鞍钢氧气厂2# 10 000 m 3öh 制氧机自加热后连续运行145 天, 1998 年底曾发生一次主冷微爆事故。本文就这起爆炸事故原因作一些分析。
1　事故的发现
1998 年12 月10 日11∶00 发现粗氩塔阻力突然由29. 6 kPa 降至25. 6 kPa, 粗氩纯度也由88%突然降为80% 以下(分析表最小刻度值为80% ) , 主塔其它参数均无明显变化, 经多次调整无效。根据以往经验, 这种现象是由于主冷泄漏引起的, 因为下塔易挥发组份窜至上塔后随氩馏份进入粗氩塔, 在粗氩塔中由于含氮量增多, 回流液体量减少, 致使粗氩塔阻力下降。经过对主冷液氧、主冷气氧及产品氧分析, 纯度分别为99. 6%、99. 5%、95% , 从氧液化器前取样分析氧纯度为95% , 分析结果证实了发生主冷爆炸的判断是正确的, 主冷液氧和主冷气氧纯度之所以仍为正常值, 是由于二者取样点位置远离泄漏点。从上塔压力没有升高这一现象可以看出这是一起主冷板式单元个别通道发生泄漏的微爆事故。由此想到在11 月6 日, 2# 10 000 m 3öh 制氧机临时停车后再启动时曾出现粗氩塔阻力较以前稍有下降, 由30. 4 kPa 降为29. 6 kPa, 虽经检查未发现其它异常。因此可以断定从那时起主冷就已开始发生了微漏, 只不过那时没有现在的现象明显而已, 这次泄漏是在上次微漏的基础上进一步加剧了。
2　事故原因分析
在2# 10 000 m 3öh 制氧机运行期间, 液氧循环系统一直正常投入, 碳氢化合物各项分析含量也在控制范围内(如表1 分析报告) , 而且每天排放的液氧远远超过1% 排放量的要求。通过事后的检查分析, 认为有以下两个原因造成了这次主冷微爆事故。
2. 1　主冷液位未完全实行全浸操作。通过查看运行记录发现, 在每天两次的槽车取液氧期间, 主冷液位有时稍低于全浸液位, 但两三个小时后又重新回到全浸位置。我厂3# 10 000 m 3öh 制氧机, 1976 年曾发生一起大面积主冷爆炸事故, 从损坏的主冷单元可以很明显看出爆炸位置全部位于同一水平面, 即板式单元高度80% 的位置处, 这里正是主冷液位经常发生波动的位置。液位下降过程是换热表面杂质浓缩的过程, 经常波动将会使乙炔和其它碳氢化合物在这里析出沉积, 这是由于未实行全浸操作造成的。从那以后我厂所有制氧机全部实行全浸操作, 再也没有发生过类似事故, 但是近年来, 由于种种原因, 对全浸操作又有些麻痹和侥幸心理, 以致造成这次事故。
2. 2　空气粉尘的积累是这次主冷爆炸的另一原因。经过对主冷的检查, 发现北面相邻的3 个单元共4个通道发生了泄漏, 同时发现所有六个主冷板式单元氧通道翅片上及主冷容器壁面上均附有灰尘, 在用压力空气对氧通道吹扫时个别通道有粉尘堵塞现象, 进一步的检查发现, 两台液氧泵入口管路水平段有大量黑色粉尘, 经化验分析与空气入口过滤袋上灰尘成分基本一致。
众所周知, 主冷发生爆炸除了有爆炸危险杂质(即可燃物)、液氧(助燃物) 外, 还必须具有一定能量的引爆源, 三者缺少任何一种都不能发生爆炸, 主冷液氧中存在大量空气粉尘使可燃物和引爆源有可能同时存在。
有人对管内沸腾的冷凝器微量爆炸进行过研究, 当空气中尘埃净除不彻底时, 尘埃在冷凝蒸发器内积聚, 使个别通道阻塞, 在这种情况下, 被阻塞的通道开始在无循环沸腾工况下工作。板式主冷与其情况类似, 清除不彻底的空气粉尘能够积聚在氧通道内, 造成局部阻塞或液氧流通不畅, 在无循环的沸腾工况下或循环率很低的情况下工作时, 液氧形成干蒸发, 可能造成爆炸危险杂质的积聚。
静电的积聚是可爆系统(氧- 可燃物) 的引爆源之一, 试验证明液氧静电积聚的过程在很大程度上与其含固体粒子量有关, 不净洁的液氧在不接地的管路中可产生电位为数千伏的静电。空气粉尘的存在导致很高的静电电压, 在静电的作用下, 使可能积聚的爆炸危险杂质在液氧环境中使个别氧通道产生微爆。
　　产生主冷大量空气粉尘积累的原因有两方面,第一, 2# 10 000 m 3öh 的袋式空气入口过滤器脉冲反吹装置一直未正常投入运行, 造成吸入阻力较大,较大的吸入差压成为粉尘透过过滤袋进入空分装置的推动力。第二, 在对喷淋冷却塔(该塔系空心塔) 的检查中, 发现所有五个喷头和其中的两个喷管都有不同程度的堵塞, 这样就造成雾状喷淋效果不好, 使冷却水洗涤空气粉尘的能力减弱。
3　应吸取的教训
虽然目前对主冷爆炸的机理在理论上还不能够完全准确揭示, 但是为此而采取的措施却有助于我们预防和减少主冷爆炸事故的发生, 从造成这次主冷爆炸的两个方面的原因来看, 应吸取以下教训:①应严格按规程要求操作。严禁主冷液位低于全浸液位的操作, 即使短时期内低于全浸位置也不能允许, 对此不能存在任何侥幸心理。②应加强对空气过滤器的维护。发现空气入口阻力升高时应查找原因并及时处理。③应加强对喷淋冷却塔的监护。逢检修时机不能忽略对喷淋冷却塔的检查, 经常出现喷头堵塞现象时应对冷却水进行水质处理。