某鋼廠檢修時(shí)發(fā)生閃爆事故
圖1:事故發(fā)生點(diǎn)示意圖??
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圖2:事故現(xiàn)場(chǎng)三四焦車間四焦2#爐地下室的煤氣預(yù)熱器、氮?dú)夤?、蒸汽管、預(yù)熱器檢修操作平臺(tái)及計(jì)劃拆除的預(yù)熱器頂板;事故發(fā)生時(shí)范某的工作姿態(tài)(站在蒸汽管道上,上半身趴在預(yù)熱器頂板上)、馮某江站立點(diǎn)及閃爆后范某的地面跌落點(diǎn)。
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圖3:煤氣預(yù)熱器底部連接氮?dú)獯祾叩娜丝准邦A(yù)熱器頂板三顆需要?jiǎng)踊鹱鳂I(yè)的螺桿的位置。
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圖4:事故發(fā)生時(shí)地下室外的狀態(tài):乙炔瓶和氧氣瓶氣管通過地下室的窗口向煤氣預(yù)熱器動(dòng)火作業(yè)點(diǎn)供氣。
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動(dòng)火作業(yè)審批情況??
2021年11月16日,焦化廠三四焦車間熱工班班長(zhǎng)吳某立通過公司審批系統(tǒng)申請(qǐng)了一張《廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)火證》(編號(hào):QR/LG22·36·02),動(dòng)火級(jí)別:二級(jí),動(dòng)火證有效時(shí)間:2021-11-16 10:07至2021-11-18 17:30,動(dòng)火地點(diǎn):四焦2#爐平臺(tái),作業(yè)內(nèi)容:煤氣管割螺桿。該動(dòng)火證上有三四焦車間副主任夏某祥、現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)護(hù)人侯某瀟及馮某江的手寫簽名。
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2021年11月17日上午9點(diǎn)多鐘,馮某江到四焦熱工班長(zhǎng)室告知副班長(zhǎng)王某,機(jī)電車間的人員反映,《廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)火證》(編號(hào):QR/LG22·36·02)中,動(dòng)火執(zhí)行人和動(dòng)火監(jiān)護(hù)人名字寫反了,要求重新開一張動(dòng)火證。因班長(zhǎng)吳某立不在,副班長(zhǎng)王某根據(jù)11月16日的動(dòng)火證,使用吳某立的賬號(hào)重新申請(qǐng)了一張《廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)火證》(編號(hào):QR/LG22·36·02),并打電話告知車間副主任夏某祥,夏某祥在審批系統(tǒng)上批準(zhǔn)。王某后來見到吳某立,向吳某立報(bào)告了此情況。動(dòng)火級(jí)別:二級(jí),動(dòng)火證有效時(shí)間:2021-11-17 09:35至2021-11-17 17:30,動(dòng)火地點(diǎn):四焦2#爐平臺(tái),作業(yè)內(nèi)容:煤氣管割螺桿,堵盲板。該動(dòng)火證上只有機(jī)電車間副主任冼某源的手寫簽名。
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事故發(fā)生經(jīng)過、應(yīng)急救援及處置情況
2021年11月17日,焦化廠機(jī)電車間按三四焦車間的工作要求,安排范某、覃某彬、陳某3人對(duì)三四焦車間四焦2#爐煤氣總管堵盲板及煤氣預(yù)熱器檢查清理作業(yè)。范某為焊工,覃某彬、陳某為鉗工。范某和陳某持有焊工作業(yè)證。3人8:40左右攜帶作業(yè)工具抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。
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由于煤氣預(yù)熱器的阻力增大,判斷設(shè)備內(nèi)沉積物較多阻塞設(shè)備流通面積,三四焦車間安排清理煤氣預(yù)熱器。為清理煤氣預(yù)熱器,需要置換合格并拆開煤氣預(yù)熱器頂蓋和人孔,然后安排清理內(nèi)部沉積物。三四焦車間申請(qǐng)機(jī)電車間安排檢修人員,對(duì)四焦2#爐煤氣總管堵盲板及煤氣預(yù)熱器檢查清理作業(yè)。
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三四焦車間熱工班安排馮某江(持有煤氣作業(yè)證)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)護(hù)及配合進(jìn)行吹掃置換工作。由于16日已經(jīng)安排煤氣預(yù)熱器的清理工作,氮?dú)庵脫Q時(shí)發(fā)現(xiàn)放散管閥門打不開,暫停了該項(xiàng)工作,并安排鉗工班更換放散管閥門。17日早上8:30,馮某江首先關(guān)閉靠近焦?fàn)t煤氣總管閥門(即紅色三角標(biāo)記的閥門),再開煤氣管道兩端放散管閥門,打開煤氣預(yù)熱器下部人孔蓋上的氮?dú)忾y門吹掃設(shè)備和管道。10點(diǎn)左右,馮某江檢測(cè)煤氣主管放散管口排氣CO(一氧化碳)濃度合格(低于24ppm),然后通知范某、覃某彬、陳某封堵盲板(即紅色箭頭所示盲板)。四人到二樓進(jìn)行封堵盲板作業(yè),在持續(xù)進(jìn)行氮?dú)獯祾?,管道?nèi)微正壓狀態(tài)下用扳手和乙炔-氧割炬拆開部分法蘭螺栓后,法蘭縫隙排出的氣體煤氣味重,隨即重新裝回并上緊全部螺栓,停止封堵盲板作業(yè),繼續(xù)用氮?dú)獯祾摺?/p>
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14:30左右,馮某江檢測(cè)CO濃度合格。檢修人員于14:45上到二樓封堵盲板,在持續(xù)通氮?dú)鈼l件下松開法蘭螺栓,期間要求馮某江調(diào)整氮?dú)饬髁恳詼p小管內(nèi)壓力。封堵盲板作業(yè)期間,15:10左右韋某德到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),協(xié)助檢修人員用千斤頂頂開法蘭,裝入盲板并重新上緊螺栓。
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封堵盲板完成后,檢修人員回到地下室拆煤氣預(yù)熱器頂蓋螺栓。檢修人員15:40左右用電動(dòng)扳手松開了頂蓋上的大部分螺栓,剩余3顆銹蝕無法拆開。然后檢修人員拆開了煤氣預(yù)熱器的人孔蓋,此時(shí)預(yù)熱器與大氣相通,并停止氮?dú)獯祾?。由于松開煤氣預(yù)熱器頂蓋時(shí)檢修人員聞到煤氣味,便攜式CO探測(cè)器檢測(cè)頂蓋處CO濃度達(dá)到84ppm,拆開人孔蓋后檢修人員撤離到室外。檢修人員撤離后,15:53馮某江用便攜式CO探測(cè)器檢測(cè)煤氣主管末端CO濃度為14ppm,又返回煤氣預(yù)熱器檢測(cè)人孔和頂蓋處CO濃度合格,即安排檢修人員回到地下室預(yù)熱器現(xiàn)場(chǎng)開始動(dòng)火作業(yè)。
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16:00左右,范某、覃某彬、韋某德、馮某江返回地下室預(yù)熱器現(xiàn)場(chǎng),陳某在室外看護(hù)氣瓶。范某登上檢修用鋼平臺(tái),手持割炬切割頂蓋上剩余的螺栓;馮某江站在鋼平臺(tái)下監(jiān)護(hù);覃某彬、韋某德站在門口。由于鋼平臺(tái)高度不夠,范某一只腳踩在高出鋼平臺(tái)蒸汽管上,身體趴在頂蓋上切割螺栓,16:11左右,在切割剩余的第2顆螺栓時(shí)發(fā)生閃爆。由于范某俯身趴在煤氣預(yù)熱器頂蓋上,爆炸時(shí)預(yù)熱器頂蓋掀起,撞擊范某頭部,范某跌落地面,頭朝煤氣主管末端方向仰臥地面。
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? ? ?事故發(fā)生后,馮某江呼叫范某,范某沒有反應(yīng),隨后現(xiàn)場(chǎng)其他人員一起將范某抬出地下室,韋某德立即撥打120并匯報(bào)廠領(lǐng)導(dǎo)。16:20救護(hù)車趕到,范某因腦顱受傷嚴(yán)重,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)死亡。
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熱工班班長(zhǎng)吳某立和副班長(zhǎng)王某趕到現(xiàn)場(chǎng),穿戴好空氣呼吸器并攜帶CO檢測(cè)報(bào)警儀,與馮某江一起進(jìn)入地下室,對(duì)預(yù)熱器進(jìn)行注水滅火,將火撲滅。
事故發(fā)生的原因和性質(zhì)
(一)事故原因分析??
1.爆炸氣體來源
煤氣預(yù)熱器下部人孔打開后,停止氮?dú)獯祾?,空氣進(jìn)入預(yù)熱器,空氣遇到可燃?xì)怏w能形成爆炸性氣體;氧-乙炔割炬切割螺栓時(shí)高熱和明火是點(diǎn)火源,由此具備燃爆事故三要素中的兩個(gè)。煤氣預(yù)熱器中可燃?xì)怏w的可能來源有二,一是煤氣預(yù)熱器內(nèi)沉積物揮發(fā),二是煤氣管道內(nèi)煤氣回流。
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①煤氣預(yù)熱器內(nèi)沉積物揮發(fā)可能性
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焦?fàn)t煤氣成分復(fù)雜,主要成分是氫氣、甲烷、一氧化碳,還有一定量的氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳、烴類、硫化氫,以及少量的碳5以上飽和烴、焦油、苯等。煤氣凈化可除去大部分的碳5以上飽和烴、焦油、苯等重組分,但凈化煤氣中仍會(huì)殘留少量重組分。輸送凈化煤氣的設(shè)備、管道會(huì)有沉積物不斷積累,造成阻力增加,輸氣能力下降。
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焦?fàn)t煤氣管道沉積物成因及清除方法研究(公彥良等,上海梅山鋼鐵股份有限公司,2018年第11期冶金動(dòng)力)一文中,對(duì)煤氣管道沉積物色譜組成分析結(jié)果標(biāo)明,沉積物中含有萘(14.69%)、喹啉(1.52%)、異喹啉(1.04%)、α-甲基萘(7.88%)、β-甲基萘(14.5%)、聯(lián)苯(9.08%)、苊(9.68%)。不同企業(yè)凈化焦?fàn)t煤氣沉積物存在差異,上述組成可供參考。論文認(rèn)為,對(duì)焦?fàn)t煤氣管道實(shí)施拆除時(shí),處理不當(dāng)會(huì)發(fā)生著火甚至爆炸事故,并提出了拆除管道前準(zhǔn)備階段進(jìn)行有效隔絕,氮?dú)庵脫Q,置換合格后微正壓條件下用砂輪機(jī)開天窗使管道接通大氣;拆除階段保持氮?dú)獯祾撸謇沓练e物,敷設(shè)黃沙,天窗兩側(cè)沉積物用石棉覆蓋,用水將沙和石棉打濕,從天窗中部動(dòng)火割管等安全措施。
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焦?fàn)t煤氣沉積物中萘、喹啉、甲基萘、聯(lián)苯、苊等熔點(diǎn)和閃點(diǎn)較高。甲基萘是一種無色油狀液體,有類似萘的氣味,沸點(diǎn)245℃,閃點(diǎn)82.2℃。喹啉是芳香族化合物,熔點(diǎn)-14.5℃,為無色液體,閃點(diǎn)99℃。萘是易升華并有特殊氣味的片狀晶體,閃點(diǎn)接近80℃。聯(lián)苯是一種有機(jī)化合物,熔點(diǎn)68.5℃,沸點(diǎn)255℃。苊的外管為白色針狀結(jié)晶,熔點(diǎn)95℃。常溫下沉積物升華和揮發(fā)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w濃度不高,不具備燃爆條件。
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由于焦?fàn)t煤氣中含有少量硫化氫,在潮濕條件下硫化氫與鐵反應(yīng)生成硫化亞鐵。硫化亞鐵遇到空氣會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)方程式如下:
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FeS+3/2O2=FeO+SO2+49KJ
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FeO+1/2O2=Fe2O3+271KJ
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不穩(wěn)定的硫化亞鐵附著在罐壁,正常生產(chǎn)時(shí)罐內(nèi)處于無氧狀態(tài),硫化亞鐵不會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)。容器人孔打開后空氣進(jìn)入,硫化亞鐵與氧氣接觸,發(fā)生氧化反應(yīng)并放出大量熱量,放熱可導(dǎo)致沉積物熔化、揮發(fā),與空氣形成爆炸性氣體。
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煤氣預(yù)熱器的蒸汽閥門泄漏,也能造成預(yù)熱器內(nèi)溫度升高。
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由于沉積物的主要成分閃點(diǎn)較高,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間氮?dú)獯祾吆笠讚]發(fā)組分大部分已經(jīng)脫除,且切割螺栓時(shí)煤氣預(yù)熱器器身溫度不高,由此判斷沉積物揮發(fā)導(dǎo)致爆炸事故的可能性不大。
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②管道內(nèi)煤氣回流
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煤氣預(yù)熱器連接管道置換時(shí)存在盲端,停止氮?dú)獯祾吆?,積存于盲端的煤氣流入煤氣預(yù)熱器。由于焦?fàn)t煤氣中氫氣、甲烷含量高,氫氣和甲烷密度小,容易積存與頂部空間,可在預(yù)熱器內(nèi)形成爆炸性氣體。
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由于煤氣預(yù)熱器連接管道長(zhǎng),且直徑大,放散口沒有位于管道端部,氮?dú)庵脫Q時(shí)難以保證所有部位置換干凈。檢修拆除螺栓時(shí),早上封堵盲板和下午拆預(yù)熱器頂蓋時(shí)檢修人員均聞到煤氣味,說明管道置換不徹底。由此判斷,管道內(nèi)煤氣回流是煤氣預(yù)熱器內(nèi)爆炸性氣體的來源。
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2.公司技術(shù)規(guī)范及現(xiàn)場(chǎng)操作方面
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①動(dòng)火作業(yè)前取樣分析不符合《柳州鋼鐵股份有限公司焦化廠特殊危險(xiǎn)作業(yè)安全管理制度》(QG/JH 22·12-2020)第5.2.5.1條作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行動(dòng)火分析的相關(guān)要求,沒有對(duì)設(shè)備內(nèi)氣體取樣分析可燃?xì)怏w含量;僅用便攜式CO檢測(cè)報(bào)警儀探測(cè)設(shè)備外部CO的濃度,監(jiān)測(cè)點(diǎn)不具備代表性,錯(cuò)誤判斷置換效果。
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②檢修作業(yè)前未進(jìn)行危險(xiǎn)性辨識(shí),沒有認(rèn)識(shí)到作業(yè)過程存在燃燒、爆炸危險(xiǎn)性,采取的安全防范措施不足。作業(yè)人員僅關(guān)注一氧化碳,沒有關(guān)注煤氣中的主要組分氫氣、甲烷。焦化廠的焦?fàn)t煤氣安全技術(shù)說明書顯示煤氣中氫氣含量為55-60%,甲烷含量為23-27%,而一氧化碳含量為5-8%。作業(yè)人員也沒有充分關(guān)注焦?fàn)t煤氣沉積物揮發(fā)產(chǎn)生可燃?xì)怏w的可能性,以及硫化亞鐵遇空氣氧化放熱的風(fēng)險(xiǎn)。
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③氮?dú)庵脫Q時(shí)放散管位于煤氣管道中部,煤氣預(yù)熱器的煤氣進(jìn)口管、跨線等管道存在盲端,難以徹底置換管道內(nèi)的煤氣。
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④切割煤氣預(yù)熱器頂蓋剩余螺栓時(shí),沒有搭設(shè)腳手架,利用設(shè)備前的操作用鋼平臺(tái),焊工需要俯身才能夠著被切割螺栓,增加了爆炸事故時(shí)傷害的嚴(yán)重程度。
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⑤拆除煤氣預(yù)熱器頂蓋螺栓時(shí),檢修人員聞到煤氣味,檢修負(fù)責(zé)人、置換操作人員和檢修作業(yè)人員沒有認(rèn)真分析現(xiàn)場(chǎng)煤氣味的來源,沒有采取進(jìn)一步安全措施的情況下草率決定繼續(xù)檢修作業(yè),喪失避免事故的機(jī)會(huì)。
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3.動(dòng)火作業(yè)審批方面
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①本次動(dòng)火作業(yè)地點(diǎn)位于三四焦車間2#爐地下室,按照《柳州鋼鐵股份有限公司焦化廠特殊危險(xiǎn)作業(yè)安全管理制度》(QG/JH 22·12-2020)第5.2.1.3條“二級(jí)動(dòng)火作業(yè):在易燃易爆場(chǎng)所進(jìn)行的特殊動(dòng)火作業(yè)及一級(jí)動(dòng)火作業(yè)以外的動(dòng)火作業(yè)。二級(jí)動(dòng)火作業(yè)范圍:(f)焦?fàn)t地下室和交換機(jī)室的使用 明火作業(yè)”及第6.1.1條“動(dòng)火作業(yè)、受限空間作業(yè)、盲板抽堵作業(yè)、高處作業(yè)、吊裝作業(yè)、動(dòng)土作業(yè)、臨時(shí)用電作業(yè)、斷路(占道)作業(yè)根據(jù)作業(yè)危險(xiǎn)程度實(shí)施分級(jí)審批管理,一級(jí)審批由公司職能部門最終審批,二級(jí)審批由廠職能部門或主管廠長(zhǎng)最終審批,三級(jí)審批由車間最終審批,屬于分級(jí)審批范圍內(nèi)的特殊作業(yè)須辦理作業(yè)證。”規(guī)定,屬于二級(jí)動(dòng)火,應(yīng)該由廠職能部門或主管廠長(zhǎng)最終審批。
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②三四焦車間熱工班班長(zhǎng)吳某立通過公司審批系統(tǒng)申請(qǐng)的兩張《廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)火證》(編號(hào):QR/LG22·36·02),動(dòng)火級(jí)別為二級(jí),車間副主任在審批系統(tǒng)上批準(zhǔn),但是該動(dòng)火證并未由廠職能部門或主管廠長(zhǎng)最終審批。
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③柳州鋼鐵股份有限公司現(xiàn)行使用的審批系統(tǒng)危險(xiǎn)作業(yè)審批流程中“一級(jí)動(dòng)火作業(yè):在易燃易爆場(chǎng)所進(jìn)行的除特殊動(dòng)火作業(yè)以外的動(dòng)火作業(yè)。廠區(qū)管廊上的動(dòng)火作業(yè)按一級(jí)動(dòng)火作業(yè)管理。二級(jí)動(dòng)火作業(yè):除特殊動(dòng)火作業(yè)及一級(jí)動(dòng)火作業(yè)以外的動(dòng)火作業(yè),凡生產(chǎn)裝置或系統(tǒng)全部停車,裝置經(jīng)清洗、置換、分析合格并采取安全措施后,可根據(jù)其火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性大小,經(jīng)所在單位安全管理部門批準(zhǔn),動(dòng)火作業(yè)按二級(jí)動(dòng)火作業(yè)管理。在比較空闊場(chǎng)所,離易燃易爆氣體釋放源10米以上,在此區(qū)域內(nèi)動(dòng)火可按二級(jí)動(dòng)火管理?!睂徟鞒虨椤耙患?jí)動(dòng)火:發(fā)起人→車間→安全管理室→生產(chǎn)安全副廠長(zhǎng)→發(fā)起人。二級(jí)動(dòng)火作業(yè):發(fā)起人→車間→發(fā)起人?!?/p>
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④2021年11月17日三四焦車間熱工班申請(qǐng)的《廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)火證》(編號(hào):QR/LG22·36·02),按照柳州鋼鐵股份有限公司現(xiàn)行使用的審批系統(tǒng)危險(xiǎn)作業(yè)審批流程,動(dòng)火作業(yè)等級(jí)應(yīng)為一級(jí)動(dòng)火作業(yè),但是熱工班班長(zhǎng)吳某立填寫的申請(qǐng)是二級(jí)動(dòng)火(審批系統(tǒng)無法上報(bào)至廠級(jí)審批),車間副主任夏某祥予以審批通過,在事實(shí)上降低了動(dòng)火作業(yè)的安全審批等級(jí)。(夏某祥未參加過“審批系統(tǒng)危險(xiǎn)作業(yè)審批上線使用培訓(xùn)班”,吳某立參加過“審批系統(tǒng)危險(xiǎn)作業(yè)審批上線使用培訓(xùn)班”)
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(二)事故直接原因
事故調(diào)查組通過對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)勘查,結(jié)合相關(guān)人員的詢問筆錄,排除了煤氣預(yù)熱器內(nèi)沉積物揮發(fā)可能性,查明了事故發(fā)生的直接原因:
煤氣預(yù)熱器下部人孔打開后,由于停止氮?dú)獯祾?,煤氣管道?nèi)殘留的煤氣回流至預(yù)熱器??扇?xì)怏w與空氣形成爆炸性氣體混合物,割炬切割螺栓時(shí)的火焰或高熱導(dǎo)致氣體混合物爆炸。爆炸產(chǎn)生的壓力造成已經(jīng)拆除大部分螺栓的頂蓋掀起,撞擊范某頭部并跌落地面造成死亡。
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(三)事故間接原因
??柳州鋼鐵股份有限公司
1.未采取技術(shù)、管理措施,檢修作業(yè)前針對(duì)煤氣預(yù)熱器進(jìn)行危險(xiǎn)性辨識(shí),未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除動(dòng)火作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工人僅使用一氧化碳檢測(cè)報(bào)警儀而未關(guān)注其它可燃?xì)怏w的事故隱患。
2.未督促從業(yè)人員嚴(yán)格執(zhí)行本單位的《柳州鋼鐵股份有限公司焦化廠特殊危險(xiǎn)作業(yè)安全管理制度》(QG/JH 22·12-2020)和《焦化廠設(shè)備檢修安全管理規(guī)定》。
3.未健全安全生產(chǎn)規(guī)章制度,在現(xiàn)行使用的審批系統(tǒng)中動(dòng)火作業(yè)等級(jí)及審批流程與《柳州鋼鐵股份有限公司焦化廠特殊危險(xiǎn)作業(yè)安全管理制度》(QG/JH 22·12-2020)存在明顯不同的情況下,未及時(shí)制定新的特殊危險(xiǎn)作業(yè)安全管理制度。
4.在現(xiàn)行使用的審批系統(tǒng)啟用前,未做到使用該審批系統(tǒng)人員的全覆蓋培訓(xùn)。
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(四)事故性質(zhì)認(rèn)定
調(diào)查認(rèn)定,柳州鋼鐵股份有限公司焦化廠“11·17”閃爆一般事故是一起生產(chǎn)安全責(zé)任事故。
柳州鋼鐵股份有限公司焦化廠??
“11·17”閃爆一般事故調(diào)查組