陕西某集团公司“1．6”特大爆炸事故分析

发布时间：2008年08月16日
作者：佚名
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1 事故发生经过

陕西某集团有限责任公司是以重油为原料制合成氨、硝铵的中型化肥厂。I期工程生产硝铵11万吨／年，于1970年建成投产；Ⅱ期工程生产硝铵11万吨／年，于1982年底建成投产。该厂硝铵的原料是气氨和稀硝酸，．其工艺流程：常压中和，一段蒸发、造粒。I、Ⅱ期生产工艺相同。
1998年1月6日，Ⅱ期硝铵三班，自16：50接班至21：00，整个工艺平稳，生产正常。21：00以后，I、II期硝铵中和岗位均发生气氨压力和流量波动，H期波动较大。班长于21：30左右用电话通知在家的车间代生产主任：岗位气氨波动，原因查不清。大约在同一时间也报告了厂值班调度。值班调度接岗位电话后，即将II期硝铵气氨波动情况电话通知正在厂中心控制室进行正常工艺巡检的值班调度长。此时，也在厂中心控制室的见习调度听说Ⅱ期硝铵不正常后，先期到了生产现场。班长让其(该同志刚从中心化验室调任调度不久)去厂中心化验室催化验员做中和液化验。约21：40，厂中心化验室分析工根据见习调度的要求，追加中和液取样一次。根据分析工的证言，她接班后，按规定在19：00时已对中和浓度做过一次化验，一切正常。这一次化验约在22：20报出化验结果：样品呈碱性，含游离氨12．85g／L，中和浓度63％。约在22：00之前已到达生产现场的调度长在听完岗位汇报(造粒已停车，中和气氨波动)之后安排班长排集油罐油，排气氨管线上的导淋，让已在现场的仪表工排仪表导淋。仪表工告诉已检查过无问题。调度长让班长停中和再检查工艺，同时将气氨带液、中和停车电话通知生产调度，让其通知合成和硝酸检查工艺，约22：30回到总调度室。在接到调度长的电话之后，又先后问合成班长和硝酸班长，工艺是否异常，得到的回答都是正常。在接到调度长停中和电话之前，约X：00左右，生产调度曾先后接到Ⅱ期硝铵造粒岗位工造粒已停车的电话和Ⅱ硝铵包装库管员请示出现不合格晶往哪里放的电话，生产调度即通知煤锅炉岗位注意调节蒸汽压力，并答复库管员：不合格品另放。
大约在21：50左右，硝铵车间代生产主任第二次接班长电话，告知问题仍未解决，代主任即骑自行车到生产现场。约在X：00左右，进Ⅱ期硝铵车间一楼发现溶液槽曾冒过槽，溶液槽外壁留有硝铵痕迹，仍残留在地面上的溶液呈土黄色，空间弥漫大量蒸汽，并闻到油味。待上到二楼听了班长和仪表工介绍之后，看到中和已处在似停非停状态，让班长和工人去打开集油罐手孔检查。经检查集油罐内没有东西，打开集油罐人口阀(即氨蒸发器排污阀)也无东西流出。在得知调度长已安排中和也停车后，就安排一楼的岗位工用水管和水壶冲洗溶液槽冒出的溶液，约22：30离开车间，去厂调度室，认为生产已停，得慢慢恢复就返回家。调度长在总调度室与代主任见面后，因造气岗位报告有问题就让生产调度与见习调度坐台值班，自己去造气处理问题。大约22：40左右，生产调度曾打电话问Ⅱ期中和岗位是否可以开车，接话人回答，开不成。在调度长和代主任在岗位处理问题时，同时在车间的还有当天车间值班人王某。据王后来介绍，车间值班人员的主要责任是检查劳动纪律，他是21：00先到总调度室报到后，又到Ⅱ期硝铵控制室的。因他不懂生产，只看见调度长与代主任在岗位与工人们说话，工人们也都像平常一样，在生产现场没有给他留下工人们紧张异常的印象，在他约22：40离开车间时，看到一楼溶液槽周围地面是干净的，只是在溶液槽外壁上能看见有硝铵流出的痕迹。
在发生爆炸前的瞬间，见习调度突然接到中和二楼控制室的电话，一女工在电话中失声喊叫：“硝铵失火了!”见习调度随即向厂消防队报告，电话尚未放下爆炸就发生了。
这次爆炸事故使该公司Ⅱ期硝铵的中和岗位被夷为平地。爆炸直接摧毁的设备装置有：硝铵车间的硝铵溶液槽及两台溶液泵、中和器、硝铵溶液蒸发器、造粒塔、两个硝酸储槽及两台硝酸泵等，硝酸尾气筒，多孔硝铵生产装置1套，充氨站装置1套，硝铵皮带输送机及其栈桥，一幢三层楼的硝铵生产厂房及其设施。临近的生产综合楼，659分厂、Ⅱ期硝酸、东循环水等厂房设备遭到严重损坏，其中包括生产综合楼内的厂中心化验室精密分析仪器全部毁坏。其他车间厂房、设备、仪表、电器均有不同程度的损坏。
据统计，本次事故造成死亡22人、重伤6人、轻伤52人，事故损失工作日总数168000个，事故直接经济损失约7000万元。

2 事故抢救及调查情况

省委、省政府的主要领导在接到事故报告后十分重视。先后迅速赶到公司察看事故现场，并到医院慰问伤员，要求首先把抢救伤员的工作做好，并协调石化、劳动、卫生、公安等方面，共同做好事故处理工作；同时要求做到：安定厂内秩序，绝不能盲目恢复生产，只有在安全得到充分保证的情况下，才能部分恢复生产。
事故发生后，集团公司立即采取行动，紧急动员，组织力量抢救伤员，并立即对生产系统和事故现场采取断电、断水、断气等隔离措施，排除一切还有可能发生事故的隐患，防止事态扩大。同时做好安全保卫工作，将事故现场隔绝。
省石化局领导以及各职能部门负责人在事故发生1h内赶到现场，迅速组织了现场指挥部，指挥抢救工作。当场成立了六个组：现场抢险组、事故调查组、伤员抢救组、安全保卫组、后勤保障组、死亡善后处理组等同时开展工作。
事故发生后，集团公司领导班子在事故面前不背包袱、不畏缩，认真贯彻省委、省政府领导的指示精神，带领全体职工加班加点，没有节假日，积极恢复生产。仅用20天时间，I期硝铵生产系统就恢复生产，不到50天时间，659分厂已进入开车状态。
根据省政府领导指示，由省劳动厅副厅长陈全民同志牵头，于1月7日成立了有省劳动厅、省公安厅、省监察厅、省石化局、省总工会等部门和有关专家参加的事故调查组，下设技术分析组和资料取证组，从不同方面迅速开展调查工作。近两个月的调查中，调查组紧紧依靠上级领导，紧紧依靠技术组内的专家，紧紧依靠工厂内的专业技术人员，深入细致地开展了调查取证和分析论证工作，从多方位反复论证比较，由现象到本质，逐步深化，力求使这次事故调查的分析意见建立在事实依据可靠、理论依据科学、分析判断准确。在工作方法上，采用了现场勘察、找相关人员谈话取证、召开专业人员座谈会、召开工人座谈会等多种方式方法，既充分发挥组内专家的聪明才智，又充分调动厂内岗位工人和工程技术人员的积极性。同时还利用科学技术手段，对I、Ⅱ期硝铵系统有关硝铵成品、溶液进行取样化验和分析。调查工作在各方面的支持配合下，进展顺利。

3 事故原因分析

3．1 爆炸原点的确认
经爆炸专家和现场勘察综合计算分析认为：硝铵溶液槽是这次爆炸事故发生的原点，中和器发生部分殉爆；估计爆炸威力为9．3tTNT当量。Ⅱ期硝铵爆炸事故现场的炸坑中心部位是原溶液槽的基础位置，原基础被破压人坑底，原装在中和岗位2楼的氨预热分离器和3楼的膨胀器都处在溶液槽的西边，爆炸后罐体分别飞落在西200m处和西偏南150m处。罐体基本完整，受力部位凹进变形，受力方向来自下方的溶液槽。中和器位于溶液槽的东边，其残骸飞落在溶液槽东和东偏北方向。说明主要推力也来自溶液槽方向。
原安装在溶液槽西边地面上约3m处的两个溶液泵电机芯体都被打飞。安装在溶液槽正面同一轴线上的40kW溶液泵电机芯体在正西方综合楼里发现，稍南1．25m处安装的一台75kW溶液泵电机芯体在溶液槽西南40°角方向约40m的马路上发现，说明是溶液槽爆炸驱动所致。溶液泵混凝土基础重约4t，被推上溶液槽西边综合楼五层楼里，与溶液槽爆炸推力方向符合，正对准溶液槽方位的综合楼东墙面和框架(南北l0m，三楼板下l0m范围处)破坏最为严重。
造粒塔倒塌的方向和受力部位也是来自溶液槽的方向。
综合以上分析得出结论如下：
原硝铵车间中和岗位1楼的溶液槽是爆炸原点。爆炸物质是槽内装的大约27．6t硝铵水溶液。溶液槽爆炸的同时，强大的冲击波和高速破片袭击中和器，可能使中和器也发生部分殉爆。
3．2 爆炸物质分析及所含物质来源分析
虽然爆炸发生后硝铵溶液槽已不复存在，无法取得直接证据，但技术分析组对I、Ⅱ期硝铵系统有关硝铵成品、硝铵溶液这些间接物证进行了取样分析。这些间接测试，对事故原因的分析研究仍有极为重要的参考价值。从测试结果可知，这些间接物证Ⅱ期硝铵橘黄色成品中含油、Cl¯，酸度为微酸。具体数据是：
温度：135°C左右；
浓度：79％(计算而得)；
酸度：偏酸，分析推测而得；
含油：0．12％(采用当时成品硝铵含油量)；
含氯离子：2．3％(采用当时成品硝铵含氯离子量)。
由此可见，Ⅱ期硝铵溶液槽溶液已被油、氯离子污染，经专家分析认为：油惟一来源是气氨；氯离子主要来源是制取硝铵溶液的原料稀硝酸，但油、氯离子含量如此之高，仍然不能调查分析清楚。
3．3 硝铵溶液爆炸机理分析
经技术分析组专家查阅资料并研究认为：Ⅱ期硝铵溶液槽中的硝铵溶液已被有机物油所污染，形成了硝铵——有机物体系。这种有机物体系本身自热分解温度就会降低。加上系统进入大量氯离子，溶液又偏酸，更加使其自热分解温度和自燃临界温度进一步降低。溶液槽中盛有的硝铵溶液，在上面溶液对下面溶液起到密封作用的情况下，使其自热分解放出的气体无法排放更易引起爆炸，而且溶液槽中硝铵溶液加至溶液槽，这就使溶液槽处于更加危险之中。总之，II期硝铵溶液槽溶液被污染后，该溶液热稳定性降低，已具备自热自分解的可能。发生自热自分解后，其温度急剧升高，反过来又使自热自分解催化分解越来越剧烈，如此反复，引起最危险的大量硝铵溶液均相放热自分解，就很可能发生爆炸事故。
3．4 事故原因分析
根据技术分析和取证分析报告，结合专家结论，调查组对这次爆炸事故从机械、电气、生产环境、技术和设计、安全生产教育和培训等方面认真分析这次爆炸事故发生的原因。
(1)调查中没有找到因电气方面突发故障失火而引起明火并引发溶液槽爆炸的根据；
(2)调查中没有发现人为破坏的根据；
(3)调查中没有发现违章指挥、违章操作和领导干部失职和渎职的问题；公司各项规章制度建立、健全，没有发现职工未受到三级安全教育、无操作证上岗的问题；
(4)调查中可以排除添加剂和布片、纸屑、麻袋片等有机物进入溶液槽的可能性；
(5)1月5日，附近发生4．8级地震，距震中40km的公司所在地区有震感，地震对硝铵生产系统是否会造成某些不安全隐患，调查中虽然没有找到，但不能完全排除；
(6)这次事故的爆炸原点是Ⅱ期硝铵溶液槽，而溶液槽本身已被油、氯离子污染，已处于极不稳定、极不安全的状态。从爆炸机理分析，导致这次爆炸事故的原因，可能就是硝铵溶液受到了油和氯离子的污染，提高了硝铵溶液的爆炸敏感度，降低了自热自分解和自燃临界温度而发生剧烈燃烧，以致爆炸。
3．5 事故性质的确定
硝铵生产过程中影响安全的因素很多，尤其对于硝铵溶液受有机物、氯离子污染的严重危害程度，国际、国内从理论上都没有一个确切的结论，认识仍存在一定的局限性。一般认为，硝铵生产比较安全，尤其是硝铵溶液的安全性，国际、国内同行业长期以来都有共识。硝铵设计部门在原设计技术规程中，对油、氯离子也没有控制要求，只要求气氨纯度≥99％，对余下的1％也没有要求进行监测、监控。在国内目前执行的硝铵产品质量标准中也没有规定油及氯离子含量的要求。因此，硝铵生产安全操作规程中就设有对油和氯离子进行监控分析的《内容。在硝铵生产中和岗位发生气氨波动、硝铵溶液不合格、甚至成品出现不合格等都是按常规进行处理，并采取停车措施，这些方法普遍认为是最安全的。
综上所述，调查组认为这次爆炸事故可以排除生产过程中的责任问题，是一次意外的爆炸事故。

4 建议

为了从理论上验证这次事故原因分析的准确性，给国内外同类生产企业提供可借鉴的防范措施，指导设计部门补充修改设计方案，帮助生产企业完善操作规程，建议有关方面提供资金，进行模拟试验，以确保硝铵生产的安全。

5 防范措施

“1．6”特别重大爆炸事故造成人员和财产的巨大损失，教训是深刻的。虽然确定为一次意外爆炸事故，但也反映出公司在安全生产管理上存在着一定的差距，还需进一步强化安全管理。为了吸取事故教训，防止类似事故的发生，提出以下安全防范措施：
(1)认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，进一步提高硝铵生产过程中安全工作重要性的认识，对硝铵生产原安全生产操作规程进行相应的修改，健全硝铵生产过程中的安全生产操作规章制度。
(2)公司要积极落实安全生产责任制，按照有关规定对各职能部门的职责进一步明确划分，加强劳动组织的管理，健全重大情况及时报告制度，加强巡回安全检查，做好现场安全操作记录。
(3)按照“三不放过”的原则，加强对全公司职工的安全教育和培训，进一步提高职工的安全素质，增强自我保护和处理紧急情况以及一般事故救护的能力，预防事故的发生。
(4)将仍在生产的I期硝铵溶液槽槽盖直径加大，以增大溶液槽上部的帽沿。防止今后一旦再发生冒槽时，硝铵残留在槽壁上。
(5)正常生产过程中应尽量减少由造粒塔蒸发器至溶液槽之间的回流量，防止增加溶液槽内溶液的浓度和温度，减少因过热过浓而带来的危险。
(6)严格监控油和氯离子。为避免污染物(如润滑油、氯化物等)带人硝铵溶液系统，首先对它的原料气氨、稀硝酸中的杂质要把好关，在合成岗位压缩机后增设高效除油器，减少液氨中夹带；在合成蒸发器后增设高效除沫器，减少气氨中液沫夹带；对合成工序中间储槽，液氨储罐(槽)，要定期排油、排水，从根源上减少和防止被污染。以前，人们对氯离子在硝铵生产中的危险性认识不足，一般除在水处理站使用电导仪监测水中的总氯离子外，没有另外对氯离子进行监控。建议在水处理脱盐水泵输出口、硝酸吸收塔氯的富集区和硝铵中和岗位酸泵出口增加三个取样口，定期监测氯离子含量。
(7)建议设计部门在中和岗位氨蒸发预热器之前再增设一个过滤装置，进一步降低气氨带油的可能性；建议设计部门在硝酸吸收塔氯富集区另设一个受污槽，避免原定期排污仍将含氯的硝酸排进硝酸槽的情况，使硝酸储槽不再接受含氯硝酸。
(8)公司认真开展一次安全大检查，认真查处各类事故隐患，重点是设备、仪表的隐患检查，确保恢复生产后设备完好、运行安全。