空分冷箱珠光砂爆炸事故的原因分析和预防
作者：叶必楠　
来源：杭州深冷气体科技有限公司　点击：
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问题的提出
随着空分设备大型化，空分冷箱随之加大、升高，有的高达60余米。冷箱内充填的珠光砂容量随之增多，冷箱内珠光砂装卸的事故时有发生。
（1）1972年，连源钢厂在装珠光砂时，装珠光砂的人从装砂人孔掉入冷箱，经奋力抢救，但是，抢救出来的人已窒息死亡。
（2）1972年12月，鞍钢氧气厂在冷箱卸珠光砂时，珠光砂突然倾泄下来，其中1人被埋，抢救出来已窒息死亡。
（3）1984年4月，本钢氧气厂，抢修空分调阀的检修工，因被氮气窒息，后掉入珠光砂中死亡。
（4）1990年，某化工厂10000m3/n空分设备因漏液需停车检修。按正常操作规定进行排除液体、加温除，然后、卸珠光砂时，不是打开珠光砂卸砂专用孔，而是卸下冷箱最下部的检修用的冷箱人孔盖板，人孔板打开后没有多长时间，就听到一声巨响，珠光砂喷出约8m远，整只高40m的方冷箱变成圆冷箱，280号的工字钢、槽钢全部向外弯曲，鼓了出来。
（5）日，江西萍乡钢厂空分设备组织人员在扒珠光砂，另一台空分设备开着排放液氧，液氧随地沟汽化，由于电动机冒火花，引起爆炸，22人丧生。
（6）2001年某钢厂6000m3/h空分设备，液空进粗氩塔冷蒸发器调节阀严重漏液，大量液空进人冷箱内的珠光砂中。经停车、排液、加温后卸砂，从冷箱下部的珠光排放口卸砂，没有多久，一声巨响，板式冷箱顶盖全部掀开，方冷箱变成了圆冷箱。
（7）2005年10月，马钢2万m3/h空分设备冷箱内进行检修，冷箱中的珠光砂喷泄下来，造成1人死亡。
（8）日，西宁特钢6000m3/h空分塔漏液，卸沙检修中，突然喷沙，造成严重损坏，修理费损失120万元。
（9）日，水钢氧气厂3号空分设备在检修过程中，将塔内的珠光砂卸下来，突然“轰隆”一声，大量珠光砂劈头盖脸的喷射出来，27名在塔前装珠光砂的民工埋在砂堆中，经抢救20人命脱险，7名女工丧生。
（10）日，四川威远钢厂10000m3/h空分设备卸珠光砂中，突然喷砂，四周堆满珠光砂，在清点人数时，发现少1人，救出来时已死亡。
（11）2008年2月，江苏常州长宇实用气体有限公司3000m3/h液体空分设备在卸珠光砂时，突然发生爆炸，方冷箱变成圆冷箱，幸亏珠光砂喷出的方向在卸沙群的背面，未造成人员伤亡。
（12）日，江苏无锡新三洲特钢6000m3/h空分装置泄漏，外壳结霜，7月12日停车，12日当日排完液体，并进行了加温处理，7月15日在未确认冷箱内温度的情况下，未启用冷箱原有的卸砂孔，在旁边用气割刀切开了一个60×80×60㎝的U型口违规卸砂，7：30时发生大量珠光砂喷出，下塔、上塔、氩塔整体倒塌，造成11人被埋，其中3人死亡。直接损失近千万元。
上述的事故案例，充分告戒人们空分设备冷箱装卸珠光砂时存在的危险性，那么，造成装卸珠光砂危险的原因是什么？
发生空分冷箱珠光砂事故的可能的原因分析
2.1 介质隐藏的危险因素：
空分设备冷箱内充填的珠光砂，又名膨胀珠光岩，由玻璃质山岩经破碎及高温焙烧而成，呈圆珠松散颗粒，无毒、无味、不燃烧、不腐蚀。由于它具有极低的导热性和可靠的化学稳定性，有良好的充填流动性和极低的容重性；珠光砂粒度一般为0.05～1㎜,松散度45～80㎏/m3,由于珠光砂有优良绝热性能，广泛地应用于空分、制冷设备冷箱的绝热。但由于珠光砂很轻，易飞扬，粉末刺激喉头和眼鼻，很易吸入肺，引起咳嗽，人员落入其中，很快被淹没而窒息死亡。
2.2 在卸光砂过程中造成冷箱爆炸的原因综合起来有以下几种可能性：
空分塔内管道、容器泄漏，特别是低温液体的泄漏，使珠光砂中贮存了液体，未经彻底加温、汽化，卸沙时温度升高，流动速度很快，产生摩擦静电，导致液体急剧膨胀，气压升高，引起冷箱爆炸；
2.3 冷箱内珠砂加温不彻底的原因又存在以下几种可能：
2.3.1 空分塔冷箱珠光砂加温管通布置不合理或没有考虑整体珠光的加温；
a)空分塔冷箱总体设计时，只在珠光砂冷箱基础卸一个测温点，在冷箱底部四周设加温管，在容器底和主要液体未设加温管。有的空分塔只设污氮进冷箱充氮管，目的是控制冷箱内保持正压，防止防止大气吸入冷箱，使珠光砂变潮，在冷箱底部没有设珠光砂绝热层加温管道。
b)空分塔冷箱顶部没有设呼吸阀，或者顶部人孔布置不均匀，不能使加温气体均匀排出；
c)珠光砂层没有设置温度计，加温时充无法测定温度。
d)空分塔冷箱高度大于40m以上时，只有底层设卸沙孔，会引起卸砂时流动速度过快。
2.3.2 珠光砂加温方法不妥当：
a)加温时冷箱顶盖没有全部打开,使加温气体不能均匀的通过绝热层；
b)加温的时间不够，未加温到常温或接近常温。
2.3.3组织卸砂和参加卸砂的人员未经专业培训，由临时民工组织的包工头组织卸砂，只求卸砂速度快，把冷箱底部的人孔板打开或切开冷箱板违规卸砂。
2.3.4 冷箱内尚存珠光砂时，人员从冷箱底部进入冷箱，珠光砂结块层掉下伤。
2.3.5装卸珠光时缺少劳动保护措施，珠光砂充装口和各层平台人孔缺少安全防护栅网；
2.3.6装卸珠光砂时缺少有效的组织指挥人员和事故应急求援预案。
事故预防措施
从造成珠光砂冷箱爆炸和装卸珠光砂的人员伤亡事故可能的原因来看，有空分塔冷箱设计、安装、使用和管理上的问题，我们应从中吸取深刻的教训，并提出以下预防措施：
3.1 空分塔冷箱在设计上应采取的措施：
3.1.1 要充分考虑管道的热胀冷缩引起管道补偿问题，防止管道拉裂、拉断；
3.1.2 建设冷箱内的容器，管道是有可能产生液体部位的焊缝都要100%的无损探伤合格，必要时提高伤等级。
3.1.3 空分塔冷箱内低温管道、容器、连接尽可能采用焊接结构，尽可能避免法兰结构；
3.1.4 空分塔下塔座应设置基础，并用不锈钢制造支座和底脚螺钉，防止漏液时会使碳钢支座冻裂，使上下塔整体倒塌；
3.1.5 建议空分塔冷箱高度大于40m的应在20m左右设置珠光砂装卸口，装卸口不宜过大，也不宜过小，一般在0.3～0.4㎡。
3.1.6 空分塔冷箱顶盖应在四角和中间设600×600人孔，珠光砂加温时便于打开，使汽流均匀的通过珠光砂；
3.1.7 空分塔冷箱底部应装有供珠光砂加温的管道，有液体的容器，管道的下部应设置加温管道，便于漏液时，采用有效的加温措施。加温管道口径和小孔总面积应与加温液体的流量相适应。
3.1.8 空分塔冷箱底部、中部、上部的珠光砂层中设置有代表性的测温点；
3.1.9 在操作说明书上应增加珠光砂层加温的方法和合格的标准，装卸珠光砂的安全注意事项。
3.2 安装上预防措施：
3.2.1 确保安装质量，特别是液体管道必须制订施工方案，确保焊透和密封，在工艺确保不漏液、不漏气；
3.2.2 冷箱内管道焊接及探伤施工人员必须持证上岗，建立岗位责任制，每条焊缝都可以返踪；
3.2.3 冷箱内管道安装时要自然对中，严禁强接、硬扯，防止产生应力；
3.2.4 液体管道必须严格规定进行无损伤；
3.2.5 空分塔冷箱内气密性试验必须严格按规定试验，残漏率必须优于规定。
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