一起氧气管道燃烧爆炸事故分析

2003年7月17日0：30，因管网压力高，调度 指令停两台1500m3／h氧压机。0：40操作工发现 “一万”制氧机恒压装置压力偏高，管网压力上涨较快，此时管网压力为2．4MPa，申请停5000m3／h 氧压机。0：56正当操作工准备停5000m3／h氧压机时，听见一声巨响，随后只见1500m3／h氧压机房后天空一片火红，并持续了几秒钟。事后发现，一条新增的连接新建16000m3／h制氧机与老空分系统的膨胀节被炸裂，被炸裂的膨胀节后面的20多米的氧气管道被烧黑并部分烧熔，同时周围的树及草被烧燃。操作人员赶紧关闭相应的阀门，组织扑火，才末使事态进一步扩大。

2 事故原因分析

事故发生后，公司立即组织国内制氧专家对现场进行查看和对事故管道、焊接处取样分析。

现场查看及取样分析情况：①管内存在氧化铁 皮、焊渣及阀门加工的残渣等杂质；②管内有锈 渣、水渍；③管道附件弯头、变径不符合规范要 求；④管托、管座设计不合理，使膨胀节产生径向 振动而损坏；⑤施工单位无施工资质。

引起氧气管道燃爆的原因有如下几个方面：

(1)施工质量问题是造成氧气管道燃爆的基本 原因。

①管内有氧化铁存在，熔融物剥落层内有铁 锈，说明管道酸洗不彻底；②管道有锈渣、水渍， 说明管道酸洗后没有进行钝化处理及安装完后较长 时间内未投运时没有进行充氮保护；③焊渣及阀门 加工的残渣存在，说明管道施工完后吹扫不干净。进行吹扫时阀门末拆除，阀门存在的死角吹扫不到。阀门不应参与吹扫，阀门应在拆除后单独处理，管道应用短管连接进行吹扫。

施工质量问题造成新安装的氧气管道内存在氧 化铁、锈渣、焊渣等残留异物，在氧气流动中成为 引火物。这些引火物的存在为本次氧气管道燃爆事 故提供了基本条件。

(2)管托、管座及管路走向设计不合理，使膨 胀节产生径向振动而损坏。

由于管托、管座及管路走向设计时没有充分考虑管道运行中径向振动或位移，当管内压力变化时，管道产生径向振动或位移，使膨胀节也产生径向振动而损坏。压力升高以后膨胀节就被压破，氧气外泄，形成高速气流。

当管网压力升到2．4MPa时膨胀节被冲破，氧 气外泄瞬时流速达到亚音速(约300m／s)，管内的 杂物在高速气流带动下与管道内壁发生强烈摩擦、 碰撞，使管道局部过热达到燃点而燃烧。有关资料 显示：氧气中混有氧化铁皮或焊渣，在弯管中的氧 气流速达到44m／s时，产生的高温能将管壁烧红； 杂质为焦炭颗粒、氧气流速为30m／s，杂质为无烟 煤、氧气流速为13m／s时，产生的高温能将管壁烧 红。因此当膨胀节破裂时，管道内的氧气流速大大 提高，致使施工中留在管道中的氧化铁、焊渣在高 纯氧中燃烧起来，钢管在纯氧中也燃熔。

(3)氧气管道设计缺少安全保证措施。

管路设计时未考虑在恒压调节阀前增加过滤器， 造成焊渣等杂物将调节阀卡死，不能及时调节恒压 阀后管网压力，使管网压力超过正常工作压力。