化工管道事故原理分析对策.docx

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时间：2021年x月x日
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化工管道事故原理分析及对策

化工管道同化工设备一样是化工生产装置中不可缺少的组成部分，起着把不同工艺功能的设备连接在一起的作用，在某些情况下，管道本身也同化工设备一样能完成某些化工过程，即“管道化生产”。由于化工管道布置纵横交错，种类繁多，被输送介质的性质多样，火灾爆炸事故发生率高。管道发生破裂爆炸事故，容易沿着管道系统扩展蔓延，使事故迅速扩大。因此，研究化工管道火灾爆炸事故的类型，预防和控制火灾爆炸事故发生，是实现化工安全生产的一项重要工作。
一、事故原理
从工程力学性质、燃烧、爆炸机理以及安全管理理论分析，引起化工管道火灾爆炸事故的原因主要有以下几个方面：
1、管道设计不合理，工艺设计缺陷，导致管道破裂。
2、材料缺陷、误用代材。
3、违章作业、操作失误。在停车检修或开车时，未对管道进行置换、或采用非惰性气体置换,检修时在管道上未装盲板，形成爆炸性混合气体，遇明火发生爆炸。
4、维护不周。主要是管道长期腐蚀或剧烈振动断裂而导致泄露；管道承受外部荷载过大致使管道破裂。
5、安全管理上的失误。没有切实贯彻执行有关安全法律、法规和化工管道技术规程、标准；化工管道的操作检修人员素质较差等。
6、反应异常、管道堵塞导致超温、超压。这与反应容器的操作失误或反应异常有关。
7、容易产生静电。在物料输送的过程中，粉体与管壁、粉体颗粒之间，液体与固体、液体与气体、液体与另一不相溶的液体之间，发生碰撞和磨擦，均可带上静电。
8、容易成为火灾蔓延的通道，而且还会使整个生产系统发生连锁反应，使事故迅速蔓延和扩大。在管道中传播的爆炸，一定条件下会发生由爆燃向爆轰的转变，对生产设备、厂房等建筑物造成更严重的破坏。
二、事故树分析
化工管道燃爆事故发生的各种原因的逻辑关系，可用图1所示的事故树进行分析。
从该事故树可以看出，引起化工管道燃爆的原因相当多而且关系复杂。为了更好分析各种原因在事故发生过程中的作用，现用最小割集及基本事件重要度进行分析如下：
1、用布尔代数化简法求最小割集

得到35个最小割集分别是:

2、根据最小割集求结构重要度
X2,X3,X9,X10,X11是单事件的最小割集，因此

X15次出现在只有两个事件的最小割集，而X4,X5,X6,X7,X8只出现过一次,因此

X1725次出现在有三个事件的最小割集,而X12,X13,X14,X15,X16,X18,X19,X20,X21,X22分别各有5次出现在有三个事件的最小割集,因此

用公式,比较

所以:

所以:

综上①②③④，结构重要度的顺序为：

3、结论分析
从以上分析可以看出，输送物料不当、阀门失灵、杂质积累、冷却介质中断、反应异常,这些原因是最重要的，其次是未及时发现管道破裂泄漏、动火作业、管道外围产生火花,最后是管道破裂泄漏和管道检修过程中形成爆炸混合物。也就是说，这些因素是化工管道事故发生的主要原因。不难看出,这些都与设计安装人员、操作检修人员和管理人员有直接的关系。因此，有效杜绝或减少化工管道燃爆事故，就必须从技术操作和安全管理两方面入手寻求对策。
三、防火防爆对策
1、化工管道选材、设计、加工合理
根据输送介质的性质、温度、压力和流量等因素正确选择管材，严格按照工艺设计要求设计，不可随意选用代材或误用。
2、遵守管道布置原则和安装原则
严格按照建筑设计防火规范及有关国家规范设计、布置、安装管道。
3、采取防腐措施
根据输送物料的腐蚀性选择耐腐蚀材料，如可采用铬钢，不锈钢或渗铝钢防硫化氢腐蚀；同时要采取合理的防腐措施，如涂层防腐、衬里防腐、电化学防腐、使用缓蚀剂防腐等。
4、消除管道残余应力
通过加强防护设施，可挠性设计，合理设置，加护栏或套管以及加强施工监督等方法预防外力冲击；采取设置减振装置，增加柔性设计等措施防止管道振动；采用增加管系可挠性，缓解热应力的热补偿方法减弱热应力的破坏作用；采用改变管道设置位置或支撑方式或强化基础设计的方法防止基础下沉。
5、安全操作
严格按照工艺要求控制物料的输送温度、压力、流速等；检修前后，应按规定进行管道盲板的抽堵工作；增设紧急停车连锁装置和空气总管防爆膜；及时清除管道内的污垢、沉淀等沉积物；同时要及时采取保温防冻措施。
6、加强防火检测
定期检测管道的泄漏和受损情况，防止管道系统出现跑冒滴漏现象；采取合理的管道布置和妥善的加固措施，以减轻对管道的干扰；停车检修和开车前应按规定进行管道的排气置换作业，检测合格后方可动火检修或开车；危险物料输送管道的周围杜绝各种火源。
7、采取防静电措施