一起氧氣管道燃燒爆炸事故分析

1 事故經過

2003年7月17日0：30，因管網壓力高，調度 指令停兩臺1500m3／h氧壓機。0：40操作工發現 “一萬”制氧機恒壓裝置壓力偏高，管網壓力上漲較快，此時管網壓力為2．4MPa，申請停5000m3／h 氧壓機。0：56正當操作工準備停5000m3／h氧壓機時，聽見一聲巨響，隨后只見1500m3／h氧壓機房后天空一片火紅，并持續了幾秒鐘。事后發現，一條新增的連接新建16000m3／h制氧機與老空分系統的膨脹節被炸裂，被炸裂的膨脹節后面的20多米的氧氣管道被燒黑并部分燒熔，同時周圍的樹及草被燒燃。操作人員趕緊關閉相應的閥門，組織撲火，才末使事態進一步擴大。

2 事故原因分析

事故發生后，公司立即組織國內制氧專家對現場進行查看和對事故管道、焊接處取樣分析。
現場查看及取樣分析情況：①管內存在氧化鐵 皮、焊渣及閥門加工的殘渣等雜質；②管內有銹 渣、水漬；③管道附件彎頭、變徑不符合規范要 求；④管托、管座設計不合理，使膨脹節產生徑向 振動而損壞；⑤施工單位無施工資質。
引起氧氣管道燃爆的原因有如下幾個方面：
(1)施工質量問題是造成氧氣管道燃爆的基本 原因。
①管內有氧化鐵存在，熔融物剝落層內有鐵 銹，說明管道酸洗不徹底；②管道有銹渣、水漬， 說明管道酸洗后沒有進行鈍化處理及安裝完后較長 時間內未投運時沒有進行充氮保護；③焊渣及閥門 加工的殘渣存在，說明管道施工完后吹掃不干凈。進行吹掃時閥門末拆除，閥門存在的死角吹掃不到。閥門不應參與吹掃，閥門應在拆除后單獨處理，管道應用短管連接進行吹掃。
施工質量問題造成新安裝的氧氣管道內存在氧 化鐵、銹渣、焊渣等殘留異物，在氧氣流動中成為 引火物。這些引火物的存在為本次氧氣管道燃爆事 故提供了基本條件。
(2)管托、管座及管路走向設計不合理，使膨 脹節產生徑向振動而損壞。
由于管托、管座及管路走向設計時沒有充分考慮管道運行中徑向振動或位移，當管內壓力變化時，管道產生徑向振動或位移，使膨脹節也產生徑向振動而損壞。壓力升高以后膨脹節就被壓破，氧氣外泄，形成高速氣流。
當管網壓力升到2．4MPa時膨脹節被沖破，氧 氣外泄瞬時流速達到亞音速(約300m／s)，管內的 雜物在高速氣流帶動下與管道內壁發生強烈摩擦、 碰撞，使管道局部過熱達到燃點而燃燒。有關資料 顯示：氧氣中混有氧化鐵皮或焊渣，在彎管中的氧 氣流速達到44m／s時，產生的高溫能將管壁燒紅； 雜質為焦炭顆粒、氧氣流速為30m／s，雜質為無煙 煤、氧氣流速為13m／s時，產生的高溫能將管壁燒 紅。因此當膨脹節破裂時，管道內的氧氣流速大大 提高，致使施工中留在管道中的氧化鐵、焊渣在高 純氧中燃燒起來，鋼管在純氧中也燃熔。
(3)氧氣管道設計缺少安全保證措施。
管路設計時未考慮在恒壓調節閥前增加過濾器， 造成焊渣等雜物將調節閥卡死，不能及時調節恒壓 閥后管網壓力，使管網壓力超過正常工作壓力。