中石油大連石化公司“8.29”儲(chǔ)罐火災(zāi)事故
?一、事故簡介
2011年8月29日8時(shí)30分左右,中石油大連石化儲(chǔ)運(yùn)車間接到調(diào)度通知,要將柴油調(diào)合一線從877號(hào)罐改至878號(hào)罐。875號(hào)罐為內(nèi)浮頂罐,罐容為20000立方米,收油前該罐液面為0.969米。9時(shí)52分40秒,開啟875號(hào)罐入口電動(dòng)閥開始收油。9時(shí)56分44秒,875號(hào)罐突然發(fā)生閃爆、起火。泄漏的柴油在防火堤內(nèi)形成池火。經(jīng)消防人員全力撲救,13時(shí)06分左右將明火撲滅。事故造成875罐坍塌,874罐罐體過火。事故直接經(jīng)濟(jì)損失789萬元,沒有造成人員傷亡。
二、事故經(jīng)過
??? 8月29日8點(diǎn)10分,儲(chǔ)運(yùn)車間大班長吳某接到公司調(diào)度指令,要求將柴油調(diào)合一線從877#罐改至875#罐。吳某通知1班班長周某準(zhǔn)備做此項(xiàng)工作,周某通知內(nèi)操員聯(lián)系上游裝置操作員等相關(guān)人員。9:30內(nèi)操員通知周某,切換的準(zhǔn)備工作已做好,周某趕到875#罐組確認(rèn)收油流程,并在現(xiàn)場用對(duì)講機(jī)通知內(nèi)操員可以切換,隨后開始切換作業(yè)。9時(shí)52分875#罐入口電動(dòng)閥開啟,液面從靜置狀態(tài)的0. 969米逐漸上升。9時(shí)56分,875#罐突然發(fā)生爆燃,罐底撕裂,并引起火災(zāi)?,F(xiàn)場操作人員立即報(bào)警,并進(jìn)行轉(zhuǎn)油、關(guān)閥等應(yīng)急處理。
三、事故原因
??? 1、直接原因
由于事故儲(chǔ)罐送油造成液位過低,浮盤與柴油液面之間形成氣相空間,造成空氣進(jìn)入。正值上游裝置操作波動(dòng),進(jìn)入事故儲(chǔ)罐的柴油中輕組分含量增加,在浮盤下形成爆炸性氣體。加之進(jìn)油流速過快,產(chǎn)生大量靜電無法及時(shí)導(dǎo)出產(chǎn)生放電,引發(fā)爆炸。
??? 2、間接原因
①違反《常壓立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐檢維修規(guī)程》(SHS01012-2404)第5.1.4條“浮頂罐和內(nèi)浮頂罐正常操作時(shí),其最低液面不應(yīng)低于浮頂、內(nèi)浮頂?shù)闹胃叨取钡囊?guī)定。
②在儲(chǔ)罐收油過程中,未重視油品流速過快造成靜電過大的風(fēng)險(xiǎn)。油品高速流動(dòng)產(chǎn)生的靜電,其放電能量接近或大于4mJ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于浮盤下部空間內(nèi)的油霧、可燃性氣體與空氣混合形成爆炸性混合氣體的最小點(diǎn)火能。
③末能有效識(shí)別上游裝置操作變化帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。柴油加氫裝置氣提塔塔底、塔頂溫度同步降低,造成塔底輕組分增加;氣提氫氣增加,塔頂壓力升高,帶來溶解氫增加。
④對(duì)儲(chǔ)罐維護(hù)保養(yǎng)不到位,對(duì)同期使用的874#, 876#罐、877#罐內(nèi)檢查,發(fā)現(xiàn)罐內(nèi)存在浮筒抱箍松落,浮項(xiàng)壓條、浮筒一端下垂的現(xiàn)象。
四、事故原因分析
??? 1、柴油性質(zhì)及相關(guān)參數(shù)
(1)柴油性質(zhì)
經(jīng)對(duì)管道中與2011年8月29日進(jìn)875#油罐的相同油品采樣分析結(jié)果表明,柴油閃點(diǎn)為64℃,凝點(diǎn)為-7℃,硫含量為0.008%,密度( 20 0C)為834.2kg/m3,十六烷值為50.7,均符合柴油產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。
??? (2)溫度情況
875#罐進(jìn)油前儲(chǔ)存溫度為38℃,上游裝置柴油出裝置溫度均在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)。
??? (3)流量情況
從上游400萬噸柴油加氫裝置、450萬噸蒸餾裝置、80萬噸柴油加氫裝置、300萬噸柴油加氫裝置的操作來看,各裝置柴油出裝置流量比較穩(wěn)定。
(4)液位情況
875#罐事前于29日0時(shí)30分付油結(jié)束后處于靜止?fàn)顟B(tài),液位在0.969米,收油后,調(diào)和1線從877#罐改至875#罐后,875#罐液位開始上漲。由于877#罐入口電動(dòng)閥延遲關(guān)閉,877#罐液位由于液位差逐步下降。
(5)壓力情況
從8月29日875#罐內(nèi)壓力來看,隨著收油量的增加,壓力從靜止?fàn)顟B(tài)的5006Pa逐漸上升,9:57分上升至5759Pa時(shí)壓力停住,可能發(fā)生爆炸失靈。
2、爆炸性棍合氣體的形成
875#罐29日0時(shí)30分付油結(jié)束后液位高度為0. 969米,液位靜止時(shí)間超過9小時(shí),液面低于浮盤支柱高度,浮盤落床,通氣孔自動(dòng)打開,大量空氣進(jìn)入浮盤下方。
從877#切換到875 #罐輸油后,875#罐入口管流速達(dá)4. 34米/秒,快速輸送產(chǎn)生了大量油霧;80萬噸柴油加氫裝置操作波動(dòng),塔底溫度從230℃降低到216℃ ,塔頂壓力從0.480MPa升高到0. 496MPa,溫度的降低和壓力的升高使塔底油中的輕組分增加并進(jìn)入了油罐。
油霧、輕組分與空氣混合,形成了爆炸性混合氣體。
3、點(diǎn)火源分析
罐爆炸火災(zāi)事故點(diǎn)火源一般為明火、雷電、硫化亞鐵自燃和靜電。
(1)明火
八七罐區(qū)內(nèi)的作業(yè)情況:8月29日8時(shí)50分,八七罐區(qū)開出動(dòng)火作業(yè)許可證2張,內(nèi)容為879#罐鋪底板,后因下雨而作廢無其他檢維修動(dòng)火等記錄,也無其他明火可能。
??? (2)雷電
大連市氣象局提供的資料表明,事故發(fā)生時(shí)無雷電發(fā)生;經(jīng)對(duì)875#罐體進(jìn)行剩磁檢測,排除了875#罐體受雷擊的可能。
(3)硫化亞鐵自燃
875#罐自2007年改成內(nèi)浮頂罐后一直儲(chǔ)存成品柴油,含硫量均在控制指標(biāo)內(nèi)。對(duì)與875#罐同期投入使用的874#罐、876#罐、877#罐的腐蝕情況進(jìn)行勘查,并對(duì)876#罐、877#罐罐壁、罐底物質(zhì)進(jìn)行了檢測,均未發(fā)現(xiàn)異常。本次作業(yè)開始收油時(shí)間與上次付油結(jié)束時(shí)間相隔9個(gè)多小時(shí),罐內(nèi)早已進(jìn)入空氣,在此期間,如果出現(xiàn)硫化亞鐵自燃的情況,必然會(huì)發(fā)生冒煙、起火、甚至爆炸等情況,而實(shí)際上,上述現(xiàn)象均未發(fā)生。
綜上所述,可排除硫化亞鐵自燃作為點(diǎn)火源的可能。
(4)靜電
流速分析:
875#罐在收油過程中,有來自上游裝置的物料和從877#罐壓入875#罐的柴油,入口管一分鐘內(nèi)的平均流速達(dá)到4.34m/s。
??? 根據(jù)API RP2003-2008《Protection Against Ignitions Arising Out of Static, Lightning,and Stray Currents》4. 5. 2 Control of Electrostatic Charge Generation規(guī)定:“In the case of a floating-roof (internal or open-top)observe the 1 m/s (3 ft/s) velocity limitation until the roof becomes buoyant”(當(dāng)使用浮頂儲(chǔ)罐時(shí)要遵守1 m/s的極限速度直到頂浮起來)。
靜電放電分析:
875#罐被燒整體坍塌,無法確定當(dāng)時(shí)浮盤的情況,但對(duì)874#, 876#罐、877#罐內(nèi)部進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn),罐內(nèi)存在浮筒抱箍松落,浮頂壓條、浮筒一端下垂的現(xiàn)象,由此推斷875#有可能在液面存在漂浮的金屬物形成孤立導(dǎo)體,易與接地導(dǎo)體發(fā)生火花放電。另一方面抽品的高速流動(dòng)會(huì)在液面產(chǎn)生較高的電位,與金屬物尖端、浮盤支架或罐壁等接地導(dǎo)體發(fā)生刷型放電。刷型放電的能量接近或大于4mJ,而火花放電能量一般都在幾十毫焦耳以上,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于浮盤下部爆炸性混合氣體的最小點(diǎn)火能。
4、事故結(jié)論
綜上所述,此次事故的點(diǎn)火源可排除明火、雷電、硫化亞鐵目燃等方面的因素,而靜電放電的條件都具備。
在從877#缺切換到875 #罐輸油后,875#罐內(nèi)收油管出口流速達(dá)4.34米秒,超過1米/秒的安全界限,產(chǎn)生大量靜電,發(fā)生放電,在浮盤下引燃由泊霧、輕組分與空氣混合形成的爆炸性混合氣體(80萬噸柴油加氫裝置波動(dòng)造成較多輕組分進(jìn)入875#罐),發(fā)生爆炸。
由此確認(rèn),此次事故直接原因是靜電放電引起的可燃性混合氣體爆炸。
??? 五、反思與建議
??? (一)事故反思
??? 1、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程的落實(shí)
??? 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)場實(shí)際情況制定操作規(guī)程并切實(shí)執(zhí)行是防范作業(yè)事故的重要手段而違反《常壓立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐檢維修規(guī)程》(SHS01012-2004)的相關(guān)的規(guī)定恰恰是本次事故的間接原因。
??? 2、風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)
進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)是消除事故隱患的前提。此次事故中,油品流速造成的靜電積聚風(fēng)險(xiǎn),上游裝置波動(dòng)帶來的風(fēng)險(xiǎn),都可以通過工藝危險(xiǎn)性分析,如危險(xiǎn)和可操作性分析(HAZOP)等手段辨識(shí)出來,但是大連石化公司未進(jìn)行辨識(shí),最終導(dǎo)致事故的發(fā)生。
??? (二)建議措施
1、加強(qiáng)設(shè)備、工藝管理,完善設(shè)備檢維修制度,嚴(yán)格工藝紀(jì)律。
2、對(duì)公司的各類油品儲(chǔ)罐,特別是內(nèi)浮項(xiàng)儲(chǔ)罐進(jìn)行全面的安全檢查。重點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)、壁厚、靜電連接導(dǎo)線、浮盤、密封膠圈、導(dǎo)靜電涂層、油罐附件、加熱、自動(dòng)脫水器等進(jìn)行安全隱患排查。
3、全面強(qiáng)化設(shè)備管理,針對(duì)儲(chǔ)存(使用)介質(zhì)的不同,制訂針對(duì)性強(qiáng)的檢維修周期和內(nèi)容,特別是對(duì)內(nèi)部易腐蝕或損壞的儲(chǔ)油裝置(設(shè)施),應(yīng)縮短檢維修周期。確定合理的浮盤檢查高度,并采取可靠的檢查手段,確保安全運(yùn)行。
4、依據(jù)國家或行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,組織合規(guī)性評(píng)價(jià),及時(shí)修訂企業(yè)各類操作規(guī)程。
5、研究在調(diào)合頭后、入罐口前加裝流速自動(dòng)在線檢測裝置的可行性,制訂相應(yīng)的操作規(guī)程,確保安全流速。
6、改進(jìn)80萬噸/年柴油加氫的相關(guān)裝置及汽提方式,嚴(yán)格控制輕組分及溶解氫進(jìn)入柴油罐。
7、研究改進(jìn)450萬噸/年蒸餾裝置流程。由于減頂線組分較輕且質(zhì)里不穩(wěn)定,閃點(diǎn)較低且波動(dòng)大,建議在流程上進(jìn)一步研究改進(jìn),避免減頂線輕組分間歇打入減一線做成品柴油的安全風(fēng)險(xiǎn)。
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