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浅析化工类火灾发生原因的调查工作
  化工生产的原材料、中间体和产品大都具有易燃易爆的性质,工艺装置高度集中且连续,生产中又需在高温、高压或低温、化学腐蚀等条件下进行,并且具有复杂的化学反应。发生火灾后因其又具有燃烧快、爆炸威力强,火场面积大,生产装置破坏严重,加之有多种化学物品同时被焚,所以说,化工火灾调查是项复杂的工作。   因此,及时查清化工火灾原因,正确总结经验教训,是指导生产,保障化工安全的一项重要措施。本文试从化工物料、化工设备、反应条件、电气、静电、操作等方面入手,对如何查清化工火灾原因作一浅述。 一、分析化工原料   化工物料是化工生产的基础。大多数化工物料具有易燃易爆易中毒易腐蚀等危险特点,这是导致火灾爆炸事故的基本条件。因此,从分析物料入手,是调查原因分析的第一步。主要从以下四个方面进行分析:   1.物料纯度。物料纯度不仅会影响产品的质量,与发生燃烧爆炸也有一定关系。如电石中含磷量过高,在制取乙炔时易发生事故。在氯碱工业中氯气中含氢过高或氢气中含氯过高都会导致火灾、爆炸事故的发生。所以对化工火灾原因分析时,分析有关物料的纯度是必不可少的一步。分析方法:(1)对未烧或火场残留物料及时提取,进行分析化验,检查有无杂质,分析与火灾的影响;(2)寻找控制生产的自动控制仪表及原始记录,验证着火前物料与火灾的关系。   2.物料的配方。配方是经事先科学实验确定的,配方错误对很多化工生产来说也会带来火灾危害。如易燃可燃液体与氧化剂的反应,应严格控制氧化剂的配方和加入量,否则氧化剂过多,造成剧烈氧化就会导致火灾爆炸事故。分析方法:(1)及时询问岗位操作人员火灾前控制的配方比例;(2)检查化工设备、阀门有无串混造成配方比例失调的异常;(3)提取在容器、管道中的残存物料进行测定,分析有否配方错误所致。   3.投料的量和速度。生产中物料的量和投入速度是获得合格产品的必要控制条件。对某些化工生产来说,物料的量大,投入速度过快会引起剧烈反应,造成冲料引起火灾爆炸。如一九八四年六月二十二日,某化工厂中心实验室,因工人在向反应室内投放甲苯和钠时过快,工人又脱岗未及时冷却造成反应剧烈冲料,遇电炉引起着火。分析方法:(1)提取火场未烧和残留物料,分析某种物质是否过量;(2)检查控制产率的自动仪表记录,看生成物曲线是否正常;(3)察看反应器的防爆膜(片)是否破裂,并有冲料或燃烧的痕迹;(4)检查反应器的冷却阀门是否打开;(5)询问操作者的操作程序有无异常,分析判定投料过量、速度过快的可能。   4.投料顺序。一般说,化工生产按照经科学验证的反应机理确定的严格的顺序进行投料的,如果投料未按顺序进行也会引起火灾。如氯化氢的合成应先投氢后投氯,其他化工生产也有严格的操作程序。此类火灾爆炸多是首先发生在反应器内引起,所以分析投料顺序的因素,注意勘查反应器内部燃爆情况,询问工人的具体操作情况,是判定有无因操作顺序颠倒引起火灾爆炸必不可少的方法之一。 二、分析生产设备   化工生产设备是物料通过反应获得产品的主要设施。由于物料的易燃性、腐蚀性、爆炸性等危险特点,以及反应过程需要一定温度压力等操作条件,决定了化工生产设备必须有良好的气密性和完好率。化工设备中物料的跑冒滴漏是造成火灾爆炸的主要隐患。因此,在火灾调查中要对起火点的化工设备的完好率进行检查,弄清平时有什么缺陷;对起火后的设备、容器,输送管道进行检查,有无孔洞、裂缝,查证着火前是否有跑漏物料造成的。 三、分析生产中的反应条件   化工生产离不开化学反应,而化学反应则是在一定温度、压力或触媒等条件下进行的。因此,操作不当也是引起火灾爆炸的重要因素。   1.温度的影响。温度是化工生产操作中的一个重要参数。如果温度控制不好,会因超温造成反应物发生分解,具有爆炸的可能。对于热化学反应的化工生产会因冷却不及时导致物料跑出引起燃烧爆炸,有时温度下降,会使物料凝结,堵塞管道甚至造成设备、管道破裂,跑出可燃物料着火。分析方法:(1)仔细寻找操作室中自动仪表记录及仪表,确定着火前的控制温度;(2)检查化工设备管道系统中是否有物料堵塞的痕迹;(3)了解工人操作的具体温度是多少,分析温度对发生火灾的影响。   2.压力的影响。同温度一样,压力也是化工生产中控制的重要条件和参数之一。现代化的化工生产中压力均是自动控制,通过压力仪表显示的。化工生产中的设备、管道和容器都是按一定的承受压力范围,选用不同的材质特别制作的,并需经过定期检验。生产中,如果压力操作过高,不仅会造成跑冒物料,还会引起密闭容器设备的爆炸。如果在正压系统内形成负压,把空气吸入与可燃物料混合,会形成爆炸性混合物,在负压生产系统内,如果出现正压的情况,也易带来火灾危险。不同的压力系统内的设备、容器要防止高压系统窜入低压系统,否则都可能引起着火爆炸。分析方法是:(1)通过现场勘查,寻找控制压力的仪表记录,提取物证;(2)反应的设备在爆炸时,常有设备部件被抛出,要及时搜寻,研究分析超压爆炸的可能性;(3)询问工人实际操作压力情况,分析有无误操作的因素。  四、分析电气设备   电气设备是化工生产的主要动力设施。电火花、电弧和电气设备部件的高温,则是引起可燃气体、易燃可燃液体蒸汽、可燃粉尘、纤维及其他可燃物质燃烧爆炸的主要着火源之一。为此,化工生产中的生产、贮存场所都按其爆炸的危险性划分严格的防爆类别和等级,并相应地配备不同型号的电气防爆设备。但是,有些化工单位时常违反规定不安装防爆电气设备,或安装型号不符合防爆安全要求,以致发生燃烧爆炸事故。如某化工厂碳化车间水煤气管道因管道锈蚀跑出煤气,遇室内非防爆照明灯具接触发生爆炸着火,造成全厂停产。对化工火灾调查分析时,电气设备的分析是不可忽视的。分析方法:(1)绘制火灾现场的电力配备布置图,弄清主要电气设备的位置;(2)察看电气设备是不是防爆型的,防爆型号是否符合爆炸危险场所的配备要求;(3)检查电气开关、电机是否有产生电火花、电弧和电气设备过热引起燃爆的痕迹,电线有否短路产生的熔珠迹象。 五、分析静电的因素   静电是对化工生产的一大危害。近几年来,不少化工企业的油罐、生产过程中都曾因静电发生过重大火灾爆炸事故。为什么静电对化工生产具有这么普遍的危害性?这是因为化工物料大多具有带电性。据资料可查,化工物料按分类来说,除少数醇类(如乙醇、甲醇)、醛类(乙醛)、羧酸类(醋酸)等物质外,大多数物质都具有带电性。在化工生产中,固体构质大面积摩擦,易燃可燃液体的流动,可烧粉尘的飞扬,液化气体的喷溅等都会产生静电。一般说,静电放电引起着火必须具备三个条件:(1)必须具备可燃物和助燃物或是爆炸性混合物;(2)必须具备电晕和火花放电的条件;(3)电晕或火花放电的能量必须等于或大于可燃物的最小点火能量。因此,了解静电对化工的危害及其放电引起着火的条件,对化工火灾调查和分析是十分必要的。分析方法:(1)要首先弄清着火物料是否具有带电性,具备什么条件能放电引起着火;(2)仔细勘查化工设备、容器等是否具有良好地接地装置,可通过测定电阻值进行验证是否符合规定要求;(3)查证物料投料、输送速度是否创造了产生静电的条件;(4)进行理论验证,计算该物质静电火花的能量是否等于或大于可燃物的最小点火能量。  六、分析人员操作情况   化工生产的安全与化工操作人员的业务技术和安全素质密切相关。从化工火灾发生的几率来看,操作人员执行制度不严,违章引起的火灾爆炸事故仍占有相当的比例。因此对生产中的火灾原因分析时,要查问有关化工生产的工艺、安全,操作规程等技术资料,弄清操作人员应如何正确操作,了解岗位操作人员是怎样执行规程和防火制度的,具体是怎样操作的,查清火灾发生是否与操作人员的操作有关。如有误操作和违章用火引起火灾,要及时提取有关物证。 七、综合分析   综合分析是对化工火灾调查进行综合技术研究与结论的过程。这是整个火灾事故分析工作的关键。一般火灾原因的调查,可能通过上述某个方面的分析会找出火灾原因,但对复杂的化工火灾事故,因涉及许多技术问题或课题,只有经过认真调查研究、模拟实验、理论推断、数字运算等综合分析,才能得到正确的结论。
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