化工管道火灾爆炸事故类型分析及其预防

摘 要 石油化工管道大多输送易燃易爆介质，管道破裂泄漏时极易导致火灾和爆炸事故。这是因为泄漏

的可燃介质遇点火源即可燃烧或爆炸。管道经常发生破裂泄漏的部位主要有：与设备连接的焊缝处；阀门

密封垫片处；管段的变径和弯头处；管道阀门、法兰、长期接触腐蚀性介质的管段；输送机械等。

关键词：化工管道；火灾爆炸；预防分析；

中图分类号：TU81 文献标识码：A 文章编号：

1. 泄漏引起火灾爆炸

石油化工管道大多输送易燃易爆介质，管道破裂泄漏时极易导致火灾和爆炸事故。这是因为泄漏的可燃介质遇点火源即可燃烧或爆炸。管道经常发生破裂泄漏的部位主要有：与设备连接的焊缝处；阀门密封垫片处；管段的变径和弯头处；管道阀门、法兰、长期接触腐蚀性介质的管段；输送机械等。

管道质量因素泄漏，如设计不合理，管道的结构、管件与阀门的连接形式不合理或螺纹制式不一致，未考虑管道受热膨胀问题；材料本身缺陷，管壁太薄、有砂眼，代材不符合要求；焊接质量低劣，焊接裂纹、错位、烧穿、未焊透、焊瘤和咬边等；阀门、法兰等处密封失效。

管道工艺因素泄漏，如管道中高速流动的介质冲击与磨损；反复应力的作用；腐蚀性介质的腐蚀；长期在高温下工作发生蠕变；低温下操作材料冷脆断裂；老化变质；高压物料窜入低压管道发生破裂等。

外来因素破坏，如外来飞行物、与机器的振动、气流脉动引起振动地震，地基下沉等。狂风等外力冲击；设备摇摆；施工造成破坏；操作失误引起泄漏，如错误操作阀门使可燃物料漏出；超温、超压、超速、超负荷运转；维护不周，不及时维修，超期和带病运转等。

2．管道内形成爆炸性混合物

在停车检修和开车时，未对管道进行置换，或采用非惰性气体置换，或置换不彻底，空气混入管道内，形成爆炸性混合物；检修时在管道(特别是高压管道)上未堵盲板，致使空气与可燃气体混合；负压管道吸入空气；操作阀门有误使管道中漏入空气，或使可燃气体与助燃气体混合，遇引火即发生爆炸。

3．管道内超压爆炸

管道的超压爆炸与反应容器的操作失误或反应异常有关，冷却介质输送管道出现故障，导致冷却介质供应不足或中断，使生产系统发生超温、超压的恶性循环，最终导致设备、管线发生超压爆炸事故。

4．管道内堵塞爆炸

管道发生堵塞，会使系统压力急剧增大，导致爆炸破裂事故。

输送低温液体或含水介质的管道，在低温环境条件下极易发生结冰“冻堵”，尤其是间歇使用的管道，流速减慢的变径处、可产生滞留部位和低位处是易发生“冻堵”之处。

输送具有粘性或湿度较高的粉状、颗粒状物料的管道，易在供料处、转弯处粘附管壁最终导致堵塞。

5．发生自燃火灾

管道内结焦、积炭，在高温高压下易自燃，引起燃烧或爆炸。管道内介质与温度超过自燃点的物质接触便会自燃。

6．具有多种引火源

危险物料输送管道周围具有摩擦撞击、明火、高温热体、电火花、雷击等多种外部点火源。可燃物料从管道破裂处或密封不严处高速喷出时会产生静电，成为泄漏的可燃物料或周围可燃物的引火源。

7．易成为火灾蔓延的通道

由于管道连接着各种设备，管道发生火灾，不但影响管道系统的正常运行，而且还会使整个生产系统发生连锁反应，事故迅速蔓延和扩大，特别是管内介质有毒时，对人的生命威胁更大、在管道中传播的爆炸，一定条件下会发生由爆燃向爆轰的转变，对生产设备、厂房等建筑物造成严重的破坏。

8．高压氧气管道的燃烧事故原因

高压氧气管道一般都采用钢管。但是在阀门的操作过程中，屡次发生过管道本身的燃烧引起高压氧气喷出的事故。还有在高压氧气瓶充装工厂中见到的高压氧气管道的燃烧弓[起的喷出事故，瓶阀飞出伤人等等。因案例较多，在此不再一一列举，事故案例可参见《深冷技术》。这种事故不是单纯的气体喷出事故，而是输送高压氧气的钢管或阀门，由于在里面的高压氧介质中被点火燃烧，使管壁穿孑L，喷出高压气体的事故。其直接原因是基于铁和氧之间的化学反应，是一种金属火灾。

9.化工管道火灾爆炸事故的预防措施

9.1 遵守安全布置原则

输送火灾危险性为甲、乙类介质或有毒、腐蚀性介质的管道，不应穿过与其无关的建筑物、构筑物。集中敷设于同一管架上的各种介质管道必须留有规定的间距。多层管架中的热料管道应布置在最上层，腐蚀性介质管道应布置在最下层；易燃液体及液化石油气体管道严禁与蒸汽、热料管道相邻布置；助燃与可燃介质管道之间，宜用不燃物料管道隔开或保持不低于250mm 的间距。

9.2 选材、设计、加工、安装合理

根据输送介质的性质、温度、压力和流量等因素正确选择管材，不可随意选用代材或误用，不得使用存有缺陷的管材。

管道穿墙、楼板和屋面时，应加套管、防火肩、防水帽等装置。焊缝、法兰等接头均应避开墙和楼板。管道和管件不得与管架直接接触，应按设计温度、压力等要求，采取加置木垫、软金属片或橡胶石棉垫等措施隔离。

9.3 采取防腐措施

根据输送物料的腐蚀性选择耐腐蚀材料。

定期检测管道的受腐情况，尤其是敷设于地下的管网系统，及时修复或更换腐蚀严重的部位。

9.4 消除管道残余应力

增加柔性设为了减弱热应力的破坏作用，采用增加管系可挠性，缓解热应力的热补偿方法，如采用专用的热补偿器；利用弹簧吊架结构或止动器约束管道在约束方向上的位移，在设备管口附近设置固定支架，削弱管口的应力和力矩，加设弯管，改变管道走向等。

9.5 严格安全操作

生产操作过程中严格按照工艺要求控制物料的输送温度、压力、流速等工艺参数，尤其是用于输送可燃气体、可燃液体、可燃粉粒状物料的管道，输送速度不应高于工艺值。

冷却介质的输送管道要确保冷却介质的供应量，避免中断，以防止生产系统出现超温、超压的恶性循环。

及时清除管道内的污垢、沉淀等沉积物，并严禁采用铁质工具或能产生火星的器具输通易燃易爆、易自燃的不安定沉积物。

9.6 加强防火安全管理

遵照《压力管道安全管理与监察规定》定期进行检测管道的泄漏和受损情况，防止管道系统出现跑冒滴漏现象。

停车检修和开车前应按规定进行管道的排气置换作业，检测合格后方可动火检修或开车。进行动火检修作业时，要严格执行动火作业的各项规章制度。

9.7 采取防静电措施

粉粒状物料的输送管道应选用导电性能良好的材料制造，并设性能良好的静电消除装置。工厂和车间的氧气管道、乙炔管道、油料储运设备、通风装置、空气管道等必须连成一个整体，并予以接地。

9.8 设置防火防爆安全装置

在容易发生超压爆炸的管道上需设置安全阀等防爆卸压装置；在容易造成火焰传播的管道上需设置水封、砂封、阻火器或防火阀。在高压和低压系统之间的接点处和容易发生倒流的管道上、需设置止回阀和切断阀。在泵和阀门的进口装设管道过滤器，防止由于杂质或夹杂物造成事故。具有着火爆炸危险的输送管道，应配备惰性介质管线保护。可燃气体的尾气排放管线应用氮气封或设置阻火器等防止火势蔓延的装置。火灾危险性较大的密集管网系统可设置可燃气体浓度检测报警装置，以及时发现火险隐患，亦可设置水喷淋等灭火设施，以便及时扑救初起火灾。

9.9 防止氧气管道的燃烧事故。

在高压氧气管道的内壁、阀门、接头等的表面，应平滑无突起部位，且对管内气流不会造成死角。

氧气管道要尽量采用直管，少用弯头，以便磨损。

管内无油或不许管内残留洗涤剂。

要尽力排除管道内的锈垢和吸附剂粒子。氧气中带有水分能够促进产生锈垢，因此还要除掉管内的水分。

管道内氧气流速在3MPa内，限制在8m／s以下的速度，如果限制各方面的因素，并处理得当的话，管内流速可选用25m／s以下。