液氧充装的改进

从两起燃爆事故谈液氧汽化充装的改进

   某厂自采用液氧汽化充装(气)后，在7~8月间连续两次发生充装卡具高压软管燃爆事故。我们在浅析这两次事故的基础上，作了采用液氧汽化充装后的技术改进。

1 事故的经过

   其一：7月某日午后1时左右，医用氧气充装排靠东侧一组气瓶到压，操作工正在逐只关气瓶阀，见靠东南侧一瓶的瓶阀处有火花，没等这位操作工反应过来，突然一声响，顿时黑烟布满了充填间，充填卡具高压软管燃爆断裂。操作工躲闪及时，没有受到伤害。据当事人反映，燃爆高压软管的气瓶的气瓶阀没关严(当时表压为7~8MPa)。

    其二：8月某日午后3：50左右，工业氧充填排东侧一组气瓶到压，操作工正在逐瓶关瓶阀，突然听到嘭的一声，接着就是劈劈啪啪的响动，瞬时间满屋黑烟。一只气瓶充填卡具的高压软管燃爆断裂，并向正在关瓶阀的操作工前额和鼻梁子抽去，接着操作工又被气流冲倒。随后该气瓶在气体的反作用力的作用下，斜着向上朝南墙飞去，撞倒南墙后，气瓶嘴朝下又向北的水泥地面砸去，瓶阀被砸碎，并把水泥地面砸了一个坑。瓶阀砸碎后，由于受力不均，气瓶底部又向西墙下暖气片撞去，把暖气片的翅片砸下一块，这时瓶子才算停下来。当我们赶到现场时，气瓶在东南方向上平躺着，瓶口下瓶体1／3以上变成了黑褐色，而且非常烫手。凭经验体查，该瓶的全温至少也在120℃以上，操作工的前额、右脸、鼻梁子被抽肿了；高压软管燃爆；瓶阀砸碎；气瓶有颜色变化。

    50多年的制氧生产，很少出现高压软管燃爆事故，采用液氧汽化充装不久就出现这样的两次事故，令我们思考，液氧汽化充装与原氧压机充装，采用高压软管情况已不同了，必须作技术改进。

2 事故的浅析

    这两次事故是一个事故的重演，只是第二次事故比第一次更加严重，不能不引起我们的高度重视。

2．1 排空设施与操作的问题

    (1)没采用液氧汽化充装之前，每瓶到压关阀后管路内体通过排风(空)阀放出。改为液氧汽化充装之后，原准备排空设施与氧气袋连接，而后再经氧压机压人充装排，这是从避免氧气浪费的角度考虑的。但因种种原因没有连接上，造成排空设备不齐备，这是造成高压软管燃爆事故的原因之一。

    (2)原来充填时为保证压力，都是到压后，先关瓶阀，后关切换阀。改为液氧汽化充装后，由于操作上的习惯，仍按上述方法进行操作。瓶阀关闭有先后，有时关不严，有时忘关，再加上排空设施不健全，剩下一两瓶没有关或关不严，充填卡具的高压软管难以承受高热量高流量氧气的高压，这是造成事故的原因之二。

2．2 高压软管内壁的材质是橡胶，实属易燃品

    李鸿瑞同志在他“对现用充氧软管安全的一些看法”一文中指出： “橡胶软管绝对不能用于高压氧气的灌充。这是因为橡胶是极易燃烧的材料，在空气中用火柴一划就点着，在高压纯氧的条件下遇到细微火花(有如静电跳火)，便会瞬间燃起大火，甚至危及设备和人员的安全。”[1]我们深有同感，两次事故所燃爆的软管内壁都是橡胶材质。我们做了点燃试验，果真一点就着。究其原因，正如参考文献[2]所指出的， “高压高速的氧气在通过氧气瓶阀卡具和高压胶管内壁时，剧烈冲击摩擦钢丝网以及紫铜管内壁，从而放出强大的反应热。随温度升高，放出的热量急速增大，且瞬间发生的极高热量不易导出，高热高压高速气流与钢丝网产生打火作用，使卡具与高压胶管内壁纯氧摩擦起火，从而形成事故。”可燃物质在引爆能量——“三高” (高热、高速、高压简称“三高”，下同)气体作用下，燃爆高压软管是必然结果。

    采用液氧汽化充装后，在充填汇流排中，气体流速是原来的6倍，流经充填卡具高压软管的气体流速也是原来的3倍之多。原先制氧充气是间歇进行，而现在是连续4小时以上不间歇充气，两组换充间隔时间短。因此，高压软管的问题过去显得不突出，现在却到了非解决不可的程度。

    第二次事故之所以严重，是因为已燃烧的橡胶颗粒被“三高”气体压入瓶内，与高纯氧气作用，幸亏瓶阀砸碎，能量瞬间泄出；否则的话，氧瓶爆炸，后果更难以想象。

    总而言之，高压软管内壁是易燃晶——橡胶；又有助燃物——高纯度氧气；引爆能量——“三高”气体，三个燃爆条件都具备了，加上操作不当，发生上述两起事故是可想而知的。

3 技术上的改进

    我们综合引起事故的原因及相关因素，提出技术措施，进行相应改进，保证了充填安全和产品质量。

3．1 充分利用防爆墙，增设充填卡具接头，以降低流速

    (1)液氧汽化充装后，缩短了充填时间，气体的流速提高了3~6倍。汽化采用前是每组充填排5个充填卡具接头；汽化采用后，改为每组10个充填卡具接头，就是在这种情况下，发生两起事故。说明气体的流速仍然很高。为了保证充填安全，还要保证产品的数量和质量，液氧泵电机转速还不能低于800r／min，唯一可行的技术措施就是增加充填卡具接头，等压分流，使气流的流速降下来。

    (2)在组装、连接液氧汽化设备过程中，增设了防爆墙，但由于原切换阀和压力表等没有移设，所以这个防爆墙没有发挥很好的作用。这次为从根本上解决问题，在增设充填卡具接头的同时，我们将两组切换阀、压力表等移到防爆墙北侧，发挥了防爆墙的作用。

3．2 改用聚四氟乙烯高压金属软管

    撤掉原内壁是可燃物质的高压橡胶软管，改换上内壁是聚四氯乙烯的高压金属软管，杜绝可燃物质。虽然高压金属软管价格贵一些(高压金属软管每根180元左右，高压橡胶软管每根98元左右)，但具有耐老化、耐腐蚀、耐弯曲、保安全等优点。

3. 3 修订操作规程

    调整操作方法，修订操作规程，以法规形式确定，避免操作上的失误。从事故原因之一看，存在操作方法不当的问题，过去的规程中没有提到，这次我们把正确的操作加到“注意事项”中：“在排风装置不灵或无排风装置时，应按如下方法进行卸压操作：

   (1)气瓶充满到压后，先缓慢关闭该组切换阀；

   (2)关闭每只气瓶的瓶阀，做到关阀有顺序，不丢、不漏、不忘；

   (3)操作工3人及以上把好充填卡具；

   (4)工长与之应答后；

   (5)操作工同时松开3个充填卡具及以上，管内余气从卡具嘴中排出卸压，压力表指针为“0”为止。

   这样就能消除事故中的人为因素。

   我们采取了上述三项技术措施后，经过一年多的充装实践，取得了较好的效果：生产效率提高了17％；气流的平均流速降低了39．3％；安全状况良好，操作工增强了安全感，我们也如释重负。请看表1所列改进前后对照表。

表1  技术改进前后的对照表

   注:改进前投产两个月,平均每月一次燃爆事故:改进后安全状况良好,一年无事故,改进后液氧泵电机转速为800~900r/min.

    总之，通过对两起事故的浅析和我们的改进，使我们体会到：一项新技术，不管技术含量高低如何，决不能马虎从事，必须严肃认真对待，同时也必须老老实实地向内行的人们学习，积极总结经验与教训，这是我们应取的态度