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空分装置爆炸事故

  
评论: 更新日期:2018年12月10日

一、事故经过
7月27日北京燕山石化公司前进化工厂1号3200m3/h空分发生爆炸,原因是大气条件与环境条件极差,200米内堆积较多化工物质、化工产品,还有化工污水排放,均释放一定的有害气体,附近还有制氢装置,炼油装置,化工尾气不断排放,事故前阴雨不停,化工废气无法外散,成为这次事故的外部主要根源。
7月18日哈尔滨气化厂空分分厂3号10000m3/h空分设备发生爆炸,主冷和上塔报废,损失惨重。这起事故的其中主要原因是空气污染,空分分厂与造气、甲醇、净化分厂较近,不正常排放对空分安全生产造成威胁。主冷中碳氢化合物超标时有发生。
5月16日抚顺乙烯化工厂6000m3/h空分塔,因周围车间排放含有乙烯、甲烷、二氧化碳组份的碳氢化合物,被空分装置吸入,发生了恶性爆炸,损失惨重。
12月25日马来西亚莎拉瓦克宾突鲁壳牌石油公司中间蒸馏工厂一套由法液空设计制造的81760m3/h空分装置发一爆炸。因印度尼西亚的森林大火,造成空分塔周围被烟气严重污染,而引起氮氢化合物和氧化亚氮积聚发生爆炸。
二、事故原因
空分装置最容易发生的安全事故是装置因总烃含量超标,造成主冷凝蒸发器发生爆炸。所以对空分装置的空气吸入口的空气质量要求较高,一般要求空分装置的空气吸入口的空气中的总烃含量小于8ppm。
三、防范措施
1、控制空分装置吸入口大气中总烃含量,降低主冷总烃含量
1.1抬高空气吸风口
根据国家标准GB 50030-91氧气站设计规范要求[3],空分设备的吸风口应位于空气洁净处,并位于烃类等杂质及固体尘埃散发源的全年最小频率风向的上风侧。吸风管的高度,应高出厂房屋檐1m及以上。而KDN-3000型空分离心机空气过滤器距地面低(不到2m),所处位置在各生产装置之间,不符合氧站的设计规范要求。在恶劣气候期间,机械杂质含量大,总烃含量高。因吸风口的位置无法改变,抬高空气过滤器,可以减少恶劣环境对空分的影响。
1.2建立异常情况的应急机制
因空气质量对我车间来讲无法控制,只能要求空分周围各装置防止排放可燃物质,如果周围各装置出现生产异常排放有害物质,生产调度要通知到空分岗位,同时协调化验加大周围环境的分析频次。制定紧急排放制度,依据具体情况对空分进行操作。如果严重超标,空分停运处理。
1.3完善操作安全制度,降低主冷总烃含量
工艺操作上要求,主冷排液阀处于常开,阀门的开度,以不发生大量冷损为基准,防止总烃大量聚集。
总烃的分析频次为每天一次,及时掌握总烃含量的变化。大气质量每周分析一次。在空分装置上设风向标,根据风向变化和当时大气质量好坏进行操作。
防止空分装置超负荷运行,这样可以减轻纯化器的负担,延长分子筛的工作时间。
纯化器再生要彻底,纯化器再生气的出口温度不低于120℃,最好控制在130~140℃。
选择良好的分子筛。最好是专业厂家制造的分子筛,保证进塔空气质量,同时也要满足工艺要求。
2、加强设备维护
2.1设备的安全运行,是空分装置长周期运行的基础和保证。对于关键设备要做好如下几项工作:(1)把好检修质量关。KDN-1000型空分所配的离心机组, 2005年大检修后在不到一年的时间内出现了两次故障停运,第一次是电机冷却器渗水,第二次是末级冷却器回水阀堵塞,均是因检修质量没有把好关而造成的,给生产带来很大的被动。
2.2把好平稳运行操作关。平稳运行要做到不超压、不超负荷、不超速、不超温,严格按工艺要求进行操作。上述提到的冷冻机故障,与操作人员不熟悉性能操作是直接相关的,冷冻机出口温度应控制在80~100℃,而在运行期间出口温度在50~60℃,温度达不到要求,影响润滑油的粘度,造成螺杆机的轴承烧坏。
2.3把好特护巡检关。我们已经建立了特护巡检制度,对发现问题,避免事故,起到了很好的作用,三年来发现各类大小隐患不下百起。如发现2004年12月份7#机油泵电机风叶碎,2005年10月1日发现氮压机撞缸事件等。因发现及时没有造成大的事故。
2.4把好设备运行分析关。长期积累设备运行数据,每月进行一次运行分析,掌握不同季节、不同工况下的运行规律,做到设备运行心中有数,出现故障能够正确判断和有效的处理。
2.5把好备用设备的维护关。使备用设备完好备用,定期切换运行。
    3、配备良好的UPS电源
KDN-3000空分装置出现多次因UPS电源在电网波动后,因不能正常供电,造成DCS系统失电,严重影响正常生产,配备良好的UPS电源是安全生产的重要保障。
4、控制系统改进
KDN-3000控制系统稳定性较差,维护人员熟悉的不够,自投用以来出现过多次故障:如控制器数据丢失、通讯中断等。该系统采用的是美国HoneyWell公司的PlantScape SCADA/S9000集散控制系统。因该系统开发的较早,有许多功能不能满足生产要求,如:不能实现在线下装,控制器不能在线更换等。目前该套控制系统厂家不再生产,许多配件不好买,受制约的因素比较多,运行7年多,各种元件开始老化失稳,给生产带来诸多不便。
5、技术培训创新,提高操作水平,优化操作
随着空分装置朝着大型化和全面计算机控制的发展,对空分操作人员的素质及操作技能提出了更高的要求。要在生产实践中培养出一个合格的熟练的操作人员一般需要3年左右的时间。采用操作仿真培训,即可培训提高操作人员的操作技能,又可用于设备的变工况预测和事故分析,对减少操作事故的发生,提高运行经济性具有非常重要的作用。
提高操作水平,优化运行是空分装置长周期连续运行的保证。保持分馏塔内工况稳定、合理调整负荷和液体节流阀开度、减少跑冷损失,这些都是空分装置长周期稳定运行的基础,也是操作工必须掌握的操作技能。虽然现在设备越来越先进,自动化程度有了很大的提高。但国内的有些阀门、设备的性能使操作仍达不到高度自动化。这样对操作工的技术水平提高了要求:不仅发现问题要及时、判断要准确、处理问题更要有很强的快速反应能力。如分子筛纯化系统虽然阀门是自动切换,但有时会出现阀门切换不到位,电磁阀漏气等,要处理这类故障就要求操作工的操作非常娴熟,既要胆大又要心细。到现场手动将分子筛系统的每个阀门扳到正确位置,否则会造成憋压而停车。
6、加强技术交流
自深冷空气分离技术发明以来,已有100多年的历史,我国的空分事业也经历了50多年的历史。空分装置的生产规模越来越大(由建国初期的30m3/h,到目前的60000m3/h),控制系统越来越先进(由现场手动操作到目前的DCS集散控制),新工艺新技术的应用层出不穷,随着我国工业的发展,空分在各行各业得到了广泛应用。所以行业内的经验技术交流也显得非常重要。建议从事空分行业的技术人员参加行业内组织的技术交流会,为空分装置安全运行提供保障。

 

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