事故案例 85：一起炼钢氧气过滤器燃爆事故

事故 经过：

凌晨 3 点左右，某炼钢厂车间南端 6.5 m   阀组平台上方一声巨响，接着出现火光，伴随着大量气   体外溢噪音，平台周围粉尘四起，一些物料包装被点燃，现场气浪很大，且因泄漏气体不 明，无法 靠近。为保安全，由动力厂切断主氧气、主氮气总阀门，使泄漏气流逐渐减弱，直至停止 。同时造 成冶炼生产中断。经过现 场 勘察，燃烧部位为 6.5m 阀组平台上方主氧气管道。过滤器几乎全部熔化   直至出口铜截止阀法兰为止。与之相邻的主氮气过滤器被火焰烧化外壳，也造成泄漏，辅 助氮气管 道 及部分仪表也受到不同程度的损坏， 6.5m 平台部分烧损。

事故原因分析：

燃爆发生后，根据现场情况着手组织专业人员从现场使用条件、过滤器自身质量及系 统设计等 多方面进行分析 。

( 1 ) 现场氧气瞬时流量的测定

在 现场使用条件中，由于转炉冶炼的特点是间

断性吹炼 ，而且三座转炉共用 6.5m 阀台的公共管

道 ， 这就造成经过过滤器的氧气流量不断变化。现

场 使用的过滤器为 DN400 氧气过滤器，规格型号为

R FOXL 100-2.5/80，最大允许流量为 97600 Nm 3 / h ，

由统计的 数 据显示，在三炉同吹时，最大氧气流量

为  67935Nm 3 /h，小于最大允许值，可以排除过滤器

内流量超标引起燃爆的可能性。

(2) 过滤器选型分 析

在排除外部 条件因素后，重点对过滤器本身的造型及内部结构进行分析。

①截 面计算

氧气 过 滤器是由外壳和滤芯组成，其气体流向是

由外套与内套之间的空间压入，再通过附着在内套 管

外围的 过 滤网进入内套管后，流出过滤器。其中，外

套 空间、过滤网孔及内套管内径都应满足总管道的截

面要 求。

从 设计验证上看，原过滤器内部截面及滤网面积

是合理的，不会因此 产生异常燃爆。

根据 《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术

规程》，工作压力达到 3.0MP a   时，不锈钢氧气管道的

最高允许流速 ≤2 5m/s。因此，从设计角度讲，原氧气

过滤器在流速上 满足设计要求，不会因此产生燃爆。

②过 滤网过滤方式

氧气过滤器是通过过滤网的隔离来达到将氧气中所含固态杂质的部分截留，避免其进 入系统产 生剧烈摩擦引起 燃爆的目的。过滤网材质为铜基合金，滤网过滤精度为 80 目，裹覆在内套管Φ426mm   管道外面，用卡箍及螺栓卡紧固定。现场对同种形式的氮气过滤器进行拆检 (原氧气过滤 器已全部 燃烧损坏 ) 。发现卡箍 螺 栓长短不一，紧固力矩不等。部分滤网破损或存在裂缝。根据分析，气体在   由外套通过滤网进入内套管的过程中，因流动方向的改变，会产生强烈的涡流和扰动。因此 ，对滤 网及紧固件的牢固性有很高的要求。根据现场拆检同型号的氮气过滤器。发现安装形式有欠 规范。 存在 卡箍螺栓螺母脱落撞击筒壁、过滤网松动脱落的可能性。一旦产生火花就可能引起燃爆。

在氧气管道设计中，系统的安全性能是首先的参照依据。减压装置、阻火器、前后 截止阀、快 切阀、旁通阀及过滤器都是必不可少的部件。在原设计中，只在车间外干管处安置阻火段 ，而阀组 平台未再设阻火器，造成产生燃爆后，火势蔓延至铜截止阀才阻断，扩大了事故损失。快 切阀的操 作控制由于在平台现场，人员在当时条件下无法靠近，被迫关闭球罐总阀门，延误了停气 时间，所 以设计角 度还有进一步完善的必要。

从以上分析过程来看，过滤器本 身结构不可靠，内部紧固件脱落打火造成燃爆是最大的疑因， 而设计上的不完善则造 成了事故的扩大和延误处理时机。

改 进 方案：

综合燃爆过程及分析的几种可能性，该燃爆事故主要原因应为过滤网安装固 定方式不规范，造 成滤网及紧固件脱落 打火引燃筒壁所致，阀台未设阻火器扩大了事故的损失。

为确保修复后的氧气阀组设施 安全性，制定了以下的解决方案。

( 1) 对原过滤器进行改型

由原不锈钢过滤器 改型为铜氧气过滤器，这是在原氧气过滤器和氧气管道阻火器的基础上发展 起来的新一代产品，兼有过滤和阻火的双重功能，弥补了设计上阀台没有阻火器的缺陷。在过 滤器 的固定方 式上采取了新型焊接、铆制工艺，取消了紧固件，杜绝了松动脱落的潜在隐患。

( 2) 调整快切阀控制方式

改变了氧气主管道快切阀的控制方式，由原来的就地控制改为远 程控制。将控制点移到炼钢主 控室，使在事故 状态下及时切断气源成为可能，争取现场求援的最佳时机和可操作性。

( 3) 增加防火涂层

氧气过滤器周围，有主氮气管道、辅助氮气管道、辅助氧气管道、氩气管道及各种阀 门，在燃 爆现场这些设备被氧气火焰不同程度的烧损造成了事故的扩大。为减少损失，对以上设备及附 近钢 平台及侧墙 彩板刷涂防火涂料，起到防患于未然的作用。