摘　要：針對(duì)某燃?xì)鉄犭姀S配電間燃?xì)獗ㄊ鹿?，分析事故原因，?duì)相關(guān)工藝設(shè)計(jì)缺陷提出了整改建議。

關(guān)鍵詞：燃?xì)鉄犭姀S  燃?xì)獗ㄊ鹿?span lang="EN-US">  氮?dú)庵脫Q

Analysis and Reflections on Gas Explosion Accident in Power Distribution Room of Gas-fired Heat and Power Plant

Abstract：The reasons for gas explosion accident in power distribution room of a gas-fired heat and power plant are analyzed．Some improvement suggestions for the design defects of the relevant processes are made．

Key words：gas-fired heat and power plant；gas explosion accident；nitrogen conversion

1　事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

2012年6月某燃?xì)鉄犭姀S發(fā)生爆炸，造成兩死一傷。爆炸地點(diǎn)位于燃?xì)怆姀S內(nèi)的一座附屬建筑物(現(xiàn)澆框架式結(jié)構(gòu))內(nèi)，爆炸建筑物平面布置見(jiàn)圖1。監(jiān)控錄像顯示，爆炸發(fā)生前有兩名人員先后進(jìn)入配電間，2min后發(fā)生爆炸，爆炸沖擊波半徑超過(guò)30m。約l5min后消防及救援人員趕到現(xiàn)場(chǎng)，使用消火栓撲滅零星明火。事故現(xiàn)場(chǎng)勘察顯示，配電間3面外墻向外坍塌，建筑物內(nèi)2面隔墻均向燃?xì)忮仩t房方向垮塌。配電間內(nèi)有兩排配電柜，無(wú)超大型變壓器設(shè)備，多個(gè)配電柜門(mén)被炸飛，配電柜內(nèi)有燒結(jié)痕跡。氮?dú)馄?、氮?dú)鈪R流管及安全放散管(放散口設(shè)置在室內(nèi))傾倒在燃?xì)忮仩t房與氮?dú)馄拷M間之間的隔墻一側(cè)，放散口有積碳現(xiàn)象，放散口上方墻體有噴射火焰燃燒過(guò)的痕跡。

燃?xì)鉄犭姀S內(nèi)的氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)用于天然氣管道置換，氮?dú)馄拷M間與天然氣調(diào)壓間相隔僅30m左右，天然氣、氮?dú)夤苈芬?jiàn)圖2。

由氮?dú)馄拷M間引出的DN80mm氮?dú)夤艿?span lang="EN-US">(設(shè)計(jì)壓力0.6MPa)到達(dá)天然氣調(diào)壓間外，引出l條DNl5mm的氮?dú)夤艿?span lang="EN-US">(引入管)進(jìn)入調(diào)壓間，引入管經(jīng)l個(gè)總手動(dòng)截止閥(規(guī)格DNl5mm，PNl.6MPa)后分為兩根管道，分別與設(shè)計(jì)壓力0.3、22MPa的天然氣管道相連接。與0.3MPa天然氣管道連接的氮?dú)夤艿劳猎O(shè)置l個(gè)手動(dòng)截止閥(規(guī)格DN15mm，PNl.6MPa)，與2.2MPa天然氣管道連接的氮?dú)夤艿郎显O(shè)置1個(gè)手動(dòng)球閥(規(guī)格DNl5mm，PN6.3MPa)和1個(gè)止回閥。爆炸事故發(fā)生后，對(duì)調(diào)壓間進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)：手動(dòng)球閥為關(guān)閉狀態(tài)，手動(dòng)球閥、止回閥進(jìn)出口均通過(guò)螺紋與管道連接后再與法蘭連接，手動(dòng)截止閥與管道采用法蘭連接。

2　事故原因分析

2.1　事故原因推測(cè)

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察及監(jiān)控錄像資料，推測(cè)事故原因?yàn)椋?span lang="EN-US">

①根據(jù)墻體坍塌的方向判斷，排除爆炸源在燃?xì)忮仩t房的可能，爆炸源應(yīng)在配電間。

②根據(jù)配電間的設(shè)備配置，排除電氣設(shè)備自爆的可能性，存在可燃?xì)怏w爆炸的可能性。

③根據(jù)放散口積碳和上方墻體的過(guò)火痕跡判斷，存在氮?dú)夤艿纼?nèi)有天然氣進(jìn)入，并通過(guò)安全放散閥放散至氮?dú)馄拷M澡的可能性。

④根據(jù)配電柜門(mén)被炸飛及柜內(nèi)有燒結(jié)痕跡的事實(shí)，點(diǎn)火源應(yīng)該在配電柜內(nèi)，存在可燃?xì)怏w進(jìn)入配電間并進(jìn)入配電柜的可能性。

⑤根據(jù)氮?dú)夤艿琅c天然氣管道連接的事實(shí)，存在天然氣進(jìn)入氮?dú)夤艿赖目赡苄浴?span lang="EN-US">

因此，初步推斷事故原因是天然氣竄入氮?dú)夤艿溃⒔?jīng)安全放散閥放散至氮?dú)馄拷M間室內(nèi)，又經(jīng)隔墻的空洞或縫隙進(jìn)入配電間，并侵入配電柜，遇繼電器打火引爆，發(fā)生爆炸。

2.2　試驗(yàn)測(cè)試

①測(cè)試方案

安全放散閥銘牌上標(biāo)志的安全起跳壓力為0.99MPa。在0.1～0.9MPa范圍內(nèi)選定幾個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)安全放散閥的泄漏量。當(dāng)測(cè)試壓力低于0.3MPa時(shí)安全放散閥發(fā)生泄漏，可能存在0.3MPa天然氣管道引發(fā)此次事故的可能性；當(dāng)測(cè)試壓力超過(guò)0.3MPa發(fā)生泄漏時(shí)，則2.2MPa天然氣管道引發(fā)事故的可能性增大。

從手動(dòng)球閥、手動(dòng)截止閥進(jìn)口處加壓，檢測(cè)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，不同背壓下的內(nèi)漏量。當(dāng)內(nèi)漏量為0時(shí)，存在閥門(mén)誤操作的可能性。

在0.1～2.2MPa范圍內(nèi)選定幾個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)，由止回閥的出氣口側(cè)加氣，檢測(cè)止回閥的內(nèi)漏量。當(dāng)存在內(nèi)漏量時(shí)，可能存在2.2MPa天然氣進(jìn)入氮?dú)夤艿赖目赡苄?；?dāng)泄漏量為0時(shí)，排除這種可能性。

根據(jù)GB／T l2241—2005《安全閥一般要求》、GB／T l2242—2005《壓力釋放裝置性能試驗(yàn)規(guī)范》、GB／T l2243—2005《彈簧直接載荷式安全閥》、JB／T 9092—1999《閥門(mén)的檢驗(yàn)與試驗(yàn)》對(duì)安全放散閥、手動(dòng)球閥、止回閥、手動(dòng)截止閥進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。

②測(cè)試結(jié)果

a．安全放散閥

安全放散閥能正常開(kāi)啟、閉合，動(dòng)作性能基本滿足GB／T l2243—2005的要求，流量性能滿足GB／T 12241—2005要求，機(jī)械性能良好。在測(cè)試壓力0.3MPa下微泄漏，在測(cè)試壓力0.81MPa下有明顯泄漏。

b．手動(dòng)球閥與止回閥

手動(dòng)球閥在規(guī)定的測(cè)試時(shí)間內(nèi)的內(nèi)漏量為0，密封性能良好。止回閥基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)逆止作用。

c．手動(dòng)截止閥

兩個(gè)手動(dòng)截止閥在規(guī)定的測(cè)試時(shí)間內(nèi)均有微小內(nèi)漏(小于l00mL／min)。

d．測(cè)試結(jié)果小結(jié)

分析測(cè)試結(jié)果可知：雖然安全放散閥存在泄漏現(xiàn)象，但性能完好。手動(dòng)球閥密封性能良好，在關(guān)閉狀態(tài)不會(huì)導(dǎo)致內(nèi)漏。手動(dòng)截止閥的內(nèi)漏量較小，不能成為此次爆炸事故的主要原因。止回閥完全失效。

3　事故分輯結(jié)論

試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果證實(shí)了事故原因推測(cè)的天然氣竄入氮?dú)夤艿赖目赡苄猿闪ⅰＴ囼?yàn)測(cè)試結(jié)果還表明，事故發(fā)生的前提條件是只有在進(jìn)行過(guò)置換作業(yè)，并忘記關(guān)閉手動(dòng)球閥及氮?dú)庖牍芸偸謩?dòng)截止閥，使得天然氣竄入氮?dú)夤艿溃罱K導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生。而現(xiàn)場(chǎng)勘察中手動(dòng)球閥為關(guān)閉狀態(tài)可解釋為：爆炸發(fā)生后，由放散口上方墻體有噴射火焰燃燒過(guò)的痕跡推斷，氮?dú)夤艿婪派⒖谌杂刑烊粴庑孤纬蓢娚湫曰鹧?，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的人員預(yù)料到天然氣經(jīng)氮?dú)夤艿肋M(jìn)入了氮?dú)馄拷M間，及時(shí)關(guān)閉了調(diào)壓間的手動(dòng)球閥，避免了事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

綜上所述，爆炸事故是由于進(jìn)行置換作業(yè)后，未關(guān)閉手動(dòng)球閥及氮?dú)庖牍芸偸謩?dòng)截止閥，導(dǎo)致天然氣竄入氮?dú)夤艿涝斐傻獨(dú)夤艿莱瑝?，引發(fā)安全放散閥起跳泄壓，向氮?dú)馄拷M間大量排放天然氣。在氮?dú)馄拷M間充斥大量天然氣后，通過(guò)氮?dú)馄拷M間與配電間的隔墻空洞及縫隙向配電間擴(kuò)散。當(dāng)有人員打開(kāi)配電間大門(mén)時(shí)，造成配電間內(nèi)的氣流擾動(dòng)，促使天然氣進(jìn)入配電柜，配電柜繼電器自動(dòng)切換時(shí)產(chǎn)生火花引爆，導(dǎo)致了爆炸的發(fā)生。

4　工藝設(shè)計(jì)的反恩

雖然爆炸事故表面上是人員誤操作所致，但根本原因在于工藝設(shè)計(jì)存在缺陷。

①氮?dú)馄拷M的放散口竟然設(shè)置在室內(nèi)，即使不是可燃?xì)怏w，氮?dú)馄块y失效導(dǎo)致大量氮?dú)夥派⒌绞覂?nèi)，也足以對(duì)操作人員構(gòu)成威脅。無(wú)論何種介質(zhì)的設(shè)備及工藝管道的放散口，均應(yīng)引至室外。一般來(lái)講，比較容易忽略的是集成設(shè)備中包含的放散口。

②雖然與天然氣管道連接的氮?dú)夤艿涝O(shè)置了止回閥，但沒(méi)有考慮止回閥運(yùn)行可靠性的檢查和失效的保護(hù)措施。當(dāng)與較高壓力天然氣管道連接時(shí)，止回閥的設(shè)置是必須的，但止回閥前后應(yīng)設(shè)置壓力檢測(cè)孔或直接安裝壓力表。

③工藝設(shè)計(jì)中沒(méi)有充分考慮工人誤操作的安全保護(hù)措施。燃?xì)獍l(fā)電廠的氮?dú)庵脫Q管道完全可以采取分離式設(shè)計(jì)：選擇高壓鎧裝膠管快裝接頭的連接方式，在需要進(jìn)行置換作業(yè)時(shí)，才進(jìn)行連接。

本文作者：趙自軍  陳嵐  郝冉冉

作者單位：中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院燃?xì)饧夹g(shù)研究院