某钢厂检修时发生闪爆事故
图1：事故发生点示意图
图2：事故现场三四焦车间四焦2#炉地下室的煤气预热器、氮气管、蒸汽管、预热器检修操作平台及计划拆除的预热器顶板；事故发生时范某的工作姿态（站在蒸汽管道上，上半身趴在预热器顶板上）、冯某江站立点及闪爆后范某的地面跌落点。
图3：煤气预热器底部连接氮气吹扫的人孔及预热器顶板三颗需要动火作业的螺杆的位置。
图4：事故发生时地下室外的状态：乙炔瓶和氧气瓶气管通过地下室的窗口向煤气预热器动火作业点供气。
动火作业审批情况
2021年11月16日，焦化厂三四焦车间热工班班长吴某立通过公司审批系统申请了一张《广西柳州钢铁集团有限公司动火证》（编号：QR/LG22·36·02），动火级别：二级，动火证有效时间：2021-11-16 10:07至2021-11-18 17:30，动火地点：四焦2#炉平台，作业内容：煤气管割螺杆。该动火证上有三四焦车间副主任夏某祥、现场安全监护人侯某潇及冯某江的手写签名。
2021年11月17日上午9点多钟，冯某江到四焦热工班长室告知副班长王某，机电车间的人员反映，《广西柳州钢铁集团有限公司动火证》（编号：QR/LG22·36·02）中，动火执行人和动火监护人名字写反了，要求重新开一张动火证。因班长吴某立不在，副班长王某根据11月16日的动火证，使用吴某立的账号重新申请了一张《广西柳州钢铁集团有限公司动火证》（编号：QR/LG22·36·02），并打电话告知车间副主任夏某祥，夏某祥在审批系统上批准。王某后来见到吴某立，向吴某立报告了此情况。动火级别：二级，动火证有效时间：2021-11-17 09:35至2021-11-17 17:30，动火地点：四焦2#炉平台，作业内容：煤气管割螺杆，堵盲板。该动火证上只有机电车间副主任冼某源的手写签名。
事故发生经过、应急救援及处置情况
2021年11月17日，焦化厂机电车间按三四焦车间的工作要求，安排范某、覃某彬、陈某3人对三四焦车间四焦2#炉煤气总管堵盲板及煤气预热器检查清理作业。范某为焊工，覃某彬、陈某为钳工。范某和陈某持有焊工作业证。3人8:40左右携带作业工具抵达现场。
由于煤气预热器的阻力增大，判断设备内沉积物较多阻塞设备流通面积，三四焦车间安排清理煤气预热器。为清理煤气预热器，需要置换合格并拆开煤气预热器顶盖和人孔，然后安排清理内部沉积物。三四焦车间申请机电车间安排检修人员，对四焦2#炉煤气总管堵盲板及煤气预热器检查清理作业。
三四焦车间热工班安排冯某江（持有煤气作业证）进行现场安全监护及配合进行吹扫置换工作。由于16日已经安排煤气预热器的清理工作，氮气置换时发现放散管阀门打不开，暂停了该项工作，并安排钳工班更换放散管阀门。17日早上8:30，冯某江首先关闭靠近焦炉煤气总管阀门（即红色三角标记的阀门），再开煤气管道两端放散管阀门，打开煤气预热器下部人孔盖上的氮气阀门吹扫设备和管道。10点左右，冯某江检测煤气主管放散管口排气CO（一氧化碳）浓度合格（低于24ppm），然后通知范某、覃某彬、陈某封堵盲板（即红色箭头所示盲板）。四人到二楼进行封堵盲板作业，在持续进行氮气吹扫，管道内微正压状态下用扳手和乙炔-氧割炬拆开部分法兰螺栓后，法兰缝隙排出的气体煤气味重，随即重新装回并上紧全部螺栓，停止封堵盲板作业，继续用氮气吹扫。
14:30左右，冯某江检测CO浓度合格。检修人员于14:45上到二楼封堵盲板，在持续通氮气条件下松开法兰螺栓，期间要求冯某江调整氮气流量以减小管内压力。封堵盲板作业期间，15:10左右韦某德到达现场，协助检修人员用千斤顶顶开法兰，装入盲板并重新上紧螺栓。
封堵盲板完成后，检修人员回到地下室拆煤气预热器顶盖螺栓。检修人员15:40左右用电动扳手松开了顶盖上的大部分螺栓，剩余3颗锈蚀无法拆开。然后检修人员拆开了煤气预热器的人孔盖，此时预热器与大气相通，并停止氮气吹扫。由于松开煤气预热器顶盖时检修人员闻到煤气味，便携式CO探测器检测顶盖处CO浓度达到84ppm，拆开人孔盖后检修人员撤离到室外。检修人员撤离后，15:53冯某江用便携式CO探测器检测煤气主管末端CO浓度为14ppm，又返回煤气预热器检测人孔和顶盖处CO浓度合格，即安排检修人员回到地下室预热器现场开始动火作业。
16：00左右，范某、覃某彬、韦某德、冯某江返回地下室预热器现场，陈某在室外看护气瓶。范某登上检修用钢平台，手持割炬切割顶盖上剩余的螺栓；冯某江站在钢平台下监护；覃某彬、韦某德站在门口。由于钢平台高度不够，范某一只脚踩在高出钢平台蒸汽管上，身体趴在顶盖上切割螺栓，16:11左右，在切割剩余的第2颗螺栓时发生闪爆。由于范某俯身趴在煤气预热器顶盖上，爆炸时预热器顶盖掀起，撞击范某头部，范某跌落地面，头朝煤气主管末端方向仰卧地面。
事故发生后，冯某江呼叫范某，范某没有反应，随后现场其他人员一起将范某抬出地下室，韦某德立即拨打120并汇报厂领导。16:20救护车赶到，范某因脑颅受伤严重，经现场确认死亡。
热工班班长吴某立和副班长王某赶到现场，穿戴好空气呼吸器并携带CO检测报警仪，与冯某江一起进入地下室，对预热器进行注水灭火，将火扑灭。
事故发生的原因和性质
（一）事故原因分析
1.爆炸气体来源
煤气预热器下部人孔打开后，停止氮气吹扫，空气进入预热器，空气遇到可燃气体能形成爆炸性气体；氧-乙炔割炬切割螺栓时高热和明火是点火源，由此具备燃爆事故三要素中的两个。煤气预热器中可燃气体的可能来源有二，一是煤气预热器内沉积物挥发，二是煤气管道内煤气回流。
①煤气预热器内沉积物挥发可能性
焦炉煤气成分复杂，主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳，还有一定量的氮气、氧气、二氧化碳、烃类、硫化氢，以及少量的碳5以上饱和烃、焦油、苯等。煤气净化可除去大部分的碳5以上饱和烃、焦油、苯等重组分，但净化煤气中仍会残留少量重组分。输送净化煤气的设备、管道会有沉积物不断积累，造成阻力增加，输气能力下降。
焦炉煤气管道沉积物成因及清除方法研究（公彦良等，上海梅山钢铁股份有限公司，2018年第11期冶金动力）一文中，对煤气管道沉积物色谱组成分析结果标明，沉积物中含有萘（14.69%）、喹啉（1.52%）、异喹啉（1.04%）、α-甲基萘（7.88%）、β-甲基萘（14.5%）、联苯（9.08%）、苊（9.68%）。不同企业净化焦炉煤气沉积物存在差异，上述组成可供参考。论文认为，对焦炉煤气管道实施拆除时，处理不当会发生着火甚至爆炸事故，并提出了拆除管道前准备阶段进行有效隔绝，氮气置换，置换合格后微正压条件下用砂轮机开天窗使管道接通大气；拆除阶段保持氮气吹扫，清理沉积物，敷设黄沙，天窗两侧沉积物用石棉覆盖，用水将沙和石棉打湿，从天窗中部动火割管等安全措施。
焦炉煤气沉积物中萘、喹啉、甲基萘、联苯、苊等熔点和闪点较高。甲基萘是一种无色油状液体，有类似萘的气味，沸点245℃，闪点82.2℃。喹啉是芳香族化合物，熔点-14.5℃，为无色液体，闪点99℃。萘是易升华并有特殊气味的片状晶体，闪点接近80℃。联苯是一种有机化合物，熔点68.5℃，沸点255℃。苊的外管为白色针状结晶，熔点95℃。常温下沉积物升华和挥发产生的可燃气体浓度不高，不具备燃爆条件。
由于焦炉煤气中含有少量硫化氢，在潮湿条件下硫化氢与铁反应生成硫化亚铁。硫化亚铁遇到空气会发生氧化反应，反应方程式如下：
FeS+3/2O2=FeO+SO2+49KJ
FeO+1/2O2=Fe2O3+271KJ
不稳定的硫化亚铁附着在罐壁，正常生产时罐内处于无氧状态，硫化亚铁不会发生氧化反应。容器人孔打开后空气进入，硫化亚铁与氧气接触，发生氧化反应并放出大量热量，放热可导致沉积物熔化、挥发，与空气形成爆炸性气体。
煤气预热器的蒸汽阀门泄漏，也能造成预热器内温度升高。
由于沉积物的主要成分闪点较高，经过长时间氮气吹扫后易挥发组分大部分已经脱除，且切割螺栓时煤气预热器器身温度不高，由此判断沉积物挥发导致爆炸事故的可能性不大。
②管道内煤气回流
煤气预热器连接管道置换时存在盲端，停止氮气吹扫后，积存于盲端的煤气流入煤气预热器。由于焦炉煤气中氢气、甲烷含量高，氢气和甲烷密度小，容易积存与顶部空间，可在预热器内形成爆炸性气体。
由于煤气预热器连接管道长，且直径大，放散口没有位于管道端部，氮气置换时难以保证所有部位置换干净。检修拆除螺栓时，早上封堵盲板和下午拆预热器顶盖时检修人员均闻到煤气味，说明管道置换不彻底。由此判断，管道内煤气回流是煤气预热器内爆炸性气体的来源。
2.公司技术规范及现场操作方面
①动火作业前取样分析不符合《柳州钢铁股份有限公司焦化厂特殊危险作业安全管理制度》（QG/JH 22·12-2020）第5.2.5.1条作业前应进行动火分析的相关要求，没有对设备内气体取样分析可燃气体含量；仅用便携式CO检测报警仪探测设备外部CO的浓度，监测点不具备代表性，错误判断置换效果。
②检修作业前未进行危险性辨识，没有认识到作业过程存在燃烧、爆炸危险性，采取的安全防范措施不足。作业人员仅关注一氧化碳，没有关注煤气中的主要组分氢气、甲烷。焦化厂的焦炉煤气安全技术说明书显示煤气中氢气含量为55-60%，甲烷含量为23-27%，而一氧化碳含量为5-8%。作业人员也没有充分关注焦炉煤气沉积物挥发产生可燃气体的可能性，以及硫化亚铁遇空气氧化放热的风险。
③氮气置换时放散管位于煤气管道中部，煤气预热器的煤气进口管、跨线等管道存在盲端，难以彻底置换管道内的煤气。
④切割煤气预热器顶盖剩余螺栓时，没有搭设脚手架，利用设备前的操作用钢平台，焊工需要俯身才能够着被切割螺栓，增加了爆炸事故时伤害的严重程度。
⑤拆除煤气预热器顶盖螺栓时，检修人员闻到煤气味，检修负责人、置换操作人员和检修作业人员没有认真分析现场煤气味的来源，没有采取进一步安全措施的情况下草率决定继续检修作业，丧失避免事故的机会。
3.动火作业审批方面
①本次动火作业地点位于三四焦车间2#炉地下室，按照《柳州钢铁股份有限公司焦化厂特殊危险作业安全管理制度》（QG/JH 22·12-2020）第5.2.1.3条“二级动火作业：在易燃易爆场所进行的特殊动火作业及一级动火作业以外的动火作业。二级动火作业范围：（f）焦炉地下室和交换机室的使用 明火作业”及第6.1.1条“动火作业、受限空间作业、盲板抽堵作业、高处作业、吊装作业、动土作业、临时用电作业、断路（占道）作业根据作业危险程度实施分级审批管理，一级审批由公司职能部门最终审批，二级审批由厂职能部门或主管厂长最终审批，三级审批由车间最终审批，属于分级审批范围内的特殊作业须办理作业证。”规定，属于二级动火，应该由厂职能部门或主管厂长最终审批。
②三四焦车间热工班班长吴某立通过公司审批系统申请的两张《广西柳州钢铁集团有限公司动火证》（编号：QR/LG22·36·02），动火级别为二级，车间副主任在审批系统上批准，但是该动火证并未由厂职能部门或主管厂长最终审批。
③柳州钢铁股份有限公司现行使用的审批系统危险作业审批流程中“一级动火作业：在易燃易爆场所进行的除特殊动火作业以外的动火作业。厂区管廊上的动火作业按一级动火作业管理。二级动火作业：除特殊动火作业及一级动火作业以外的动火作业，凡生产装置或系统全部停车，装置经清洗、置换、分析合格并采取安全措施后，可根据其火灾、爆炸危险性大小，经所在单位安全管理部门批准，动火作业按二级动火作业管理。在比较空阔场所，离易燃易爆气体释放源10米以上，在此区域内动火可按二级动火管理。”审批流程为“一级动火：发起人→车间→安全管理室→生产安全副厂长→发起人。二级动火作业：发起人→车间→发起人。”
④2021年11月17日三四焦车间热工班申请的《广西柳州钢铁集团有限公司动火证》（编号：QR/LG22·36·02），按照柳州钢铁股份有限公司现行使用的审批系统危险作业审批流程，动火作业等级应为一级动火作业，但是热工班班长吴某立填写的申请是二级动火（审批系统无法上报至厂级审批），车间副主任夏某祥予以审批通过，在事实上降低了动火作业的安全审批等级。（夏某祥未参加过“审批系统危险作业审批上线使用培训班”，吴某立参加过“审批系统危险作业审批上线使用培训班”）
（二）事故直接原因
事故调查组通过对事故现场勘查，结合相关人员的询问笔录，排除了煤气预热器内沉积物挥发可能性，查明了事故发生的直接原因：
煤气预热器下部人孔打开后，由于停止氮气吹扫，煤气管道内残留的煤气回流至预热器。可燃气体与空气形成爆炸性气体混合物，割炬切割螺栓时的火焰或高热导致气体混合物爆炸。爆炸产生的压力造成已经拆除大部分螺栓的顶盖掀起，撞击范某头部并跌落地面造成死亡。
（三）事故间接原因
柳州钢铁股份有限公司
1.未采取技术、管理措施,检修作业前针对煤气预热器进行危险性辨识,未及时发现并消除动火作业现场工人仅使用一氧化碳检测报警仪而未关注其它可燃气体的事故隐患。
2.未督促从业人员严格执行本单位的《柳州钢铁股份有限公司焦化厂特殊危险作业安全管理制度》（QG/JH 22·12-2020）和《焦化厂设备检修安全管理规定》。
3.未健全安全生产规章制度,在现行使用的审批系统中动火作业等级及审批流程与《柳州钢铁股份有限公司焦化厂特殊危险作业安全管理制度》（QG/JH 22·12-2020）存在明显不同的情况下，未及时制定新的特殊危险作业安全管理制度。
4.在现行使用的审批系统启用前，未做到使用该审批系统人员的全覆盖培训。
(四)事故性质认定
调查认定，柳州钢铁股份有限公司焦化厂“11·17”闪爆一般事故是一起生产安全责任事故。
柳州钢铁股份有限公司焦化厂
“11·17”闪爆一般事故调查组