【文章內(nèi)容簡介】 （ 2）高溫、高壓氣體物料從設(shè)備管線泄漏時會迅速膨脹與空氣混合形成爆炸性混合物，遇到明火或因高流速物料與裂（噴）口處摩擦產(chǎn)生靜電火花引起著火和空間爆炸； （ 3）氣體壓縮機(jī)等轉(zhuǎn)動設(shè)備在高溫下運行會使?jié)櫥蛽]發(fā)裂解，在附近管道內(nèi)造成積炭，可導(dǎo)致積炭燃燒或爆炸； （ 4）高溫、高壓可加速設(shè)備金屬材料發(fā)生蠕變、改變金相組織，還會加劇氫氣、氮氣對鋼材的氫蝕及滲氮，加劇設(shè)備的疲勞腐蝕，使其機(jī)械強(qiáng)度減弱，引發(fā)物理爆炸； （ 5）液氨大規(guī)模事故性泄漏會形成低溫云團(tuán)引起大范圍人群中毒，遇明火還會發(fā)生空間爆炸。 事故原因統(tǒng)計： 分析統(tǒng)計大型合成氨裝置開車和操作過程中發(fā)生的事故和故障表明，設(shè)計錯誤占事故總數(shù)的 10～ 15%，施工和設(shè)備安裝錯誤占 14～ 16%，設(shè)備、機(jī)械、管道組成件、控制計量儀表等方面的缺陷占 56～ 61%，操作人員的錯誤占 13～ 15%。多數(shù)事故、火災(zāi)和爆炸（ 80%）是由各種工藝設(shè)備泄漏出可燃?xì)怏w造成的。 為保證合成氨裝置安全運轉(zhuǎn)，必須對事故和為排除事故而采取的措施進(jìn)行全面分析，以便于采取補(bǔ)充措施，不斷提高設(shè)計、設(shè)備、機(jī)械、管道組成件、控制計量儀表、設(shè)備安裝及安全器材的質(zhì)量。 ● 高壓氣體外泄的常見主要部位及原因 （ 1）合成塔出口到廢鍋這段管子（壓力管道，GC1級），由于目前廣泛使用提溫型內(nèi)件，塔出口溫度達(dá) 350℃ ，如果選用材質(zhì)不當(dāng)或管道、法蘭、螺栓的缺陷，管材焊接質(zhì)量不合格，加之長期使用受到腐蝕和高流速氣體沖刷，均可能發(fā)生設(shè)備管線損壞、氣體外泄。 案例分析：合成塔出口管道斷裂爆炸事故 爆炸時廠區(qū)上空騰起濃煙、火光（ 1） 爆炸時廠區(qū)上空騰起濃煙、火光（ 2） 爆炸時廠區(qū)上空騰起濃煙、火光（ 3） 合成塔出口管道在爆炸中斷裂 爆炸后，附近商鋪卷簾門變形（ 1） 爆炸后，附近商鋪卷簾門變形（ 2） 事故經(jīng)過： 今年 3月 23日中午 12點 53分，云南省昭通市水富縣，云天化合成氨裝置合成塔出口管道發(fā)生斷裂，高溫、高壓氣體外泄，引起爆炸，形成強(qiáng)烈沖擊波，導(dǎo)致事發(fā)中心現(xiàn)場 7名員工受傷，附近居民 10多人受輕傷，同時造成民房受損，許多門窗的玻璃被震碎，部分商鋪的卷簾門彎曲變形（見圖片）。 合成塔這段出口管線，運行條件比較苛刻，材料易發(fā)生氫脆、氮化等，設(shè)計壓力 15MPa，設(shè)計溫度550℃ ，國內(nèi)目前選用材質(zhì) 10MoWVNb，為高溫抗氫管材，國外采用 10CrMo910，云天化這套裝置為國外引進(jìn)， Kellogg流程， 1980年投產(chǎn)。 關(guān)于這根管線，說實在話設(shè)計單位也比較頭痛，目前先進(jìn)的設(shè)計理念，已經(jīng)取消了這根管線，采用氨合成塔出口和換熱器直接相連，例如瑞士卡莎利公司的設(shè)計。 管子材質(zhì)選用：在合成氨高壓管設(shè)計時，GB/T64792023《高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了 9種材料可以選用。分別是 20G、 16Mn、12CrMo、 15CrMo、 1Cr5Mo、 12Cr2Mo、 15MoV、10MoWVNb。 當(dāng)工作溫度小于 200℃ 時管子選用 20G；大于 200℃ 而小于等于 300℃ 時管子選用 15CrMo；在溫度高于 300℃ 時管子選用 10MoWVNb。 法蘭材質(zhì)選用：在 50200℃ 時選用 35號鋼，當(dāng)溫度高于 200℃ 時，法蘭的材質(zhì)選用 35CrMo。 螺栓和螺母材質(zhì)選用：在 H1667《管道用雙頭螺栓》標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定材料按 H367選用，即在 50200℃時螺栓選用 40號鋼，螺母選用 25號鋼；當(dāng)溫度高于200℃ 時，螺栓選用 35CrMo，螺母為 20CrMn。 （ 2）氨循環(huán)機(jī)是合成工段主要運轉(zhuǎn)設(shè)備，由于操作不當(dāng)， H2/N2波動或塔內(nèi)壓差增大，加之運轉(zhuǎn)部件受震動，管道的腐蝕、閥門及管件的缺陷，加之開、停、倒車操作失誤，均有可能使大量高壓氣體外泄。 （ 3）合成氨冷器，由于它屬低溫設(shè)備（其操作溫度在 10℃ 左右），高壓管道長期受低溫腐蝕，易破裂而產(chǎn)生泄漏。 （ 4）合成塔大蓋上的電極焊蓋，由于更換電爐、經(jīng)常檢查、拆裝，易產(chǎn)生氣體外泄。 （ 5）循環(huán)機(jī)跳閘，發(fā)現(xiàn)處理不及時系統(tǒng)超壓嚴(yán)重，引起局部管道爆裂或容器、法蘭泄漏。 （ 6）合成操作工違章作業(yè)或合成系統(tǒng)溫度下降，處理不及時、不果斷，造成系統(tǒng)超溫超壓，引起局部管道爆裂，設(shè)備法蘭泄漏。 從目前小合成氨廠常見情況來看，以循環(huán)機(jī)操作失誤造成的事故較多。 ● 高壓氣體大量外泄特點及危害性 （ 1）著火 主要部位：合成塔出口，合成塔小蓋，管徑較小的管道如壓力表接管等。 特點：著火快（ H2的引燃能量?。粶囟雀?，超過1000℃ （ H2熱值高）；火力強(qiáng)（壓力高）；不易被撲滅（多數(shù)在氣體燒完后方才熄滅）。 主要危險性：人員被燒傷，甚至死亡。電氣、儀表及設(shè)施燒壞。 （ 2）有毒氣體外泄 主要危險性在：氨冷器放氨。 原因：閥門損壞，氨管線破裂。 特點：短時間不會著火或爆炸，但由于液氨蒸發(fā)速度極快（壓力高更快）， 1kg液氨蒸發(fā)后成為 1316L氨氣，迅速占據(jù)空間，使操作人員不能及時處理關(guān)閉閥門，被迫撤離現(xiàn)場，嚴(yán)重時，液氨會灼傷人皮膚，氨氣會使人眼睛和呼吸道受傷。 （ 3）爆炸 主要部位：循環(huán)機(jī)及管道 特點： ，大量高壓氣體沖出后，未及時著火，大量可燃?xì)怏w充滿空間，引起爆炸。 ，或氣體中 N2和 NH3含量相對高一點（ N2不燃， NH3爆炸下限比 H2高），或高壓狀態(tài)的液氨突然減壓后，氣體體積迅速擴(kuò)大，使混合氣中氨成分增多，減少了著火的可能性。 ，產(chǎn)生特別巨大的晌聲，使人有恐懼感。 ，對人傷害特別大。 主要危害性：大量高壓氣體外泄，在短時間內(nèi)未著火，如果外泄不能得到及時控制，其發(fā)生空間爆炸的可能性極大。發(fā)生重大爆炸，其車間廠房、設(shè)備、管道等全部被毀，人員如不能及時撤離，性命難保，后果非常嚴(yán)重。 ● 突發(fā)性氣體大量泄漏的預(yù)防 （ 1）操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，防止因檢查不周或失誤而造成事故。 （ 2）嚴(yán)格執(zhí)行工藝指標(biāo)，嚴(yán)禁超壓、超溫運行。 （ 3）各設(shè)備的壓力表、安全閥等安全裝置要靈活可靠，定期校驗。 （ 4）壓力容器、設(shè)備不準(zhǔn)使用玻璃管、玻璃板式液位計，應(yīng)使用全封閉磁翻板液位計。 （ 5）合成崗位要有防止高壓氣體串低壓系統(tǒng)的措施。 （ 6）加強(qiáng)設(shè)備管理，認(rèn)真做好設(shè)備、管道、閥門的檢查工作，對不能保證安全生產(chǎn)的設(shè)備、管道、閥門要及時進(jìn)行修理或更換。 （ 7）及時消除設(shè)備管道的振動，防止因振動、摩擦而造成事故。 （ 8）嚴(yán)禁帶壓緊螺栓。 （或設(shè)備） 合成塔、壓縮機(jī)、氨儲存系統(tǒng)。 （ 1）合成塔 氨合成塔是合成氨行業(yè)中最復(fù)雜和最關(guān)鍵的設(shè)備，為三類反應(yīng)容器，任務(wù)是將氫、氮氣在觸媒作用下合成為氨，為重點控制的高風(fēng)險設(shè)備。 案例分析：合成塔內(nèi)件損壞亡人事故 事故經(jīng)過： 1992年 9月 15日 7點 30分，合成塔中心管損壞斷裂，大量鐵觸媒漏入后部工序，被迫停車搶修。在抽出合成塔觸媒的過程中，兩名操作工氮氣窒息，其中一人搶救無效死亡。此次事故造成裝置停產(chǎn) 40天，間接經(jīng)濟(jì)損失 4000萬元。 事故原因： ① 設(shè)備材質(zhì)缺陷 ② 升溫速度過快，造成合成塔中心管斷裂。 ③ 防護(hù)面罩軟管接頭脫落，造成員工氮氣窒息 事故教訓(xùn)： ① 定期檢查防護(hù)面罩； ② 教育員工做任何工作都要制定一套完整的方案，并進(jìn)行風(fēng)險評價。 （ 2）壓縮機(jī) 壓縮機(jī)是化肥生產(chǎn)中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一，有全廠“心臟”之稱，為連續(xù)運轉(zhuǎn)設(shè)備。 案例分析： 2023年 7月 11日 23時 50分，山東省德州市平原縣德齊龍化工集團(tuán)有限公司一分廠 16萬噸 /年氨醇、 25萬噸 /年尿素改擴(kuò)建項目試車過程中發(fā)生爆炸事故，造成 9人死亡、 1人受傷。 事故單位基本情況： 德齊龍化工集團(tuán)有限公司成立于 2023年，系原地方國有的平原縣化肥廠改制后成立的民營股份制企業(yè)。該公司現(xiàn)有總資產(chǎn)約 20億元，職工約 2800人，有 2個生產(chǎn)分廠。主要產(chǎn)品年生產(chǎn)能力為：合成氨 75萬噸，尿素 100萬噸，甲醇 30萬噸，碳酸氫銨 24萬噸，三聚氰胺3萬噸。 事故發(fā)生在一分廠 16萬噸 /年氨醇改擴(kuò)建生產(chǎn)線試車過程中，該生產(chǎn)線由造氣、脫硫、脫碳、凈化、壓縮、合成等工藝單元組成，發(fā)生爆炸的是壓縮工序 2號壓縮機(jī)七段出口管線。 事故簡要經(jīng)過： 該公司一分廠 16萬噸 /年氨醇、 25萬噸 /年尿素生產(chǎn)線，于 2023年 6月開始單機(jī)試車， 7月 5日單機(jī)調(diào)試完畢，由企業(yè)內(nèi)部組織項目驗收。 7月 10日 2號壓縮機(jī)單機(jī)調(diào)試、空氣試壓 (試壓至 18MPa)、二氧化碳置換完畢。7月 11日 15時 30分，開始正式投料試車，先開 2號壓縮機(jī)組，引入工藝氣體（ N H2混合氣體），逐級向 2號壓縮機(jī)七段（工作壓力 24MPa）送氣試車。 23時 50分，2號壓縮機(jī)七段出口管線突然發(fā)生爆炸，氣體泄漏引發(fā)大火，造成 8人當(dāng)場死亡，一人因大面積燒傷搶救無效于 14日凌晨 0時 10分死亡，一人輕傷。事故還造成部分廠房頂棚坍塌和儀表盤燒毀。 經(jīng)調(diào)查，事故發(fā)生時先后發(fā)生兩次爆炸。經(jīng)對事故現(xiàn)場進(jìn)行勘查和分析，一處爆炸點是在 2號壓縮機(jī)七段出口油水分離器之后、第一角閥前 1米處的管線，另一處爆炸點是在 2號壓縮機(jī)七段出口兩個角閥之間的管線（第一角閥處于關(guān)閉狀態(tài)，第二角閥處于開啟狀態(tài)）。 事故原因初步調(diào)查分析： （ 1）事故發(fā)生的直接原因 事故發(fā)生后，山東省德州市人民政府組成事故調(diào)查組對事故有關(guān)情況進(jìn)行調(diào)查，經(jīng)初步分析判斷，排除了化學(xué)爆炸和壓縮機(jī)出口超壓的可能，爆炸為物理爆炸。事故發(fā)生的直接原因是 2號壓縮機(jī)七段出口管線存在強(qiáng)度不夠、焊接質(zhì)量差、管線使用前沒有試壓等嚴(yán)重問題，導(dǎo)致事故的發(fā)生。 （ 2）管理上存在的主要問題 ① 建設(shè)項目未經(jīng)設(shè)立安全審查。該公司將 16萬噸 /年氨醇、 25萬噸 /年尿素改擴(kuò)建項目（總投資 9724萬元），拆分為“化肥一廠造氣、壓縮工序技術(shù)改造項目（投資 4868萬元）”和“化肥一廠合成氨及尿素生產(chǎn)技術(shù)改造項目（投資 4856萬元）”兩個項目，分別于 2023年 4月 26日和 5月 30日向山東省德州市經(jīng)濟(jì)委員會備案后即開工建設(shè)，未向當(dāng)?shù)匕踩O(jiān)管部門申請建設(shè)項目設(shè)立安全審查，屬違規(guī)建設(shè)項目。 ② 建設(shè)項目工程管理混亂。該項目無統(tǒng)一設(shè)計，僅根據(jù)可行性研究報告就組織項目建設(shè)，有的單元采取設(shè)計、制造、安裝整體招標(biāo)，有的單元采取企業(yè)自行設(shè)計、市場采購、委托施工方式，有的直接按舊圖紙組織施工。與事故有關(guān)的 2號壓縮機(jī)由沈陽金博氣體壓縮機(jī)制造有限公司制造，并負(fù)責(zé)壓縮機(jī)出口閥前的輔助管線設(shè)計。項目沒有按照《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》有關(guān)規(guī)定選擇具有資質(zhì)的施工、安裝單位進(jìn)行施工和安裝。試車前沒有制定周密的試車方案，高壓管線投用前沒有經(jīng)過水壓試驗。