有机溶剂倒罐引起火灾爆炸事故的思考
2018-12-31翟艳东
翟艳东
常州市消防支队
1 事故概况
2017年2月11日,位于某市乡镇工业集中区的某化工企业内,2辆槽罐车(1辆大车、1辆小车)通过1台移动泵进行倒罐作业,将大车槽罐内的有机溶剂(低闪点易燃液体)转移一部分到小车槽罐内。移动泵入口管道为普通塑料管,出口管道为钢丝螺旋增强塑料软管,钢丝螺旋增强塑料软管由受料槽罐车上部手孔处伸入小车槽罐内,倒罐开始后5min左右,受料槽罐车发生火灾爆炸,泵出口钢丝塑料软管炸断,并发生燃烧,因泵未停止运行,导致喷射火、流淌火,烧死在泵附近的操作人员,并引发槽罐车边上仓库发生火灾。
2 事故原因分析
经现场勘验和相关人员问询,现场作业时,大槽罐车押运员(平时负责卸料)因家中有事,临时回家,小槽罐车司机去卫生间,2人均不在现场,所以大槽罐车的驾驶员就临时充当卸车操作员,负责连接泵的入口、出口管道,小槽罐车押运员在小槽罐车顶部负责插入并固定钢丝塑料软管,2人均不熟悉操作程序及安全要求,在小槽罐车的静电接地夹没有与接地体连接的情况下,开启转料泵,导致火灾爆炸事故发生。
大槽罐车、移动泵均有导线与接地桩连接,小槽罐车静电接地夹被压在小槽罐车的车轮下,未与接地桩连接。泵的进口、出口管道均为塑料管道,有机溶剂在流动过程中产生的静电无法及时导除,小槽罐虽是金属材质,但未采取接地措施,处于绝缘状态,流动的有机溶剂从钢丝塑料管中流出时为负极性带电,钢丝塑料管则为正极性带电,小车槽罐车为负极性带电,这样,钢丝塑料管与小车槽罐车之间发生静电放电,而且,因塑料管道含有螺旋钢丝,故电极属金属性导体,放电时蓄积的能量会瞬间放出。
小车槽罐车倒罐前内部充满了大量的空气和少量的有机溶剂蒸汽,此时,有机溶剂蒸汽浓度小于爆炸极限,开始倒罐后,有机溶剂进入小槽罐车后,由于分压低,会迅速蒸发,浓度升高达到爆炸极限范围,形成爆炸性气体混合物氛围,在静电放电作用下,发生闪燃爆炸。
3 类似事故案例
(1)12m³槽罐车,甲苯经鹤管由槽罐车顶部注入装车时,5min后槽车内爆炸,事故调查发现注入鹤管没按操作规程要求接地,流动的甲苯带电与鹤管间放电引发爆炸火灾。
(2)2003年4月7日,美国俄克拉荷马州Glenpool油库一座12719m³的柴油在装入柴油过程中爆炸起火,大火燃烧21h,并造成相邻的2座储油罐受损。事故调查发现内浮顶密封泄漏,罐内形成爆炸性混合气体氛围,装油管流速高(2.3~3m/s,推荐最高流速1m/s),罐内集油区域产生的湍流导致静电电荷产生、累积和释放,引发爆炸火灾事故[1]。
(3)槽罐车原来装过汽油,没有清洗或气体置换,槽罐内残存汽油蒸汽与空气的爆炸性混合物,在装灯油时由静电放电着火爆炸[2]。
(4)2005年3月3日,某炼油厂装运车间进行污油回收作业,一座污油罐爆炸,导致2人死亡。事故原因是在向污油罐装油时,装油管胶管出口未插入液面以下,喷溅的污油产生静电,引爆罐内气体。
4 事故预防对策
(1)设备、管道防静电措施。对于多数易燃易爆有机溶剂,通常在1MJ能级下就可着火,对于可燃性气体,点火能级更低,大约0.1MJ,这么小的点火能级,对应的静电容量也就几十皮法,所以着火的危险性非常大[3]。通常情况下一块很小的铁钉就可以有几十皮法的静电容量,所以输送易燃易爆有机溶剂的设备、管道,应选用金属材质,并按照标准进行可靠接地。当必须使用非金属材质时,应使用可导电的管子,使用钢丝塑料管时,钢丝的一端应可靠接地[4-5]。
(2)槽罐车装车安全对策措施。输送易燃易爆液体管道不应采用非金属管道,如必须使用,应采用可导电的管子或内设金属丝、网的管子,并将金属丝、网的一端可靠接地,或者采用静电屏蔽。
易燃易爆液体装车时,建议考虑封闭或半封闭式操作。液体应从槽罐车底部接入,当不能满足底部接入时,注入管应伸入槽罐车并离底部不大于200mm,或者注入管末端弯向槽罐车内壁,使液体沿侧壁缓慢下流[6]。
液体输送流速应控制在安全流速以下。接入槽罐车的注入管末端应设计成不易使液体飞散的倒T形等形状或者设置导流板。
静电接地夹应使用带有报警功能的型号,装卸车应双人操作,检查确认安全设施均满足后方可进行装卸车作业。装卸区与周边装置或设施的间距,应保持一定的距离,满足相关防火规范要求,防止火灾时造成二次事故。
(3)日常安全管理。消防安全检查中,应督促企业加强对安全生产责任主体的认识,加强企业的消防安全管理,加强安全生产及消防安全教育、培训、考核,考核合格后方可上岗、竞争上岗。
5 结束语
在易燃易爆化学品装卸过程中,大多数化学品的着火能很小,发生火灾爆炸危险性非常大,通过多数事故分析,装卸过程中着火多因静电放电所致,所以加强化学品装卸车的安全管理尤为重要,特别是对装卸槽罐车、管道、鹤管、机泵等设备设施的接地日常检查,应按照相关标准规范设置可靠的接地措施,并定期检测,确保接地设施处于完好状态。
[1] 吴悦.危化品仓库火灾爆炸事故的消防救援探析[J].科技创新与应用,2016,(23):297
[2] 王文强,赵石磊,李俊春.易燃液体储罐区爆炸、火灾事故树分析[J].山东化工,2007,36(7):27-30
[3] 中国安全生产科学研究院.险化学品事故案例[M].北京:化学工业出版社,2007
[4] 李冬梅.油库事故致因机理及安全影响因素分析[J].石油库与加油站,2012,21(6):20-22
[5] 武佳倩,汤铃,李玲,等.基于系统动力学的危险化学品水污染事件中城市供水危机应急策略研究:以2005年吉化爆炸引发哈尔滨水危机为例[J].系统工程理论与实践,2015,35(3):677-686
[6] 朱婷,赵来军,王旭磊.基于贝叶斯网络的危险化学品道路运输事故分析[J].安全与环境学报,2016,16(2):53-60