一起化工企業(yè)靜電火災爆炸事故的調查與體會

■ 翟艷東

一起化工企業(yè)靜電火災爆炸事故的調查與體會

■ 翟艷東

通過對一起沿江化工企業(yè)火災爆炸事故的調查，排除可能的引火源，結合視頻監(jiān)控錄像和DCS自動化遠程控制系統(tǒng)數據分析，綜合認定事故原因為靜電火花引發(fā)，為火災事故調查人員認定類似事故提供一定的借鑒參考。

化工企業(yè)；火災爆炸；事故調查

0 引 言

近年來，隨著經濟社會的發(fā)展，化工企業(yè)火災爆炸事故屢有發(fā)生，在造成重大財產損失和人員傷亡的同時，也造成了一定的社會影響。化工企業(yè)火災爆炸事故通常現場破壞嚴重，勘驗難度大，起火部位和引火源認定困難，往往難以直接認定火災事故原因。

2016年11月17日，位于某市沿江化工集中區(qū)的某化工企業(yè)一生產車間三樓發(fā)生火災爆炸事故，造成2臺尾氣緩沖罐及連接管道等一起燒毀，直接經濟損失50余萬元。事故發(fā)生后，當地公安消防機構聯合長江航運公安機關派員立即趕赴現場，經過現場勘驗、調查詢問、調取視頻監(jiān)控錄像、DCS自動化遠程控制系統(tǒng)數據等，確定起火部位和起火點，排除了放火、自燃、吸煙、違章操作、電氣火災等可能，經綜合分析，認定事故原因是尾氣緩沖罐放空玻璃管道與水封塑料桶蓋發(fā)生摩擦，產生靜電火花引起水封桶內甲苯等爆炸性混合物的閃爆，繼而引發(fā)尾氣緩沖罐爆炸并引發(fā)生產車間火災。

1 現場勘驗情況

經現場勘驗（事故現場見圖1），生產車間為敞開式三層混凝土框架結構，車間大部分設備完好。車間三樓東側2只尾氣緩沖罐、連接管道及屋頂有明顯火燒痕跡，臨近的疏散樓梯間主要是煙熏痕跡；2臺尾氣緩沖罐底部連接管道均斷裂，北側一臺尾氣緩沖罐上部人孔炸飛；2臺尾氣緩沖罐附近的2只塑料水封桶基本燒毀，只剩桶底；玻璃管道炸裂碎片零散在樓面上，玻璃管道內表面有過火痕跡。

2 起火部位和起火點的認定

根據調取的現場視頻監(jiān)控錄像顯示，11月17日10:18時許，該車間三樓東側尾氣緩沖罐的北側中下部位在極短時間內先后發(fā)生兩次閃爆，約1 s后，尾氣緩沖罐發(fā)生爆炸并起火燃燒。通過現場勘驗和調查詢問，尾氣緩沖罐北側樓面上只有液封桶，根據車間操作人員描述，水封桶內水封曾經發(fā)生過被沖破的現象，存在爆炸性混合氣體氛圍?，F場勘驗尾氣緩沖罐北側沒有設備接口，綜合分析，起火點即為水封桶部位。

3 引火源的認定

3.1 排除引發(fā)火災的引火源

1）排除放火。根據車間監(jiān)控視頻錄像，起火時起火點附近沒有操作人員在現場。

2）排除雷擊。經氣象部門提供數據，起火當日小雨，但未出現打雷、閃電現象。

3）排除吸煙、違章動火作業(yè)。公司規(guī)定生產區(qū)不準吸煙，且車間員工不吸煙，起火點附近沒有動火作業(yè)。

4）排除物料自燃。事故時，天氣陰冷并下著小雨，溫度12 ℃左右，尾氣緩沖罐內物料非自燃物質，可以排除自燃的可能性。

5）排除電氣火災?，F場勘驗，起火點附近只有一只壓力遠傳變送器，沒有其它電氣設施或線路，根據調取的DCS監(jiān)控數據顯示，該遠傳壓力變送器在火災爆炸后仍在運行，故排除電氣火災的可能性。

3.2 確定引火源系靜電火花的分析

1）事故時，正處于秋季，天氣干燥，雖然下雨，相對濕度仍較低，易產生靜電。

2）現場勘驗表明，尾氣緩沖罐放空管道為石英玻璃材質，石英玻璃是由純二氧化硅經高溫熔融而成。常溫下，比電阻1016Ω·cm，絕緣性能特別好，是良好的非導體。水封桶為PE塑料材質，PE是非極性結晶聚合物，具有優(yōu)異的絕緣性能，體積電阻率大于1018Ω·cm。尾氣緩沖罐及其連接管道材質均是玻璃鋼材質，系統(tǒng)沒有靜電導除設施。

3）尾氣主要成分甲苯常溫下為液態(tài)，相對水密度為0.87，相對空氣密度3.14，閃點（閉杯）4.4 ℃，爆炸下限為1.2%，爆炸上限為7.0%，最小點火能2.5 mJ，最大爆炸壓力0.784 MPa。

4）尾氣主要成分甲苯和氯化氫均為非導電性介質，物料流動產生的靜電大量集聚在玻璃管道處。玻璃管道與PE桶蓋摩擦，接觸分離過程中，產生電勢差，因玻璃和PE桶蓋均為絕緣體，不可能一次性全部放電，但是多次間隙放電釋放的能量，具備靜電點火能的條件。

綜上分析，認定引火源為靜電火花引起。尾氣緩沖罐放空尾氣中含有甲苯等易燃易爆物料，甲苯在水封桶內富集，不溶于水并分層，上層為甲苯層，桶內上部空間存在甲苯與空氣形成的爆炸性混合氣體，放空玻璃管與水封塑料桶蓋板摩擦產生靜電，引爆水封桶上部甲苯與空氣爆炸性混合物產生第一次閃爆，第一次閃爆火焰引發(fā)玻璃管發(fā)生二次閃爆，二次閃爆火焰回火至尾氣緩沖罐內，造成罐內甲苯等爆炸性混合氣體的化學性爆炸。

4 事故調查的體會

1）玻璃管與塑料的摩擦，是本次事故產生靜電引發(fā)火災事故的直接原因。

2）該起事故中尾氣緩沖罐放空管道原設計沒有水封，企業(yè)自主改造增加水封，未按照水封技術規(guī)范要求制造，采用簡陋不可靠的水封桶。生產過程中，對于水封桶處存在爆炸性混合氣體氛圍這一常態(tài)安全隱患，沒有及時得到排查并引起足夠的重視。

3）事故中，尾氣緩沖罐及其連接管道均采用玻璃鋼材質、放空管道采用玻璃材質、水封桶材質為PE，均為絕緣體，系統(tǒng)靜電無法及時導除?；て髽I(yè)設備管道材質選用中，一般優(yōu)選鋼質，對于有腐蝕工況，可選用鋼襯材質，特殊工況必須選用塑料材質，也應選用可以良好導除靜電的改性塑料。企業(yè)應當安裝靜電導除設施，且必須保證系統(tǒng)的靜電導除設施處于完好狀態(tài)。

4）在認定起火部位以及引火源過程中，企業(yè)在車間安裝的監(jiān)控視頻及DCS自動化遠程控制系統(tǒng)，一方面提供了重要的佐證依據，同時也避免了事故現場有人值守造成傷亡。可以說，在化工企業(yè)重點崗位、危險部位推廣設置視頻監(jiān)控、DCS自動化遠程控制系統(tǒng)是有必要的，可以極大地減少事故造成的人員傷害。

5 結 語

沿江涉水區(qū)域，化工企業(yè)和危險化學品運輸船舶分布多，在危險化學品生產和運輸等環(huán)節(jié)中，靜電產生的原因很多，容易造成火災和爆炸等事故。

通過該起事故的調查和分析，對于化工建設項目，在設計、制造、生產過程中，必須對裝置、設備的靜電危害進行詳細的分析，制訂出有效的靜電防護及導除措施，確保消防安全。靜電火災事故一般難以通過火災現場特定的殘留物進行鑒定，該類火災事故原因調查應當在現場勘驗和調查訪問的基礎上，認定起火部位和起火點，采取間接排除法和靜電放電可能性分析，綜合認定得出結論。