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  安全系统工程课程设计是培养学生运用系统分析的方法发现问题和分析问题的一个重要的实践环节，也是为后续的专业课学习、实习，以及毕业设计等实践环节奠定基础，在实现学生综合素质培养目标中占有重要的位置。

  通过这次课程设计，加深对《安全系统工程》专业课程的进一步理解和掌握，掌握危险有害的辨识和评价，掌握事故致因理论的基本原理及其在事故中的应用，以便能较好地在安全管理应用系统工程的观点、原理、方法，对生产系统中存在的安全问题进行定性或定量的分析，并提出具体对策措施和预防事故发生，使生产系统的风险度降到最小。

  本次课程设计，培养了学生动手分析和解决问题的能力；同时，也可以使学生获得工程设计基本的技能训练：例如计算、绘画、查阅资料、运用标准规范等。

  1.2课程设计的要求

  1.掌握事故树、道化法等系统安全分析方法、步骤和基本程序；

  2.了解风险平价的原理和方法；

  3.熟悉矿山、建筑、韦华平三大高危行业的典型事故的形成原因、机理及过程；

  4.根据危险源辨识、风险分析和评价结果提出针对性的对策措施；

  5.写出风险分析与评价报告。

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  河南城建学院安全系统工程课程设计

  1.3设计课题

  危化品行业的典型事故分析

  1.4课程设计内容

  1.收集危化品企业典型事故的基本资料，进行典型事故的危险、有害因素辨识。

  2.讨论并选择合适的系统分析方法进行系统风险分析与评价。

  3.根据风险分析和评价结果提出针对性的对策措施。

  4.写出风险分析与评价报告，进行答辩、总结。

  2.湖北宜化化工股份有限公司“2〃26”闪爆事故

  2.1企业基本概况

  宜化化工股份有限公司（简称“宜化公司”)为国有控股上市公司，其前身是创建于1977年的湖北宜昌地区化工厂，1992年改制为湖北宜化化工股份有限公司，公司现有老厂区、813、PVC和磷铵等四个生产片区，产品涵盖化肥、化工、热电三大领域20  多个品种。  “2〃26”闪爆事故发生在老厂区。老厂区现有两套合成氨生产系统，合成氨生产能  力为20万吨/年。

  2.2事故简要经过

  2010年2月26日上午，根据宜化公司安排，由猇亭区华中建安汉成安装队(以下筒  称汉成安装队)与合成氨事业部压缩片区维修班共同承担压缩工段二氧化碳洗气塔喷淋降温的改造任务。8时，宜化公司合成氨事业部压缩工段主任、洗气塔喷淋降温改造项目负责人陈涛对施工人员进行了任务交底和安全教育后，合成氨事业部副部长张宏耀签发了《一类动火许可证》，动火时间：2月26日8时至27日8时。因二氧化碳压缩机冷却水系统检修，约当日15时30分，才开始二氧化碳洗气塔喷淋降温的改造施工。

  16时许，汉成安装队方兵开始在洗气塔顶部氧割4个直径约25毫米的孔洞。施工开  始时，工段主任、项目负责人陈涛和监火人、维修班班长张建勇均在现场。第一个孔氧割完成后，陈涛安排张建勇去仓库领取施工材料。稍后，汉成安装队张发强开始在地面

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  焊接洗气塔喷淋管法兰(喷淋管为不锈钢管，直径25毫米，长2.5米，法兰直径120毫米)。洗气塔动火期间，监火人、合成氨事业部压缩片区维修工易礼武在压缩厂房负责二氧化碳压缩机检修的监护任务，没有负责洗气塔动火的监火工作。富液槽闪爆前4～5分钟，方兵完成了洗气塔4个开孔。大约与此同时，张发强拿着第一根刚预制完成的喷淋管上了脱硫富液槽顶部，陈涛准备经富液槽顶，上洗气塔了解开孔情况。约16时30  分，富液槽发生闪爆。陈涛被抛到富液槽东侧4.9米外，坠至脱硫槽二层操作平台上，头部受伤，抢救无效死亡；张发强及其拿到槽顶的喷淋管均被抛到富液槽东北侧15  米外，坠至压缩厂房与围墙之间的空地上，张发强头部受伤，抢救无效死亡；富液槽拱顶与罐体撕裂后，抛到富液槽东北侧4米外，凹面朝上，卡在洗气塔与压缩厂房墙体之间；富液槽放空管与拱顶撕裂后，抛到富液槽北侧8  米的围墙外。在洗气塔顶上作业的方兵没有因闪爆受到伤害

  2.3原因初步分析

  事故发生后，立即成立了市、区联合调查组，并从市质监局、湖北化肥和神农磷业聘  请技术人员为技术专家，对事故进行调查分析。经过调查，初步认定：宜化公司“2〃26”闪爆事故为爆炸性混合气体遇火源发生的化学爆炸。

  2.3.1直接原因

  ⑴爆炸性混合气体形成原因分析：脱硫富液槽属非密闭储罐，直径5米，高8米。事

  故发生时，富液槽液位2米左右。半水煤气脱硫液在进入富液槽后，闪蒸出少量溶解在脱硫液中的一氧化碳、氢气等可燃性气体，并与进入槽内的空气混合达到爆炸极限，在近120立方米的空间形成爆炸性混合气体。富液槽除了放空管与大气相通外，在拱顶上还存在2个废弃的管孔(高约150mm)  及多处间隙与大气相通，管孔及间隙处存在一氧化碳、氢气等可燃性气体。

  ⑵点火源分析：由于在富液槽上行走、作业的陈涛、张发强己经身亡，部分事故现场

  进行了清理，难以直接确认点火源。根据现场调查情况，采用推理、排除和试验的方法对可能产生的火源的氧割火花、撞击火花、高温表面、电气火花、静电火花、雷电火花、烟火、硫化亚铁自燃等8种原因逐一进行分析，基木排除了撞击火花、电气火花、静电火花、雷电火花、烟火、硫化亚铁自燃等6种火源，氧割火花、高温表面都有引爆富液槽中爆炸

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  河南城建学院安全系统工程课程设计

  性混合气体的可能性，目前专家正在作进一步的分析。

  2.3.2间接原因

  ⑴安全意识不强，对富液槽危险认识不足，在动火前未进行动火分析。

  ⑵动火作业管理不严，许可作业时间、审批权限不符合有关规定，安全措施未严格落

  实。

  ⑶设备间距不足，二氧化碳洗气塔与富液槽相距不到1米远。

  ⑷外施队管理不规范，队伍资质、人员素质审查把关不严。

  2.4预防措施

  为防止类似事故的发生，公司及时制定了安全措施：

  （1）、严格执行操作规程（2）、加强对检修质量的管理和考核（3）、对有可能发生的事故和异常制定应急预案（4）、强化操作工安全意识，提高操作水平，提高操作工应急能力，有效地预防事故的发生（5）、发生生产异常和事故绝不能放过，查出事故真正原因，避免同类事故再次发生。

  3.安全评价程序

  本次评价依据安监管危化字[2004]127号《危险化学品生产企业安全评价导则(试行)》规定的内容和程序进行安全评价，程序图如下：

  4.危险有害因素分析

  4.1火灾、爆炸危险

  4.1.1合成氨生产采用的主要原料为煤，属可燃固体，这些物质在常温下不易引起燃烧，但如遇高温可能引起燃烧，在煤堆场，大量的煤堆积在一起，热量如无法及时散出，煤可能产生自燃，而引发火灾。

  4.1.2  合成氨生产系统中存在大量的塔、槽、罐等静设备，由于其大部分承受高温高压，且压力和温度是经常变化的，同时参与工艺过程的介质绝大多数是易燃易爆、有腐蚀性和有毒的，因此如有操作失误、违章动火，或因密封装臵失效、设备管道腐蚀，或因受设备、管道、阀门制造缺陷的影响等，将会引起泄漏，形成爆炸性混合物，造成爆炸事故。

  4.1.3  合成合生产系统中存在大量的换热器，有的换热工作条件要求在高温高压条件下进行，有的工作流体具有易燃易爆、有毒、腐蚀性的特点。如果换热器的设计不合理、制造缺陷、材料选择不当、腐蚀严重、违章作业、操作失误和维护管理不善，可能发生换热器发生燃烧爆炸、严重泄漏和管束失控等事故。

  4.1.4  造气炉是合成氨生产系统的生成合成氨原料气的关键设备，由于半水煤气的主要成分有氢气、氮气、一氧化碳和少量的硫化氢、甲烷等，这些气体不仅极易燃烧、爆炸，有的还具有腐蚀性、毒性，而且造气炉在高温条件下运行，其操作条件恶劣、造气周期短，如果稍有不慎或违反操作规程等都有可能导致造气炉发生炉爆炸事故。

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  河南城建学院安全系统工程课程设计

  经分析，发生造气炉爆炸的主要原因如下：

  （1）过氧操作致使造气炉爆炸。在半水煤气生产过程中，为防止后工序变换工段触煤活性降低或被烧坏和引起造气系统发生爆炸，氧会计师要求控制在0.5%以下。如果半水煤气中氧含量增加，达到爆炸极限时，遇明炎和其他激发能源，就会引起爆炸事故，当氧含量在半水煤气的爆炸上限以外时，即使少量氧气进入系统，就会发生爆炸的危险。

  （2）空气、煤气倒流形成爆炸性混合物。主要表现在：

  a、检修时，未采取盲板与系统切断措施，又未关闭下行阀，到气柜的煤气总管和气柜水封积水造成憋压，致使煤气冲破洗气塔水封，或盲板强度不够而被冲破，倒流到炉内引起爆炸。

  b、水封放水后或洗气箱上水阀损坏，致使水封破坏，空气流入炉内，或洗气箱水封漏气，煤气倒流入炉内。

  c、用煤烘炉时产生煤气、或炉内残存煤气、不慎空气进入炉内而爆炸。

  d、检修自动调节阀时，未开副线，蒸汽中断，致使煤气倒流。

  e、洗气塔溢流管被民物堵塞。

  f、炉盖不严，防爆板破裂。

  g、因设备与管道腐蚀穿孔，致使煤气倒流。

  h、检修时未关煤气阀门或关不严，在大量煤气存在下动火面爆炸。

  （3）水蒸汽压力剧升，正致使造气炉水夹套憋压爆炸。水夹套内的水在炉内高温气体的辐射下，迅速汽化，水蒸汽压力升高，如果由于种种原因（如为提高造气炉生产负荷，有意关小水夹套进（水）、出口（水蒸汽）阀门，以提高煤气发生炉炉温和加速反应；交接班制度不严、操作失误等原因），使水夹套或汽包构成密闭系统，其温度和压力将越来越高，以至材料受不了高压而发生物理爆炸。

  （4）违章动火引起煤气发生炉爆炸。

  （5）设备缺陷、检修不良致使造气炉爆炸。

  （6）燃料质量不佳、操作不当引起煤气发生炉炉口爆炸。主要原因有

  a、燃料的挥发份高，停车时炉面温度较低，致使挥发份集聚在炉的上部窨，或燃料温度过大，遇灼热的煤后产生水煤气。

  b、炉内炭层中结块严重且有大块悬空现象，内部残存煤气未能排净。

  c、总蒸汽阀门、上吹蒸汽阀门漏气或未关闭，致使水煤气从炉口逸出。

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  d、灼热的灰渣或煤落入到积水的灰斗中产生水蒸汽，通过汽化而产生水煤气。

  e、加煤时，将炉内火苗压灭，致使馏出物和水煤气得不到完全燃烧。

  （7）二次上吹结束、空气吹除开始时发生炉底爆炸。主要有罪有：二次上吹时，上吹蒸汽阀未打开或开得太慢，致使炉底水蒸气未吹净；炉底灰斗内有大块料，二次上吹时吹不净；吹风阀漏气，使空气和下吹时的炉底煤气混合。

  4.1.5  氮氢压缩机是合成氨生产的关键设备，压缩介质是易燃易爆气体，而且有高压条件下极易泄漏。容易引起燃烧爆炸事故。主要有：

  （1）可燃性气体通过缸体连接处、吸排气阀门、设备和管道的法兰、焊口和密封等缺陷部位泄漏；压缩机零件部位疲劳断裂、高压气体冲出至厂房空间；空气进入压缩机系统，形成爆炸性混合物，此时，如果在操作、维护和检修过程中操作、维护不当或检修不合理，达到  爆炸极限浓度的可燃性气体的空气的混合物一遇火源就会发生异常激烈燃烧，甚至引起爆炸事故。

  （2）气缸润滑采用矿物润滑油，它是一种可燃物，当气体的温度剧升，超过润滑油的闪点后就会产生强烈的氧化，将有燃烧爆炸的危险，另外、呈悬浮状存在的润滑油分子，在高温高压条件下，很容易与空气中的氧发生反应，特别是附着在排气阀、排气管道灼热金属壁面上油膜，其氧化就更为剧烈，生成酸、沥青及其他化合物，它们与气体中的粉尘、机械磨擦产生的金属微粒结合在一起，在气缸盖、活塞环槽、气阀、排气管道、缓冲罐、油水分离器和贮气罐中沉积下来形成积炭。积炭是一种易燃物，在高温过热、意外机械撞击、气流冲击、电器短路、外部火灾及静电火花等条件下都有可能引起积炭自燃，甚至爆炸。

  （3）在压缩机启动过程加，没有用惰性气体臵换或臵换悄彻底就启动；因缺乏操作知识，没有打开压缩出口阀、旁路阀引起超压；在操作过程中因压缩气体调节系统仪表失灵，引起气体压力过高等，都会引起燃烧爆炸事故。

  （4）压缩机的机械事故，如活塞杆断裂、气缸开裂、气缸和气缸盖破裂、曲轴断裂、连杆断裂和变形、连杆螺栓断裂、活塞卡住与开裂、机身断裂、压缩机组振动等，可能酿成破坏性事故，有时会因机械事故而引发可燃性气体的二次爆炸。

  4.1.6食品二氧化碳的冷冻介质为液氨，液氨如有泄漏，可能会形成氨和空气的爆炸性混合气体，遇明火或高热，引起爆炸事故。

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  4.2锅炉爆炸

  在合成氨生产系统中有废热锅炉，如因严重缺水、水质不良、设备缺陷等原因，均有可能引发锅炉爆炸。具体分析如下：

  严重缺水事故

  由于操作工误操作、水位计或自动给水装臵失灵、排污阀关闭不严、止回阀故障等原因均可造成缺水事故，严重缺水事故可能导致受热面过热烧毁，降低受热面钢材的承受能力，金相发生劣化，炉管爆破，形成锅炉爆炸。

  (1)  满水事故

  由于操作工误操作、水位计或自动上水装臵失灵会造成满水事故，蒸汽大量带水会降低蒸汽品质甚至发生水击，损坏管道，破坏用


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