蒸汽發(fā)生器安全閥入口管斷裂原因分析
我公司催化裂化I裝置反再系統(tǒng)外取熱器強制循環(huán)汽包頂部突然產(chǎn)生一聲巨響,伴隨著大量蒸汽排出,情況非常危急。初期大家一起認(rèn)為是安全閥超壓起跳所致,后經(jīng)確認(rèn),發(fā)現(xiàn)系安全閥入口管大小 頭焊口斷裂,于是迅速采取措施,避免了一場重大惡性事故的發(fā)生。
(一)事故現(xiàn)象:該強制循環(huán)汽包系南北安裝的臥式III類壓力容器,頂部有兩個安全閥,其中型號為A416P-13.5/16,開啟壓力為1.28MPa,該容器設(shè)計壓力為2.1MPa。事故發(fā)生前,北安全閥因內(nèi)漏暫時關(guān)閉了根部閥。事故發(fā)生后,對現(xiàn)場進(jìn)行了認(rèn)真檢查,發(fā)現(xiàn)南部安全閥入口管大小頭與法蘭相聯(lián)接焊口已斷裂,與安全閥相聯(lián)接的入口管大小頭法蘭已嚴(yán)重變形,聯(lián)接螺栓拉長且變形,其中一根已拉斷。安全閥出口側(cè)大小頭小頭與法蘭相聯(lián)接焊口明顯有拉斷、撕裂痕跡,該安全閥出口管垂直向上安裝,出口管長約2M,管子公稱直徑Dg150,頂部有1350斜向上彎頭,出口管內(nèi)從頂部彎頭內(nèi)壁來看明顯有瞬時蒸汽沖刷痕跡,背面有與欄桿相碰留下的凹坑一處,欄桿明顯被碰彎,事故發(fā)生后,安全閥及出口放空管倒在該容器頂部平臺上。從操作記錄來看,該壓力容器正常操作壓力為1.0MPa,而安全閥起跳壓力為1.28MPa,事故發(fā)生時,因工藝操作需要,操作工正在進(jìn)行調(diào)整,導(dǎo)致該容器內(nèi)壓力、溫度迅速上升,最終導(dǎo)致安全閥因超壓而起跳,高溫、高壓的大量蒸汽迅速由排出管經(jīng)出口彎頭斜向上大量排出。
(二)原因分析:當(dāng)事故發(fā)生后,初期大家一致認(rèn)為是管子焊接質(zhì)量差導(dǎo)致,為避免隱瞞事故真相,我認(rèn)真查看斷裂實物及現(xiàn)場,提出了相反意見,下面陳述如下:
首先從安全閥出口管彎頭內(nèi)壁有明顯沖刷痕跡來看,應(yīng)該能確認(rèn)安全閥曾經(jīng)瞬間超壓起跳,且大量排空過,從嚴(yán)重變形的入口管大小頭小頭相聯(lián)接法蘭來推斷,該法蘭變形側(cè)瞬間受到了向上的強大拉力,導(dǎo)致法蘭面嚴(yán)重變形,緊固用螺栓因瞬間受到了強大拉力而伸長變形,其中導(dǎo)致一根螺栓從中部斷裂,從斷裂的大小頭小頭焊口來看,應(yīng)該能確認(rèn)該焊口質(zhì)量無明顯問題。那么是什么原因?qū)е铝诉@場事故的發(fā)生呢?為此,我進(jìn)行了認(rèn)真調(diào)查,得出如下結(jié)論:首先從該安全閥的安裝來看,該 安全閥根部閥為Z41H-16Dg100,安全閥入口管為¢159,經(jīng)大小頭變徑為¢108,入口法蘭為Pg16Dg100,出口法蘭為Pg16Dg150,出口管:∮159*6,長約2m,氣體水平進(jìn)入后垂直向上經(jīng)135°彎頭斜向上直排大氣,由此說明該安全閥入口管大小頭焊口應(yīng)為最薄弱環(huán)節(jié)。加之該容器安裝在鋼結(jié)構(gòu)上,該安全閥出口管又無固定,平常就存在振動現(xiàn)象,在大小頭小頭焊口處容易產(chǎn)生疲勞,加之該容器因工藝實際需要,壓力、溫度經(jīng)常變化,該安全閥多次因超壓出現(xiàn)起跳現(xiàn)象,而每次起跳,均造成焊口斷裂處單側(cè)受到強大的拉應(yīng)力,從本次事故來看,我認(rèn)為該容器的瞬間壓力升高(盡管沒有超出該壓力容器的設(shè)計壓力:2.1MPa)導(dǎo)致安全閥起跳是該事故的直接原因,而該容器的多次壓力、溫度的急劇變化,導(dǎo)致安全閥頻繁起跳,及出口放空管的不規(guī)范安裝是導(dǎo)致該事故的間接原因。瞬間升壓后,盡管沒有超出該壓力容器的設(shè)計壓力,但安全閥因超壓突然開啟,從排空口大量排汽,瞬間導(dǎo)致出口管受到強大的反作用力,由此產(chǎn)生了強大的力矩,導(dǎo)致法蘭變形,在強大拉應(yīng)力作用下入口管大小 頭小頭焊口從排空側(cè)斷裂,大量高壓、高溫蒸汽從裂口處噴出,導(dǎo)致排空管向出口背側(cè)傾斜,最終焊口斷裂,出口管砸在了頂部平臺欄桿上。
(三)采取措施我公司本著事故處理“四不放過”原則,認(rèn)真進(jìn)行了事故分析,為杜絕今后出現(xiàn)類似事故,制定了如下措施:
(1)化工生產(chǎn),必須平穩(wěn)操作,嚴(yán)禁壓力、溫度的瞬間大幅度變化。嚴(yán)禁超溫、超壓操作。
(2)使用壓力容器必須確保安全附件完好,出現(xiàn)故障,應(yīng)及時修復(fù),以防發(fā)生意外。
(3)為減少振動帶來的危害,出口管應(yīng)適當(dāng)固定。
(4)為減少瞬間排空時,產(chǎn)生的巨大力矩 。可將出口放空彎頭去消,改直排大氣,或?qū)⒊隹趶濐^進(jìn)行改造,將彎頭改為三通,安全閥起跳排空時,從排汽口兩側(cè)對稱排出,以克服由此產(chǎn)生的強大反作用力。
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