化工裝置火災事故很多,總結了不少經驗教訓,對容易發生事故的部位也比較清楚,但生產過程中造成火災的因素很多,涉及面也較廣,特別是引起火災的主要成因有的不易搞清楚,因此,化工裝置火災事故調查是一項細致復雜的工作。目前,大型化工裝置大多是集智能化數字控制的,各個儀表數據均由中控室電腦控制,大部分工藝操作在電腦控制室即可完成,在控制電腦上保存了大量裝置的實時數據。同時,在相關的技術資料里也有裝置的工藝參數、設計參數及各種壓力、溫度控制指數,這些數據對火災調查有著重要的利用價值。筆者從中石化集團茂名分公司化工分部乙烯裝置一起火災調查中談談電腦實時數據分析在調查過程中的應用的體會。
一、火災基本情況
2008年6月3日18時55分,廣東省茂名市于茂名市茂港區飛機嶺的中國石化股份公司茂名分公司化工分部64萬噸/年乙烯裝置2號裂解裝置因雷擊晃電造成部分設備跳車,引發管道內壓力、溫度急劇上升,導致2號爐北側出口膨脹節脫裂,高溫裂解氣漏出著火,造成火災,過火面積500㎡,火災造成該裝置線停產檢修,造成巨大經濟損失。
二、數據分析在調查過程的應用
火災發生后,調查人員迅速調取了變電站、電氣車間、裂解裝置中控室等場所電腦控制的實時數據。并利用這些數據明確了調查方向,查清了火災原因,認定了相關人員及單位的責任。這些數據在火災調查中的應用主要表現在以下幾個方面:
1、排除了成因的干擾因素。火災后,由于當日18時20分左右,茂名地區為強暴雨天氣,廠區主電源的華南主網的榭平嶺220kV變電站外線遭受雷擊,一系列雷擊過后,該單位即發生了火災,加上該單位許多線路未安裝氧化鋅避雷器,事實是否是由于雷擊引起火災的呢?對次,調查人員迅速調取了榭平嶺變電站1139開關故障錄波圖,該圖實時數據顯示18:32:17時,榭平嶺變電站1139開關距離I段保護動作,延時60ms開關1139跳閘。本次故障造成乙烯動力廠管轄的北站主配6kVI段母線低電壓時間共1.3秒。當外線停電的情況下,自投的定植時間為2秒,數據表明雷擊只是造成了晃電,而并非導致火災的直接原因,排除了雷擊造成火災的因素。
從裂解車間電腦中控操作臺調取監控數據顯示:
18:46:49,急冷水塔塔頂壓力超過壓力表量程(200 KPa),急冷主操打開急冷水塔TB-220塔頂控制閥向D火炬泄壓;
18:48,操作工先后對2#裂解裝置的5#、3#和2#爐實施緊急停車,其他1#、4#、6#、7#爐調整負荷。
19:00,火災發生后,2#裂解裝置緊急停車,操作人員緊急切斷全部裂解爐的進料及燃料氣等,同時關死急冷油到爐區的調節閥。
調查人員認真分析了現場操作工的操作程序,并及時聽取了化工專家的意見,綜合火災現場情況,排除了因操作不當造成火災的因素。
2、提供了準確的調查方向。根據火災現場痕跡,及目擊證人證實,調查人員很快確定了起火部位為2#裂解裝置2#爐北側。調查人員在起火部位發現2#爐北側出口的膨脹節脫裂。是什么原因導致該膨脹節脫裂呢?調查人員及時調取了2#裂解裝置中控室電腦數據,電腦數據記錄18點45分2#裂解裝置2#裂解爐網管內壓力從0.22Mpa開始上升,達到18點56分壓力達到最高值0.428Mpa,隨后急劇下降至最低點。數據分析表明,2#裂解爐管道內壓力超過北側出口膨脹節設計壓力(設計壓力為0.35MPa),致使膨脹節脫裂,造成高溫裂解氣泄漏著火,致使管網內壓力劇降。
3、找到了最直接的原因。是什么導致2#裂解爐管道內壓力超過北側出口膨脹節設計壓力呢?調查人員進行了進一步分析,經調查,當出現緊急停車、管網壓力、溫度異常等情況時,該裝置管網內物料會向D火炬系統排放,以保證管網壓力正常,D火炬系統也是裝置最終端的保護線。在64萬噸/年乙烯裝置區中共有6套裝置向D火炬排放,具體情況如下:2#高壓裝置,2#聚丙烯裝置,2#高密度裝置,2#丁二烯裝置,2#加氫裝置,2#裂解裝置。調查人員通過調取相關數據發現2#高壓裝置、2#高密度裝置處于關閉狀態,排放量為0, 2#聚丙烯裝置, 2#丁二烯裝置,2#加氫裝置,2#裂解裝置四套裝置排放量分別為5噸/小時、10噸/小時、10噸/小時、125噸/小時,合計150噸/小時。加上2#裂解氣壓縮機CB301中壓缸干氣密封排氣壓力高高連鎖停車使之有大約250噸/小時的裂解氣排向D火炬系統泄壓,合計約400噸/小時。而D火炬設計排放能力為910噸/小時,遠大于實際排放量,從現有數據初步分析來看,晃電后裝置向D火炬排放總量在設計范圍內。隨后,調查人員認真查閱了中控室電腦上保存的數據,認定應該是D火炬系統出現故障致使排放受阻。根據調查人員建議,中石化茂名分公司、設備制造商、承建公司有關人員打開了D火炬頂分子封手孔,發現分子封中的鐘罩已脫落,分子封內件間焊接質量存在嚴重問題,部分焊縫未焊透。
通過上述分析,火災最主要的原因是在大流量排放氣流的沖擊下,分子封內鐘罩因設備缺陷脫落,堵塞了火炬排放通道,造成火炬管網壓力超高,致使2#裂解爐北側出口膨脹節脫裂,造成高溫裂解氣泄漏著火。
三、利用數據分析進行火災調查的幾點體會
可以這樣說,如果沒有相關的數據分析參考,調查人員僅僅靠現場痕跡物證是很難查清這起火災來龍去脈的。特別是在確定D火炬系統存在問題過程中,如果沒有有效利用數據分析,而是沿著管網內物料流向逐個裝置設備進行拆卸排查,將大大浪費調查人員的精力和時間。雖然利用數據分析能最大限度幫助調查火災工作開展,但在實際工作中也應注意一些問題:
1、從關聯性角度出發,分類梳理不同數據信息。火災發生后,由于化工裝置智能化程度高,容易產生連鎖反應,大量與火災有關的數據都有保存在電腦中。調查人員應當分析這些數據與火災事故事實有無關聯,關聯程度如何,從其對火災的證明角度進行分類,剔除無關的、冗余的數據,梳理、整合出關聯數據供調查工作參考。
2、注意對數據信息的審查判斷。由于化工裝置的儀表控制數據也會出現失真情況,調查人員要在專業人士的指導下審查數據的真實性、合理性,對重要的數據資料,要進行保存。
3 、數據收集要快速高效。發生火災后,調查人員要快速收集相關電腦控制數據,防止數據丟失、損壞。特別是涉及操作人員執行操作規程不嚴、違章引起的火災事故,要防止有關人員刪除、修改有關數據。
四、做好化工裝置火災預防的幾點建議
化工裝置防火的著眼點應當放在限制和消除可燃物質、助燃物質和著火源的控制上,千方百計地避免三者同時處于相互作用的狀態。同時還要求我們在技術和管理上要集中采取嚴密可靠的措施,以控制事故狀態的擴大。
一是合理設計。在化工企業中,搞技術改造,結合大修進行小改革的機會較多,在設計變更過程中,要采用先進的工藝技術和技術水平高、可靠性強的防火防爆措施,采用安全的工藝指標和合理的配管。如這次火災事故中,脫裂的膨脹節就是技術改造項目。
二是正確操作,嚴格控制工藝指標。化工企業安全生產技術規程是多年來安全生產的經驗總結,只要嚴格按著規程進行作業,嚴格控制工藝指標,在規程規定的范圍內超過指標界限,立即采取有效措施加以扭轉,而不是勉強維持,就能達到預想的安全結果。
三是嚴格檢查防爆泄壓設施。常用的防爆泄壓裝置有安全閥、防爆膜、防爆門、放空閥、排污閥等,主要是防止物理性超壓爆炸。減壓設備,在投產前和定期檢查密閉性和耐壓程度。所有壓縮機、液壓泵、導管、閥門、法蘭接頭等容易漏油、漏氣部應經常檢查,填料如有損壞應立即調換,以防滲漏,設備在運行中也應經常檢查氣字符情況,操作溫度和壓力必嚴格控制,不允許超溫、超壓運行。
實踐證明,對化工裝置的火災調查除進行現場勘驗、調查詢問、綜合分析等基本程序外,結合化工裝置火災的特殊性,在火災調查中按照化工生產的特點,及時調取火災前的實時數據,采用理論推斷、數據運算等科學的數據分析法,就能循序漸進,順藤摸瓜,達到查清火災原因的目的。
安全文化網 www.zltai.com上一篇:推進危險化學品安全責任保險新機制
下一篇:安全管理需要“三心”