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化工管道火災(zāi)爆炸事故類型分析

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化工管道同化工設(shè)備一樣是化工生產(chǎn)裝置中不可缺少的組成部分,起著把不同工藝功能的設(shè)備連接在一起的作用,以完成特定的工藝過程,在某些情況下,管道本身也同化工設(shè)備一樣能完成某些化工過程,即“管道化生產(chǎn)”?;す艿啦贾每v橫交錯,管道種類繁多,被輸送介質(zhì)的性質(zhì)多樣,管道系統(tǒng)接點多,火災(zāi)爆炸事故發(fā)生率高。管道發(fā)生破裂爆炸事故,容易沿著管道系統(tǒng)擴展蔓延,使事故迅速擴大。研究化工管道火災(zāi)爆炸事故的類型,預(yù)防和控制火災(zāi)爆炸事故發(fā)生,是實現(xiàn)化工安全生產(chǎn)的一項重要工作。
1.泄漏引起火災(zāi)爆炸
石油化工管道大多輸送易燃易爆介質(zhì),管道破裂泄漏時極易導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸事故。這是因為泄漏的可燃介質(zhì)遇點火源即可燃燒或爆炸。管道經(jīng)常發(fā)生破裂泄漏的部位主要有:與設(shè)備連接的焊縫處;閥門密封墊片處;管段的變徑和彎頭處;管道閥門、法蘭、長期接觸腐蝕性介質(zhì)的管段;輸送機械等。
管道質(zhì)量因素泄漏,如設(shè)計不合理,管道的結(jié)構(gòu)、管件與閥門的連接形式不合理或螺紋制式不一致,未考慮管道受熱膨脹問題;材料本身缺陷,管壁太薄、有砂眼,代材不符合要求;加工不良,冷加工時,內(nèi)外壁有劃傷;焊接質(zhì)量低劣,焊接裂紋、錯位、燒穿、未焊透、焊瘤和咬邊等;閥門、法蘭等處密封失效。
管道工藝因素泄漏,如管道中高速流動的介質(zhì)沖擊與磨損;反復(fù)應(yīng)力的作用;腐蝕性介質(zhì)的腐蝕;長期在高溫下工作發(fā)生蠕變;低溫下操作材料冷脆斷裂;老化變質(zhì);高壓物料竄入低壓管道發(fā)生破裂等。
外來因素破壞,如外來飛行物、狂風(fēng)等外力沖擊;設(shè)備與機器的振動、氣流脈動引起振動、搖擺;施工造成破壞;地震,地基下沉等。
操作失誤引起泄漏,如錯誤操作閥門使可燃物料漏出;超溫、超壓、超速、超負(fù)荷運轉(zhuǎn);維護(hù)不周,不及時維修,超期和帶病運轉(zhuǎn)等。
2.管道內(nèi)形成爆炸性混合物
在停車檢修和開車時,未對管道進(jìn)行置換,或采用非惰性氣體置換,或置換不徹底,空氣混入管道內(nèi),形成爆炸性混合物;檢修時在管道(特別是高壓管道)上未堵盲板,致使空氣與可燃?xì)怏w混合;負(fù)壓管道吸入空氣;操作閥門有誤使管道中漏入空氣,或使可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w混合,遇引火源即發(fā)生爆炸。
3.管道內(nèi)超壓爆炸
管道的超壓爆炸與反應(yīng)容器的操作失誤或反應(yīng)異常有關(guān),冷卻介質(zhì)輸送管道出現(xiàn)故障,導(dǎo)致冷卻介質(zhì)供應(yīng)不足或中斷,使生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生超溫、超壓的惡性循環(huán),最終導(dǎo)致設(shè)備、管線發(fā)生超壓爆炸事故。
在管道中由于產(chǎn)生聚合或分解反應(yīng),會造成異常壓力。如在乙烯和過氧化物催化劑的管道中,溫度過高,超過催化劑引發(fā)溫度,乙烯就會在管道內(nèi)聚合或分解,產(chǎn)生高熱,使壓力上升,導(dǎo)致管道脹裂或爆炸。
連續(xù)排放流體的管道,尤其是排放氣態(tài)物料的工藝管線,因輸送速度降低等因素會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)的物料不能及時排出,從而使設(shè)備發(fā)生超壓爆炸事故。
高壓系統(tǒng)的物料倒流入低壓管道,造成壓力增加。
4.管道內(nèi)堵塞爆炸
管道發(fā)生堵塞,會使系統(tǒng)壓力急劇增大,導(dǎo)致爆炸破裂事故。
輸送低溫液體或含水介質(zhì)的管道,在低溫環(huán)境條件下極易發(fā)生結(jié)冰“凍堵”,尤其是間歇使用的管道,流速減慢的變徑處、可產(chǎn)生滯留部位和低位處是易發(fā)生“凍堵”之處。
輸送具有粘性或濕度較高的粉狀、顆粒狀物料的管道,易在供料處、轉(zhuǎn)彎處粘附管壁最終導(dǎo)致堵塞。管道設(shè)計或安裝不合理,如采用大管徑長距離輸送或管道管徑突然增大,管道連接不同心,有障礙物處易堵塞;物料夾雜過大碎塊時易造成堵塞;物料具有粘附物性,若不及時清理,發(fā)生滯留沉積等情況,可造成管道堵塞。
操作不當(dāng)使管道前方的閥門未開啟或閥門損壞卡死,或接受物料的容器已經(jīng)滿負(fù)荷,或流速過慢,突然停車等都會使物料沉積,發(fā)生堵塞。
5.發(fā)生自燃火災(zāi)
管道內(nèi)結(jié)焦、積炭,在高溫高壓下易自燃,引起燃燒或爆炸。在加工含硫原料油煉油廠的高壓管線中,硫化亞鐵是一種很常見的物質(zhì),它是鐵銹和硫化氫發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物,設(shè)備停用后打開,以及維修之前與空氣接觸,就會迅速發(fā)生自燃。
管道內(nèi)介質(zhì)溫度為超過自燃點的物質(zhì),泄漏出來與空氣接觸便會自燃。
6.具有多種引火源
物料在管道中輸送時,有多種引火源存在。啟閉管道閥門時,閥瓣與閥座的沖擊、擠壓,可成為沖擊引火源。閥門在高低壓段之間突然打開時,低壓段氣體急劇壓縮局部溫度上升,形成絕熱壓縮引火源。物料在高速流動的過程中,粉體與管壁、粉體顆粒之間、液體與固體、液體與氣體、液體與另一不相溶的液體之間、氣體與所含少量固態(tài)或液態(tài)雜質(zhì)之間,發(fā)生碰撞和摩擦,極易帶上靜電,產(chǎn)生火花。
危險物料輸送管道周圍具有摩擦撞擊、明火、高溫?zé)狍w、電火花、雷擊等多種外部點火源??扇嘉锪蠌墓艿榔屏烟幓蛎芊獠粐?yán)處高速噴出時會產(chǎn)生靜電,成為泄漏的可燃物料或周圍可燃物的引火源。
7.易成火災(zāi)蔓延的通道
由于管道連接著各種設(shè)備,管道發(fā)生火災(zāi),不但影響管道系統(tǒng)的正常運行,而且還會使整個生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生連鎖反應(yīng),事故迅速蔓延和擴大,特別是管內(nèi)介質(zhì)有毒時,對人的生命威脅更大。在管道中傳播的爆炸,一定條件下會發(fā)生由爆燃向爆轟的轉(zhuǎn)變,對生產(chǎn)設(shè)備、廠房等建筑物造成嚴(yán)重的破壞。

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發(fā)布:2007-11-17 16:22    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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