化工管道火灾爆炸事故原因及其预防

摘要：本文主要针对化工管道火灾爆炸事故展开分析，讨论事故发生原因，并针对事故发生的原因分析了比较有效的预防措施，以期可以为预防化工管道火灾爆炸事故提供参考。

关键词：化工管道；火灾爆炸事故；原因；预防

中图分类号：X928文献标识码： A

前言

目前，化工管道火灾爆炸事故还时有发生，因此，分析化工管道火灾爆炸事故原因，并做好相关的预防工作就显得非常有必要，这是提高化工管道运行安全的必要工作。

一、化工管道火灾爆炸的危险性

由于化工管道具有以下几方面特点，将使其发生火灾的危险性加大。

1.输送管道距离长，保护难度大

化工管道长距离、大跨度、跨区域和不同地质结构等诸多因素增加了安全保护难度，极易遭到地震自然灾害及人为施工破坏。

2.输送管道隐蔽性强，泄漏点不易发现

为确保安全，大多数化工管道都深埋地下，极易遭到地下水及土壤酸碱腐蚀和人为施工破坏，发生管道泄漏后易形成漏斗形大面积地上泄漏面，泄漏点不易被发现。

3.发生事故后引起的燃烧、泄漏、中毒、爆炸破坏力大

煤气、天然气在日常生活中，经常因气体泄漏，造成人员中毒、窒息，发生爆炸，引发火灾，造成人员伤亡和财产损失。煤气、天然气在发生火灾后，一些可燃物在煤气、天然气自身燃烧产生的热量直接作用下，很快达到燃烧点而发生燃烧，并迅速提高周围其他可燃物的燃烧强度和燃烧速度，加速火势蔓延。

化工管道系统作为化工物质的储运设备，由于其作业分散、易燃易爆点多、作业战线长，分布面广等特点，在化工物质运输过程中一旦发生泄露，极易引发火灾、爆炸、人员中毒和污染环境等事故，存在着很大的火灾危险性[1]。分别是：燃烧性、爆炸性、扩散性、加热自燃性、腐蚀性、易产生静电性。

二、化工管道火灾爆炸的主要原因

1.管道泄漏

管道设计不够合理、管道所使用的原材料存在缺陷、管道焊接质量不高、管道各种连接密封不严密、管道磨损厉害、长期受到腐蚀性介质的腐蚀、受到外力冲击、施工造成的破坏等多种因素导致化工管道发生泄漏。

2.管道内超压

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。在管道中由于产生聚合或分解反应，会造成异常压力。如，在乙烯和过氧化物催化剂的管道中，温度过高，超过催化剂引发温度，乙烯就会在管道内聚合或分解，产生高热，使压力上升，导致管道胀裂或爆炸。连续排放流体的管道，尤其是排放气态物料的工艺管线，因输送速度降低等因素会导致设备内的物料不能及时排出，从而使设备发生超压爆炸事故。高压系统的物料倒流人低压管道，造成压力增加。

3.管道内堵塞

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。管道设计或安装不合理，如，采用大管径长距离输送或管道管径突然增大，管道连接不同心，有障碍物处易堵塞；物料夹杂过大碎块时易造成堵塞；物料具有粘附物性，若不及时清理，发生滞留沉积等情况，可造成管道堵塞。操作不当使管道前方的阀门未开启或阀门损坏卡死，或接受物料的容器已经满负荷，或流速过慢，突然停车等都会使物料沉积，发生堵塞。

4.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。在加工含硫原料油炼油厂的高压管线中，硫化亚铁是一种很常见物质，它是铁锈和硫化氢发生反应的产物，设备停用后打开，以及维修之前与空气接触，会迅速发生自燃。管道内介质温度为超过自燃点的物质，泄漏出来与空气接触便会自燃。

5.具有多种引火源

物料在管道中输送时，有多种引火源存在。启闭管道阀门时，阀瓣与阀座的冲击、挤压，可成为冲击引火源。阀门在高低压段之间突然打开时，低压段气体急剧压缩局部温度上升，形成绝热压缩引火源。物料在高速流动过程中，粉体与管壁、粉体颗粒之间、液体与固体、液体与气体、液体与另一不相溶的液体之间、气体与所含少量固态或液态杂质之间，发生碰撞和摩擦，极易带上静电，产生火花。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。

三、化工管道火灾爆炸事故的预防措施

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。

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。

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。

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。

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，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。

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。

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。

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。

四、结束语

综上所述，化工管道火灾爆炸事故原因比较多，所以，要综合各方面进行考虑，采取综合的措施来预防化工管道火灾爆炸事故，尽量降低化工管道火灾爆炸事故发生的概率。

参考文献：

[1]舒士勋.浅谈石油化工生产工艺火灾危险性和火灾预防对策[J].黑龙江科技信息.2011（21）.

[2]陈艇.液化石油气槽车火灾爆炸危险性分析与防控[J].中国科技信息.2011（15）.

[3]黄郑华，李建华，周杰，等.化工设备火灾爆炸事故模式与灭火救援措施[J].消防技术与产品信息.2009（10）.