化工企业静电火灾爆炸事故调查与体会

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近年来，随着经济社会的发展，化工企业火灾爆炸事故屡有发生，在造成重大财产损失和人员伤亡的同时，也造成了一定的社会影响。化工企业火灾爆炸事故通常现场破坏严重，勘验难度大，起火部位和引火源认定困难，往往难以直接认定火灾事故原因。2016年11月17日，位于某市沿江化工集中区的某化工企业一生产车间三楼发生火灾爆炸事故，造成2台尾气缓冲罐及连接管道等一起烧毁，直接经济损失50余万元。事故发生后，当地公安消防机构联合长江航运公安机关派员立即赶赴现场，经过现场勘验、调查询问、调取视频监控录像、DCS自动化远程控制系统数据等，确定起火部位和起火点，排除了放火、自燃、吸烟、违章操作、电气火灾等可能，经综合分析，认定事故原因是尾气缓冲罐放空玻璃管道与水封塑料桶盖发生摩擦，产生静电火花引起水封桶内甲苯等爆炸性混合物的闪爆，继而引发尾气缓冲罐爆炸并引发生产车间火灾。

1现场勘验情况

经现场勘验（事故现场见图1），生产车间为敞开式三层混凝土框架结构，车间大部分设备完好。车间三楼东侧2只尾气缓冲罐、连接管道及屋顶有明显火烧痕迹，临近的疏散楼梯间主要是烟熏痕迹；2台尾气缓冲罐底部连接管道均断裂，北侧一台尾气缓冲罐上部人孔炸飞；2台尾气缓冲罐附近的2只塑料水封桶基本烧毁，只剩桶底；玻璃管道炸裂碎片零散在楼面上，玻璃管道内表面有过火痕迹。

2起火部位和起火点的认定

根据调取的现场视频监控录像显示，11月17日10:18时许，该车间三楼东侧尾气缓冲罐的北侧中下部位在极短时间内先后发生两次闪爆，约1s后，尾气缓冲罐发生爆炸并起火燃烧。通过现场勘验和调查询问，尾气缓冲罐北侧楼面上只有液封桶，根据车间操作人员描述，水封桶内水封曾经发生过被冲破的现象，存在爆炸性混合气体氛围。现场勘验尾气缓冲罐北侧没有设备接口，综合分析，起火点即为水封桶部位。

3引火源的认定

3.1排除引发火灾的引火源

1）排除放火。根据车间监控视频录像，起火时起火点附近没有操作人员在现场。2）排除雷击。经气象部门提供数据，起火当日小雨，但未出现打雷、闪电现象。3）排除吸烟、违章动火作业。公司规定生产区不准吸烟，且车间员工不吸烟，起火点附近没有动火作业。4）排除物料自燃。事故时，天气阴冷并下着小雨，温度12℃左右，尾气缓冲罐内物料非自燃物质，可以排除自燃的可能性。5）排除电气火灾。现场勘验，起火点附近只有一只压力远传变送器，没有其它电气设施或线路，根据调取的DCS监控数据显示，该远传压力变送器在火灾爆炸后仍在运行，故排除电气火灾的可能性。

3.2确定引火源系静电火花的分析

1）事故时，正处于秋季，天气干燥，虽然下雨，相对湿度仍较低，易产生静电。2）现场勘验表明，尾气缓冲罐放空管道为石英玻璃材质，石英玻璃是由纯二氧化硅经高温熔融而成。常温下，比电阻1016Ω•cm，绝缘性能特别好，是良好的非导体。水封桶为PE塑料材质，PE是非极性结晶聚合物，具有优异的绝缘性能，体积电阻率大于1018Ω•cm。尾气缓冲罐及其连接管道材质均是玻璃钢材质，系统没有静电导除设施。3）尾气主要成分甲苯常温下为液态，相对水密度为0.87，相对空气密度3.14，闪点（闭杯）4.4℃，爆炸下限为1.2%，爆炸上限为7.0%，最小点火能2.5mJ，最大爆炸压力0.784MPa。4）尾气主要成分甲苯和氯化氢均为非导电性介质，物料流动产生的静电大量集聚在玻璃管道处。玻璃管道与PE桶盖摩擦，接触分离过程中，产生电势差，因玻璃和PE桶盖均为绝缘体，不可能一次性全部放电，但是多次间隙放电释放的能量，具备静电点火能的条件。综上分析，认定引火源为静电火花引起。尾气缓冲罐放空尾气中含有甲苯等易燃易爆物料，甲苯在水封桶内富集，不溶于水并分层，上层为甲苯层，桶内上部空间存在甲苯与空气形成的爆炸性混合气体，放空玻璃管与水封塑料桶盖板摩擦产生静电，引爆水封桶上部甲苯与空气爆炸性混合物产生第一次闪爆，第一次闪爆火焰引发玻璃管发生二次闪爆，二次闪爆火焰回火至尾气缓冲罐内，造成罐内甲苯等爆炸性混合气体的化学性爆炸。

4事故调查的体会

1）玻璃管与塑料的摩擦，是本次事故产生静电引发火灾事故的直接原因。2）该起事故中尾气缓冲罐放空管道原设计没有水封，企业自主改造增加水封，未按照水封技术规范要求制造，采用简陋不可靠的水封桶。生产过程中，对于水封桶处存在爆炸性混合气体氛围这一常态安全隐患，没有及时得到排查并引起足够的重视。3）事故中，尾气缓冲罐及其连接管道均采用玻璃钢材质、放空管道采用玻璃材质、水封桶材质为PE，均为绝缘体，系统静电无法及时导除。化工企业设备管道材质选用中，一般优选钢质，对于有腐蚀工况，可选用钢衬材质，特殊工况必须选用塑料材质，也应选用可以良好导除静电的改性塑料。企业应当安装静电导除设施，且必须保证系统的静电导除设施处于完好状态。4）在认定起火部位以及引火源过程中，企业在车间安装的监控视频及DCS自动化远程控制系统，一方面提供了重要的佐证依据，同时也避免了事故现场有人值守造成伤亡。可以说，在化工企业重点岗位、危险部位推广设置视频监控、DCS自动化远程控制系统是有必要的，可以极大地减少事故造成的人员伤害。

5结语

沿江涉水区域，化工企业和危险化学品运输船舶分布多，在危险化学品生产和运输等环节中，静电产生的原因很多，容易造成火灾和爆炸等事故。通过该起事故的调查和分析，对于化工建设项目，在设计、制造、生产过程中，必须对装置、设备的静电危害进行详细的分析，制订出有效的静电防护及导除措施，确保消防安全。静电火灾事故一般难以通过火灾现场特定的残留物进行鉴定，该类火灾事故原因调查应当在现场勘验和调查访问的基础上，认定起火部位和起火点，采取间接排除法和静电放电可能性分析，综合认定得出结论。

作者:翟艳东