某煉油廠爆炸事故分析

 　　某日,某煉油廠油品分廠半成品車間無鉛汽油罐區操作工在開啟310號10000ms汽油罐出口閥作循環調合時,誤開了311號100000m.汽油罐出口閥,造成了311號罐內汽油打入已經滿罐但入口閥處于開啟狀態的310號罐,下午近6:00,31O號罐浮頂被頂破,汽油大量外冒,氣化,擴散,流淌后,油蒸氣遇罐區公路上行駛的手扶拖拉機排氣管火星爆炸燃燒,萬噸油罐冒起了沖天大火,罐頂,罐區,閥門,溝管,山林同時多火點燒成一片,燃燒面積達23437.5m.市消防支隊"11 9"調度室聞警后,集中調動全市99輛消防車前往火場,兄弟省市又相繼調出88輛車增援,三省市共12個城市的187輛消防車,軍警民6000余人聯合作戰,同心協力搏火龍.到場消防力量實施統一指揮,先冷卻控制,15個小時發起總攻,經過17小時的撲救,大火于次日上午11時15分被撲滅,加上撲救地面復燃火勢和持續冷卻.22個小時后結束戰斗.現場2人死亡(其中1名是農民工),直接經濟損失38.96萬元.

　　事故原因的分析

　　火災撲滅后,消防監督部門經過調查勘察,基本得出了一個結論性的意見.然而,對于這樣一起大火.有很多問題需要出示明確的科學依據,如310和311號油罐內的油品發生了怎么樣的移位變化 爆炸燃燒共損耗多少汽油 油料的燃燒量怎樣分布 引爆原因究竟是手扶拖拉機排氣管還是人體靜電等等.這些問題,都由南京市安委會組織的專家組通過勘查論證,科學的計算分析找到準確的答案. .

　　爆炸耗油量和TNT當量

　　310號油罐冒頂溢油后,油蒸氣擴散與空氣混合遇火源引起爆炸,在爆炸空間范圍與燃燒部位都明顯留F痕跡.經測量,可燃混合氣體的爆炸發生面積為23437.5m2;盡管現場地勢不平,燒痕高度不一,但根據樹上枝葉燒焦和山坡,建筑物等的燒痕高度,可估算爆炸混合氣體擴散的平均高度為5m;爆炸的空間體積為117187.5m3.

　　(1)汽油蒸汽濃度的確定

　　由于汽油爆炸濃度下限為1.3%,因此現場濃度一定大于1.3%.

　　經現場測定,空間爆炸時汽油蒸氣平均濃度取值2.2%,因為一位操作工發現情況從操作室出來,沒走幾步就忍受不住油氣異味而暈倒在地,據查能致人昏迷的油氣濃度為2.2%,當然各擴散點擴散濃度不盡相同.

　　(2)爆炸損耗汽油量的計算

　　G=S·H·C·M/22.4×10-3

　　式中 G一燃爆損耗汽油量,t

　　S一燃爆面積,m.,取S=23437.5m2;

　　H—燃爆平均高度,m,取H=5m;

　　C一平均油蒸氣濃度,%,取C=2.2%.

　　M一油氣平均分子量;取M=96.

　　根據上述公式計算,空間爆炸損耗汽油為11.15t.

　　(3)空間爆炸當量的計算

　　汽油爆炸能量為10300kcal/kg,換算成TNT當量相當于96.737t.可見,此次爆炸的總能量是非常大的,但它不是"點源"或有效的封閉空間,而是20000m2的完全敞開空間,因此沒有形成超壓和沖擊波,對波及到的建筑物僅有輕微的損壞.

　　溢流油料分布量

　　罐區的空間爆炸和大面積燃燒,310號油罐在罐區爆炸后的罐頂溢油狀態下的燃燒,以及311號油罐火災后油位下降的事實說明:罐區310號和311號油罐在爆炸前罐內油位都發生了非正常變化.310號油罐在爆炸前處于自循環狀態,油位既不應該增加,也不應該減少;311號油罐在爆炸前處于靜止狀態,液位不應變化,也不應和任何罐有油量關系.但火災后測定,310號罐油量已增加至滿罐燃燒并外溢,311號罐油平面降低了1.822m.因此310,311號兩罐油量的平衡,變化的過程及變化的原因是揭開事故之謎的關鍵.經查,310號罐循環泵的輸送能力為35lm3/h,31l號罐油的減少量,恰是泵在啟動后到爆炸這段時間內打入310號罐的量.310號罐在泵運轉前的液面為l 4·26m,爆炸后浮頂外露,油量已經增加.說明310號罐入口閥事故前已經處于開啟狀態,進入310號罐的油量應該是311號罐的減少量.總的物料平衡與分布為:

　　(1)總燒損量

　　31l號油罐原有油位13.972m,爆炸后檢查為12·15m,減少1.822m,合計減量為855.588t,這部分油全部進入了310號罐.在31 O號罐火被撲滅后,為搶修罐底閥門,曾同時向罐內墊水和向304號罐壓油78.984t,火災后滯留在310號罐內的凈增油量為594.207t,由此可得事故中燃燒,跑損的總量為182.394t.

　　(2)310罐燃燒量

　　310號罐爆炸后燃燒時浮頂凸突,罐頂環形密封處液面完全暴露在空氣中,在17.78m.的環形面積形成熊熊大火.按下列公式計算:

　　G1=W·S1·h

　　式中 G1—罐頂燃油量,t; ,

　　w—為汽油燃燒重量速度,取80.85kg/m2·h;

　　S1一罐頂環隙面積,m.;取17.78m2;

　　h一燃燒時間,h=17 h.

　　計算得G1=24.439t.

　　在當時風速3m/s,高度為16m的環狀面積內外環供氧充足,燃燒速度會加快,加上罐頂溢冒流淌火簾,燒掉的油比理論計算要多,考慮增加一倍,大約燒掉油量為48.874t.罐底閥門泄漏量每小時按1474kg考慮,燒掉油量為25.064t,則油罐燃燒損失總量為73.938t.

　　(3)罐區地面滲透與防洪明溝燃燒量

　　3l0罐在冒罐的狀態下,汽油部分霧化擴散,部分流淌到地面,被地面吸附,滲透,順地勢流向防洪溝,流經距離約為480m,面積為1160m.,爆炸之后,罐區一片大火,明溝持續燃燒,大約在半小時之后,明溝火才熄滅;罐區內地面呈蠟燭狀燃燒,由于地面本身的阻火作用,地面火很快熄滅.

　　地面吸附及明溝燃燒損失油量為:

　　G=損失汽油總量一(罐頂及罐底閥門燃油量+空間爆燃油量)

　　=182.394一(48.874+25.064十11.15)

　　=97.306(t)

　　排水明溝燒損油量為:

　　80.85×1160×O.5 =46893kg(46.893t).

　　地吸附及燃燒油量為:

　　97.306-46.893=50.412t.

　　所以,310號油罐火災中汽油總損失量為182.394t.

　　確定爆炸著火源

　　310號罐汽油冒頂擴散后,是什么能量(著火源)引燃了可燃混合氣體,也是專家組要論證確定的難題之一.當時,對著火源有兩種存在的可能,一種是駕駛通過罐區公路的手扶拖拉機排氣管冒出的火花,還有一種認為是靜電所致.專家組通過認真分析論證,同意了消防部門確定的"手扶拖拉機排氣管引爆"的結論.

　　(1)靜電引爆的可能性

　　當汽油溢冒擴散后,靜電產生的條件分析:

　　a.人體靜電產生靜電火花的可能.因為操作工滕道月發現油罐冒頂后跑去關閥門,行走約300m,有可能產生靜電并達到放電的程度;風速對拖拉機手的磨擦也可能產生靜電,人處于絕緣狀態,產生的靜電不易從四個輪胎導走.

　　b.其它因素產生靜電的可能.如汽油漫罐時噴油氣霧帶電,地面汽油蒸發帶電等.但經專家組論證,靜電引爆給予排除.這是因為:當時的空氣濕度為70---75%,在這種氣象條件下產生靜電的可能性極小;汽油大量從罐頂漫溢飄散,油罐中心區濃度非常之大,滕道月跑動關閉閥門之處濃度會超過爆炸上限;爆炸發生后,同伴找到滕道月時,他嚴重燒傷,身上衣服燒光,頭發燒焦,但還在慢慢行動,嘴中不停地講話,后雖在送往醫院途中死亡,但顯然他沒有處于爆炸中心.

　　(2)手扶拖拉機排氣管火星引爆的認定

　　a.經鑒定,呂國生駕駛的手扶拖拉機雖有阻火器,但排氣管堵塞積炭,已失去阻火作用,在起動初速時就有火星冒出.

　　b.用同樣型號的拖拉機進行試驗,空載拖拉機(爆炸區內拖拉機為重載)阻火器除去積炭(爆炸區內拖拉機積炭嚴重)條件下,驅動8min,阻火器部位明顯出現火星.

　　c.呂國生駕駛拖拉機經過的道路,恰好是汽油蒸氣擴散揮發的邊緣偏內一點,蒸氣濃度處在最佳狀態.

　　d.經對拖拉機手呂國生與操作工滕道月的尸體解剖,滕道月燒傷面積80%,其中Ⅱ燒傷45%,Ⅲ燒傷30%;呂國生燒傷面積達95%,其中互燒傷55%,Ⅲ燒傷45%.且呂國生燒傷部位明顯不同,左側面部及脖頸部燒傷嚴重,前胸有幾處開創性傷口,而背部傷勢明顯較輕,這是由于位于前方的拖拉機排氣管火星引爆可燃氣體的初始狀態及傳播方向造成的結果.

　　事故原因的認定

　　經上述分析,可以認定事故原因是:當日15時左右,白班操作人員進行310罐加劑后用泵循環操作時,本應打開循環線上該罐的出口閥,但卻錯誤地將循環線上311罐出口閥打開,造成311罐抽出的油進入310罐之后,在計算機連續報警的情況下,始終沒有引起操作人員的重視;交接班不嚴不細,沒有發現在事故狀態下運行,接班后事故狀態延續,導致310罐冒罐外溢,汽油蒸汽在罐區及罐區范圍之外大面積擴散.18時15分左右,駛入爆燃區域的手扶拖拉機的尾氣排氣火花點燃了大面積擴散的汽油蒸汽與空氣混合物,終于釀成這次重大火災事故.事故的具體過程是:

　　(1)311罐收滿油后,理應關閉罐根閥封罐,但這個崗位不關閉油罐的罐根閥進行封罐已成慣例,致使在循環線上開錯閥的誤操作,將311罐中的油泵入310罐,造成滿罐外溢.

　　(2)操作人員工作責任心不強,嚴重違反操作紀律,對310罐的高液位報警無動于衷,既不報告也不認真查找原因,待聞到汽油味才去檢查已為時過晚.

　　(3)操作工交接班不到現場進行交接,也不認真核對運行流程,只是進行了口頭交接,致使流程錯誤未能及時發現.

　　(4)巡回檢查掛牌制等崗位責任制流于形式,形同虛設(牌已銹蝕,長時間不掛牌)o也沒有人對巡檢制度的執行進行檢查和督促.

　　(5)罐區閥組各閥門上沒有標記,幾個罐的閥組并列在一條線上,容易在操作中造成失誤.

　　(6)該油罐區屬一級防火防爆區,拖拉機等機動車輛理應禁入,但廠里對外單位機動車頒發通行證管理不嚴,手扶拖拉機手竟持過期的通行證將拖拉機從油罐區旁的馬路上駛過,尾氣的火花直接導致了"10.21"火災事故的發生.

　　(7)油罐的消防泡沫線未按正規設計,自1988年投用后沒有認真檢查完好的狀況.油罐的半固定泡沫滅火線底閥沒有安裝上(4個閥埋在土下,一個也沒安上),長期沒有發現,在救火中泡沫是短路跑掉,沒有起到消防線應起的作用,延誤了滅火的時機.

　　(8)防火堤內的排水明溝出罐區沒有按規定加裝閘板或閥門,造成滿罐溢出的汽油流出堤外.

　　(9)該油罐區缺乏符合消防規范的總體設計,建成的汽油罐區一直沒有形成環形消防通

　　道,造成火災時普通消防車不能接近火源進行有效的撲救,延長了大火撲滅的時間.

　　事故原因的分析

　　事故教訓

　　預防事故必須加強法制

　　本次事故,從根本上說,是由于管理人員和操作人員長期不重視安全法律法規造成的,是這個廠對火險隱患整改不力所致.據消防部門調查,310號油罐所在的罐區建于1965年,1982年改建為汽油罐,工程實施過程中既沒有按消防規范對消防安全設施,道路等進行改造,也未按規定要求辦理防火審批手續,整個罐區沒有消防通道,未按規定設置防火堤.此外,消防設施不足,已有的也多數損壞,不能發揮作用.特別嚴重的是庫區對機動車輛管理不嚴,未裝阻火器的機動車輛可以隨意進出.這次大火的火種就是未裝阻火器的拖拉機帶入的.

　　對于這些問題,南京市消防部門曾多次發出重大火險隱患通知書,要求其盡快整改并曾先后兩次發出通報,并責成其將整改情況報市防火委員會,但該廠仍未重視.

　　由于這個廠長期忽視防火安全,近幾年不斷發生火險火情.就在去年,這個廠的鉑重整車間就因違章作業,致使氫氣罐燃燒爆炸,當場炸死3人.但這個廠仍未吸取教訓,致使轟動全國的大火發生.

　　預防事故必須加強人的管理和教育

　　這次火災經歷了一連串的環節,只要有一個環節不通,也不會釀成如此大的事故.然而,中石化總公司對石化工業的事故原因進行的統計結果表明,由于技術上沒有解決的問題或由于意外不可抗拒的原因造成事故的,幾乎沒有碰到,而事故卻經常出在管理上和紀律上.據了解,其他行業也存在類似的現象.這樣,消除和減少生產事故,所表現的是必然從生產過程的各個環節入手,運用科學的方法,超前管理,系統防范,做好生產的本質安全基礎工作.所強調的做法通常是企業安全管理必須加強領導,經常進行安全規章制度教育,落實安全經費,建設現場防護設施,強化安全檢查和隱患整改.這些都曾是企業安全管理行之有效的辦法和經驗.然而,從根本上講,這些成功都是外力作用的結果,沒有正常發揮生產者即管理和紀律的施承者的潛能,沒有創造出具有再生能力的"抗病"機體群.

　　消除和減少生產事故,必須從生產的支承主體——人著手,加強對人的教育和管理,變行政管理為契約整合和自然追求,以達到安全再生的目的,也是減少生產事故的根本途徑.