HPCL煉油廠隸屬印度斯坦石油化工有限公司 ,距離維沙卡帕特南 4km。
1、事故經過
1997年9月14日,因為腐蝕使該廠一個貯罐泄漏,從而引發了一系列事故并逐漸演變成了一場災難,使 60多人喪生,造成 1. 億美元財產損失,威脅附近城市200萬居民的安全。在 HPCL煉油廠正門附近有 8個液化石油氣 /粗柴油球罐,9月14日,其中的一個球罐發生泄漏,很快在6時40分著火爆炸。巨大的爆炸聲震撼著維沙卡帕特南。15分鐘以后另一個球罐爆炸,中午前全部貯罐著火 (貯罐充滿幾天前剛進口的原油 )。爆炸現場一片火海,巨大的火舌和厚重的濃煙直沖天空與天空中的烏云形成一體,雨水夾著黑灰落到地面,人們的襯衣很快變黑,地面一片泥濘。因為煉油廠坐落在人口密集的工業區,廠區附近的居民爭相奔走逃命,手忙腳亂,整個區城就像處于臨戰狀態。此次事故共有25個貯罐,19座建筑物被燒毀。事故當天是星期天,否則死亡人數可能超過200人。據估計,至少1年時間該廠才能恢復生產。
2、事故原因和存在的主要問題
1）事故發生時,在維沙卡帕特南港口有一艘船正通過管線向 HPCL煉油廠的貯罐卸液化石油氣。在卸船過程中,靠近該煉油廠貯罐一側的管線檢測到泄漏 ,但是沒有及時采取正確的處理方法,很快形成蒸氣云,隨即著火。據該廠工會負責人介紹,傳輸泵房平衡桿處最先泄漏且較早些時記錄下管線腐蝕問題,但沒有引起重視。
2）泄漏在5時15分查明,6時40分發生事故,在1小時25分鐘的處理時間內沒有采取果斷措施制止泄漏,這反映出 :(a)維修人員和主管缺乏責任心;(b)缺乏相互聯系; (c)缺乏一般的安全意識。
3）HPCL管理者面臨的一項指控是:他們在不提供消防泡沫裝置情況下允許卸液化石油氣,而只是在事故以后才提供了55噸泡沫。
4）HPCL煉油廠的房屋布置缺乏安全考慮,自助餐廳和辦公樓離貯罐30m和48m,距煉油裝置和加油站也僅為200m。由于處在上風向,災難發生時其中的工作人員得以逃生 ,風向也救了IOC貯罐。
5）沒有應急響應計劃,假設有也無人知道。東海海軍指揮官說:“當我們6時30分到達現場時,沒有HPCL工作人員在場,他們或者已經死亡或者逃走,沒有煉油廠有關情況 ,沒有消防設施”。最后,由海軍制訂了應急響應計劃。
6）值得注意的是,在1996年11月HPCL在處理石腦油時發生了一起大火,在這次事故中已暴露出消防水源的問題,消防水要遠從維沙卡帕特南市政水源去取,那次事故造成2人死亡,但都未引起足夠的重視。值得慶幸的是輸氣管道大部分在水下,如果在水上整個城市都很危險,而且一旦柴油和超級煤油貯罐被點燃,由于毒性作用這將是一場更大的災難。
3、事故預防
通過對事故原因的調查,如果作好以下幾方面的工作,事故是可以避免的。
1）在剛開始泄漏時,泄漏檢測儀能檢測出。
2）為保證安全充裝,操作人員應定期核實貯罐的壓力。如果不按程序充裝,不發生泄漏也會發生其它事故。
3）當一名貯罐操作工試圖打開貯罐口的入口閥時,明確地檢測到泄漏,他應該報警并啟動安全裝置,但是他沒有做。
4） HPCL應使安全措施可行并能控制火勢。如:(a)向蒸氣云噴射熱 (不能太熱以免引起著火 )惰性氣體,將其快速稀釋; (b)切斷附近熱源和火星。
5）安全裝置 (例如水幕 )應該保護其它貯罐并使人員能從事故現場安全撤離。
6）即使第一次爆炸發生后,快速布置大量滅火劑也能阻止災難進一步升級。
4、評估、模擬
1）假設方案 印度本地治理大學的 Faisal I.Khan 和 S. A. Abbasi應用開發的計算機軟件MAXCRED和 DOMIFFECT對本次事故進行危險評估 (事故模擬 ),并假設了 5套方案。
方案 1 泄漏的 LPG發生蒸氣云爆炸 (Vapor cloud explosion, VCE),引發沸騰液體膨脹。蒸氣云爆炸引燃下一個 LPG貯罐 ,又引燃下一個貯罐內的化學品。
方案 2 被點燃的 LPG明火產生大量的熱負荷導致蒸氣云爆炸,引燃其它貯罐的化學品。
方案 3 由于 LPG被點燃 ,蒸氣云形成 1個火球,席卷其它 LPG貯罐使其斷裂,發生有限蒸氣云爆炸 (Confined vapor cloud explosion ,CVCE),導致石腦油、超級煤油、高速柴油、輕質柴油 (包括液池 )火災。
方案 4 LPG蒸氣被點燃形成火球,很快使其它貯罐斷裂發生蒸氣爆炸 (Boiling liquid expanding vapor cloud explosion, BLEVE)。引燃石腦油、超級煤油、高速柴油、輕質柴油貯罐。
方案 5 由于 LPG泄漏發生蒸氣云爆炸引起下一 LPG貯罐有限蒸氣云爆炸和另一個火球,沖擊波、熱負荷和碎片引燃其它貯罐中的化學品。
2）危險定量評估 由方案 1所描述的蒸氣云爆炸可以引發熱輻射和超壓效果,但不能產生碎片,由沖擊波所引發的強烈破壞力可使 65m半徑內的所有物體遭受破壞,50 m半徑內引發二次爆炸的概率為0.69。由明火所引發的第二單元 (另外的液化氣貯罐 )BLEVE,產生的熱輻射、沖擊波和碎片,這些效應的潛在危害將超出第一次事故的范圍 ,沖擊波甚至可作用到200m半徑以外的地方,由超壓和碎片所引起的第三次事故 (危及到其它貯罐 )的可能性非常高。
明火點燃液化氣云 (由方案2所描述的)產生的熱輻射可涉及到30m半徑內的物體,不產生沖擊波和碎片,存貯單元50m以外是安全的,二次事故和更高次事故發生的可能性不可疏忽。
由方案3所描述的火球通常產生嚴重的熱輻射,可對事故中心點890m以內范圍內的物體產生危害。它的能量足以引起50m半徑內的裝置產生二次事故。二次事故的作用 (像由火球引發的有限蒸氣云爆炸 )將波及更大的范圍。沖擊波的危害將達到200m。熱輻射致死的范圍將超過半徑850m。足以引發第三次事故。
方案4與方案3產生的事故是類似的,但后者可在火球的作用下產生BLEVE。主要事故的情形甚至完全一樣,這種情形更象方案3所產生的一次事件。它們引發的三次或更高次事故也很相象。
由方案5所描述的蒸氣云爆炸可引發熱輻射,超壓效果,碎片、沖擊波的強度將使90m半徑內的所有物體遭到破壞,事故中心區半徑50m范圍內發生二次事故的可能性為0.90。在第二單元 (其它液化氣貯罐 )由火球引發的有限蒸氣云爆炸可以產生熱輻射、沖擊波和碎片物。這些效應所產生的破壞力比第一次要大的多。沖擊波的危害半徑350m,由超壓效應和碎片等效應所產生的第三次事故的可能性更高。
5、討論
當用實際發生的事故與假設方案進行比較,發現方案1與實際彌合的最好。在估算時作如下假設:
(a)在蒸氣云爆炸的估算中,假設部分蒸氣云受限,在實際過程中密閉程度比假設的還要嚴重。災難發生后,實際的比預測的結果還要嚴重。
(b)在蒸氣云爆炸的估算中,假設貯罐中的化學品是貯罐貯存量的一半。而實際貯罐內比這還多。泄漏時該貯罐已通過管道由貨船連續罐裝了7小時的物料。
(c)假設蒸氣云可能漂移離罐區50m后才爆炸。但很可能是蒸氣云已覆蓋罐區,在罐區或罐區外爆炸。如果蒸氣云擴散到50m范圍內,其爆炸力是非常大的。
方案 3、4、5發生事故的結果將超過 HPCL的分界線殃及其它工業單元 ,這可能觸發第三次事故,引發更大的災難。為了對這些影響進行徹底分析,需要考慮這些工業設備的詳細資料。
分別用方案 1、3、4、5模擬災難結果 (考慮事故鏈式作用 )與真實事故進行比較,由于單元鄰近有工業設備,如果這些設備再被觸發事故,這將是一場大災難,將涉及到人口稠密區的居民。發生在1997年9月14日的重大災難教訓是慘重的,利用 MAX-CRED和 DOMIFFECT軟件進行模擬被證明是必要的。
6、措施
1997年9月14日發生在 HPCL 煉油廠的事故,是九十年代化工工業最嚴重的災難。共有 60人喪生,經濟損失高達1.5億美元。通過一系列事件和參數,詳細研究事故發生的過程,共同探索導致事故的原因。最主要的原因是:
(1)貯罐泄漏形成了可燃性蒸氣云團;
(2)蒸氣云團被點燃導致爆炸并危及其它貯罐;
(3)在這次事故中,導致附近辦公樓、自助餐堂和倉庫的人員死亡;
(4)缺乏準備和延遲滅火。
通過研究,發現選擇性的監測也可以避免災難。建議建立易燃易爆氣體檢測網絡系統,實施可燃氣團稀釋措施,調動安全管理人員的積極性,避免和緩解事故的發生。
計算機仿真研究已有了像 MAXCRED和DOMIFFECT這樣的軟件。在運用時,可假設5種最可信的方案,用方案1仿真實際發生的事故已達到了預期的效果。這個研究也可以用來預報可能發生的事故。利用方案1、3、4、5仿真了維沙卡帕特南恐怖的災難事故,得出的結論比實際情況還要壞,在災難事故實際發生中,有利的天氣情況幫了大忙,適時的降雨使火焰沒有更大規模的燃燒,沒有發生鏈鎖反應,從而保住了HPCL煉油廠附近的工業設施。
最后,建議 HPCL在工作中建立如下措施以避免災難的發生:
(1)建立可燃氣體安全檢測報警系統,以確保在大氣中的可燃氣體是安全的,特別是貯罐區、裝卸區及存在大量易燃化學品的生產現場;
(2)裝備足量的滅火裝置 (像泡沫滅火劑 ),建立生產單元和管道之間的有效隔離;
(3)一旦有毒氣體和可燃氣體泄漏到大氣中,要有足夠量的惰性氣體將其稀釋;
(4)制定完善的規章制度,對管道、接頭、縫摺、電機設備和電子控制設備進行定期檢查和保養;
(5)貯罐與貯罐之間要有足夠的緩沖帶,一旦發生事故可避免二次事故和更高次事故的發生;
(6)冷卻系統可緩解外部熱輻射的影響或可使生產單元中的化學品降低壓力;
(7)制定完善的應急響應計劃,是徹底杜絕事故發生的基礎 ,包括事故最大可信度分析 ,盡可能地保全居民區、商業區是我們努力的方向;
(8)每 6個月對應急響應計劃進行一次檢查,已確保不是一紙空文。