呈90o 气瓶残片均未发现腐蚀、机械划伤、裂纹等缺陷，气瓶残片壁厚未见明显减薄; ⑤爆炸气瓶无必然联系，尚能辨别基木信息的5只气瓶分属3家制造厂制造，制 造日期各不相同;⑥气瓶的充装为同一单位。

3事故定性为了准确的分析事故原因，首先必须对事故进行定性，即确定爆炸属于物理 性还是化学性爆炸3.1初步分析由于物理爆炸和化学爆炸发生的机理不同，因而两者爆炸呈现不同的特征： ①达到化学爆炸条件的气瓶，无论气瓶质量如何，均会发生爆炸，因此会表现出 明显的共性特征，而物理爆炸通常会呈明显的个性特征②所瓶发生物理爆炸一 般不产生碎片或只产生少量碎片，而气瓶发生化学爆炸一般会产生碎片或碎片数 量较多③气瓶发生物理爆炸时，断口的撕裂方向一般和气瓶的轴向大体一致， 而发生化学爆炸时，断口的撕裂方向一般呈无规则状态④气瓶发生物理爆炸， 气瓶残片一般有明显的塑性变形，而发生化学爆炸，气瓶残征一般塑性变形量较 小⑤物理爆炸的发生无特定阶段，而化学爆炸由于除了混合气体外，还必须有 能量的输入，因而会发生在特定阶段对照事故的调查情况，爆炸事故主要特征 均和化学爆炸一般特征相吻合，而和物理爆炸特征不相符因而通过事故特征得 到的初步续结论是爆炸为化学性爆炸3.2定性为了更好的确定事故的性质，我们对爆炸的5只气瓶（另3只气瓶是后来事 故现场清理出来）残片进行了测厚，对其中3只气瓶（每个单位各一只）残片作了力 学能和化学分析。

对照GB13447-1992《无缝气瓶用钢坯》，发现3只气瓶材料的化学成分和力 学性能均符合34Mn2V的要求（其中含碳量虽略低于标准0.30%〜0.37%,但在分 析允许误差范围内），因此可以认定爆炸的气瓶所选用的材料不存在问题从测 厚情况看，只有1号及5号气瓶各有一测点测出的壁厚略低于气瓶设计厚度，我 们以实测的最小壁厚和实测的最低抗拉强度为依据，按照GB5099-1994《钢质无 缝气瓶》作了强度校核，其理论爆破压力仍然超过了 36MPao 8只不同制造单位、 不同制造日期生产的合格气瓶在正常使用情况下（充装单位压缩机压缩最大压力 不超过15MPa,充装中不可能严重超压）同时发生物理爆炸，显然是不可能的， 通过分析可以确定“7.23”事故的是化学性爆炸4混气环节确定化学性爆炸的发生，说明氢气瓶混入了助燃气体，具体在哪个环节发生问题, 需要进一步的取证和分析4.1氢气生产流程该公司用电解食盐水的方法生产氢气，其化学反应方程式为：2NaCI+2H2一 2Na（OH）+H2 f +CI2 t该公司在电解槽出口和三合一合成炉入口设2个取样点，对氢气每班进行2 次化验，另外每次开车前还有充装排前取样化验。

4.2气体化验结果9月15 口通过机械控制方式对剩余气瓶进行了取样，并作了气体成分分析, 对第一个事故单位随机抽取的5只气瓶的气体化验结果是其中抽取的第二瓶中 混有空气，其混入量超过50%,根据混入空气这一结果，我们认为混气不是发生 在充装环节，越晚充装的气瓶存在问题的可能性越大，因此从第二个事故单位有 针对性的抽取了 5只气瓶，其化验结果是5瓶气均混入了空气最后又有针对性 抽取了第三个事故单位的3只气瓶进行化验，其结果3只气瓶的气体均混入了大 量空气3混气环节由于氢气中混入的是空气，这就排除了错充的可能从调查情况看，事故发 生前数口内，该公司制氢过程一直比较正常，氢气成分化验无异常情况由于生 产出的氢气还分别送至合成炉和氢气用户，而且其中1个用户也是石英制品生 产，在事故发生前后，合成炉和氢气用户均无异常，这就排除生产环节混气的可 能性结合化验结果和分析来看，基本可以断定混气发生的压缩环节5事故原因5.1泄漏点的确定根据上述推断，调查组作了大量细致的调查，发现：该公司在充装被查封后, 为了平衡氢气柜（浮桶式）的气量，从图2中安装bl、b2膜的2个缓冲罐之间的 放空阀排气、8月1日左右，公司人员发现氢气柜下沉，关闭排空阀后，氢气柜 仍然继续下沉，于是关闭这一管路上氢气柜出口的二次分配台上阀门，发现氢气 柜开始上升。

随后，公司对这一管路进行了检查，发现bl防爆膜已不见踪影， 随即更换了防爆膜根据这一情况，笔者推测事故发生前，防爆膜已经部分损坏, 空气正是从此处进入系统，同时可以肯定当时防爆膜不会完全损坏，否则氢气柜 早就会下沉5.2负压形成该公司氢气柜的压力为4500Pa,通过2次分配台分两路送至压缩机，其中 图2中上边一路（即管路防爆膜损坏这一路连有1号、2号2台压缩机，另一路连 接3号压缩机，3台压缩机出口均连在同一氢气总管上2次分配台至压缩机的 连接管为中89mm和①108mm混用，每台压缩机的额定压缩量为3.5m3/min根据上述参数，从理论和经验上看，在正常情况下，即使防爆膜损坏，整个 系统也不会形成负压，氢气将从损坏处外漏，而不是空气被吸入为了证实这一 点，对系统进行了试验，发现在3台压缩同时开启的情况下，压缩机进曰处的压 力几乎和氢气柜的压力相等由于供气能力远远大于压缩机的压缩能力，证实了 我们分析的准确性在试验过程中还确定了系统不存在其它的泄漏点，同时发现 2号压缩机3、4节压缩已不能正常进行根据试验结果，笔者推断发生混气的 时间，二次分配台上的阀门不可能是全开的，正是由于这一点，系统才形成了负 压。

根据上述推断而进行的深入调查表明：7月22日晚，供电部门对该公司进 行了限电，为了保证工艺用电，约23点10分时，值班长在确认压缩机停止工作 后，下令关闭了二次分配台通往压缩机管道上的2个常开阀门，而该公司通常做 法仅仅是下指令要求压缩机停机并确认由于种种原因，从23 口大夜班（22 口 23： 45至23日至7： 45）开始至23 H 19时（此后压缩机未再运行过），通向1、2 号压缩机的阀门没有被打开，而通向3号压缩机的阀门却被打开（24日该公司主 管单位主要领导对该处阀门检查情况证实了这一点）通向1、2号压缩机的阀门 非正常关闭，正是系统形成负压的根本原因5.3防爆膜损坏原因调查表明防爆膜实际上是由该公司用3mm普通石棉板制成，公司对防爆膜 的更换、检查、材料的领用等均无章可循，防爆膜使用情况长期不明，加之缺少 可靠的防雨措施，石棉板制成的防爆膜经长期使用后，其可靠性不可能得到保证, 防爆膜开裂的现象在该公司曾多次发生过就本次事故而言，笔者倾向于系统形 成负压后，外压使防爆膜开裂，但也不排除防爆膜在负压形成前已开裂，负压加 剧了防爆膜损坏的可能性5.4事故原因在经过上述的分析和调查基础上，笔者得出了事故的最终原因：由于23日 夜班压缩机工作时，二次分配台通向压缩机的管路上阀门被关闭，这一管路内形 成了负压，防爆膜损坏后，大量空气从防爆膜处吸入，吸入的空气和3号机吸入 的氢气在压缩机出口处的氢气总管内混合，并被充入氢气瓶，由于充装排有可靠 接地，充装过程中没有发生爆炸。

而使用单位在开瓶阀时，由于瓶组没有可靠接 地，静电的聚集最终导致了爆炸事故的发生6经验教训6.1公司安全管理存在严重问题①尽管规定经理层全面负责生产经营，但实际上董事长常常直接插手生产活 动，导致生产管理混乱;②公司存在重生产，轻安全现象，为了省线，2003年没 有进行一年一度的大修，而且2003年底大量减员重组后，对新到压缩工段的工 人没有进行必要的安全知识培训（包括充装前检查和新上岗的充装操作人员均无 证上岗）;③公司的管理制度、操作规程不够全面，不能满足安全生产需要;④由于 管理制度的不合理，导致车间对压缩工段的管理权限和管理力度远小于其它工 段6.2设备及系统存在不足①防爆膜的防雨措施不可靠，防爆膜定期检查、更换不及时;②在压缩环节 没有设置合理的取样点，也未在压缩环节对氢气进行定期化验;③由于压缩机入 口处U型压力计未使用，无法监控压缩机入口处压力6.3事故发生单位存在隐患（最专业的安全生产管理-风险世界网）事故发生单位的厂房没有正规设计，厂房的结构不够合理，没有足够的泄压 面积，而且瓶组间的管道没有可靠接地，也没有单独设置实瓶库和空瓶库3.11加氢K302联锁停车事故案例1、事故经过006年7月4 口上午7： 30仪表值班人员接加氢控制室通知IH加氢K302联 锁停车，仪表人员立即赶到现场检查处理。

据S0E记录显示，06： 57： 41. 0111加 氢K302机组报警循环氢分液罐D305液位高高联锁停机（LSHH3115），现场检 查操作站报警联锁如下：06： 57： 41 K302 转速自动设定方式 OPEN COS MAXSPD06： 57： 41 K302 手动调速，CLOSE COS RL06： 57： 41 K302 联锁（OPEN二联锁）OPENCOSTRIP06： 57： 41 K302 FV 电磁阀开（OPEN二开阀）OPENCOS Fill06： 57： 41 K302 速关阀开（CLOSE=开）OPENCOS ZS58706： 57： 41此值为一时处于升速模式OPEN COS FACCEL06： 57： 41 K302 机组报警 OPEN COS ALMK06： 57： 41 K302入口分液罐液位高高联锁机OPEN COS LSHH-311506： 57： 41 CLOSE COS MCRIT通过上面报告分析，导致K302停车的原因是“K302入口分液罐液位高高联 锁停机(LSHH-3115)” LSH联锁动作检查发现H-3115处于故障状态，机组位 移，轴瓦温度参数正常，为不影响生产，随将“K302入口分液罐液位高高联锁 停机(LSIIII-3115)联锁解除，检查其他仪表正常，配合工艺开车，于8： 45左 右开车正常气事故伤亡情况：无事故直接经济损失：无2、 事故原因分析导致K302停车的原因是“k302入口分液罐液位高高联锁停机(LSIIH-3115)” 联锁动作。

经检查为浮筒液位控制器(LST-3115)表头电路板连线焊接点松动， 造成该连锁误动作停机3、 事故教训及防范措施1) 仪表一车间组织力量将浮筒液位控制器修复，LSHH-3115显示已正常2) 今后要加强操作监控和维护，并做好K302机组联锁停车及开车条件的预 案工作3) 建议“K302入曰分液罐液位高高联锁停机(LSHH-3115)联锁解除，K302 入口分液罐只做报警”，将K302入口分液罐高高联锁停机LSHH3115联锁停留， 但联锁控制方案改变即将浮筒液位控制器LSHH3115与K302入口分液罐液位测 量双法兰LT3114作二取二联锁，防止单点误动作引起停机。