事故案例 60：2009 年 6 月 15 日一起空分氧透燃爆事故

事故 经过：

20 09 年 6 月 15 日某制氧厂 DCS 系统 UPS 供电电源短暂失电后重启，造成氧透停机、氮透停机、   1 #   1 万机组空分停机事故；因 DCS 系统失电，联锁保护失

效，又导致氧 透机组爆炸，轴承、转子、联轴器烧毁的

特大设备 事故。

16   时 20 分，制氧厂 1 # 1 万制氧机组操作站突然黑屏

重启，空压机 停 机；当班操作人员立即向分厂领导及技

术主管汇报并检查 DCS   系统供 电电路和数据传输电缆。

主管设备副厂长奔至高压配电室准备卸除高压合闸 小

车，同时派人至现场盘车准备二次开机。到 配电室发现，

氧氮透并未跳闸； 同时，派付至氧氮透现场检查人员报

告，氧氮压机还在运行，氧压机低压缸有浓烟冒出， 高

低压缸联结 防护罩爆裂着火；氧透机组已受重创。于是紧急切断氧氮透高压回路并迅速组织灭火。

原 因分析：

( 1) 事故后经仔细检查发现：

① DCS   供电电路和数据传输电缆完好 ，但操作站主机重启后模块无法激活，下载数据失败。

②UPS 电源未跳闸。

③ 空 压机操作面板有断电记录，显示时间： 2009 年度 6 月 15 日 16:38 (实际空压机时间比北京

时间快 18mi n )。

④氧透机组高压缸联轴器扭断，高压缸转子轴高温软化变形，轴瓦、止推轴承烧损； 据此情况 断 定为氧透缺油所致。

(2) UPS   电源供电负载为 DCS 系统和 1 万空压机控制屏。根据以上现象基本可以确认因 UPS 电   源短暂失电，造成空压机控制屏断电而停机； DCS   系统重启，控制失效，使得氧透油泵停机后 无法 在油压降低至联锁值时起动。同时氧透、氮透联锁停机信号无法送达高压室，使其不能联锁 停机。 现场噪声较大，无值班人员值守，分厂采取定时巡检方式查看机组现场运行情况，操作站黑 屏重启 后值班人员误 认为所有机组已经停机，忙于启动机组延误了及时停机的时间。

①正常情况下油泵电 机 主回路的接触器线圈是通过 DCS 的开关量输出点 (DO 点) 输出一闭合信

号，使继电器柜里的一个继电器 得 电，从而使这个继电器控制的油泵接触器线圈得电，主回路接通，   油 泵开始运转。当 DCS 系统断电时，继电器柜断电，低压用电设备主回路上的接触器线圈断开，油泵停   车；据 此 ，氧透油泵停机后根本无法在油压降低至联锁值时起动。

②对于高压回路 (氧透主回路)，当出现连锁停机 信号后， DCS 先通过开关量输出点使继电器屏   内的一个继电器得电，该继电器使高压开关柜的跳闸线圈 形成回路，从而使高压跳闸。而当 UPS 出   现断电后继电器屏上的所有继电器均为失电状态，继电器根本无法在瞬间采集到反馈的连 锁停机信 号并吸合跳闸线圈，高压开关跳闸线圈无法得电，高压开关柜无法分断，造成油泵停转后 为氧透主 电机供电的高压开关柜无法连锁跳闸。而此时高位油箱因为油泵停车已不能补油，在氧透 连续运转 一定时间 后形成干运行，最终导致事故发生。

③氧透在失去供油时运转使轴承缺油产生高温，同时因氧透长期运转，在高压缸前后 密封长期 漏气 (溢出氧气纯度在 58%左右)， 形成局部富氧区，在该区域因高温、富氧而出现燃烧现象。轴承   损坏抱死、电机运转、联轴器扭矩超出设计保护范围，而使联轴器扭断飞出，最终造成氧 透电机轴 承、增速机、高 低压缸轴承和密封、联轴器、高、低速转子轴损坏。

④氮透油泵因采取机旁   PLC 控制方式未纳入 DCS 系统；氮透供油系统正常，因此氮透才未酿成   事 故。

(3) UPS   失 电原因分析：  UPS 电源的作用主要有：①.不间断供电；②.稳压/稳频；③隔离 (将   瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动及电压噪声等电网干扰 阻挡在负载之前 )。

①当市电不稳定的时候，出现欠压、浪涌冲击等电压过低或过高、瞬间突波等，足以 影响设备 正常运转的电力品质时，不间断供电系统均会动作。当 UPS   转入 电池供电状态后，电池可持续供电   一段时间；为了防止电池过放造成电池损坏， U PS   会自动关机、重启。

②虽然市电仍然存在，但是会因市电频率漂移，电压波 形失真，谐波失真过多造成 UPS 转入电   池供电状态，在市电状况很差的情况下， UPS   会频繁在市电和电池状态切换，这样电池得 不到足够 的充电时间， 在转入电池供电时就会造成负载断电。

③ UPS   长期使用达 5 年以上，可能出现控制模板瞬 时软故障。类似情况曾在国内其它一些钢铁   企业也 发 生过。根据生产部调查 6 月 15 日机动厂电网运行情况得知，在 6 月 15 日早间和晚间供电   曾出现轻微波 动 ，但在事故发生段 14:50~17:00 供电平稳。据此判断 UPS 系统控制模块出现软故障   可 能极大。

( 4) 其它方面原因分析：

①从此次事故首先可以发现 1 # 1 万机组 DCS 系统在设计中存在明显不足；在自动化系统出现故   障导致联锁失效时，对氧氮透等重要设备缺乏 二级保护。

②根据设备制造厂家介绍，制造厂共生产同类设备 3 00 台左右，包含本次事故，共发生因自动   化系统掉电导致透平压缩机损坏事故 3 起。 这也从侧面反映出在信息高度发达的今天，对信息搜集   还不够，对 事故发生没有预见性。

③在中控室设 有氧氮透紧急停车按钮，但当班操作人员未及时操作，延误了最佳处理时间。

上所述：导致此次事故发生的直接原因为氧气透平压缩机缺油 干运行，根本原因是 UPS 短暂失电导   致  DCS 系统控制失效。

防范 及处理措施：

(1) 解决 DCS   系统不足，在氧透主电路和氧透供油主电路间加硬 联锁，确保在自动化联锁失效   时保护氧气透平压缩 机。

(2) 根据 UPS   生 产 厂家意见， UPS 电源使用达 5 年应该更换，7 年以上必须更换。立即组织购   买 UPS   电源，并采用双回路可自 动切换电源供电方式，确保一路电源失电后另一路可继续供电。

(3) 结合本次事故，认真清理新一万机组自动化是否存在类似 隐患或其它安全隐患，及时告知 生产厂家并要求妥善解决。

(4) 利用每次停产检修时间，测试本单位 UPS   电源供电性能参数 并及时上报测试结果，对已失   效 或有缺陷 UPS 系统并报处理措施或预案。

(5) 有关专家现 场确认并提出初步抢修方案：将氧透除电机外送厂家修理，到达厂家后在叶轮、   增速机齿轮经探伤确认可 用 情况下力争 20 天修复；全面完成氧透的恢复工作初步估计需 40 天。但   如果叶轮、 增 速机齿轮经探伤确认不可用，修复期将延长为 2 个月。