废油回收厂爆炸事故调查

01引言

2013年，废油回收利用工厂发生了废油处理蒸馏设施爆炸事故，造成包括厂内工人11人（其中2人死亡）和厂外人员14人伤亡的严重后果。本文对劳动安全卫生综合研究所（以下简称“安卫研”）开展的事故调查情况进行报告，并就如何防止同类事故的发生提出建议。

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爆炸事故概要

2.1事故发生情况

事故形态：爆炸

起因物质：废油（汽油和柴油的混合物）发生爆炸装置：离心分离设备人员死伤情况：厂内（事故发生场所）11人死伤（其中2人死亡），厂外14人受伤。（死因：工人A多发性外伤造成的休克，工人B脑干损伤）财产损失情况：蒸馏设施楼（2层损坏和1、2层烧损），污泥处理楼部分损坏，压缩设施部分损坏，周围还有爆炸散落物造成的损坏。气象情况：爆炸当时气象情况：平均风速1.2m/s，风向西北风，气温9.2℃，相对湿度97.5%，气压1013.5hPa（现场气压）当时，蒸馏设施中有A、B、C和D共4名工人正在工作。工人D发现相邻的2层机械室内的离心分离设备附近冒白烟后，对离心分离设备采取了紧急停机操作，并试图开窗通风时爆炸发生。在同一楼中工作的A和B不幸死亡，C被烧伤（休息2个月），D被烧伤并有两侧鼓膜穿孔（休息2个月），厂内蒸馏设施楼外的另外7名工人均为轻伤（不需要休息）。

2.2蒸馏设施

该设施接收用油罐车回收的机油和重油等废油后，通过蒸馏工序75℃-90℃的加热处理，除去多余水分和废渣，再通过精炼，加工成再生重油产品。废油精炼的主要流程如下：

废油接收→原油地下储罐→原油地上储罐→室内中间储罐2→油品洗净机→室内中间储罐3→以下省略。

废渣（由金属粉和砂土等组成的污泥状物质）处理中用到的离心分离设备已使用4年。据推测，当时该设备处理的废油是高辛烷值汽油，而根据回收处理相关规定，汽油不包含在回收油品目录中。

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事故发生及受损情况

3.1蒸馏设施楼的受损情况

厂内蒸馏设施楼的受损情况严重。楼内主要受损情况如下：

a）外墙仅剩混凝土部分，厚度10cm的外层已经脱落，外墙整体向外有位移（照片1）；

b）1层的储油罐和储油池未发生爆炸；

c）1层的油泵电机全部为防爆型，油泵周围的管道未发现燃烧痕迹和漏油现象；

d）2层机械室的墙壁和房顶，除离心分离设备背后的墙壁外，全部被炸飞，仅剩框架部分（照片2和照片3）；

e）在2层机械室，工人D打开的窗户及爆炸前正要打开的油品洗净机附近的窗户上玻璃均嵌有钢丝；

f）2层机械室中并排设置有5台离心分离设备（照片3），其中4台有燃烧痕迹，2台有残留的粉末灭火剂；

g）根据离心分离设备的设计特点，内部管路通过下部的缝隙处于向外部开放的状态；

h）根据离心分离设备及其它设备操作盘的烧损情况和开关的ON/OFF状态判断，起火原因不是电源系统。

3.2工厂周围建筑物的受损情况

根据该辖区消防本部发表的工厂周围受损情况报告，爆炸的影响半径约1000米，半径400米-500米范围内所受影响较为明显。建筑物等受损包括玻璃窗、卷闸门及墙壁受损。最远的住宅距离事故现场达2700米，据称有一块玻璃破碎（该受损情况系居民自行报告）。但周围其他居民均无受损报告，因此该受损是否为事故所致，无从确定。

3.3爆炸前后的经过

据反映，某公司给加油站配送汽油时，误将柴油加入了高辛烷值汽油罐中。发现操作错误后，该公司取回油罐中内容物，并通知发生本次事故的废油回收工厂将该内容物予以回收。发生爆炸事故当天上午，废油回收工厂用油罐车将9.9kl废油回收拉回工厂，并于当天下午将大量含有汽油的废油装入油罐，之后又将该废油转移至蒸馏设施楼内的油罐中。当天值早班的工人C和D与值晚班的工人A和B在蒸馏设施楼2层的操作室（控制室）碰，并进行交接后解散。

正在操作室（2层）值班的D闻到刺鼻气味后，到1层查看，但未发现异常。返回2层后感到刺鼻气味更加强烈，意识到问题的严重性，立刻下到1层，实施了机械设备停机操作。从操作室下到1层的过程中路过位于2层的机械室时，曾发现机械室地面附近有白色烟气飘荡，且地面有被弄湿的迹象。停机操作后从1层返回2层后，发现机械室内的雾气已经升高到快到膝盖的高度，于是打开了机械室的一扇窗户，并在机械室内对计算机进行了停机相关的操作，随后走出机械室（2层）呼吸新鲜空气。返回机械室，正要打开油品洗净机附近的窗户时，手还未抓到窗户把手就发生了爆炸。

爆炸导致D瞬间失去知觉，苏醒时发现后背已经着火，立即翻滚把火熄灭。看到离心分离设备背后蹿起火苗，于是迅速拿起室内的灭火器进行灭火。

爆炸前，B和C位于2层室外的冷却塔旁边。

当时，D全身穿工作服，手上戴手套，头戴安全帽，脚上穿有安全靴。但安全靴不是防止带电型。手上没有拿东西，腰间别有工具。手套戴在手上，上衣也未脱下。爆炸后，D暴露在外的汗毛被烧掉，裸露处的手臂被烧伤。

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类似事故案例

我们使用安卫研的爆炸起火事故数据库，对1994年至2004年发生的汽油爆炸事故（劳动灾害）进行了调查。不包括人为纵火和杀人事件。

数据表明，汽油爆炸起火事故原因多为静电所致，还有一些向火堆中倒入汽油引起的爆炸起火事故。此外，在分解废油罐的工作中也发生过爆炸事故，原因多为气焊的火苗和火花。

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寻找起火源

表1是对可能的起火源进行分析后的结果。还有一些其他原因，如电灯开关的火花放电、油泵等动力机器端子箱的机械振动导致的电线短路、离心分离设备旋转部分高温、明火罐中金属和液体的混合反应导致的发热等，但均与本次事故的实际情况不符，故予以否定。

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测定、验证试验

6.1测定、实验项目

考虑到事故发生当时，离心分离设备应该是正在对大量含有汽油的废油进行处理，同时为了对当事人反映的情况进行验证，进行了以下实验。①现场采集的废油的汽油含量测定，②现场采集的废油的闪点（引火点）测定，③油的气化实验，④地面铁板的表面情况观察，⑤工作鞋电气特性测定，⑥人体带电实验，⑦体毛的热特性测定。离心分离设备的分解和详细调查需要大量时间和费用，故未进行。本文重点对上述①-③及⑥的实验进行说明。

6.2废油的汽油含量测定

为准确了解事故工厂油罐中到底混有多少汽油，我们利用在气体色谱图中碳元素数不超过10的石蜡的强度峰值对汽油含量进行测定。其结果，根据采样位置的不同分别为：油罐车为91.4%，接收原油的地上罐为45.8%，室内中间罐2为28.3%，产品（出厂）罐为1.7%。

6.3废油的闪点（引火点）测定

本测定采用TAG密闭法闪点试验装置进行。冷却液除水外，还使用了能够比水及乙二醇降温幅度更大的乙醇，以保证测定在-20℃左右的温度中也能进行。此外，当温度超过TAG密闭法所规定的上限温度时，改为采用彭斯克-马丁密闭法进行测定。测定结果如表2所示。

结合6.2的结果可以看出，造成事故的汽油的闪点（引火点）比机油、重油都要低。

表2废油闪点（引火点）测定结果

大类别中类别小类别（具体事例）电气类原因电火花操作盘（控制盘）内电磁开关器等机械接触点静电火花人体带电（摩擦带电、感应带电）、喷雾带电导致周围导体静电感应。离心分离设备的回收箱带电等。机械类原因碰撞离心分离设备内混入较硬异物，切换动作中零部件相互间的碰撞。摩擦离心分离设备内部旋转部分和固定部分之间的缝隙变小。

采集位置

闪点

油罐车

不超过-20℃

原油接受地上罐

不超过-15℃

室内中间罐1

不超过-15℃

离心分离设备的废渣排出侧（两处）

20.5℃，不低于100℃

室内中间罐2

17℃

室内中间罐3

38℃

产品（出厂）罐

124℃

6.4油的气化确认实验

本实验对油经加热后产生的“白烟”是否沿地面（液面）流动及该情况下的温度进行了调查。照片4是实验中使用的装置。将试剂放入试验盘中，放在加热板上进行加热。作为防静电措施，实验中使用金属材料进行了接地处理。实验开始时使用了排气装置，但由于对自然对流造成干扰，故停止了使用，实验结束后进行了排气。试剂共采用了4种配比，分别是轻油（柴油）100%、轻油50%（Vol.）+高辛烷值汽油50%（Vol.）、轻油10%+高辛烷值汽油90%、高辛烷值汽油100%。

实验结果表明，轻油100%在温度达到71℃时，可看到白烟生成并向上升起。轻油50%+高辛烷值汽油50%在温度达到76℃时，可看到液面上有白烟滞留。轻油10%+高辛烷值汽油90%在温度达到75℃-76℃时，虽无生成白烟，但有蒸气产生，并伴有刺鼻气味。当升温到83℃时，可看到有紧贴液面爬行状的气体滞留。或许是蒸气比重较大的缘故，没有向上升起现象。高辛烷值汽油100%在温度达到85℃时可看到有白烟生成。

据此可以推断，在加热工序中，当达到某个温度时，2层机械室内正在处理中的废油的内部流动管路如有向外开放的部分，则很可能有汽油蒸气泄露，产生白烟并在地板附近漂浮。

6.5人体带电实验

事故发生当天的温度和湿度条件不利于人体带电。虽然我们没有在蒸馏设施楼对室内温度和湿度进行测定，但室内有加热机械运转，且有高温废油在管道中流动，2层机械室内的温度应该比较高。本实验假定内外空气中的水分量相等，且绝对湿度与外气相同，然后设定几种气温和湿度组合条件，在人工环境室内进行了带电实验。但湿度控制在人工环境室内可达到的上限值94%。气温/湿度：9℃/93%，12℃/80%，18℃/55%和23℃/41%。

在模拟实验中，安卫研研究人员脚穿当时D所穿的安全鞋，并穿戴上与当时同等的服装和安全帽，在现场来回跑动，做各种动作，使用波形记录仪对其带电电位进行了测定和记录（照片5、6）。塑料桶是现场原先就有的，铁板是从现场地板上切割得，上面涂抹了绝缘性涂料。

照片6电位测定方法

我们知道，电位的变化不但与气温和湿度以及鞋与地板的组合方式有关，即便是行走或原地踏步的不同，也会导致电位有不同变化。因此，本实验也只能限定在一定条件下进行。但尽管如此，也可对在一定温湿度情况下电位可能上升多少作出推测。

通过实验可知：在9℃/93%环境下，几乎不带电；在12℃/80%环境下，有时会带电超过5kv；随着温度上升至18℃及23℃，带电会达到4kv左右；工作服对带电情况几乎不产生影响；衣服的摩擦产生的带电可以忽略；带电电位会根据鞋与地板的摩擦方式、跳跃、姿势而发生变化。当人体电位达到4kv，而如将人体的静电容量假设为150pF3时，能量相当于1.2mJ。这个值大大高于汽油（用戊烷代表，为0.28mJ3）），完全可能触发起火。

虽然本实验的范围有限，但可以断定，当室内气温达到或超过12℃时，完全可能导致起火。

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起火源和爆炸的关系

我们对起火源和爆炸后D的位置关系、主要成分为汽油的废油的接收、转移至油罐并最终到达离心分离设备的时间进行了研究和考察。

火药和爆炸物导致的爆炸发生时，压力波（冲击波）从起火位置（化学反应开始位置，爆炸中心）以超过音速的速度迅速波及至周围，起火源较近处将会遭受巨大破坏。但如果爆炸是由气体或蒸气引起的，火会以低于音速的速度向周围传播（爆燃）蔓延，与火焰同时，上升的压力和气浪会对周围造成破坏，相对来讲，距离起火位置较远处也会遭受巨大损坏。造成起火的物体（起火源）本身一般不会发生位置移动，但会在短时间内被高温气体包围。

本次事故属于气体蒸气爆炸。如果起火点在离心分离设备附近，在火焰传播和爆炸过程中，D应该朝着远离离心分离设备的方向倒下。而事实上，D倒下的方向恰好相反。因此，离心分离设备是起火源的可能性不大。

结论：根据D摔倒的距离很近这个现象分析，起火源应该来自D面前很近处。而在D旁边存在的起火源，人的带电导致的静电火花放电的可能性最大。

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事故原因的推断

本调查对爆炸和火灾的发生过程进行了推断。图1是爆炸前后发生的情况。调查结果如下：蒸馏设施在对回收到的闪点（引火点）低于70℃的废油（比如轻油和汽油）进行再生处理过程中，气化后的可燃性蒸气从离心分离设备的缝隙泄露到室内，形成了具有爆炸性的混合气体。发现异常的工作人员在进行设备停机和开窗换气过程中来回走动，使身体带电，进而发生静电放电现象，引发了周围已形成的爆炸范围的混合气体的燃烧和爆炸。

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防止同类事故发生的措施

在本次爆炸事故中，蒸馏设施处理的废油的闪点（引火点）较低是根本起因。因此，今后在处理此类闪点（引火点）较低废油时，必须严格采取防止蒸气向设备外泄露的措施和防静电措施，同时还要配备具有防爆结构的电气机械器具。接收危险品等油品时，要对油品的闪点（引火点）和燃烧性进行确认。闪点确认可分两步进行，首先可用灯芯法和Shale法等简易方法进行试验，如发现对象物品有可能属于法律规定的危险品，可进一步采用专用试验装置对其闪点进行测定。

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总结

根据调查结果，事故发生原因如下：蒸馏设施楼在处理大量汽油过程中，在2层机械室内形成了由泄露的汽油蒸气组成的可燃性气氛，同时工作人员未采取适当的防静电措施。本次事故造成两名工作人员不幸遇难的严重后果，在爆炸现场附近的工作人员幸免遇难是不幸中的万幸。他所反映的情况对快速查明事故原因起到了很大作用。在查明原因过程中，收获了防止此类事故发生的知识。希望本文能对今后的事故防范起到一定积极作用。

另外，在本次调查中，我们还根据受损情况对引起爆炸发生的油品的量进行了推算。关于推算结果，将另行报告。