某炼油厂于1981年11月9日22点55分,805#汽油罐发生着火爆炸,经四小时扑救熄灭。该罐20003拱顶钢油罐,直径约15.8m,高度12.7m,罐上设有“称重式油罐计量仪”系统。事故前该罐于6日曾输出85#汽油29t。此后油料未有进出,是静止状态。当时罐内汽油178t,油高1.8m,计量仪采用常补气法,正常工作,当时气象情况为晴天,温度0-2℃ ,湿度51%,风速4m/s。
事故后有关单位组织力量进行了调查,对事故的原因作了讨论分析和试验,认为:
(1)可燃气体可能在爆炸浓度范围内。根据汽油的闪点较低以及透光孔盖未盖严甚至还在半开状态,故认为罐内及透光孔附近的可燃气均在爆炸浓度范围内。
(2)引燃火源。根据调查及事故现场环境条件分析,明火火源、电气火花及、雷电放电、高温表面基本均可排除,因此集中对静电火花进行试验分析。
(3)模拟试验(模拟试验是在结构相同的806#罐进行的)
②采用浮球法测量距计量仪补气用紫铜管水平距离约20cm处油面单位。在通气状态下油面电位+140V; ③将钟罩(计量仪配套设备放于罐底,上部密封的原铁桶直径330mm,高360mm)对地绝缘后测量钟罩带电电位最大为+190V,钟罩对地绝缘电阻为3.5×1010Ω,电容为517.21pF,则放电能量为0.0093mJ; ④测量"称重式油罐计量仪"使用的塑料管缆表面绝缘电阻。在相距20mm外皮电阻为1×1014Ω,缆芯相距20mm,电阻大于1×1013Ω; ⑤测量管缆内不通气,外部风吹情况下带电电位最高可达-2006V; ⑥测量管缆内通气状态带电电位。缆皮电位最大为-7480V;缆芯内最大为+15504V。
(1)由于“称重式油罐计量仪”,向油内钟罩通气,使气体与油及钟罩摩擦起电,使油面电位升高,而引起油面对紫铜管放电引燃的可能性可以基本排除。
理由:根据大量国内外实验资料介绍,油面直接对接地导体放电,而使油气引燃需油面电位在20kV以上。而我们在806#罐测到油面电位,最大只有+140V,远小于引燃油气的电位值。
(2)由于使用的“称重式油罐计量仪”没有固定接地线,又由于通气使塑料管,紫铜管和油摩擦使钟罩、紫铜管带电,在透光孔盖8孔处紫铜管对孔盖放电而引起油罐爆炸的可能性也基本可以排除。
理由:钟罩被抬起时的绝缘状态带电电位最大只有+190V,按其电容量计算,一旦与孔盖金属体发生放电,其能量最大也只有0.0093mJ,而油气最小点燃能量需0.2mJ以上,因此比其低20倍。又目前钟罩虽然没有固定接地线,但几次测量钟罩本身的自然接地电阻将(将805#油罐内钟罩放入806#油罐底部,用万用表测量钟罩对地电阻)均在8-250kΩ,所以其带电后也不会集聚超过上面测到的钟罩绝缘状态下的电位。
(3)塑料管带电引爆的可能性分析:由试验数据看到现场使用的塑料管外皮相距20mm的电阻为1×1014Ω以上,缆芯相距20mm的电阻大于1×1013Ω,二者均为高绝缘介质,极易带电。同时带电大小与空气的湿度、空气的流速及空气中的灰尘情况有关系。测试得到塑料外皮在风吹情况下带电高达-20060V,按照此数据其引燃危险性是很大的。从现场设备情况来看,在罐内、罐口附近均存在有塑料管外皮带电后对接地紫铜管放电的可能性。即透光孔盖三个孔眼中心距为50mm,两孔眼插入紫铜管。一孔眼用塑料管,插入罐内200-300mm。当有风吹时互相位置是变动的,间隙是不固定的,故无论罐内、罐外,随时有可能发生放电。
塑料管外部变脏后,一旦带电,其放电能量将比清洁的塑料管相同电位条件下放电能量大得多。
日本1978年出版的《静电安全指南》中规定,在油气环境下,塑料表面带电5kv为危险界限值,低于此电位值若能听到放电声也存在点燃危险。在现场测到的数据结果是,空气中吹风稍大一点时,塑料表面电位都大于5kv,因此都在危险界限以内。
国外还有资料(1971年第一次国际环境中的电气安全会)介绍:不同塑料管的管径,在己烷与空气混合比为2.8%爆炸浓度内,被塑料管壁的刷型放电引燃可能性的百分数实验结果是:当管径为5mm时点燃率为0,管径为6mm时点燃率为5%,管径为7mm时,点燃率猛升为65%。事故现场用塑料管直径为8mm,故点燃率将大于65%。
综合分析事故原因很可能是由于塑料管被风吹动而产生静电放电引起的爆炸事故。
(3)禁止使用塑料管爬上油罐,埋在地下使用可以。 |