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爆炸事故

八0五厂TDI生产线光气室“9.2”爆炸事故调查报告 

  1999年9月2日10时45分,中国兵器工业集团公司八0五厂TDI(四苯二异氰酸酯)生产线光气室发生爆炸事故,造成3人死亡、5人重伤、8人轻伤,直接经济损失达4821.8万元,属特别重大事故。

  这次发生爆炸事故的TDI生产线,是引进德国、日本技术于1990年建成投产的,至今已生产了6.6万余吨产品投放市场,填补了国家—项产品空白,为发展我国的聚氨酯工业发挥了重要作用。该生产线具有高投入、高产出、高风险、高技术含量的特点,生产过程中具有高温、高压、剧毒、强腐蚀的特点,对设备的材质、加工质量和操作工的技术水平要求都很高,我国引进的四条TDI生产线,只有八O五厂的形成了生产能力。这几年,八O五厂经济十分困难,对TDI生产线的设备更新、改造、修理投入不足,加上光化工序设备、仪表腐蚀严重,故障频繁,难以维持连续、稳定生产。因而,工厂千方百计筹集资金,今年开始实施TDI光化反应工序双线改造项目,以提高开工率,增加产量。不幸的是,在新工程即将竣工的时候,发生了这起爆炸事故。

    事故发生后,八O五厂各级领导立即赶到事故现场,采取果断措施组织现场抢险和救治伤员,迅速了解事故的初步情况,及时向上级主管单位和省市有关部门做了汇报,并召开紧急会议,进行安排和布置,确保职工情绪的稳定和其它生产线的正常生产。

    甘肃省委书记孙英、省长宋照肃委派韩修国副省长率领省、市有关部门负责同志于当晚21时赶到工厂,连夜察看事故现场,慰问伤员,对善后处理和事故调查做了明确指示;兵器工业集团公司副总经理蓝祖估、北方化学工业总公司总经理金长荣带领有关部门负责同志会同全国总工会的有关领导也先后赶到现场,对事故调查和复产重建工作提出了要求。

    按照国务院口998]第34号令发布的《特别重大事故调查程序暂行规定》,国防科工委以[1999]132函委托兵器工业集团公司组织此事故的调查工作。9月3日下午,中国兵器工业集团公司、北方化学工业总公司会同全国总工会、甘肃省劳动厅、经贸委、国防科工办、省总工会、白银市劳动局、公安局、中石化第五建设公司及八O五厂,共同组成“9·2”爆炸事故调查组。调查组下设现场取证组、技术组、综合组三个专业小组,从9月4日至9月12日对这起事故进行了全面调查。调查组本着尊重科学、实事求是和“三不放过”的原则,深人事故现场调查分析,查阅资料,找事故有关人员谈话取证,检查工厂安全管理规章制度及执行情况,取得了大量第一手资料。在此基础上,经过综合研究分析,查清了事故的经过,确定了事故的原点,分析了事故发生的原因,提出了事故教训和整改建议。现将事故调查报告汇报如下:

一、事故概况:

    1999年9月2日10时45分,TDI生产线在停产后光气室内发生了爆炸事故。光气室整体被炸毁,光气室墙体(为钢筋混凝土浇注)和室内被炸毁的框架、设备、管线向四周位移并倒塌,北墙整体向北移动50米后碰在电解装置混凝土管架立柱上折断后向南呈双层折叠倒塌;东墙和安全通道楼梯间五层整体向东倒塌,四层以下倒在紧靠TDI主控室西墙外,五层倒塌在主控室屋顶上,砸漏主控室屋顶;西墙被摧毁倒塌后将距一米之隔已完成75%工程量的新建TDI双线改造项目框架及设备全部推倒,倒塌物将西边30米处的冷冻站屋顶、北墙墙体及室内部分设备管线砸坏;南墙被摧毁后强大的冲击力使TDl400、500单元钢结构框架整体倾斜;光气室两扇铁门(各重500公斤)向北飞越过电解工房和11万伏变电所主控室的房顶,落在距光气室180米处11万伏变电所北面的谐波吸收工房,将墙体及台阶砸坏后反弹回来分别落在距谐波吸收工房5米和11米处道路上;爆炸飞散物向东、西、北方向呈扇形飞落,最远200米处有直径5~7cm的水泥块散落,重约30公斤的水泥块落在北侧150米处;距光气室周围200米范围内工房、办公楼等建筑物门窗上的玻璃大部分被震坏。

二、事故前的状态和事故经过

   按工厂既定安排,TDI生产线于8月31日18时停产,开始进行一年一度的大检修。当晚TDI装置就开始倒料、吹扫和光气破坏(消除其毒性)工作,到9月1日23时左右光气贮槽B220、B400中的液态光气已全部破坏完毕。为了保证光化系统的残存光气彻底被破坏,光气合成系统、光化系统继续进行吹扫,光气室内除K520甲苯系统在正常运行外,其它系统的设备已停止运行,工艺设备及管线均已倒空,且光气系统正在继续进行氮气吹扫。光气室外在按计划进行双线的安装施工工作。9月2日8时上班后,当班总工长王长领首先查看了交接班记录,了解当时的工艺状态。500单元甲苯系统及碱液系统在正常运行,400单元TDI再精馏及DEIP小循环在正常运行。9时30分左右,王长领派现场巡检工王俊章到光气室二楼关F400进口手动阀,以利用K410塔的氮气压力反吹W401--B401--K550系统,同时安排现场巡检工年金龙去光气室三楼打开氯气手动阀,以利用200单元的氮气反吹氯气管线至电解装置的氯气破坏系统。9时40分左右,二人完成操作都回到主控室,未发现异常现象。10时40分左右,王长领安排副工长党永辉去光气室三楼关闭氯气手动阀,准备停止氯气管线至电解装置的反吹。10时45分便发生了光气室的爆炸事故。经现场调查,判定党永辉尚未进入光气室事故就发生了,且爆炸时光气室内没有任何人。党永辉被爆燃的烈火严重烧伤,倒在距光气室25米的道路上,经医院抢救无效死亡。

    八O五厂TDI生产线光化合成工序双线改造是经上级主管部门审批立项的重点技术改造项目,自今年5月开始组织基建施工,至8月底已完成工程量的75%。9月2日上午事故发生前,在双线改造施工现场,中石化五建公司有6名职工在框架上吊钢管;河南防腐企业集团第十公司6名职工在24米层给设备包裹保温层;八O五厂热电厂3名职工在框架安装管线,其中焊工1名,管工2名,在24米层下方20米高度处动电焊,电焊机放在楼下,当天只有这台电焊机作业,且焊工在10时20分就停止了动焊,随后就下了框架,没有动用过气焊。在10时20分左右,在框架上干活的中石化五建公司职工闻到氯气味,在技安员王永昌的招呼下离开施工现场。同时,框架上和楼下的其他人也都闻到一种特殊难闻的气味,使人感到脸部发痒。这时,八O五厂现场监护人员曹龙海、明和新大喊框架上的人陕往下撤。最后离开施工现场的是保温工林玉亭、焊工朱彪、管工甘茂林、尹堂山和技安员王永昌,而杜玉亭和王永昌不幸在爆炸事故发生后被倒塌物砸死。

三、事故原因分析

    (一)爆炸物质的分析确定

   从爆炸事故现场特征可以判定,这次事故不是“点爆炸”,而是一次空间整体爆炸,即可燃气体与空气混合物充满光气室空间并达到爆炸极限浓度,在点火源的作用下发生的空间整体爆轰。可燃气体是什么呢?又是从哪里来的呢?经调查了解到:8月3.1日18时,工厂安排停产进行大检修工作,当晚TDI装置就开始了光气破坏、倒料及氮气吹扫光气系统等工作,至9月1日晚23时左右,系统中的液态光气已全部破坏完,光气室内除K520工艺甲苯系统在正常运行外,其它工艺设备及管线均倒空并处于氮气吹扫状态,光气室内唯一存在的易燃物料就是K520塔的工艺甲苯。经过查看当班工艺参数原始记录及有关资料,可以判定爆炸前K520塔内在塔釜甲苯液面以上的空间内均为甲苯蒸气(含少量气态光气),而光气室内设备及管线因腐蚀而泄漏的情况时有发生。根据爆炸现场人员回忆,9月2日10时40分左右闻到的难闻气味实际上就是甲苯和光气的混合气体。所以K520塔因腐蚀而泄漏甲苯蒸气的情况可以认定。

    (二)点火源分析

   由于爆炸现场破坏严重且爆炸后又引起大火,并燃烧一个多小时,因而现场查找点火源的物证非常困难,只能用“排除法”对可能的点火源进行分析判断;

    1.人为带入火种

   根据调查,爆炸时光气室内没有任何人,因此,可以排除人为带人火种的可能性。

    2.焊接明火或高温焊渣

   9月2日,双线改造新工程上虽然有电焊作业,但在10时20分已停止焊接,焊工因闻到氯气味而离开了施工现场。从此时到爆炸发生没有人动焊,因而不可能有焊接火花或,高温焊渣成为点火源。

    3.雷电 

    9月2日为晴天,没有风雨,可以排除雷电引发爆炸的可能性。

    4.杂散电流 

    据调查,①9月2日10时20分左右,现场动焊工作已经全部停止;②400单元新线工程框架的接地线、工艺管线、钢结构等均未与光气室连接;③光气室周围无大功率无线电发射台。因此,可以排除杂散电流的影响。

    5.化学起爆  

    因光气室内存在少量光气,光气遇到空气中的水份便生成盐酸,盐酸腐蚀钢铁会产生氢气,氢氧混合气体爆炸极限低,有自发火倾向,但根据计算盐酸腐蚀钢铁产生氢气的数量极微,可以排除其引发爆炸的可能性。

    6.电器短路 

    根据调查,光气室内电器线路存在腐蚀老化的情况,今年6月份,光气室内P400A泵因电缆腐蚀短路而无法运行,工厂只好将这条线路甩开不用,另设新线路;7月份,发现几个泵的接线端子相间绝缘电阻值大大下降,为5~6兆既而在室外的测量约为15~16兆欧。为此,工厂今年的大修计划中已安排了部分电器线路的更换。因此,电器设备及线路短路而引起点火爆炸的可能性很大。  

    7.可燃气体高速喷射点火

   甲苯蒸气从K520塔以较高压力向外喷射时,在喷射口处会因高速流动产生静电,静电的积累放电会成为引发事故的点火源。

    (三)爆炸的间接原因分析

    1.光气室设计缺陷  

    (1)光气室设计为密封式结构,负压工作环境,光气室内空气与外界空气的对流换气量小,经计算,光气室容积约4000m3,室内气体全部置换一次需要32分钟,如果光气室内发生一定量的可燃气体泄漏,在短时间内很难迅速排除。

    (2)密闭的光气室增加了其中的腐蚀性,光气室内的光气、氯气遇空气中的水蒸汽后会形成盐酸,它对设备、管道、电器线路、仪表等具有强腐蚀作用,并会形成腐蚀——泄漏——再腐蚀——再泄漏的恶性循环,使得设备管道、仪表、电器等使用寿命下降,故障频繁。

    2.安全管理上存在漏洞

    (1)八O五厂是国家“一五”期间投资建设的156个重点项目之—,是国内军品炸药产品品种最多、生产能力最大的企业。八十年代以来,由于国家军品生产能力调整,军品生产任务严重不足,使工厂逐步陷入非常困难的境地,至今八O五厂已累计亏损2.36亿元,拖欠职工工资、医疗费、离退休养老保险费等共计6450万元,欠缴水、电费2600万元,欠发职工7个月工资。工厂领导为了多生产一些TDI产品销售后为职工发工资,就在设备带病运转情况下组织生产。例如,从7月1日到8月31日,设备开开停停,修修补补,两个月才生产247吨产品(正常情况下每天生产50吨产品)。

    (2)由于资金短缺,设备、仪表和电器线路腐蚀、老化后,检修更新不及时。

    (3)对可燃性气体危险性和可能造成事故的认识不足,安全监测仪表没有处于完好运行状态。光气室内从国外引进的甲苯气体分析检测仪Q5005自1990年投产运行至今年3月份腐蚀损坏后,工厂虽已订货,但在等待更换期间没有采取有效的补救措施。

    (四)结论 

    “9·2”光气室爆炸事故的直接原因是光气室内K520甲苯解吸塔发生甲苯蒸气泄漏,使光气室内充满了达到爆炸极限的甲苯蒸气与空气的混合气体(甲苯在空气中的爆炸极限为1.27%~7%),由于光气室内电器线路短路或者甲苯蒸汽喷射产生静电火花,将该爆炸性混合气体点燃,使光气室内发生了整体爆炸事故。

四、事故性质

   这是一起因设计存在严重缺陷,安全管理存在漏洞而造成的责任事故。

   经调查,此次事故虽未发现直接违章指挥、违章操作、违反劳动纪律的情况,但由于光气室设计上的严重缺陷,造成了严重的腐蚀性和可燃气体聚集,为爆炸事故发生创造了物质基础。再加上从1999年7月3日至8月31日光气室内设备屡次发生泄漏故障,经多次抢修仍不能正常生产。同时工厂领导为了多生产一些产品销售后为职工补发7月份工资(约510万元)、偿还电费(260万元)和为大修购置零备件筹措资金(约700万元),就在设备不正常情况下仍然坚持生产,结果反而出了事故。由此可见,工厂在处理安全、生产与效益三者之间的关系时,没有把安全生产摆在首要位置。

五、事故责任和处理意见

   经调查,此次事故未发现有直接违章指挥、违章操作或违反劳动纪律的情况,但总厂和TDl分厂领导应对这起事故负有管理责任和领导责任。

    江泽民总书记教导我们:“任何企业都要努力提高经济效益,但首先要服从‘安全第一’的原则。”八O五厂领导没有认真领会和贯彻江总书记的这一指示,在处理生产、安全和效益的关系时没有把安全放在首要位置,为了多出产品、增加效益,不顾设备带病运转,勉强维持生产,终于因可燃气体大量泄露而导致事故发生。

    程起忠同志作为总厂厂长和安全生产第一责任人,本应对这次事故负领导责任,但考虑到程起忠同志自1997年12月来厂任职以来,一直为工厂的生存和发展奔波操劳,且事故发生前10天在办公室突发心肌梗塞,住院抢救,治疗期间曾发生心脏停跳情况,后转北京阜外医院治疗。根据医生意见,至今“9·2”爆炸事故仍未让他知道。鉴于此,调查组建议对其免于行政处分。

    张吉增同志,作为常务副厂长,在厂长外出和发病期间主持全面工作,对于这次经济损失巨大的爆炸事故负有领导责任,建议给予行政记过处分。

    贺宜平同志,作为分管生产、安全、设备的副厂长,在分厂领导反映TDI生产设备故障率高,请示是否提前停产时,没有果断采取停产措施和调整生产计划,对这起事故负有主要领导责任,建议给予行政记过处分。

    TDl分厂厂长王进军、分管生产和技术的副厂长李广、分管设备和安全的副厂长周方才,执行的是总厂安排的生产计划(有指标考核要求),在生产组织和设备管理中存在漏洞,对职工安全技术抓得不够,应对这起事故负有管理和领导责任,建议分别给予王进军、李广、周方才行政警告处分。

六、事故教训与建议

   经调查,八O五厂的各项安全生产管理制度比较完善,安全管理组织机构、管理网络基本健全,对生产安全工作有布置、有要求。TDl分厂管理人员对安全生产方面的具体要求和岗位职责是明确的,事故发生前,当班操作工是按工艺规程和岗位操作法进行操作的。在新建TDI双线改造施工中,八O五厂与各施工单位都能按施工合同要求落实安全责任,互相紧密配合,安全保证措施具体明确,没有发现违章现象。现场安全监护人员工作到位,在事故发生前出现异常气味的情况下,及时组织撤离现场施工人员,减少了伤亡。但是,“9·2”事故毕竟造成3人死亡和5人重伤以及几千万元的经济损失,教训极为深刻。为了避免类似事故的再次发生,切实加强安全生产管理,认真吸取事故教训,尽快进行复产建设,调查组建议:

    1.工厂各级领导都要牢固树立“安全第一,预防为主”的思想,认真落实各级人员的安全生产责任制,正确处理安全、生产、效益三者之间的关系,吸取工厂近年来连续发生事故的惨痛教训,加强安全生产综合管理。

    2.八O五厂TDI生产线自1990年投产以来,已产出TDI产品6.6万吨,改变了TDI产品单纯依赖进口的局面。这次爆炸事故只是毁坏了“光化反应”部分,而“造气”、“净化”、“电解”等装置未受影响,只要投资恢复“光化反应装置”,全线就能开动。因而我们建议这条生产线应尽快进行复产建设,使其早日投产。否则,八O五厂将更加困难,职工队伍难以稳定。建议工厂要尽快拿出复产建设方案,上级主管部门要及时上报国家,争取尽快立项和获得资金支持。

    3.TDI生产以来的几次事故都发生在密闭的光气室内。从技术原因分析这个密闭的光气室有设计缺陷,会给生产过程造成诸多不安全因素,因而建议在复产建设时不再设置密闭的光气室。

    4.工厂各级领导及职能部门要进一步提高对'rDI生产线安全生产管理重要性和复杂性的认识,切实加强领导,组织专门人员从工艺技术、设备、仪器、仪表、安全监测系统等方面进行研究论证,提高其本质安全化程度,为今后TDI生产线的连续、稳定、安全打好基础。

    5.TDI生产线工艺复杂,技术含量高,必须加强对TDI生产线的管理人员、技术人员和操作人员的培训,提高职工队伍的整体素质,使人员的配备与TDI生产技术复杂程度相适应。建立相应的激励与约束机制,保持一线技术骨干的相对稳定。

    6.工厂要研究TDI生产中物料介质对设备、管线、仪器、仪表强腐蚀的预防措施,尽量降低有毒有害、易燃易爆气体泄漏几率,加强现场管理,创造良好的安全生产条件,以发挥投资项目的经济效益。

    7.工厂要对“9·2”事故教训举一反三,抓好其它产品的安全生产工作,并努力开拓国内外市场,弥补事故造成的损失。
 


阜新发电有限责任公司“8.19”事故调查报告 
       
一、全厂概况

    阜新发电厂隶属辽宁省电力公司,始建于1936年,已有60多年建厂历史,是建国后国家“一五”期间156项重点工程之一。现全厂总装机容量为750MW,其中:中压25MW供热机组两台、50MW机组两台;高压50MW机组两台、100MW机组三台;超高压200MW机组一台。其中200MW机组是作为“以大代小”的技改工程建设的,机组产权归阜新发电有限责任公司,阜新发电厂只负责机组的运行,设备检修及生产管理,阜新发电厂将200MW机组编号为01号机组;

    阜新发电有限责任公司由三方股东共同出资建设,东北电力投资开发公司占89%股份;阜新太平电厂占6%股份;阜新市综合投资公司占5%股份。公司依据《公司法》设立董事会、监事会,总经理负责公司的经营。

二、事故机组概况

   阜新发电厂01号汽轮机CCl40/N200--12.7/535/535型超高压一次中间再热两段抽汽凝汽式机组,由哈尔滨汽轮机厂制造,出厂日期1996年,出厂编号72N9;发电机型号QFSN--200--2,出厂编号3--60237,出厂日期为1995年10月,由哈尔滨电机厂制造;锅炉型号为HG  670/13.7--YMI6,出厂编号2339,出厂日期1995年3月,由哈尔滨锅炉厂制造。

    该机组1996年3月安装,1996年11月2日首次并网发电,同年12月18日正式移交生产。到8月19日事故时止,累计运行15151小时,发电量27.06亿千瓦时。

三、事故经过

   1999年8月19日0时20分,运行五值接班,机组负荷为155MW运行;0时30分,值长令加负荷到165MW;1时整,值长令加负荷到170MW,主蒸汽压力为12.6MPa,主蒸汽温度535℃,蒸汽流量536.9吨/时。

    47分30秒,“高、中压主汽门关闭”、“抽汽逆止门关闭”光字牌报警,监盘司机喊“机跳了”。47分32秒,交流、直流润滑油泵联动良好。47分37秒,发电机出口开关5532跳闸,有功负荷到“0”,6KV厂用电备用电源联动成功。

    值长来电话向单元长询问情况,单元长告:“01号机、发电机跳闸。”值长当即告:“立即查明保护动作情况,对设备详细检查,有问题向我汇报。”单元长令:“汽机、电气人员检查保护及设备情况。”司机助手到保护盘检查本特利保护,回来后向单元长汇报:“没有发现异常。”汽机班长检查完设备汇报单元长说:“设备检查没问题。”电气班长确认后汇报:“发电机跳,6KV厂用正常联动备用电源,电气保护无动作,只有‘热工保护动作’光字牌来信号。”

    单元长向值长汇报:“检查保护和设备都没发现问题。”值长告:“如无异常,可以恢复。”随即单元长告汽机班长:“汽机挂闸,保持机3000转/分。”汽机班长到就地机头处操作,手摇同步器由30mm退至到“0”位,同时令司机助手去检查设备情况,助手回来后汇报:“机组检查正常,主轴在转动中。”这时班长操作同步器增加行程时发现高、中压主汽门来开,告助手去复归“热工保护动作自保持复归按钮”,当检查就地压力表立盘时发现调速油压很低,对从控制室返回来的助手说:“把调速油泵转起来。”

    调速油压恢复后,汽机班长到机头再次挂闸,逐步增加同步器行程,高、中压主汽门开启,行程达8mm时回到主控制室,准备用电调升速,设定目标转速3000r/min,升速率为300r/min/min,按进行键,此时转速实际值未能跟踪目标值,同时“高、中压主汽门关闭”信号光字牌亮,汽机班长根据经验分析认为电调不正常,向单元长汇报,并请示切液调运行,单元长同意。

    汽机班长到机头处将同步器退到“0”位,通知司机将电调切为液调运行,挂闸后同步器行程为8mm时,高压主汽门已开启,达Ⅱmln时,转速表显示100r/min左右,1时56分30秒,当准备检查调速汽门开度时,听到主汽门关闭声,同时一声巨响,发电机后部着火,机组严重损坏。

四、设备损坏情况

    1.轴系

    (1)轴系断为11段,10个断裂面,其中5处为轴断裂,4处为对轮螺栓断裂,1处为齿型联轴器失效。

    (2)中压转子电侧轴端在轴封R角处断裂,断轴长约1.8m,飞出距离11m。

    (3)低压转子机侧轴端在轴颈与油挡过渡处断裂,断轴长约lm。发电机机侧轴端在轴颈处断裂,断轴长约1.5m。飞落约35m远。

    (4)中、低压转子半挠性波纹联轴器两端断裂并成碎块。

    (5)主油泵与主轴间齿型联轴器内、外齿损坏失效脱开。

    (6)低压转子与发电机间、发电机与励磁机间对轮螺栓断裂。

    2.轴瓦

    (1)3、4瓦瓦体、瓦盖打坏,轴承箱上部破裂移位。

    (2)5、6瓦瓦体、瓦盖,轴承箱全部损坏。

    (4)励磁机前瓦损坏,后瓦瓦盖损坏,瓦体损坏。

    3.隔板、叶轮及叶片

    (1)高压缸叶顶汽封磨损,隔板和轴端汽封严重磨损。

    (2)中压缸第21级叶片复环局部脱落,第22级全级叶片叶顶磨损约lOmm。

    (3)低压缸转子27级叶片距叶顶断掉约200mm,32级叶片有27片距叶型底部15mm处断。
 
    4.主、辅设备

    (1)高、中缸猫爪横销翘起,立销不同程度损坏,缸体位移。

    (2)低压缸逆流侧上缸左侧破裂为IOOX300mm的孔洞,排汽缸上缸右侧破裂约为300×700mm的孔洞,下缸右侧中分面下部破裂约为1000X1000mm孔洞。

    (3)低压缸顺流侧下缸左侧破裂约为150X300mm孔洞。

    (5)中、低压缸导汽管机侧左部被击穿约300X1000mm的孔洞,中部右侧断裂约1000mm,电侧左部被击穿约为300 X1000mm的孔洞。

    (6)盘车装置损坏,定子线圈飞出A排墙外,齿形圈飞出约25m。

    (7)中压调速汽门操纵座折断倾倒。

    经评估,事故造成的经济损失为1246万元。 

五、事故原因分析 

    1.齿型联轴器失效是事故的起因。

    齿型联轴器由左、右外齿轴套和左、右内齿套筒构成。1998年5月25日,阜新发电厂01号机组大修时发现,主油泵齿型联轴器外齿的齿宽磨损严重,于是更换了该齿型联轴器。具体的定货渠道是:1998年4月15日,阜新发电厂供应处(即阜新发电物资供销公司)同黑龙江省龙电开发有限公司(以下简称龙电公司)签订了二十万千瓦汽轮机配件加工合同。龙电公司将阜新发电厂二十万千瓦汽轮机配件委托给哈尔滨汽轮机厂辅机工业总公司(以下简称辅机公司)加工。龙电公司隶属黑龙江省机械厅,注册资本六十万元,系有限责任公司,近几年为东北电网及全国电力系统提供过配套服务。据了解,辅机公司隶属于哈尔滨汽轮机厂,该公司具备发电设备加工制造资格,经东北电业管理局审查被确定为东北电业管理局物资入网企业。辅机公司向阜新发电厂提供的齿型联轴器到货时附有合格证和材质单。

    根据中国科学院金属研究所对齿型联轴器材质的检测:左、右内齿和左外齿材料为38CrMoAl,基体热处理和表面渗氮处理均不合格,齿表面渗氮缺陷严重超标;右外齿错用材料为32Cr3MoV,使右内、外齿材料不相匹配,是齿型联轴器低寿命失效的主要原因。结构设计造成的润滑不良,加速了齿型联轴器的低寿命失效。此外,齿型联轴器装配的实际尺寸与图纸有偏差,可能使内外齿更易磨损。

    齿型联轴器的失效,在运行中造成主油泵小轴与汽轮机主轴脱开,主油泵停止工作,转速失去监测、调节系统失控。

   
2.几种因素偶合的特殊工况致使低压缸铸铁隔板在压力波冲击作用下碎裂是轴系损坏的主要原因。

    由于主油泵不能工作,调速油压低、中压主汽门前压力高、转速失去监测、调节系统失控等条件的偶合,导致机组启动时中压汽门迟后于高压汽门而突然全开的特殊工况。根据清华大学应用振荡流体力学原理的计算结果:在中、低压缸瞬时进入300t/h——600t/h蒸气所产生的压力波冲击下,低压各级隔板级间最大压差均为设计压差的10倍以上。    通过对低压铸铁隔铁破坏性试验结果表明,导叶屈服时的加载力约为设计压差的6.5倍;隔板损坏时的加载力约为设计压差的10倍,试验与计算结果相一致。

    因此,低压缸铸铁隔板的碎裂损坏,使静、动部件严重碰磨,机组发生强烈振动,是转子断裂、轴系破坏的主要原因。

    3.运行人员缺乏正确的判断能力,是偶发中压缸瞬时进人大量蒸气特殊工况的主要原因之—。
齿型联轴器的失效,导致转速失去监测、调节系统失控,中压缸瞬时进入大量蒸气特殊工况,这种情况在国内从未发生过,现场运行人员对此缺乏正确的判断能力,对转速表的异常指示没能做出全面的综合分析,运行人员认为“无异常”,仍按正常操作程序进行起动,是发生中、低压缸瞬时进入大量蒸汽特殊工况的条件之—。

六、事故性质和责任分析

    1.齿型联轴器的失效是事故的起因。由于齿型联轴器质量低劣,材料处理工艺不合格及错用,导致齿牙严重磨损、折断、变形损伤,造成齿型联轴器低寿命失效,使主油泵轴与汽轮机主轴脱开,导致发电机跳闸、机组甩负荷、转速失去监测、调节系统失控。因而制造厂家哈尔滨市汽轮机辅机工业总公司对此负主要责任。

    2.阜新发电有限责任公司对齿型联轴器的失效,导致转速失去监测、调节系统失控未能做出正确判断,对机组的再次启动应负直接责任。阜新发电有限责任公司,厂、分厂、生技处、安监处、值长组等相关领导应负领导责任;当班值长、单元长、汽机班长、汽机司机对启动应分别负指挥、操作的直接责任。

    3.设计、制造、运行单位对这种特殊工况的产生条件研究不够,未能在现有技术水平上加以避免,从而发生隔板损坏、进而导致轴系破坏的严重后果,应承担一定的责任。

    事故性质:阜新发电有限公司“8·19”轴系损坏事故是—起由设备质量、技术等综合原因偶合引发的重大责任事故。

七、暴露问题  

    1.通过实际测量、解剖检查等表明,低压缸隔板大部分导叶插入深度不够或浇铸接合不好,尤为突出的是浇铸的静叶销钉充满度不好,降低了导叶与隔板和外环的连接强度,在事故中使导叶从叶根或叶顶处

    2.中压转子表面存在加工缺陷和早期裂纹,导致应力集中,材料的抗疲劳能力及寿命大幅度降低,在机组异常工况下极易损坏,存在隐患。

    3.汽机运行规程不严密。对齿形联轴器损坏脱开,导致转速失去监测、调节系统失控,从现象到判断处理,没有明确规定,使运行人员只能凭个人分析去处理。

    4.培训工作不扎实,没有突出岗位培训的特点,缺乏相应的专业技术内容。造成运行

八、防范措施

    1.齿型联轴器是汽轮机极为重要的部件,其磨损现象在国内较为普遍,对其设计、制造质量必须高度重视。要认真总结设计中的问题,严格控制制造、加工质量;应有防止内齿套筒相对位移过大的措施,进一步改善齿的润滑状况;严禁错用材料、严格规范材料的处理工艺。确保齿型联轴器使用的安全性、可靠性。

    2.加强备品配件的质量管理工作。按标准认真检验各项指标,严把备品配件及设备质量关,防止不合格的备品备件进厂,进而保证备品备件的安全可靠性。

    3.铸铁隔板在国产200MW机组上被广泛使用,其制造、加21232艺要求较高,尤其是导叶的插人深度、浇铸结合的程度以及设计的型线等,一般较难控制,在正常运行中虽未发生过大的问题,但在异常工况下极易损坏,为提高运行的安全性和经济性,建议今后制造厂在新制机组时考虑将铸铁隔板改为焊接隔板,以提高抗冲击能力。

    4.加强技术培训,提高人员素质。人员素质与生产和技术的发展水平不相适应是普遍现象,尤其是青工较多、经验不足的现状。要加强人员的岗位技术培训,建立严格的技术考核制度,提高运行人员对一般事故和特殊事故的判断、应变能力和水平。

    5.加强技术管理、杜绝事故隐患。设备的健康水平是保证机组安全运行的先决条件,无论划、缺陷均要查明原因,及时消除,决不可放过。要对200MW机组的齿形联轴器进行一次全面的检查,发现问题及时处理。按规定认真完成金属监督要求,对汽轮发电机转子进行金属检查。

    6.完善运行规程。对现有200MW机组的运行、检修规程进行全面的审查,结合设备、系统的实际情况加以充实完善。如主油泵标高、低油压保护联动值、再热器压力的控制要求等,应进行深入研究,纳入规程。要针对电、液并存调节系统易发生的故障,编进运行规程的事故处理章节,以使运行、检修人员操作有章法、判断有依据。

    7.就地增设在主轴侧取信号源的转速表,便于运行人员在冲转升速及事故处理过程的对照和分析。
 
 
乌鲁木齐石油化工总厂热电厂3号汽轮发电机组“2.25”特别重大事故详细原因分析 
      
一、事故经过

    1999年2月25日,乌石化热电厂汽机车间主任薛良、副主任顾宗军与汽机车间15名工人当班,其中3号汽机组由司机曹磊、副司机黄汉添和马新俊值班。

   凌晨1时37分48秒,3号发电机——变压器组发生污闪,使3号发电机组跳闸,3号机组电功率从41MW甩到零。汽轮机抽汽逆止阀水压联锁保护动作,各段抽汽逆止阀关闭。转速飞升到3159r/min后下降。曹磊令黄汉添到现场确认自动主汽门是否关闭,并确认转速。后又令马新俊启动交流润滑油泵检查。薛良赶到3号机机头,看到黄汉添在调整同步器。薛良检查机组振动正常,自动主汽门和调速汽门关闭,转速2960r/min,认为是污闪造成机组甩负荷,就命令黄汉添复位调压器,自己去复位同步器。由办公室赶至3号机控制室的顾宗军,在看到3号控制屏光字牌后(3号机控制盘上光字牌显示“发电机差动保护动作”和“自动主汽门关闭”),向曹磊询问有关情况,同意维持空转、开启主汽门,并将汽机热工联锁保护总开关切至“退除”位置。随后顾宗军又赶到3号机机头,看到黄汉添正在退中压调压器,就令黄汉添去复位低压调压器,自己则复位中压调压器。黄汉添在复位低压调压器时,出现机组加速,机头颤动,汽轮机声音越来越大等异常情况(事后调查证实是由于低压抽汽逆止阀不起作用,造成外管网蒸汽倒流引起汽轮机超速的)。薛良看到机组转速上升到3300r/min时,立即手打危急遮断器按钮,关闭自动主汽门,同时将同步器复位,但机组转速仍继续上升。薛良和马新俊又数次手打危急遮断器按钮,但转速依然飞速上升,在转速达到3800r/min时,薛良下令撤离,马新俊在撤退中,看见的转速为4500r/min  。
   
    约1时40分左右,3号机组发生超速飞车。随即—声巨响,机组中部有物体飞出,保温棉渣四处散落,汽机下方及冷油器处起火。乌石化和热电厂领导迅速赶至现场组织事故抢险,并采取紧急措施对热电厂的运行设备和系统进行隔离。于凌晨4:20将火扑灭,此时,汽轮机本体仍继续向外喷出大量蒸汽,当将1.27MPa抽汽外网的电动门关闭后,蒸汽喷射随即停止。

二、事故原因

    (一)1.27MPa抽汽逆止阀阀碟铰制孔螺栓断裂使阀碟脱落,抽汽逆止阀无法关闭,是机组超速飞车的主要直接原因。

    (二)运行人员在发电机差动保护动作后,应先关闭抽汽电动门后解列调压器,但依据制造厂资料编制的规程有关条款模糊不清,未明确上述操作的先后顺序,造成关闭抽汽电动门和解列调压器的无序操作,是机组超速飞车的次要直接原因。    
 
    (三)在事故处理中,司机曹磊在关闭抽汽电动门时没有确认阀门关闭情况,低压抽汽系统实际处于开启状态,使之与阀碟脱落的低压蒸汽逆止阀形成通道,是1.27MPa抽汽倒流飞车的间接原因。

三、事故原因分析
  
    为分析原因,调查组反复多次进行了以下工作:1、现场观测、取证;2、查阅和分析原始记录、数据和资料;3.对事故当事人进行询问和笔录;4.解体设备;5.对关键设备和电汽机热工保护系统进行试验和测试;6。综合分析讨论。结果如下: 

    (一)通过对事故当事人的调查表明,3号机超速飞车是发生在复位低压调压器时。根据对1.27MPa抽汽逆止阀解体检查和鉴定结果证实:抽汽逆止阀铰制孔螺栓断裂,阀碟脱落,致使该逆止阀无法关闭。证实3号机超速飞车是由于逆止阀无法关闭,造成1.27MPa蒸汽倒汽引起。

    1.机组在保护动作后,自动主汽门、调速汽门关闭,转速升到3159r/rain后,最低转速降至2827r/min,历时约3分钟,这说明自动主汽门、调速汽门是严密的,该柳调节系统动作正常。   

    2.发电机差动保护动作,机组转速上升到3159r/min,后降至最低时2827r/min;机组挂闸,开启自动主汽门,此时同步器在15.6mm,高压调速汽门没有开启,解列调压器,转速飞升到3300r/min;打闸后,自动主汽门关闭,转速仍继续上升,最后可视转速为4500r/min;经现场确认:自动主汽门和高压调速汽门关闭严密。说明主汽系统对机组超速没有影响。

    3.通过现场设备解体检查确定:4.02MPa抽汽逆止阀严密。4.02MPa蒸汽无法通过中压抽汽管道返汽至汽轮机。其它各段抽汽逆止阀经检查和鉴定均关闭严密。
(二)运行人员在发电机差动保护动作自动主汽门关闭后,未先确认抽汽电动门关闭就解列调压器,中压调速汽门和低压旋转隔板开启,因低压抽汽逆止阀无法关闭,致使1.27MPa抽汽倒汽至低压缸中造成机组超速飞车。

    1.乌石化热电厂标准化委员会发布的((CC50--8.83/4.02/1.27型汽轮机运行规程》规定,发电机差动保护动作,发电机故障跳闸和汽轮机保护动作时,应依照7.12款7.12.2条执行,按故障停机处理。故障停机处理步骤依照7.1.3款执行。该7.1.3.7规定:停止调整抽汽,关闭供汽门,解到列、低调压器。

    2.乌石化热电厂标准化委员会发布的((CC50--8.83/4.02/1.27型汽轮机启动运行规程》规定,汽轮发电机组负荷甩到零以后,调节系统不能维持空负荷运行,危急遮断器动作时,应依照7.10.1款7.10.1.2条中d项执行,解列中、低压调压器、关闭供汽门。此时,汽轮发电机组的状况与发电机差动保护动作后汽轮发电机组的状况完全相同,但((CC50--8.83/4.02/1.27型汽轮机运行规程》中的处理规程却与之相抵触.

    3.哈尔滨汽轮机有限责任公司为乌石化热电厂提供的((CC50--8.83/4.02/1.27型汽轮机运行维护说明书//112.003.SM》,对关闭供热门和解列中、低压调压器这两项操作的顺序未做出说明。

    4.当发电机差动保护动作、发电机出口油开关跳闸时,电磁解脱阀动作,危急遮断滑阀动作,泄去自动关闭器油,自动主汽门关闭。综合滑阀NO.1下一次脉动油泄去,增大高、中、低压油动机错油门下三路二次脉动油的泄油口。同时,由于发电机出口油开关跳闸,超速限制滑阀动作,直接泄去高、中、低压油动机错油门下三路二次脉动油使高、中、低压油动机加速关闭,以防止甩负荷时机组动态超速过大,使机组能可靠地维持空转。超速限制滑阀动作约三秒后自动恢复原位。与此同时,调压器切除阀也接受油开关跳闸信号而动作,泄去NO.2、NO.3综合滑阀下脉冲油压,使其落至下止点,从而增大高压油动机滑阀下脉冲油排油口,高压油动机得以迅速关闭,有效地消除了调压器在甩负荷时出现的反调作用。但同时也减少了低压油动机下二次脉动油的泄油口和上述综合滑阀NO.1增大低压油动机错油门下二次脉冲油的泄油口的作用恰好相反。然而,哈尔滨汽轮机有限责任公司提供的((CC50--8.83/4.02/1.27型汽轮机调节保安系统说明书//112.002.SM》未对此做出说明,导致无法对低压旋转隔转板此时的启闭状态进行确认,给使用单位乌石化热电厂的有关人员判定上述情况下低压旋转隔板的启闭状态造成困难,在编制该型汽轮机运行规程中针对上述情况进行事故处理的有关条款时,误认为低压旋转隔板处于开启状态,因而无需对关闭电动抽汽门和解列调压器这两项操作规定先后顺序,给编制该型汽轮机运行规程造成误导。当发电机甩负荷时,汽轮机调节系统不能维持空负荷运行,危急遮断器动作时,也存在同样的问题。

    5.乌石化热电厂标准化委员会在编写发布((CC50--8.83/4.02/1.27型汽轮机运行规程》时,编写、审核和批准等有关人员未就哈尔滨汽轮机有限责任公司提供的((CC50—8.83/4.02/1.27型汽轮机启动维护说明书//112.003.SM》和《CC50---8.83/4.02/1.27型汽轮机调节保安系统说明书//112.002.SM》上述内容向哈尔滨汽轮机有限责任公司提出疑义。

    (三)3号机低压抽汽逆止阀因铰制孔螺栓断裂阀碟脱落,使1.27MPa外网蒸汽通过低压抽汽管道返到低压缸中,这是导致机组超速飞车的主要直接原因。在中低压调压器复位后,即机组在纯凝工况下,手打危急遮断器时,只能使自动主汽门和高压调速汽门关闭,中压调速汽门和低压旋转隔板不能关闭,无法将返汽量限制至最小,因而不能避免机组超速飞车。

    (四)司机曹磊在出现“发电机差动保护动作”和“自动主汽门关闭”信号后,进行停机操作。在DCS画面上关闭各段抽汽电动门,但没有对电动门关闭情况进行确认,使1.27MPa蒸汽倒流至汽轮机低压缸成为可能(实际事故中1.27MPa抽汽三个电动门均在开启状态)。

    (五)副司机黄汉添没有准确地向汽机车间主任薛良反映机组的真实情况。

    (六)汽机车间主任薛良和运行副主任顾宗军在事故发生时及时赶到现场是尽职尽责的行为。但违章代替司机与副司机操作,造成关闭抽汽电动门和解列调压器的无序操作。

 

    责任编辑:黄昏


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