化工生產(chǎn)的原材料、中間體和產(chǎn)品大都具有易燃易爆的性質(zhì),工藝裝置高度集中且連續(xù),生產(chǎn)中又需在高溫、高壓或低溫、化學(xué)腐蝕等條件下進(jìn)行,并且具有復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。發(fā)生火災(zāi)后因其又具有燃燒快、爆炸威力強(qiáng),火場面積大,生產(chǎn)裝置破壞嚴(yán)重,加之有多種化學(xué)物品同時被焚,所以說,化工火災(zāi)調(diào)查是項(xiàng)復(fù)雜的工作。
因此,及時查清化工火災(zāi)原因,正確總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),是指導(dǎo)生產(chǎn),保障化工安全的一項(xiàng)重要措施。本文試從化工物料、化工設(shè)備、反應(yīng)條件、電氣、靜電、操作等方面入手,對如何查清化工火災(zāi)原因作一淺述。
一、分析化工原料
化工物料是化工生產(chǎn)的基礎(chǔ)。大多數(shù)化工物料具有易燃易爆易中毒易腐蝕等危險特點(diǎn),這是導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的基本條件。因此,從分析物料入手,是調(diào)查原因分析的第一步。主要從以下四個方面進(jìn)行分析:
1.物料純度。物料純度不僅會影響產(chǎn)品的質(zhì)量,與發(fā)生燃燒爆炸也有一定關(guān)系。如電石中含磷量過高,在制取乙炔時易發(fā)生事故。在氯堿工業(yè)中氯氣中含氫過高或氫氣中含氯過高都會導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的發(fā)生。所以對化工火災(zāi)原因分析時,分析有關(guān)物料的純度是必不可少的一步。分析方法:(1)對未燒或火場殘留物料及時提取,進(jìn)行分析化驗(yàn),檢查有無雜質(zhì),分析與火災(zāi)的影響;(2)尋找控制生產(chǎn)的自動控制儀表及原始記錄,驗(yàn)證著火前物料與火災(zāi)的關(guān)系。
2.物料的配方。配方是經(jīng)事先科學(xué)實(shí)驗(yàn)確定的,配方錯誤對很多化工生產(chǎn)來說也會帶來火災(zāi)危害。如易燃可燃液體與氧化劑的反應(yīng),應(yīng)嚴(yán)格控制氧化劑的配方和加入量,否則氧化劑過多,造成劇烈氧化就會導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。分析方法:(1)及時詢問崗位操作人員火災(zāi)前控制的配方比例;(2)檢查化工設(shè)備、閥門有無串混造成配方比例失調(diào)的異常;(3)提取在容器、管道中的殘存物料進(jìn)行測定,分析有否配方錯誤所致。
3.投料的量和速度。生產(chǎn)中物料的量和投入速度是獲得合格產(chǎn)品的必要控制條件。對某些化工生產(chǎn)來說,物料的量大,投入速度過快會引起劇烈反應(yīng),造成沖料引起火災(zāi)爆炸。如一九八四年六月二十二日,某化工廠中心實(shí)驗(yàn)室,因工人在向反應(yīng)室內(nèi)投放甲苯和鈉時過快,工人又脫崗未及時冷卻造成反應(yīng)劇烈沖料,遇電爐引起著火。分析方法:(1)提取火場未燒和殘留物料,分析某種物質(zhì)是否過量;(2)檢查控制產(chǎn)率的自動儀表記錄,看生成物曲線是否正常;(3)察看反應(yīng)器的防爆膜(片)是否破裂,并有沖料或燃燒的痕跡;(4)檢查反應(yīng)器的冷卻閥門是否打開;(5)詢問操作者的操作程序有無異常,分析判定投料過量、速度過快的可能。
4.投料順序。一般說,化工生產(chǎn)按照經(jīng)科學(xué)驗(yàn)證的反應(yīng)機(jī)理確定的嚴(yán)格的順序進(jìn)行投料的,如果投料未按順序進(jìn)行也會引起火災(zāi)。如氯化氫的合成應(yīng)先投氫后投氯,其他化工生產(chǎn)也有嚴(yán)格的操作程序。此類火災(zāi)爆炸多是首先發(fā)生在反應(yīng)器內(nèi)引起,所以分析投料順序的因素,注意勘查反應(yīng)器內(nèi)部燃爆情況,詢問工人的具體操作情況,是判定有無因操作順序顛倒引起火災(zāi)爆炸必不可少的方法之一。
二、分析生產(chǎn)設(shè)備
化工生產(chǎn)設(shè)備是物料通過反應(yīng)獲得產(chǎn)品的主要設(shè)施。由于物料的易燃性、腐蝕性、爆炸性等危險特點(diǎn),以及反應(yīng)過程需要一定溫度壓力等操作條件,決定了化工生產(chǎn)設(shè)備必須有良好的氣密性和完好率?;ぴO(shè)備中物料的跑冒滴漏是造成火災(zāi)爆炸的主要隱患。因此,在火災(zāi)調(diào)查中要對起火點(diǎn)的化工設(shè)備的完好率進(jìn)行檢查,弄清平時有什么缺陷;對起火后的設(shè)備、容器,輸送管道進(jìn)行檢查,有無孔洞、裂縫,查證著火前是否有跑漏物料造成的。
三、分析生產(chǎn)中的反應(yīng)條件
化工生產(chǎn)離不開化學(xué)反應(yīng),而化學(xué)反應(yīng)則是在一定溫度、壓力或觸媒等條件下進(jìn)行的。因此,操作不當(dāng)也是引起火災(zāi)爆炸的重要因素。
1.溫度的影響。溫度是化工生產(chǎn)操作中的一個重要參數(shù)。如果溫度控制不好,會因超溫造成反應(yīng)物發(fā)生分解,具有爆炸的可能。對于熱化學(xué)反應(yīng)的化工生產(chǎn)會因冷卻不及時導(dǎo)致物料跑出引起燃燒爆炸,有時溫度下降,會使物料凝結(jié),堵塞管道甚至造成設(shè)備、管道破裂,跑出可燃物料著火。分析方法:(1)仔細(xì)尋找操作室中自動儀表記錄及儀表,確定著火前的控制溫度;(2)檢查化工設(shè)備管道系統(tǒng)中是否有物料堵塞的痕跡;(3)了解工人操作的具體溫度是多少,分析溫度對發(fā)生火災(zāi)的影響。
2.壓力的影響。同溫度一樣,壓力也是化工生產(chǎn)中控制的重要條件和參數(shù)之一?,F(xiàn)代化的化工生產(chǎn)中壓力均是自動控制,通過壓力儀表顯示的?;どa(chǎn)中的設(shè)備、管道和容器都是按一定的承受壓力范圍,選用不同的材質(zhì)特別制作的,并需經(jīng)過定期檢驗(yàn)。生產(chǎn)中,如果壓力操作過高,不僅會造成跑冒物料,還會引起密閉容器設(shè)備的爆炸。如果在正壓系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓,把空氣吸入與可燃物料混合,會形成爆炸性混合物,在負(fù)壓生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi),如果出現(xiàn)正壓的情況,也易帶來火災(zāi)危險。不同的壓力系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備、容器要防止高壓系統(tǒng)竄入低壓系統(tǒng),否則都可能引起著火爆炸。分析方法是:(1)通過現(xiàn)場勘查,尋找控制壓力的儀表記錄,提取物證;(2)反應(yīng)的設(shè)備在爆炸時,常有設(shè)備部件被拋出,要及時搜尋,研究分析超壓爆炸的可能性;(3)詢問工人實(shí)際操作壓力情況,分析有無誤操作的因素。
四、分析電氣設(shè)備
電氣設(shè)備是化工生產(chǎn)的主要動力設(shè)施。電火花、電弧和電氣設(shè)備部件的高溫,則是引起可燃?xì)怏w、易燃可燃液體蒸汽、可燃粉塵、纖維及其他可燃物質(zhì)燃燒爆炸的主要著火源之一。為此,化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)、貯存場所都按其爆炸的危險性劃分嚴(yán)格的防爆類別和等級,并相應(yīng)地配備不同型號的電氣防爆設(shè)備。但是,有些化工單位時常違反規(guī)定不安裝防爆電氣設(shè)備,或安裝型號不符合防爆安全要求,以致發(fā)生燃燒爆炸事故。如某化工廠碳化車間水煤氣管道因管道銹蝕跑出煤氣,遇室內(nèi)非防爆照明燈具接觸發(fā)生爆炸著火,造成全廠停產(chǎn)。對化工火災(zāi)調(diào)查分析時,電氣設(shè)備的分析是不可忽視的。分析方法:(1)繪制火災(zāi)現(xiàn)場的電力配備布置圖,弄清主要電氣設(shè)備的位置;(2)察看電氣設(shè)備是不是防爆型的,防爆型號是否符合爆炸危險場所的配備要求;(3)檢查電氣開關(guān)、電機(jī)是否有產(chǎn)生電火花、電弧和電氣設(shè)備過熱引起燃爆的痕跡,電線有否短路產(chǎn)生的熔珠跡象。
五、分析靜電的因素
靜電是對化工生產(chǎn)的一大危害。近幾年來,不少化工企業(yè)的油罐、生產(chǎn)過程中都曾因靜電發(fā)生過重大火災(zāi)爆炸事故。為什么靜電對化工生產(chǎn)具有這么普遍的危害性?這是因?yàn)榛の锪洗蠖嗑哂袔щ娦浴?jù)資料可查,化工物料按分類來說,除少數(shù)醇類(如乙醇、甲醇)、醛類(乙醛)、羧酸類(醋酸)等物質(zhì)外,大多數(shù)物質(zhì)都具有帶電性。在化工生產(chǎn)中,固體構(gòu)質(zhì)大面積摩擦,易燃可燃液體的流動,可燒粉塵的飛揚(yáng),液化氣體的噴濺等都會產(chǎn)生靜電。一般說,靜電放電引起著火必須具備三個條件:(1)必須具備可燃物和助燃物或是爆炸性混合物;(2)必須具備電暈和火花放電的條件;(3)電暈或火花放電的能量必須等于或大于可燃物的最小點(diǎn)火能量。因此,了解靜電對化工的危害及其放電引起著火的條件,對化工火災(zāi)調(diào)查和分析是十分必要的。分析方法:(1)要首先弄清著火物料是否具有帶電性,具備什么條件能放電引起著火;(2)仔細(xì)勘查化工設(shè)備、容器等是否具有良好地接地裝置,可通過測定電阻值進(jìn)行驗(yàn)證是否符合規(guī)定要求;(3)查證物料投料、輸送速度是否創(chuàng)造了產(chǎn)生靜電的條件;(4)進(jìn)行理論驗(yàn)證,計(jì)算該物質(zhì)靜電火花的能量是否等于或大于可燃物的最小點(diǎn)火能量。
六、分析人員操作情況
化工生產(chǎn)的安全與化工操作人員的業(yè)務(wù)技術(shù)和安全素質(zhì)密切相關(guān)。從化工火災(zāi)發(fā)生的幾率來看,操作人員執(zhí)行制度不嚴(yán),違章引起的火災(zāi)爆炸事故仍占有相當(dāng)?shù)谋壤?。因此對生產(chǎn)中的火災(zāi)原因分析時,要查問有關(guān)化工生產(chǎn)的工藝、安全,操作規(guī)程等技術(shù)資料,弄清操作人員應(yīng)如何正確操作,了解崗位操作人員是怎樣執(zhí)行規(guī)程和防火制度的,具體是怎樣操作的,查清火災(zāi)發(fā)生是否與操作人員的操作有關(guān)。如有誤操作和違章用火引起火災(zāi),要及時提取有關(guān)物證。
七、綜合分析
綜合分析是對化工火災(zāi)調(diào)查進(jìn)行綜合技術(shù)研究與結(jié)論的過程。這是整個火災(zāi)事故分析工作的關(guān)鍵。一般火災(zāi)原因的調(diào)查,可能通過上述某個方面的分析會找出火災(zāi)原因,但對復(fù)雜的化工火災(zāi)事故,因涉及許多技術(shù)問題或課題,只有經(jīng)過認(rèn)真調(diào)查研究、模擬實(shí)驗(yàn)、理論推斷、數(shù)字運(yùn)算等綜合分析,才能得到正確的結(jié)論。