空分装置冷箱内爆炸事故案例

心心相惜

空分装置冷箱内爆炸事故

   1.      事故经过简述

某厂空分装置由德国Linde公司设计制造，采用深冷法全低压工艺流程。精馏塔采用双段精馏塔，将液态空气依次在上、下塔内进行O2、N2分离，生产高纯度氧气（O2纯度≥98％）和高纯度氮气(N2纯度≥99．999％)。该装置1988年投产，生产能力为28000Nm3/h。

2000年12月12日0：18分，空分装置N2压缩机因高压缸止推轴温度高联锁动作，导致该机联锁跳车。0：26分，2＃高压锅炉汽包低水位联锁跳车。1号高压锅炉所产生的蒸汽不能满足生产系统需求导致10MPa蒸汽压力急剧下降。0：38分，空气压缩机透平入口蒸汽压力由10MPa降到5.8MPa，操作人员按操作规程对该机手动停车。0：40分，空分装置冷箱内精馏塔下塔内和N2液化器以及其连接管线发生爆炸。事故导致N2液化器外壳炸碎，部分管道炸裂、拉断，精馏塔塔盘脱落，个别设备、阀门、仪表损坏。冷箱外壳东北角炸开，冷箱严重变形，设备及管道部分碎片和内填的珠光砂喷出。

   2.      事故原因分析

液N2洗装置调节阀前止逆阀检修质量出问题，阀板在停车时卡住，关闭不到位造成在N2压缩机跳车后，H2从液N2洗装置窜入空分装置冷箱内，为爆炸提供了物质条件。当N2压缩机跳车后。操作工在14min后才按下液N2洗系统的停车总联锁，造成液N2洗装置阀不能及时关闭，H2穿过止逆阀到调节阀大约6min，在操作工手动关闭阀以后才切断H2源。

N2压缩机联锁误动作跳车导致空分装置系统内工况变化，为H2向该系统反窜提供了机会。事故状态下，蒸汽系统失控，造成空气压缩机停车，使空分装置系统工况紊乱。造成精馏塔底的富O2液空气上窜，同已进入精馏塔、低压N2以及其它设备中的H2汇集混合，达到爆炸极限，在气流的作用下产生静电引爆。

此事故主要是由于易燃气体窜入精馏塔内与助燃气体形成爆炸性混合物所致，其易燃气体是氢气。除氢气外，若空气源中易燃气体浓度过高，分子筛吸附去除易燃杂质不利，也有可能造成类似的事故，因引起注意。

氧气厂制氧机主冷微爆事故

   1.      事故经过简述

1998年12月10日11∶00发现粗氩塔阻力突然由29.6kPa降至25.6kPa，粗氩纯度也由88%突然降为80%以下（分析表最小刻度值为80%），主塔其它参数均无明显变化，经多次调整无效。根据以往经验，这种现象是由于主冷泄漏引起的，因为下塔易挥发组份窜至上塔后随氩馏份进入粗氩塔，在粗氩塔中由于含氮量增多，回流液体量减少，致使粗氩塔阻力下降。经过对主冷液氧、主冷气氧及产品氧分析，纯度分别为99.6%、99.5%、95%，从氧液化器前取样分析氧纯度为95%，分析结果证实了发生主冷爆炸的判断是正确的，主冷液氧和主冷气氧纯度之所以仍为正常值，是由于二者取样点位置远离泄漏点。从上塔压力没有升高这一现象可以看出这是一起主冷板式单元个别通道发生泄漏的微爆事故。由此想到在11月6日，2#10000m3/h制氧机临时停车后再启动时曾出现粗氩塔阻力较以前稍有下降，由30.4kPa降为29.6kPa，虽经检查未发现其它异常。因此可以断定从那时起主冷就已开始发生了微漏，只不过那时没有现在的现象明显而已，这次泄漏是在上次微漏的基础上进一步加剧了。

   2.      事故原因分析

（1）主冷液位未完全实行全浸操作。通过查看运行记录发现，在每天两次的槽车取液氧期间，主冷液位有时稍低于全浸液位，但两三个小时后又重新回到全浸位置。该厂3#10000m3/h制氧机1976年曾发

生一起大面积主冷爆炸事故，从损坏的主冷单元可以很明显看出爆炸位置全部位于同一水平面，即板式单元高度80%的位置处，这里正是主冷液位经常发生波动的位置。液位下降过程是换热表面杂质浓缩的过程，经常波动将会使乙炔和其它碳氢化合物在这里析出沉积，这是由于未实行全浸操作造成的。从那以后该厂所有制氧机全部实行全浸操作，再也没有发生过类似事故，但是近年来，由于种种原因，对全浸操作又有些麻痹和侥幸心理，以致造成这次事故。

（2）空气粉尘的积累是这次主冷爆炸的另一原因。经过对主冷的检查，发现北面相邻的3个单元共4个通道发生了泄漏，同时发现所有六个主冷板式单元氧通道翅片上及主冷容器壁面上均附有灰尘，在用压力空气对氧通道吹扫时个别通道有粉尘堵塞现象，进一步的检查发现，两台液氧泵入口管路水平段有大量黑色粉尘，经化验分析与空气入口过滤袋上灰尘成分基本一致。众所周知，主冷发生爆炸除了有爆炸危险杂质（即可燃物）、液氧（助燃物）外，还必须具有一定能量的引爆源，三者缺少任何一种都不能发生爆炸，主冷液氧中存在大量空气粉尘使可燃物和引爆源有可能同时存在。对管内沸腾的冷凝器微量爆炸进行过研究，当空气中尘埃净除不彻底时，尘埃在冷凝蒸发器内积聚，使个别通道阻塞，在这种情况下，被阻塞的通道开始在无循环沸腾工况下工作。板式主冷与其情况类似，清除不彻底的空气粉尘能够积聚在氧通道内，造成局部阻塞或液氧流通不畅，在无循环的沸腾工况下或循环率很低的情况下工作时，液氧形成干蒸发，可能造成爆炸危险杂质的积聚。

静电的积聚是可爆系统（氧-可燃物）的引爆源之一。试验证明液氧静电积聚的过程在很大程度上与其含固体粒子量有关，不净洁的液氧在不接地的管路中可产生电位为数千伏的静电。空气粉尘的存在导致很高的静电电压，在静电的作用下，使可能积聚的爆炸危险杂质在液氧环境中使个别氧通道产生微爆。

产生主冷大量空气粉尘积累的原因有两方面。第一，2#10000m3/h的袋式空气入口过滤器脉冲反吹装置一直未正常投入运行，造成吸入阻力较大，较大的吸入差压成为粉尘透过过滤袋进入空分装置的推动力。第二，在对喷淋冷却塔（该塔系空心塔）的检查中，发现所有五个喷头和其中的两个喷管都有不同程度的堵塞，这样就造成雾状喷淋效果不好，使冷却水洗涤空气粉尘的能力减弱。

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昶^O^

看来在纯化器出口还是要安装粉尘过滤器，我们的是单塔精馏，不产氧，在纯化器的出口仅仅有一套比分子筛粒径小的过滤网，看来这样还是不安全，粒径较小的可以进入塔、冷凝蒸发器。这个需要加装吗？

gxlx2007

看过了，谢谢。