加氫裝置氫氣壓縮機爆炸事故原因分析及預防措施
氫氣壓縮機是加氫裝置的關(guān)鍵設備,廣泛應用于石蠟加氫、汽油加氫、柴油加氫、加氫裂化等加氫裝置。目前,按照結構劃分,氫氣壓縮機分為兩種,一種是新氫壓縮機和循環(huán)氫壓縮機為聯(lián)體式,由一臺電機驅動(dòng);另一種是新氫壓縮機和循環(huán)氫壓縮機為分體式,由不同電機驅動(dòng)。
1事故簡(jiǎn)介
某煉油廠(chǎng)催化重整裝置建于1965年,原設計能力為10萬(wàn)t/a。此后,經(jīng)過(guò)兩次大的技術(shù)改造。2002年10月,在原有2臺循環(huán)氫壓縮機的基礎上,新增1臺循環(huán)氫壓縮機,采用兩開(kāi)一備方式運行?,F該裝置由30萬(wàn)t/a催化重整、12萬(wàn)t/a抽提裝置聯(lián)合組成。
2007年6月12日2時(shí)33分,催化重整裝置當班壓縮機操作工陳某聽(tīng)到運行的循環(huán)氫壓縮機J—203聲音異常,立即匯報當班班長(cháng)張某。張班長(cháng)帶領(lǐng)操作工董某、劉某趕到氫壓機房,確認聲音異常后,決定立即切換備用壓縮機J—202。同時(shí),陳某到隔音室聯(lián)系鉗工。操作工董某關(guān)閉J—202放空閥后,去一樓檢查冷卻水系統,劉某在班長(cháng)指揮下打開(kāi)J—202入口閥門(mén)。稍后,J—203附近出現異常聲音,班長(cháng)決定將J—202入口閥門(mén)關(guān)閉。此時(shí),異常聲音突然增大,J—203南側入口緩沖罐附近發(fā)生泄漏。張班長(cháng)意識到現場(chǎng)已經(jīng)極其危險,無(wú)法進(jìn)行機組切換,馬上組織現場(chǎng)人員跑步回到操作室,對裝置進(jìn)行緊急停工處理。2時(shí)39分,氫壓機廠(chǎng)房發(fā)生閃爆著(zhù)火。
2事故原因分析
2.1事故的直接原因
催化重整裝置崗位操作人員確認J—203有異常后,在切換備機J—202時(shí),用氫氣直接置換J—202系統內的空氣,壓力升高后,J—202系統內的空氣竄入正在運行的J—203南側入口緩沖罐內,在罐內發(fā)生爆燃。爆燃造成了緩沖罐接管焊口部位及出口法蘭泄漏。泄漏逐漸擴大,約2時(shí)39分入口法蘭墊片刺開(kāi),致使大量氫氣外泄,19s后達到了爆炸極限,發(fā)生爆炸。爆炸造成了壓縮機南側中體斷裂、入口法蘭開(kāi)裂、支撐板固定螺栓斷裂、地腳螺栓被拔出。
經(jīng)過(guò)調查,該裝置40多年來(lái)一直沿用氫氣直接置換氫壓機系統內空氣的操作方法,從來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)事故。因此,車(chē)間一直沒(méi)有執行該廠(chǎng)批準的《催化重整車(chē)間操作規程》中要求的氫壓機啟動(dòng)前要用氮氣置換的規定,還認為是編寫(xiě)錯誤,認為車(chē)間制定的《重整裝置壓縮機崗位循環(huán)機操作卡》才真實(shí)反映了生產(chǎn)運行的實(shí)際情況。那么為什么這一次就發(fā)生了閃爆事故呢?
大家都知道,發(fā)生閃爆事故必須具備3個(gè)條件:
?、傧到y中存在可燃物,包括可燃氣體、蒸氣、煙塵等。
?、诳扇嘉锱c空氣混合達到爆炸極限,形成爆炸性氣體混合物。
?、鄞嬖谝欢芰康狞c(diǎn)火源。
在過(guò)去一直這樣操作的40年中沒(méi)有發(fā)生事故,是因為3個(gè)條件一直沒(méi)有同時(shí)具備。而這次恰恰同時(shí)具備了3個(gè)條件,用氫氣直接置換氫壓機系統內的空氣,氫氣和系統存在的空氣形成了爆炸性氣體混合物,同時(shí)存在一定能量的點(diǎn)火源。那么點(diǎn)火源又來(lái)自哪里?
氫壓機入口緩沖罐內,氫氣攜帶微量硫化氫,硫化氫與管道、容器的金屬鐵反應產(chǎn)生高自燃物硫化亞鐵,硫化亞鐵長(cháng)時(shí)間積聚,在一定條件下,很有可能自燃。另外,用氫氣置換氫壓機系統內的空氣,如果速度過(guò)快,很容易產(chǎn)生靜電火花。切換操作發(fā)生在凌晨2時(shí),人的生理和心理都處于極度疲憊狀態(tài),而且在運氫壓機已經(jīng)存在故障,急于需要切換到備用氫壓機,難免置換速度過(guò)快,產(chǎn)生靜電火花。