靳杰

（中國平煤神馬集團開封東大化工有限公司，河南開封　475003）

一次電解槽著火事故分析

靳杰

（中國平煤神馬集團開封東大化工有限公司，河南開封475003）

基于中國平煤神馬集團開封東大化工有限公司離子膜分廠電解槽著火事故案例，分析電解槽著火的原因，提出安全防范措施，為其他企業(yè)提供參考，以免給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失和負面影響。

電解槽；離子膜；著火；事故原因；防范措施

中國平煤神馬集團開封東大化工有限公司（簡稱開封東大）離子膜燒堿生產(chǎn)裝置是在1996年2萬t離子膜強制循環(huán)法制燒堿的基礎(chǔ)上，通過工藝改造和擴建達到目前近20萬t燒堿生產(chǎn)規(guī)模。開封東大離子膜分廠老電解工段的A和B 2臺電解槽是由最初強制循環(huán)電解槽裝置經(jīng)工藝改造，成為自然循環(huán)高電流密度電解槽，于2009年8月底開車運行。改造后，產(chǎn)能仍為2萬t/a，電解槽用的是已運行4a的C、D電解槽升級改造后退下來的普通高電流密度電解槽，采用的F-4403D旭化成離子膜新膜。

2014年3月19日14：52，開封東大離子膜分廠老電解B槽在開車過程中發(fā)生單元槽著火事故，熔斷電解槽前區(qū)6根單元槽陰極液出口撓性軟管，事后對事故單元槽拉開檢查后發(fā)現(xiàn)2張離子膜不同程度受損。

1　事故經(jīng)過

3月19日5：30，離子膜法燒堿分廠老電解工序當班人員發(fā)現(xiàn)B槽墊片泄漏，按正常停車步驟將B槽停車處理完畢，上午分廠早會安排B槽檢修，作出解體單元槽檢查泄漏電解槽密封墊的決定。

會后，維修人員對B槽解體檢修，對發(fā)生泄漏的10#、11#和12#電解槽重新粘貼新密封墊片，檢修時發(fā)現(xiàn)12#槽墊片有老化現(xiàn)象，但是不嚴重，另外兩槽墊片正常。

13：00檢修結(jié)束，經(jīng)試漏檢查確認離子膜無滲漏后，報告公司調(diào)度中心準備開車。電解液升溫循環(huán)無異常現(xiàn)象后，正常開車。14：36電解槽直流電流升至3kA時，按照操作規(guī)程，當班人員逐個測量B槽單元槽電壓。聽見槽上有流水聲，圍著電解槽檢查，發(fā)現(xiàn)是B槽前端有單元槽墊片泄漏，電解液夾帶氣體從B槽的6#、7#單元槽內(nèi)噴出。當班人員立即報告班長和分廠領(lǐng)導。14：45 B槽南側(cè)有刺激性氣味且陽極側(cè)出口撓性軟管著火，分廠人員立即用純水滅火，有的用干粉滅火器滅火，火勢越來越大，火勢一時控制不住，有人撥打火警電話。當時電解槽A槽正在運行，接到調(diào)度指令降電流，14：50左右A、B槽電流降平（聯(lián)鎖跳閘），此時槽上氯氣味較重。槽上火點被撲滅，兩槽保持循環(huán)10min，由于B槽陽極出口軟管有幾根被火燒斷，B槽很快停止循環(huán)，進行泄料操作。

2　事故原因分析

事后，公司第一時間召開事故分析會，經(jīng)過對現(xiàn)場有關(guān)人員詢問和查閱現(xiàn)場和DCS上原始記錄，事故原因基本查清。

首先，本次事故是由于電槽墊片泄漏造成短路，電火花引燃氫氣引起著火。離子膜電解槽中，陰極室內(nèi)為NaOH溶液和氫氣，而陽極室內(nèi)為NaCl溶液和氯氣，如因粘貼不當出現(xiàn)發(fā)生墊片突出現(xiàn)象，將直接因墊片的位移進而還可能造成離子膜的拉伸撕裂。若電解槽運行中因墊片突出造成的泄漏，有可能造成電解室內(nèi)局部出現(xiàn)“干燒”，如果墊片撕裂泄漏量較大，離子膜將被擊穿，電極板出現(xiàn)熔化，甚至會造成燃燒和爆炸。由于泄漏造成電槽短路，電火花引燃了從墊片泄漏出的氫氣，進而點燃了電解槽陽極出口撓性軟管，火勢開始蔓延。

其次，除電解槽墊片粘貼不當外，擠壓機故障或操作不當，也能造成墊片泄漏和擠壓力過大而造成橡膠墊片和膜的損壞。在電槽著火事故發(fā)生前一天，B槽運行過程中曾發(fā)生過墊片泄漏的現(xiàn)象。由于A、B槽墊片存在老化現(xiàn)象。

再者，由于安裝和操作原因可能造成離子膜機械拉傷或擊穿，使氫氣與氯氣混合，發(fā)生閃爆。對B槽解體檢查時發(fā)現(xiàn)，有2臺電解單元槽陰極側(cè)網(wǎng)發(fā)生向內(nèi)凹陷，離子膜也發(fā)生撕裂報廢。這些驗證了離子膜因墊片位移撕裂或在墊片泄漏處著火后槽框變形，引起離子膜撕裂或擊穿。氫氣在正壓作用下迅速向陽極擴散，氯氣和氫氣混合達到5.0%～87.5%（體積百分數(shù)）的爆炸極限發(fā)生閃爆，使北部墊片泄漏著火，并造成11#電解單元極網(wǎng)嚴重凹陷變形。

此外，因當時指導書沒有電解槽著火緊急情況下的操作規(guī)程，造成電解槽著火時人員手忙腳亂，害怕氫氣爆炸，且沒有正確處置措施。據(jù)現(xiàn)場情況，電解槽上的火源是在A、B槽連鎖跳閘后用純水很快撲滅的。所以，及時切斷氫氣源是及時撲滅火災的關(guān)鍵。保證電解槽內(nèi)氫氣不和氧氣、氯氣混合發(fā)生爆炸，保持系統(tǒng)正壓和充入氮氣保護是前提。

最后，電解崗位消防設(shè)施沒有經(jīng)過實戰(zhàn)檢驗，消防力量薄弱，消防水壓不足也給滅火工作造成延誤。

3　安全防范措施

3.1全面開展作業(yè)安全風險分析與安全培訓教育活動

一是對氯堿電解工序的設(shè)備，尤其是涉及氫氣的設(shè)備事故隱患進行排查；二是加大員工安全知識培訓，提高操作技能；三是嚴格按照作業(yè)指導書操作，防止因擠壓機油壓不當，電解槽升溫過快，氯氣和氫氣升壓過快且起伏較大造成的電槽墊片滲漏［1］。

3.2規(guī)范檢修人員操作，特別是換膜、粘貼墊片的操作

在電解槽的安裝過程中，單元槽密封墊片是電解槽最關(guān)鍵部位的密封原件，在電解槽的組裝過程中，單元槽密封墊片的粘貼是一項要求較為嚴格的工作。

第一，粘墊片前首先區(qū)分陰極側(cè)用和陽極側(cè)用墊片，再區(qū)分膜側(cè)和槽框側(cè)，陽極墊片要分清上下，陽極墊片上邊較窄，其他三邊寬度一樣。

第二，墊片粘貼時，嚴格稀釋劑的配比約為1.0∶1.5。均勻地涂刷完成后風干5～10min，手感不粘手時才可進行粘貼。如果在未風干時就急于粘貼，粘接劑就會像潤滑劑一樣，不僅粘貼不牢，還可能在電解槽運行時使墊片滑移錯位。所以，注意粘貼后應檢查墊片四角不要發(fā)生收縮位移，一旦位置有誤，應取下重新粘貼。

第三，控制粘貼墊片時的刷膠量，掌握寧少勿多的原則。刷膠前先將槽框表面徹底清理干凈并用干布擦拭干燥，不得沾水。刷薄薄一層膠風干后，在刷一遍。待不粘手時，把準備好的墊片粘貼上去并用輥子反復壓平。

第四，電解槽換墊時不能新老墊片混用，盡量用同批次備用墊片，防止墊片彈性伸縮量不同造成墊片滑動變形。

第五，對擠壓機應校正，防止擠壓電解槽時發(fā)生偏心造成槽框四邊受力不均引起槽框變形，進而造成墊片受力不均，使墊片有部分突出現(xiàn)象。這種情況可能直接導致墊片密封不好，增大墊片泄漏的風險。

3.3完善現(xiàn)場作業(yè)指導書，增加電解槽著火應急處理程序和處置方法

第一，因電槽墊片發(fā)生泄漏，造成短路或離子膜拉傷或擊穿，氫氣和氯氣混合，發(fā)生閃爆后引起著火。應急處理程序為：①斷電，主控人員立即通知降平電流（或啟動該槽緊急停車按鈕），同時向調(diào)度中心報告；②確認斷電后，在保證陰陽極壓差下，迅速同時關(guān)閉起火電解槽氫氣和氯氣出口閥門，脫網(wǎng)后保持電解液繼續(xù)循環(huán)；③充氮，打開廢氫、廢氯閥，向廢氫管、陰極液分離器充氮，同時開尾閥向陰極總管充氮，電解液無法維持循環(huán)時停止循環(huán)；④迅速用純水冷卻著火部位，用CO2滅火器滅火，直至明火熄滅。第二，因電槽墊片粘貼不當發(fā)生墊片滑出，電解液滲漏結(jié)晶短路出現(xiàn)電火花時。應急處理程序為：①現(xiàn)場人員立即用CO2滅火器及純水滅火；②向調(diào)度中心報告后對該槽按正常停車步驟停車，檢查處理。第三，修訂設(shè)備管理規(guī)章制度，加強設(shè)備的檢維修管理，和設(shè)備制造廠家加強聯(lián)系，聘請專家講授維護保養(yǎng)知識。第四，加強專業(yè)技術(shù)人員的學習交流，汲取同行業(yè)的先進經(jīng)驗和事故教訓，抓好落實，將專業(yè)理論知識運用到生產(chǎn)實踐中。第五，加強應急安全設(shè)施建設(shè)，按照規(guī)范配備應急搶險和消防器材，建立一支關(guān)鍵時刻能拉出來用得上的應急搶險隊伍。

4　結(jié)語

本次事故雖然未造成人員傷亡，但是給企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟損失和負面影響。事后按照“四不放過”原則作出調(diào)查處理，及時修訂應急處置方案并對相關(guān)崗位和人員進行專項培訓，停用了存在安全隱患的電解槽，本次事故對人們提出警醒，也對我們的工作進行鞭策。

［1］程殿彬.離子膜制堿生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京：化工出版社，2010.

Analysis of Ignition Accident in An Electrolytic Tank

Jin Jie
（Kaifeng East Large Chemical Co.Ltd.，China Pingmei Shenma Group，Kaifeng Henan 475003）

Based on the China Ping Coal god horse group east large chemical Co.，Ltd.ion membrane plant electrolytic tank fire accident case，the causes of the electrolytic tankfire were analyzed，security measureswere put forward，to pro?vide reference forother enterprises，so as not to bring certain economic losses and negative impact on the enterprise.

electrolytic tank；ionic membrane；ignition；cause of accident；preventive measures

X928.7

A

1003-5168（2016）08-0112-02

2016-07-18

靳杰（1975-），男，本科，助理工程師，研究方向：化工工程與工藝。