電捕焦油器爆炸事故典型案例分析及其防范措施

中國鋁業公司山西分公司煤氣廠 范雪琳

電捕焦油器是人工煤氣生產過程中必不可少的設備，它的主要作用是通過高壓靜電場來捕集煤氣中殘存的焦油和細小塵粒，對煤氣進行深度凈化。在煤氣生產工藝中，電捕焦油器是具有較高爆炸幾率的設備。這是由于電捕焦油器內有高壓靜電，有密閉空間，如果設備內的氣體濃度進入爆炸極限范圍，按照煤氣爆炸機理，三要素同時具備，事故將無法避免。為了確保電捕焦油器的安全運行，常規做法是：生產時，控制煤氣中的含氧量小于1%(體積百分比)，使其遠遠偏離爆炸極限濃度，無法形成爆炸性混合氣體；檢修前，隔離電捕焦油器，吹掃置換設備內的殘余煤氣，做好安全確認后才可開工。以上方法行之有效，符合煤氣安全生產規程，只要認真執行，就可確保安全。但在實際生產中，任何細節上的疏忽和思想上的懈怠都會引發電捕焦油器爆炸事故的發生。本文列舉的兩起案例，事故表象典型，事故原因特殊，有必要在此進行深入剖析，以起到警示作用。

1 案例

1.1 接地裝置發生故障，殘余靜電引爆煤氣

1.1.1 事故發生經過

2011年2月，某發生爐煤氣生產廠按計劃對凈化系統進行檢修。期間，電捕焦油器的停車作業、凈化系統空氣置換煤氣作業和隨后的檢修動火作業均未發生異常，但當檢修完畢，對系統進行吹掃置換時，7號電捕焦油器卻突然發生劇烈爆炸，其本體的防爆膜和與之相連的凈煤氣總管西端防爆膜均發生爆裂，配重塊及蓋板飛出幾十米遠，所幸未造成人員傷害。

1.1.2 原因分析

《工業企業煤氣安全規程》(GB 6222—2005)第10條第1款“煤氣設施的操作”中規定：“吹掃和置換煤氣設施內部的煤氣，應用蒸汽、氮氣或煙氣為置換介質。吹掃或引氣過程中，不應在煤氣設施上栓、拉電焊線，煤氣設施周圍40 m內嚴禁火源。”該廠在檢修作業前后，采取空氣—煤氣直接置換，違背了安全規程，是事故發生的直接原因，也是主要原因。那么，又是什么引爆了煤氣的呢？由于當時現場沒有明火存在，故將調查重點放到了靜電的產生上。

調查人員首先對電捕焦油器的斷電操作進行了檢查，沒有發現異常。在排除了電捕焦油器本體接地狀況和檢修作業等可能造成靜電產生的其它因素后，回過頭來再次排查時，終于發現了事故原因。原來是接地桿發生輕微變形，沒有與接地柱真正接觸。操作人員受視角所限，并沒有發現這個真實情況，誤以為接地桿到位，靜電已被釋放，沒再進一步采取措施，造成存留在電暈線上的靜電引爆了殘余煤氣。

1.2 放散閥門閥芯脫落，空試引爆塔內煤氣

1.2.1 事故發生經過

2007年5月29日，某煤氣廠電捕焦油器發生故障，準備檢修。首先，操作人員關閉煤氣進出口閥門，打開塔頂放散閥，將設備退出系統。隨后，檢修人員在煤氣進出口閥門內側插入盲板，使設備與煤氣系統隔離，并打開下部人孔自然通風。三日后，當檢修人員打開絕緣子箱手孔蓋，使用高壓搖表檢測饋電系統絕緣情況時，塔內瞬間發生燃爆，火焰從絕緣子箱手孔中噴出，灼傷檢修人員手臂。

1.2.2 事故原因分析

《工業企業煤氣安全規程》第10條第2款“煤氣設施的檢修”中規定，“煤氣設施停煤氣檢修時，應可靠地切斷煤氣來源并將內部煤氣吹凈”。在本案例中，電捕焦油器雖然被隔離，但內部殘余煤氣并沒有得到徹底置換，原因有：

(1)主放散閥閥芯脫落，操作人員沒有及時發現，殘余煤氣依然存留在設備內；

(2)沒有按照要求打開塔體上部人孔，加之放散閥閥芯脫落，氣體無法流通，形成死煤氣，與滲透進來的空氣混合成爆炸性氣體。

《工業企業煤氣安全規程》第10條第2款“煤氣設施的檢修”中還規定，“進入設備內部和動火作業，應當用可燃氣體測定儀測定合格，并經取樣分析，其含氧量接近作業環境空氣中的含氧量”。檢修人員明知測試絕緣會產生電火花，仍憑主觀臆斷塔內氣體置換合格，沒有檢測氣體成分和測試CO濃度就冒險打開手孔操作，導致電火花引爆了殘余煤氣，并將自己灼傷。

2 責任認定

從以上分析可以看出，兩起事故均為違章作業所致，屬于責任事故。那么誰應當負主要責任呢？筆者認為，在接地裝置發生故障殘余靜電引爆煤氣案例中，由于該廠《崗位技術操作規程》上明確規定可采用空氣—煤氣直接置換方法，而且缺少對接地操作進行確認的相關要求，違背了科學原理、違反了煤氣安全規范要求，生產管理者監管不力，應當負主要責任。在放散閥門閥芯脫落空試引爆塔內煤氣案例中，該廠設有工作票制度，但檢修人員卻沒有按照要求執行，冒險蠻干引發事故，應負主要責任。對于電捕焦油器操作者來說，在兩起案例中，均沒有盡到檢查責任，未能及時發現設備故障，未能對本崗位的檢修作業起到必要的監管作用，應負次要責任。

3 有關電捕焦油器的特殊操作的討論

3.1 空氣—煤氣直接吹掃置換的可行性

從理論上來講，采取空氣—煤氣直接置換是一個由純煤氣(或空氣)向混合氣體(空氣+煤氣)，再向純空氣(或煤氣)轉變的過程，過程的兩端煤氣已被空氣稀釋(或空氣已被煤氣稀釋)，處于煤氣爆炸極限范圍之外，狀態相對安全。但在置換過程中間，煤氣與空氣形成的混合氣體濃度較長時間停留在爆炸極限范圍內，只要現場出現明火或電火花，就會引發爆炸，因此，煤氣安全規范明令禁止使用空氣—煤氣直接置換是有科學根據的，必須嚴格遵照執行。但鑒于成本因素和時間因素(蒸汽會冷凝，使吹掃時間延長，尤其以冬季為甚)，多數煤氣廠都或多或少地采用過空氣—煤氣直接置換，其中不乏存有僥幸心理的，所謂的根據就是他們的煤氣廠幾十年一貫如此也沒有發生危險。客觀地講，在生產過程中確實存在一些困難，影響使用惰性氣體進行置換。但是辦法總比困難多，如果出現這種情況，也應想方設法按照安全規程去做，決不可圖一時之快，釀成嚴重后果。

3.2 電捕焦油器停車后要確認接地良好

對于電捕焦油器接地操作，《工業企業煤氣安全規程》上沒有明確要求進行驗電確認，但為了確保安全，應當在實際操作時加入該程序。方法是使用靜電測試儀對已經打到接地位置的饋電系統進行檢測，確認有無靜電。為了保持設備完好，還應當有計劃地對接地系統(包括設備本體接地裝置和饋電系統接地裝置)進行檢修，保證其正常發揮作用。

3.3 電捕焦油器吹掃置換前要檢查放散閥

電捕焦油器放散閥門一般采用閘板閥，該種閥門閥芯脫后，從外觀上不好做出判斷，容易被忽視。即使是有經驗的操作人員，也得先憑手感初判，再通過觀察有無氣體放出才能做出最終確認。具體操作方法是：對于正壓運行的電捕焦油器，可在停車前適當打開放散閥門，觀測有無煤氣冒出；若是電捕焦油器負壓運行，可在停車后打開蒸汽吹掃閥門，看有無蒸汽冒出來確認。如果放散閥門閥芯脫落，必須及時檢修或尋找替代放散點，務必將塔內殘余煤氣置換干凈。

3.4 檢修前必須進行安全確認

檢修前的安全確認制度是保證檢修安全的必要條件，不可省略。因此必須建立和完善檢修工作票制度，內容包括：明確的檢修任務和檢修工期、指定的檢修人員，簡明扼要的工藝配合方案和安全措施，執行人和許可人的簽字確認，延期管理，驗收確認，等等。其中，對電捕焦油器內的氣體成分分析和使用可燃氣體測定儀檢測是對置換結果的最終確認，直接關系到檢修安全，必須認真對待。

4 結語

綜上所述，在對電捕焦油器進行運行與檢修雙向切換時，必須按章操作，注重細節，方能確保安全。切換操作的程序可參考下面步驟執行：

(1)接到停車指令后，中止電捕焦油器運行，斷電，將聯絡裝置打到接地位，驗電確認；

(2)確認放散閥門是否完好；

(3)電捕焦油器退網，關閉煤氣進出口閥門，關閉循環水閥門(對濕式電捕焦油器而言)，打開放散閥，打開連通閥(同心圓式電捕焦油器除外)，打開塔底蒸汽吹掃閥門對塔體進行吹掃，封堵盲板，打開塔體上下入孔自然通風。

(4)對塔體內部氣體成分取樣分析，并用便攜式測漏儀檢測，確認置換是否合格。

(5)辦理檢修工作票，簽發人提出安全措施，許可人補充完善，并監督執行人操作到位，方可簽字許可作業。完工后，許可人驗收合格后，簽字確認。若在規定期限內沒有完成檢修作業，須辦理延期手續，許可人簽字認可。

(6)檢查電捕焦油器及其附屬設備，發現問題及時處理，做好投用準備。

(7)封閉入孔，抽取盲板，吹掃置換電捕焦油器，含氧量合格后，關閉放散閥，打開進出口閥門，并網運行。

(8)撤銷接地措施，電捕焦油器投電運行。