化工企業(yè)靜電火災(zāi)爆炸事故調(diào)查與體會

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近年來，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，化工企業(yè)火災(zāi)爆炸事故屢有發(fā)生，在造成重大財產(chǎn)損失和人員傷亡的同時，也造成了一定的社會影響。化工企業(yè)火災(zāi)爆炸事故通常現(xiàn)場破壞嚴(yán)重，勘驗難度大，起火部位和引火源認(rèn)定困難，往往難以直接認(rèn)定火災(zāi)事故原因。2016年11月17日，位于某市沿江化工集中區(qū)的某化工企業(yè)一生產(chǎn)車間三樓發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，造成2臺尾氣緩沖罐及連接管道等一起燒毀，直接經(jīng)濟損失50余萬元。事故發(fā)生后，當(dāng)?shù)毓蚕罊C構(gòu)聯(lián)合長江航運公安機關(guān)派員立即趕赴現(xiàn)場，經(jīng)過現(xiàn)場勘驗、調(diào)查詢問、調(diào)取視頻監(jiān)控錄像、DCS自動化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，確定起火部位和起火點，排除了放火、自燃、吸煙、違章操作、電氣火災(zāi)等可能，經(jīng)綜合分析，認(rèn)定事故原因是尾氣緩沖罐放空玻璃管道與水封塑料桶蓋發(fā)生摩擦，產(chǎn)生靜電火花引起水封桶內(nèi)甲苯等爆炸性混合物的閃爆，繼而引發(fā)尾氣緩沖罐爆炸并引發(fā)生產(chǎn)車間火災(zāi)。

1現(xiàn)場勘驗情況

經(jīng)現(xiàn)場勘驗（事故現(xiàn)場見圖1），生產(chǎn)車間為敞開式三層混凝土框架結(jié)構(gòu)，車間大部分設(shè)備完好。車間三樓東側(cè)2只尾氣緩沖罐、連接管道及屋頂有明顯火燒痕跡，臨近的疏散樓梯間主要是煙熏痕跡；2臺尾氣緩沖罐底部連接管道均斷裂，北側(cè)一臺尾氣緩沖罐上部人孔炸飛；2臺尾氣緩沖罐附近的2只塑料水封桶基本燒毀，只剩桶底；玻璃管道炸裂碎片零散在樓面上，玻璃管道內(nèi)表面有過火痕跡。

2起火部位和起火點的認(rèn)定

根據(jù)調(diào)取的現(xiàn)場視頻監(jiān)控錄像顯示，11月17日10:18時許，該車間三樓東側(cè)尾氣緩沖罐的北側(cè)中下部位在極短時間內(nèi)先后發(fā)生兩次閃爆，約1s后，尾氣緩沖罐發(fā)生爆炸并起火燃燒。通過現(xiàn)場勘驗和調(diào)查詢問，尾氣緩沖罐北側(cè)樓面上只有液封桶，根據(jù)車間操作人員描述，水封桶內(nèi)水封曾經(jīng)發(fā)生過被沖破的現(xiàn)象，存在爆炸性混合氣體氛圍。現(xiàn)場勘驗尾氣緩沖罐北側(cè)沒有設(shè)備接口，綜合分析，起火點即為水封桶部位。

3引火源的認(rèn)定

3.1排除引發(fā)火災(zāi)的引火源

1）排除放火。根據(jù)車間監(jiān)控視頻錄像，起火時起火點附近沒有操作人員在現(xiàn)場。2）排除雷擊。經(jīng)氣象部門提供數(shù)據(jù)，起火當(dāng)日小雨，但未出現(xiàn)打雷、閃電現(xiàn)象。3）排除吸煙、違章動火作業(yè)。公司規(guī)定生產(chǎn)區(qū)不準(zhǔn)吸煙，且車間員工不吸煙，起火點附近沒有動火作業(yè)。4）排除物料自燃。事故時，天氣陰冷并下著小雨，溫度12℃左右，尾氣緩沖罐內(nèi)物料非自燃物質(zhì)，可以排除自燃的可能性。5）排除電氣火災(zāi)。現(xiàn)場勘驗，起火點附近只有一只壓力遠(yuǎn)傳變送器，沒有其它電氣設(shè)施或線路，根據(jù)調(diào)取的DCS監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示，該遠(yuǎn)傳壓力變送器在火災(zāi)爆炸后仍在運行，故排除電氣火災(zāi)的可能性。

3.2確定引火源系靜電火花的分析

1）事故時，正處于秋季，天氣干燥，雖然下雨，相對濕度仍較低，易產(chǎn)生靜電。2）現(xiàn)場勘驗表明，尾氣緩沖罐放空管道為石英玻璃材質(zhì)，石英玻璃是由純二氧化硅經(jīng)高溫熔融而成。常溫下，比電阻1016Ω•cm，絕緣性能特別好，是良好的非導(dǎo)體。水封桶為PE塑料材質(zhì)，PE是非極性結(jié)晶聚合物，具有優(yōu)異的絕緣性能，體積電阻率大于1018Ω•cm。尾氣緩沖罐及其連接管道材質(zhì)均是玻璃鋼材質(zhì)，系統(tǒng)沒有靜電導(dǎo)除設(shè)施。3）尾氣主要成分甲苯常溫下為液態(tài)，相對水密度為0.87，相對空氣密度3.14，閃點（閉杯）4.4℃，爆炸下限為1.2%，爆炸上限為7.0%，最小點火能2.5mJ，最大爆炸壓力0.784MPa。4）尾氣主要成分甲苯和氯化氫均為非導(dǎo)電性介質(zhì)，物料流動產(chǎn)生的靜電大量集聚在玻璃管道處。玻璃管道與PE桶蓋摩擦，接觸分離過程中，產(chǎn)生電勢差，因玻璃和PE桶蓋均為絕緣體，不可能一次性全部放電，但是多次間隙放電釋放的能量，具備靜電點火能的條件。綜上分析，認(rèn)定引火源為靜電火花引起。尾氣緩沖罐放空尾氣中含有甲苯等易燃易爆物料，甲苯在水封桶內(nèi)富集，不溶于水并分層，上層為甲苯層，桶內(nèi)上部空間存在甲苯與空氣形成的爆炸性混合氣體，放空玻璃管與水封塑料桶蓋板摩擦產(chǎn)生靜電，引爆水封桶上部甲苯與空氣爆炸性混合物產(chǎn)生第一次閃爆，第一次閃爆火焰引發(fā)玻璃管發(fā)生二次閃爆，二次閃爆火焰回火至尾氣緩沖罐內(nèi)，造成罐內(nèi)甲苯等爆炸性混合氣體的化學(xué)性爆炸。

4事故調(diào)查的體會

1）玻璃管與塑料的摩擦，是本次事故產(chǎn)生靜電引發(fā)火災(zāi)事故的直接原因。2）該起事故中尾氣緩沖罐放空管道原設(shè)計沒有水封，企業(yè)自主改造增加水封，未按照水封技術(shù)規(guī)范要求制造，采用簡陋不可靠的水封桶。生產(chǎn)過程中，對于水封桶處存在爆炸性混合氣體氛圍這一常態(tài)安全隱患，沒有及時得到排查并引起足夠的重視。3）事故中，尾氣緩沖罐及其連接管道均采用玻璃鋼材質(zhì)、放空管道采用玻璃材質(zhì)、水封桶材質(zhì)為PE，均為絕緣體，系統(tǒng)靜電無法及時導(dǎo)除。化工企業(yè)設(shè)備管道材質(zhì)選用中，一般優(yōu)選鋼質(zhì)，對于有腐蝕工況，可選用鋼襯材質(zhì)，特殊工況必須選用塑料材質(zhì)，也應(yīng)選用可以良好導(dǎo)除靜電的改性塑料。企業(yè)應(yīng)當(dāng)安裝靜電導(dǎo)除設(shè)施，且必須保證系統(tǒng)的靜電導(dǎo)除設(shè)施處于完好狀態(tài)。4）在認(rèn)定起火部位以及引火源過程中，企業(yè)在車間安裝的監(jiān)控視頻及DCS自動化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，一方面提供了重要的佐證依據(jù)，同時也避免了事故現(xiàn)場有人值守造成傷亡。可以說，在化工企業(yè)重點崗位、危險部位推廣設(shè)置視頻監(jiān)控、DCS自動化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是有必要的，可以極大地減少事故造成的人員傷害。

5結(jié)語

沿江涉水區(qū)域，化工企業(yè)和危險化學(xué)品運輸船舶分布多，在危險化學(xué)品生產(chǎn)和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)中，靜電產(chǎn)生的原因很多，容易造成火災(zāi)和爆炸等事故。通過該起事故的調(diào)查和分析，對于化工建設(shè)項目，在設(shè)計、制造、生產(chǎn)過程中，必須對裝置、設(shè)備的靜電危害進(jìn)行詳細(xì)的分析，制訂出有效的靜電防護(hù)及導(dǎo)除措施，確保消防安全。靜電火災(zāi)事故一般難以通過火災(zāi)現(xiàn)場特定的殘留物進(jìn)行鑒定，該類火災(zāi)事故原因調(diào)查應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)場勘驗和調(diào)查訪問的基礎(chǔ)上，認(rèn)定起火部位和起火點，采取間接排除法和靜電放電可能性分析，綜合認(rèn)定得出結(jié)論。

作者:翟艷東