事故概況(1)
滄州煉油廠有兩套硫磺回收裝置,共用一臺成型結片機,生產能力7500t/年。成型部分包括成型結片機(二樓),包裝間和成品庫(一樓),包裝間和成品庫混用。
2001年6月23日14時10分,一民工在沒有戴防火帽的情況下,將外運硫磺的貨車開進硫磺成品庫,引起成品庫內小范圍閃爆,幸無人員傷亡。
2003年1月19日10時30分,一電工在拆修成型結片機頂部引風線上的軸流風機時,產生電火花,引起引風線內硫磺粉塵爆炸,爆炸產生的沖擊波將現場一名臨時工推出1.5m遠,所幸有護欄保護,未造成傷亡。
現場情況(2)
1 粉塵濃度:經檢測,兩次事故狀態下,現場硫磺粉塵濃度分別為39g/m3,41g/m3,均超出爆炸下限(35g/m3)。
硫磺粉塵的形成:
a)液硫經過噴射管分布到成型機轉鼓上,一部分硫磺蒸氣經引風線吸入后送到高點放空,因此在引風線尤其是軸流風機處形成硫磺粉塵。
b)液硫經過噴射管分布到轉鼓上,經刮刀切片成型,切片時形成大量粉塵。
c)硫磺經過刮刀切片成型后,經一高6m的方形疏通鋼管落入包裝間的成品袋內,這是形成硫磺粉塵的主要原因。
硫磺成型示意圖如圖1。
圖1 硫磺成型示意圖
2 現場電線及設備接地情況:部分電線絕緣老化,極易產生電火花。另外,軸流風機上的接地線裸露部分腐蝕嚴重、特別是與接地鍍鋅鋼管的焊點處腐蝕尤其嚴重,基本失去導電性能。
腐蝕機理:液硫在進入結片機的過程中,有微量H2S和SO2,而成型部分必須有蒸汽保護,H2S和SO2與水反應生成氫硫酸和亞硫酸等腐蝕性弱酸,它們與空氣中的氧共同與金屬反應。
爆炸機理(3)
1 必要條件
1.1 燃料即硫磺粉塵與空氣充分混合。
1.2 點火源:具有一定能量的點火源,使懸浮在空氣中的粉塵點燃。
2 爆炸過程:硫磺粉塵爆炸是氧氣與可燃粉塵表面在激發能(點火源)作用下發生的反應。
2.1 熱能加在硫磺粒子表面,溫度逐漸上升。
2.2 硫磺粒子表面的分子發生熱分解或干餾作用,在粒子周圍產生氣體。
2.3 產生的氣體與空氣混合形成爆炸性混合氣體,同時發生燃燒。
2.4 由燃燒產生的熱進一步促使硫磺粉塵分解,連續地產生可燃氣體。
2.5 由于局部爆炸,爆炸的傳播使堆積的粉塵受到擾動而飛揚,形成爆炸霧,從而連續產生二次、三次爆炸。
整改措施(4)
1 降低硫磺粉塵濃度,使之處于爆炸下限以下(<35g/m3)。
1.1 加強成型流程的密閉性:從液硫噴射管到轉鼓刮刀切片,再到包裝袋,最大限度地實施密閉化操作,以減少成型大庫內的硫磺粉塵。
1.2 加強通風排氣:鑒于硫磺粉塵的危險性,車間對成型大庫進行了改造,加強了通風排氣功能。
a)將成型大庫的玻璃窗戶全部改為敞口窗戶,加強自然通風能力。
b)新增4臺防爆型軸流風機,通過機械通風,減少硫磺粉塵濃度。
2 消滅點火源:硫磺粉塵的最小點火能為15×10-3J,爆炸下限為35g/m3,兩項爆炸指標相對較低,危險程度大,因此必須盡可能地消滅點火源。
2.1 現場作業必須使用防爆工具,如銅器具。
2.2 操作人員不得穿能產生靜電和火花的服裝上崗。
2.3 及時更換老化的電線,以免產生電火花。同時對接地線進行防腐處理,使之始終處于良好的導電性能。
3 加強作業環節
3.1 定期清洗成型機齒輪傳動裝置,及時更換潤滑劑,避免由于蝸桿、蝸輪的摩擦發熱而導致環境中硫磺粉塵因受熱而爆炸。
3.2 定期人工除塵:車間制作了專用的除塵工具,每天清掃地面,墻面以及衛生死角處的粉塵,從根本上消除爆炸源。
3.3 成型大庫內嚴禁煙火,禁止無防護措施的機動車輛通行。
結論(5)
由于采取了以上措施,硫磺粉塵爆炸的危險性大大降低。但是,由于轉鼓切片成型本身的工藝特點,決定了它不可避免地會產生大量粉塵,因此,建議硫磺成型應采用傳動帶造粒工藝。李世祥
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