化工管道同化工设备一样,是化工生产装置中,不可或缺的组成部分,起着把不同工艺功能的设备连接在一起的作用,以完成特定的工艺过程,在某些情况下,管道本身也同化工设备一样,能完成某些化工过程,即管道化生产。化工管道布置,纵横交错,管道种类繁多,被输送介质的理化性质多样,管道系统接点多,火灾爆炸事故发生率高。管道发生破裂爆炸事故,容易沿着管道系统扩展蔓延,使事故迅速扩大。预防和控制火灾爆炸事故的发生,是现代化工安全生产的一项重要工作。

　　一、化工管道系统的火灾爆炸事故分析

　　1.泄漏引起火灾爆炸 石油化工管道大多输送易燃易爆介质管道破裂泄漏时极易导致火灾和爆炸事故。这是因为泄漏的可燃介质遇点火源即可燃烧或爆炸。管道经常发生破裂泄漏的部位主要有与设备连接的焊缝处阀门密封垫片处管段的变径和湾头处管道阀门、法兰、长期接触腐蚀性介质的管段等。

　　管道质量因素泄漏如设计不合理管道的结构、管件与阀门的连接形式不合理或螺纹制式不一致未考虑管道受热膨胀问题材料本身缺陷管壁太薄、有砂眼代材不符合要求加工不良冷加工时内外壁有划伤焊接质量低劣焊接裂纹、错位、烧穿、未焊透、焊瘤和咬边等阀门、法兰等处密封失效。

　　管道工艺因素泄漏如管道中高速流动的介质冲击与磨损反复应力的作用腐蚀性介质的腐蚀长期在高温下工作发生蠕变低温下操作材料冷脆裂断老化变质高压物料窜入低压管道发生破裂等。 操作失误引起泄漏如错误操作阀门可使可燃物漏出超温、超压、超速、超负荷运转维护不周不及时维修超期和带病运转等。

　　2.管道内形成爆炸性混合物 在停车检修和开车时未对管道进行置换或采用非惰性气体置换或置换不彻底空气混入管道内形成爆炸性混合物检修时在管道特别是高压管道上未堵盲板致使空气与可燃气体混合负压管道吸入空气操作阀门有误使管道中漏入空气或使可燃气体与助燃气体混合遇引火源即发生爆炸。

　　3.管道内超压爆炸 管道的超压爆炸与反应器的操作失误或反应异常有关冷却介质输送管道出现故障导致冷却介质供应不足或中断使生产系统发生超温、超压的恶性循环最终导致设备、管线发生超压爆炸事故。 在管道中由于产生聚合或分解反应会造成异常压力。在环氧乙烷、乙醇催化剂的管道中如配比失调或操作失误环氧乙烷就会在管道中聚合或分解产生高热使压力上升导致管道胀裂或爆炸。

　　4.管道内堵塞爆炸 管道发生堵塞会使系统压力急剧增大会导致爆炸破裂事故。

　　输送低温液体或含水介质的管道在低温环境条件下极易发生结冰冻堵。

　　输送具有粘性或湿度较高的粉状、颗粒状物料的管道易在供料处粘附管壁最终导致堵塞。管道设计或安装不合理如采用大管径长距离输送或管道管径突然增大管道连接不同心有障碍物处易堵塞物料夹杂过大碎块时易造成堵塞物料具有粘附物性若不及时清理发生滞留沉积等情况可造成堵塞。 操作不当使管道前方的阀门未开启或阀门损坏卡死或接受物料的容器已经满负荷或流速过慢突然停车等都会使物料沉积发生堵塞。

　　在检修时管道连接添加盲板生产时未能及时抽出形成管道堵塞。

　　5.发生自燃火灾 管道内结焦、积炭在高温高压下易自燃引起燃烧或爆炸。管道中有过滤阀长时间未清理积炭逐渐增多就能使管道堵塞。维修之前与空气接触就会迅速发生自燃。

　　6.具有多种引火源 物料在管道中输送时有多种火源存在。启闭管道阀门时阀瓣与阀座的冲击、挤压可成为冲击引火源。阀门在高低压段之间突然打开时低压段气体急剧压缩局部温度上升形成绝热压缩引火源。物料在高速流动的过程中粉体与管壁、粉体与颗粒之间、液体与固体、液体与气体、液体也另一不相溶的液体之间、气体与所含少量固态或液态杂质之间发生碰撞和摩擦极易带上静电产生火花。

　　危险物料输送管道周围具有摩擦撞击、明火、高温热体、电火花、雷击等多种外部点火源。可燃物料从管道破裂处或密封不严处高速喷出时会产生静电成为泄漏的可燃物料或周围可燃物的引火源。

　　二、化工管道火灾爆炸事故的预防措施

　　1.遵守安全布置原则 输送火灾危险性为甲、乙类介质或有毒、腐蚀性介质的管道不应穿过与其无关的建筑物、构筑物。集中敷设于同一管架上的各种介质必须留有规定间距。多层管架中的热料管道应布置在最上层腐蚀性介质管道应布置在最下层易燃液体及液化石油气体管道严禁与蒸汽、热料管道相邻布置助燃和可燃介质管道之间宜用不燃物料管道隔开或保持不低于250mm的间距。

　　2.选材、设计、加工、安装合理 根据输送介质的性质、温度、压力和流量等因素正确选择管材不可随意选用代材或误用不得使用存有缺陷的管材为避免可燃液体管道在发生事故时液体漫流可将管道敷设在不燃材料建造的地沟中并保证通风良好以防止可燃蒸汽积聚。高温物料管道应用不燃材料设保温层以防止可燃蒸汽积聚。高温物料管道应用不燃材料装设保温层以防止可燃物接触高温管道起火。

　　严格按照工艺设计要求设计管道直径的设计值应尽量大些弯曲和变径处应缓慢而且弯管和变径管要尽可能少尤其是水平向垂直过度的弯管要少。管内壁应平滑不准有折皱或凸起不装设网格状的构件。

　　管道的焊接质量符合要求焊缝须做无损探伤检查。管道的连接方式合理管道穿墙、楼板和屋面时应加套管、防火肩、防水帽等装置。焊缝、法兰等接头均应避开墙和楼板。管道和管件不得与管架直接接触应按设计温度、压力等要求采取加置木垫、软金属片或橡胶石棉等措施隔离。

　　3.采取防腐措施 根据输送物料的腐蚀性选择耐腐蚀材料。

　　采取合理的防腐措施如涂层防腐、衬里防腐、电化学防腐、使用缓蚀剂防腐等。其中涂层防腐用的最广泛而在涂层防腐中又以涂料防腐用的最多。 定期检测管道的受腐情况尤其是敷设于地下的管网系统及时修复或更换腐蚀严重的部位。

　　4.消除管道残余应力 为了避免管道振动可采取设置减振装置增加柔性设计等措施。

　　为了减弱热应力的破坏作用采用膨胀节等削弱管口的应力和力矩加设管弯改变管道走向增加管系总的可饶性或利用绝热保温等方法。

　　5.严格安全操作 生产操作过程中严格按照工艺要求控制物料的输送温度、压力、流速等工艺参数尤其是用于输送可燃气体、可燃液体、可燃粉粒状物料的管道输送温度不应高于工艺值。生产的要害部位如加热炉口、塔底部、反应器底部、高温机泵等进出口处的管道和工作条件苛刻的管道要特别重视。

　　冷却介质的输送管道要确保冷却介质的供应量避免中断必要时可安装双路水源和电源控制以防止生产系统出现超温、超压的恶性循环。

　　及时清理管道内的污垢、沉淀等沉积物并严禁采用铁质工具或能产生火星的器具疏通易燃易爆、易自燃的不安定沉积物。定期清除管道以及周围的设备、设施上的积尘以减少粉尘沉积。

　　及时维修管道严禁超负荷超期和带病运转。

　　6.加强防火安全管理 在用管道要遵照《压力管道安全管理与监察规定》定期进行检验检测管道的泄漏和受损情况防止管道系统出现跑冒滴漏现象。

　　停车检修和开车前应按规定进行管道的排气置换作业检测合格后方可动火检修或开车。进行动火检修作业时要严格执行动火作业的各项规章制度。

　　严禁危险物料管道和高温管道周围堆放易燃易爆物质。需要散热的输送管道上严禁堆放各种杂物以防止热量积累引起火灾。 危险物料输送管道的周围杜绝各种火源。

　　7.采取防静电措施 化工物料输送管道应选用导电性能良好的材料制造并设性能良好的静电消除装置。工厂和车间的纵横交错的管道、法兰与法兰、法兰与法门、法兰与设备之间要用导电的连线连成一个整体并予以接地。地上或管沟敷设管线的始端、末端、分支处以及直线段每隔100米应设置防静电接地装置接地点宜设在固定管墩处。

　　8.设置防火防爆安全装置 在容易发生超压爆炸的管道上需设置安全阀等防爆泻压装置在容易造成火焰传播的管道上需设置水封、阻火器或防火阀。在高压和低压系统之间的接点处和容易发生倒流的管道上、需设置止回阀和切断阀。在泵和阀门的进口装设管道过滤器防止由于杂质或夹杂物造成事故。具有着火爆炸危险的输送管道应配备惰性介质管线保护。可燃气体的尾气排放管线应用氮气封或设置阻火器等防止火势蔓延的装置。火灾危险性较大的密集管网系统可设置可燃气体浓度检测报警装置以及时发现火险隐患可设置水喷淋等灭火设施以便及时扑救初始火灾。

　　三、化工管道火灾爆炸事故的应急救援

　　化工企业根据原料、中间品、成品的化学品安全技术特性,管道的布置情况,危险化学物品的正常储量,生产能力企业三班的分布人数,厂区占地面积。周边纵横距离距厂围墙外500米1000米范围内的居民,气象状况等,对事故可能影响的条件编制应急救援预案。当化工管道发生火灾爆炸事故时应迅速召集安全、生产、技术、消防、维修、供应、财务等人员赶至现场召开应急会议启动相应的消防应急预案。

　　(一)成立现场事故应急指挥小组

　　1.总指挥组织指挥全厂的应急救援活动

　　2.副总指挥协助总指挥负责事故应急救援的具体指挥工作

　　3.指挥部成员

　　安全部长协调总指挥做好事故报警、情况通报及事故处理工作。

　　保卫部长负责灭火、警戒、治安保卫、疏散、道路管制等工作。

　　生产部长负责事故处置时生产系统开停车调度工作事故现场通讯联络和对外联系。

　　设备科长协助总指挥负责事故现场工程抢救抢险。

　　行政部长负责抢救负伤、中毒人员以及抢险救援人员的生产必需品的供应中毒、受伤人员抢救和护送转院工作。

　　供应部长负责抢险救援物资的供应和运输工作。

　　环保部长负责事故现场及有害物质扩散区域内的洗消检测工作。

　　工会负责事故亲属的接待和安置工作。

　　(二)现场成立救援分队

　　1.通讯联络队担负各救援队之间的联络和对外联系通讯任务。

　　2.治安队担负现场治安、交通指挥、设立警戒、指导员工疏散。

　　3.应急防化分队担负查明物料性质提出补救措施、抢救伤员、指导人员疏散。

　　4.消防队担负开启消防器材、消洗、发现险情紧急扑救等任务。

　　5.抢险救援队担负管道泄漏的抢险及堵漏等工作。

　　6.物资供应队担负抢险物资的购买及抢险物资的供应。

　　各指挥成员及小组成员迅速进入状态各就各位。

　　(三)控制事故区域

　　对管道发生事故的区域实施控制主要防止无关人员、车辆、明火等进入事故区域引起伤害或产生新的隐患。

　　1.实施警戒设立警戒区 对管道发生的地点或装置四周由治安队严格控制本厂及外来人员进入禁止事故地点的四周道路上车辆通行。

　　2.清除火源 关闭该区域的所有电器设备，关闭警戒区所有人员及救援人员的手机、固定电话等通讯器材采用防爆对讲机等。

　　3查看事故现场 根据泄漏物料的特征防化应急分队派员着防化服、佩带正压式充气呼吸器进入管道泄漏地点进行查看确定，能否现场堵漏或能否迅速关闭相关阀门，减少危险化学品的外泄。

　　(四)控制事故源头

　　1.由抢险抢修分队穿防化服、佩戴相应的保护用具带堵漏工具进行现场堵漏

　　2.由消防队派人启动工厂的消防器材针对不同的物料采取不同的急救方法参照企业《化学品安全技术》。

　　(五)紧急安全疏散

　　在发生重大管道事故可能对工厂区域内外人群安全构成威胁时必须

　　1.在指挥部统一指挥下对与事故应急救援无关人员进行紧急疏散疏散方向、距离和集中地点必须根据不同事故、做出具体规定总的原则是疏散安全点处于现场的上风向及有毒气体扩散范围之外对可能威胁到企业外居民安全时指挥部应和地方有关部门联系引导居民迅速撤离到安全地点。

　　2.当事故地点无法控制波及其它物料时应召集突击人员撤离、隔离或冷却相关物料避免事故进一步扩大。

　　(六)社会救援

　　当管道事故形成本单位抢险抢救力量不足或有可能危及社会安全时指挥机构必须立即向上级和有关单位通报必要时请求社会力量援助。

　　社会援助队在进入企业时指挥机构应责成专人联络引导并告知安全注意事项。

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