一次電解槽著火事故分析

靳杰

（中國(guó)平煤神馬集團(tuán)開(kāi)封東大化工有限公司，河南開(kāi)封　475003）

一次電解槽著火事故分析

靳杰

（中國(guó)平煤神馬集團(tuán)開(kāi)封東大化工有限公司，河南開(kāi)封475003）

基于中國(guó)平煤神馬集團(tuán)開(kāi)封東大化工有限公司離子膜分廠電解槽著火事故案例，分析電解槽著火的原因，提出安全防范措施，為其他企業(yè)提供參考，以免給企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面影響。

電解槽；離子膜；著火；事故原因；防范措施

中國(guó)平煤神馬集團(tuán)開(kāi)封東大化工有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)封東大）離子膜燒堿生產(chǎn)裝置是在1996年2萬(wàn)t離子膜強(qiáng)制循環(huán)法制燒堿的基礎(chǔ)上，通過(guò)工藝改造和擴(kuò)建達(dá)到目前近20萬(wàn)t燒堿生產(chǎn)規(guī)模。開(kāi)封東大離子膜分廠老電解工段的A和B 2臺(tái)電解槽是由最初強(qiáng)制循環(huán)電解槽裝置經(jīng)工藝改造，成為自然循環(huán)高電流密度電解槽，于2009年8月底開(kāi)車(chē)運(yùn)行。改造后，產(chǎn)能仍為2萬(wàn)t/a，電解槽用的是已運(yùn)行4a的C、D電解槽升級(jí)改造后退下來(lái)的普通高電流密度電解槽，采用的F-4403D旭化成離子膜新膜。

2014年3月19日14：52，開(kāi)封東大離子膜分廠老電解B槽在開(kāi)車(chē)過(guò)程中發(fā)生單元槽著火事故，熔斷電解槽前區(qū)6根單元槽陰極液出口撓性軟管，事后對(duì)事故單元槽拉開(kāi)檢查后發(fā)現(xiàn)2張離子膜不同程度受損。

1　事故經(jīng)過(guò)

3月19日5：30，離子膜法燒堿分廠老電解工序當(dāng)班人員發(fā)現(xiàn)B槽墊片泄漏，按正常停車(chē)步驟將B槽停車(chē)處理完畢，上午分廠早會(huì)安排B槽檢修，作出解體單元槽檢查泄漏電解槽密封墊的決定。

會(huì)后，維修人員對(duì)B槽解體檢修，對(duì)發(fā)生泄漏的10#、11#和12#電解槽重新粘貼新密封墊片，檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)12#槽墊片有老化現(xiàn)象，但是不嚴(yán)重，另外兩槽墊片正常。

13：00檢修結(jié)束，經(jīng)試漏檢查確認(rèn)離子膜無(wú)滲漏后，報(bào)告公司調(diào)度中心準(zhǔn)備開(kāi)車(chē)。電解液升溫循環(huán)無(wú)異常現(xiàn)象后，正常開(kāi)車(chē)。14：36電解槽直流電流升至3kA時(shí)，按照操作規(guī)程，當(dāng)班人員逐個(gè)測(cè)量B槽單元槽電壓。聽(tīng)見(jiàn)槽上有流水聲，圍著電解槽檢查，發(fā)現(xiàn)是B槽前端有單元槽墊片泄漏，電解液夾帶氣體從B槽的6#、7#單元槽內(nèi)噴出。當(dāng)班人員立即報(bào)告班長(zhǎng)和分廠領(lǐng)導(dǎo)。14：45 B槽南側(cè)有刺激性氣味且陽(yáng)極側(cè)出口撓性軟管著火，分廠人員立即用純水滅火，有的用干粉滅火器滅火，火勢(shì)越來(lái)越大，火勢(shì)一時(shí)控制不住，有人撥打火警電話(huà)。當(dāng)時(shí)電解槽A槽正在運(yùn)行，接到調(diào)度指令降電流，14：50左右A、B槽電流降平（聯(lián)鎖跳閘），此時(shí)槽上氯氣味較重。槽上火點(diǎn)被撲滅，兩槽保持循環(huán)10min，由于B槽陽(yáng)極出口軟管有幾根被火燒斷，B槽很快停止循環(huán)，進(jìn)行泄料操作。

2　事故原因分析

事后，公司第一時(shí)間召開(kāi)事故分析會(huì)，經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)人員詢(xún)問(wèn)和查閱現(xiàn)場(chǎng)和DCS上原始記錄，事故原因基本查清。

首先，本次事故是由于電槽墊片泄漏造成短路，電火花引燃?xì)錃庖鹬稹ｋx子膜電解槽中，陰極室內(nèi)為NaOH溶液和氫氣，而陽(yáng)極室內(nèi)為NaCl溶液和氯氣，如因粘貼不當(dāng)出現(xiàn)發(fā)生墊片突出現(xiàn)象，將直接因墊片的位移進(jìn)而還可能造成離子膜的拉伸撕裂。若電解槽運(yùn)行中因墊片突出造成的泄漏，有可能造成電解室內(nèi)局部出現(xiàn)“干燒”，如果墊片撕裂泄漏量較大，離子膜將被擊穿，電極板出現(xiàn)熔化，甚至?xí)斐扇紵捅āＳ捎谛孤┰斐呻姴鄱搪罚娀鸹ㄒ剂藦膲|片泄漏出的氫氣，進(jìn)而點(diǎn)燃了電解槽陽(yáng)極出口撓性軟管，火勢(shì)開(kāi)始蔓延。

其次，除電解槽墊片粘貼不當(dāng)外，擠壓機(jī)故障或操作不當(dāng)，也能造成墊片泄漏和擠壓力過(guò)大而造成橡膠墊片和膜的損壞。在電槽著火事故發(fā)生前一天，B槽運(yùn)行過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)墊片泄漏的現(xiàn)象。由于A、B槽墊片存在老化現(xiàn)象。

再者，由于安裝和操作原因可能造成離子膜機(jī)械拉傷或擊穿，使氫氣與氯氣混合，發(fā)生閃爆。對(duì)B槽解體檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，有2臺(tái)電解單元槽陰極側(cè)網(wǎng)發(fā)生向內(nèi)凹陷，離子膜也發(fā)生撕裂報(bào)廢。這些驗(yàn)證了離子膜因墊片位移撕裂或在墊片泄漏處著火后槽框變形，引起離子膜撕裂或擊穿。氫氣在正壓作用下迅速向陽(yáng)極擴(kuò)散，氯氣和氫氣混合達(dá)到5.0%～87.5%（體積百分?jǐn)?shù)）的爆炸極限發(fā)生閃爆，使北部墊片泄漏著火，并造成11#電解單元極網(wǎng)嚴(yán)重凹陷變形。

此外，因當(dāng)時(shí)指導(dǎo)書(shū)沒(méi)有電解槽著火緊急情況下的操作規(guī)程，造成電解槽著火時(shí)人員手忙腳亂，害怕氫氣爆炸，且沒(méi)有正確處置措施。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，電解槽上的火源是在A、B槽連鎖跳閘后用純水很快撲滅的。所以，及時(shí)切斷氫氣源是及時(shí)撲滅火災(zāi)的關(guān)鍵。保證電解槽內(nèi)氫氣不和氧氣、氯氣混合發(fā)生爆炸，保持系統(tǒng)正壓和充入氮?dú)獗Ｗo(hù)是前提。

最后，電解崗位消防設(shè)施沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)，消防力量薄弱，消防水壓不足也給滅火工作造成延誤。

3　安全防范措施

3.1全面開(kāi)展作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)分析與安全培訓(xùn)教育活動(dòng)

一是對(duì)氯堿電解工序的設(shè)備，尤其是涉及氫氣的設(shè)備事故隱患進(jìn)行排查；二是加大員工安全知識(shí)培訓(xùn)，提高操作技能；三是嚴(yán)格按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)操作，防止因擠壓機(jī)油壓不當(dāng)，電解槽升溫過(guò)快，氯氣和氫氣升壓過(guò)快且起伏較大造成的電槽墊片滲漏［1］。

3.2規(guī)范檢修人員操作，特別是換膜、粘貼墊片的操作

在電解槽的安裝過(guò)程中，單元槽密封墊片是電解槽最關(guān)鍵部位的密封原件，在電解槽的組裝過(guò)程中，單元槽密封墊片的粘貼是一項(xiàng)要求較為嚴(yán)格的工作。

第一，粘墊片前首先區(qū)分陰極側(cè)用和陽(yáng)極側(cè)用墊片，再區(qū)分膜側(cè)和槽框側(cè)，陽(yáng)極墊片要分清上下，陽(yáng)極墊片上邊較窄，其他三邊寬度一樣。

第二，墊片粘貼時(shí)，嚴(yán)格稀釋劑的配比約為1.0∶1.5。均勻地涂刷完成后風(fēng)干5～10min，手感不粘手時(shí)才可進(jìn)行粘貼。如果在未風(fēng)干時(shí)就急于粘貼，粘接劑就會(huì)像潤(rùn)滑劑一樣，不僅粘貼不牢，還可能在電解槽運(yùn)行時(shí)使墊片滑移錯(cuò)位。所以，注意粘貼后應(yīng)檢查墊片四角不要發(fā)生收縮位移，一旦位置有誤，應(yīng)取下重新粘貼。

第三，控制粘貼墊片時(shí)的刷膠量，掌握寧少勿多的原則。刷膠前先將槽框表面徹底清理干凈并用干布擦拭干燥，不得沾水。刷薄薄一層膠風(fēng)干后，在刷一遍。待不粘手時(shí)，把準(zhǔn)備好的墊片粘貼上去并用輥?zhàn)臃磸?fù)壓平。

第四，電解槽換墊時(shí)不能新老墊片混用，盡量用同批次備用墊片，防止墊片彈性伸縮量不同造成墊片滑動(dòng)變形。

第五，對(duì)擠壓機(jī)應(yīng)校正，防止擠壓電解槽時(shí)發(fā)生偏心造成槽框四邊受力不均引起槽框變形，進(jìn)而造成墊片受力不均，使墊片有部分突出現(xiàn)象。這種情況可能直接導(dǎo)致墊片密封不好，增大墊片泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3完善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，增加電解槽著火應(yīng)急處理程序和處置方法

第一，因電槽墊片發(fā)生泄漏，造成短路或離子膜拉傷或擊穿，氫氣和氯氣混合，發(fā)生閃爆后引起著火。應(yīng)急處理程序?yàn)椋孩贁嚯姡骺厝藛T立即通知降平電流（或啟動(dòng)該槽緊急停車(chē)按鈕），同時(shí)向調(diào)度中心報(bào)告；②確認(rèn)斷電后，在保證陰陽(yáng)極壓差下，迅速同時(shí)關(guān)閉起火電解槽氫氣和氯氣出口閥門(mén)，脫網(wǎng)后保持電解液繼續(xù)循環(huán)；③充氮，打開(kāi)廢氫、廢氯閥，向廢氫管、陰極液分離器充氮，同時(shí)開(kāi)尾閥向陰極總管充氮，電解液無(wú)法維持循環(huán)時(shí)停止循環(huán)；④迅速用純水冷卻著火部位，用CO2滅火器滅火，直至明火熄滅。第二，因電槽墊片粘貼不當(dāng)發(fā)生墊片滑出，電解液滲漏結(jié)晶短路出現(xiàn)電火花時(shí)。應(yīng)急處理程序?yàn)椋孩佻F(xiàn)場(chǎng)人員立即用CO2滅火器及純水滅火；②向調(diào)度中心報(bào)告后對(duì)該槽按正常停車(chē)步驟停車(chē)，檢查處理。第三，修訂設(shè)備管理規(guī)章制度，加強(qiáng)設(shè)備的檢維修管理，和設(shè)備制造廠家加強(qiáng)聯(lián)系，聘請(qǐng)專(zhuān)家講授維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)。第四，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的學(xué)習(xí)交流，汲取同行業(yè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和事故教訓(xùn)，抓好落實(shí)，將專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。第五，加強(qiáng)應(yīng)急安全設(shè)施建設(shè)，按照規(guī)范配備應(yīng)急搶險(xiǎn)和消防器材，建立一支關(guān)鍵時(shí)刻能拉出來(lái)用得上的應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍。

4　結(jié)語(yǔ)

本次事故雖然未造成人員傷亡，但是給企業(yè)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面影響。事后按照“四不放過(guò)”原則作出調(diào)查處理，及時(shí)修訂應(yīng)急處置方案并對(duì)相關(guān)崗位和人員進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)，停用了存在安全隱患的電解槽，本次事故對(duì)人們提出警醒，也對(duì)我們的工作進(jìn)行鞭策。

［1］程殿彬.離子膜制堿生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京：化工出版社，2010.

Analysis of Ignition Accident in An Electrolytic Tank

Jin Jie
（Kaifeng East Large Chemical Co.Ltd.，China Pingmei Shenma Group，Kaifeng Henan 475003）

Based on the China Ping Coal god horse group east large chemical Co.，Ltd.ion membrane plant electrolytic tank fire accident case，the causes of the electrolytic tankfire were analyzed，security measureswere put forward，to pro?vide reference forother enterprises，so as not to bring certain economic losses and negative impact on the enterprise.

electrolytic tank；ionic membrane；ignition；cause of accident；preventive measures

X928.7

A

1003-5168（2016）08-0112-02

2016-07-18

靳杰（1975-），男，本科，助理工程師，研究方向：化工工程與工藝。