中石油大連石化公司“8.29”儲罐火災事故
?一、事故簡介
2011年8月29日8時30分左右,中石油大連石化儲運車間接到調度通知,要將柴油調合一線從877號罐改至878號罐。875號罐為內浮頂罐,罐容為20000立方米,收油前該罐液面為0.969米。9時52分40秒,開啟875號罐入口電動閥開始收油。9時56分44秒,875號罐突然發生閃爆、起火。泄漏的柴油在防火堤內形成池火。經消防人員全力撲救,13時06分左右將明火撲滅。事故造成875罐坍塌,874罐罐體過火。事故直接經濟損失789萬元,沒有造成人員傷亡。
二、事故經過
??? 8月29日8點10分,儲運車間大班長吳某接到公司調度指令,要求將柴油調合一線從877#罐改至875#罐。吳某通知1班班長周某準備做此項工作,周某通知內操員聯系上游裝置操作員等相關人員。9:30內操員通知周某,切換的準備工作已做好,周某趕到875#罐組確認收油流程,并在現場用對講機通知內操員可以切換,隨后開始切換作業。9時52分875#罐入口電動閥開啟,液面從靜置狀態的0. 969米逐漸上升。9時56分,875#罐突然發生爆燃,罐底撕裂,并引起火災。現場操作人員立即報警,并進行轉油、關閥等應急處理。
三、事故原因
??? 1、直接原因
由于事故儲罐送油造成液位過低,浮盤與柴油液面之間形成氣相空間,造成空氣進入。正值上游裝置操作波動,進入事故儲罐的柴油中輕組分含量增加,在浮盤下形成爆炸性氣體。加之進油流速過快,產生大量靜電無法及時導出產生放電,引發爆炸。
??? 2、間接原因
①違反《常壓立式圓筒形鋼制焊接儲罐檢維修規程》(SHS01012-2404)第5.1.4條“浮頂罐和內浮頂罐正常操作時,其最低液面不應低于浮頂、內浮頂的支撐高度”的規定。
②在儲罐收油過程中,未重視油品流速過快造成靜電過大的風險。油品高速流動產生的靜電,其放電能量接近或大于4mJ,遠遠大于浮盤下部空間內的油霧、可燃性氣體與空氣混合形成爆炸性混合氣體的最小點火能。
③末能有效識別上游裝置操作變化帶來的安全風險。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對儲罐維護保養不到位,對同期使用的874#, 876#罐、877#罐內檢查,發現罐內存在浮筒抱箍松落,浮項壓條、浮筒一端下垂的現象。
四、事故原因分析
??? 1、柴油性質及相關參數
(1)柴油性質
經對管道中與2011年8月29日進875#油罐的相同油品采樣分析結果表明,柴油閃點為64℃,凝點為-7℃,硫含量為0.008%,密度( 20 0C)為834.2kg/m3,十六烷值為50.7,均符合柴油產品的質量指標。
??? (2)溫度情況
875#罐進油前儲存溫度為38℃,上游裝置柴油出裝置溫度均在工藝指標范圍內。
??? (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定。
(4)液位情況
875#罐事前于29日0時30分付油結束后處于靜止狀態,液位在0.969米,收油后,調和1線從877#罐改至875#罐后,875#罐液位開始上漲。由于877#罐入口電動閥延遲關閉,877#罐液位由于液位差逐步下降。
(5)壓力情況
從8月29日875#罐內壓力來看,隨著收油量的增加,壓力從靜止狀態的5006Pa逐漸上升,9:57分上升至5759Pa時壓力停住,可能發生爆炸失靈。
2、爆炸性棍合氣體的形成
875#罐29日0時30分付油結束后液位高度為0. 969米,液位靜止時間超過9小時,液面低于浮盤支柱高度,浮盤落床,通氣孔自動打開,大量空氣進入浮盤下方。
從877#切換到875 #罐輸油后,875#罐入口管流速達4. 34米/秒,快速輸送產生了大量油霧;80萬噸柴油加氫裝置操作波動,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、點火源分析
罐爆炸火災事故點火源一般為明火、雷電、硫化亞鐵自燃和靜電。
(1)明火
八七罐區內的作業情況:8月29日8時50分,八七罐區開出動火作業許可證2張,內容為879#罐鋪底板,后因下雨而作廢無其他檢維修動火等記錄,也無其他明火可能。
??? (2)雷電
大連市氣象局提供的資料表明,事故發生時無雷電發生;經對875#罐體進行剩磁檢測,排除了875#罐體受雷擊的可能。
(3)硫化亞鐵自燃
875#罐自2007年改成內浮頂罐后一直儲存成品柴油,含硫量均在控制指標內。對與875#罐同期投入使用的874#罐、876#罐、877#罐的腐蝕情況進行勘查,并對876#罐、877#罐罐壁、罐底物質進行了檢測,均未發現異常。本次作業開始收油時間與上次付油結束時間相隔9個多小時,罐內早已進入空氣,在此期間,如果出現硫化亞鐵自燃的情況,必然會發生冒煙、起火、甚至爆炸等情況,而實際上,上述現象均未發生。
綜上所述,可排除硫化亞鐵自燃作為點火源的可能。
(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,入口管一分鐘內的平均流速達到4.34m/s。
??? 根據API RP2003-2008《Protection Against Ignitions Arising Out of Static, Lightning,and Stray Currents》4. 5. 2 Control of Electrostatic Charge Generation規定:“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”(當使用浮頂儲罐時要遵守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,無法確定當時浮盤的情況,但對874#, 876#罐、877#罐內部進行檢查發現,罐內存在浮筒抱箍松落,浮頂壓條、浮筒一端下垂的現象,由此推斷875#有可能在液面存在漂浮的金屬物形成孤立導體,易與接地導體發生火花放電。另一方面抽品的高速流動會在液面產生較高的電位,與金屬物尖端、浮盤支架或罐壁等接地導體發生刷型放電。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,都遠遠大于浮盤下部爆炸性混合氣體的最小點火能。
4、事故結論
綜上所述,此次事故的點火源可排除明火、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#罐內收油管出口流速達4.34米秒,超過1米/秒的安全界限,產生大量靜電,發生放電,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造成較多輕組分進入875#罐),發生爆炸。
由此確認,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、標準、規程的落實
??? 根據相關標準及現場實際情況制定操作規程并切實執行是防范作業事故的重要手段而違反《常壓立式圓筒形鋼制焊接儲罐檢維修規程》(SHS01012-2004)的相關的規定恰恰是本次事故的間接原因。
??? 2、風險辨識
進行風險辨識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險,上游裝置波動帶來的風險,都可以通過工藝危險性分析,如危險和可操作性分析(HAZOP)等手段辨識出來,但是大連石化公司未進行辨識,最終導致事故的發生。
??? (二)建議措施
1、加強設備、工藝管理,完善設備檢維修制度,嚴格工藝紀律。
2、對公司的各類油品儲罐,特別是內浮項儲罐進行全面的安全檢查。重點對儲罐的基礎、壁厚、靜電連接導線、浮盤、密封膠圈、導靜電涂層、油罐附件、加熱、自動脫水器等進行安全隱患排查。
3、全面強化設備管理,針對儲存(使用)介質的不同,制訂針對性強的檢維修周期和內容,特別是對內部易腐蝕或損壞的儲油裝置(設施),應縮短檢維修周期。確定合理的浮盤檢查高度,并采取可靠的檢查手段,確保安全運行。
4、依據國家或行業最新標準、規范,組織合規性評價,及時修訂企業各類操作規程。
5、研究在調合頭后、入罐口前加裝流速自動在線檢測裝置的可行性,制訂相應的操作規程,確保安全流速。
6、改進80萬噸/年柴油加氫的相關裝置及汽提方式,嚴格控制輕組分及溶解氫進入柴油罐。
7、研究改進450萬噸/年蒸餾裝置流程。由于減頂線組分較輕且質里不穩定,閃點較低且波動大,建議在流程上進一步研究改進,避免減頂線輕組分間歇打入減一線做成品柴油的安全風險。
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