英國(guó)邦斯菲爾德油庫(kù)爆炸事故:企業(yè)不消滅事故,事故就消滅企業(yè)
邦斯菲爾德(Buncefield)油庫(kù)位于赫特福德郡賀梅爾亨普斯德城(Hemel Hempstead, Hertfordshire.),距離小鎮(zhèn)賀梅爾亨普斯德城大約4.8公里,是全英國(guó)第五大油庫(kù)。油庫(kù)主要儲(chǔ)存燃料油,包括汽油。這個(gè)油庫(kù)始建于1968年,像國(guó)內(nèi)的許多危化品一樣,建設(shè)時(shí)周?chē)鷰缀鯖](méi)有建筑。
據(jù)英國(guó)石油工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),邦斯菲爾德中轉(zhuǎn)的油料占英國(guó)油料市場(chǎng)的8%,占英國(guó)東南部地區(qū)所需油料總量的20%,西斯羅(Heathmw)機(jī)場(chǎng)所需航空煤油總量的40%也由邦斯菲爾德油庫(kù)提供。邦斯菲爾德油庫(kù)通過(guò)3條輸油管線(FinaLine、M/B和T/K 管線)接收汽油、航空煤油、柴油和其它油料。這3條輸油管線采用間歇式操作,分批輸送不同的油料。
在油庫(kù)內(nèi)有多家油品倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè),其中有赫特福德油儲(chǔ)存有限公司(Hertfordshire Oil Storage .,Ltd)(簡(jiǎn)稱(chēng)HOSL),這是道達(dá)爾與雪佛龍?jiān)谟?guó)的一家合資企業(yè)。可以允許儲(chǔ)存34000噸車(chē)用燃油,以及15000噸燃料油。
邦斯菲爾德油庫(kù)鳥(niǎo)瞰圖(爆炸前)
2005年12月11日早晨大約6點(diǎn)左右,發(fā)生了一起猛烈的爆炸,隨后又發(fā)生了一連串的爆炸以及火災(zāi),爆炸和火災(zāi)摧毀了油庫(kù)的大部分設(shè)施,包擴(kuò)23個(gè)大型儲(chǔ)油罐,以及油庫(kù)附近的房屋和商業(yè)設(shè)施。英國(guó)政府動(dòng)員了超過(guò)1000多名消防隊(duì)員20多輛消防車(chē),以及多名志愿者參與了應(yīng)急救援,大火持續(xù)燃燒了大約5天才完全撲滅。整個(gè)事故沒(méi)有造成人員死亡,但43人受傷,大約2000多名居民撤離,救火時(shí)的油料和消防水造成了附近區(qū)域的污染。整個(gè)經(jīng)濟(jì)損失大約為10億英鎊。
事故后的鳥(niǎo)瞰圖
2005年12月16日,也就是爆炸發(fā)生后的第5天,英國(guó)政府成立聯(lián)合調(diào)查組(Taf Powell具體負(fù)責(zé)),開(kāi)始進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查。2006年1月16日,英國(guó)政府指定Lord Newton擔(dān)任組長(zhǎng),小組成員11人。事故調(diào)查進(jìn)行的非常仔細(xì),自2006年2月21日開(kāi)始,定期發(fā)布調(diào)查進(jìn)展,2006年7月13日,發(fā)布初始調(diào)查報(bào)告,隨后又多次發(fā)布調(diào)查進(jìn)展報(bào)告與中間報(bào)告,直到2008年12月,才發(fā)布最終報(bào)告。調(diào)查小組通過(guò)詳細(xì)的調(diào)查分析,包括軟件模擬,實(shí)物模型等手段,一步一步揭示了事故發(fā)生的過(guò)程。
事故儲(chǔ)罐為內(nèi)浮頂罐,為HOSL所有,編號(hào)為912,是用來(lái)接受來(lái)自煉油企業(yè)的汽油。罐的液位設(shè)計(jì)為一個(gè)遠(yuǎn)傳浮子液位計(jì),并有高液位報(bào)警,一個(gè)為獨(dú)立的高高液位開(kāi)關(guān),在液位到達(dá)此開(kāi)關(guān)位置后,聯(lián)鎖關(guān)閉進(jìn)料閥(閥門(mén)在簡(jiǎn)圖上沒(méi)有顯示),液位,溫度,高液位開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)入HOSL 中央處理系統(tǒng),經(jīng)過(guò)邏輯計(jì)算后,自動(dòng)處理。
儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)圖
根據(jù)事故調(diào)查報(bào)告,編輯把事故按照時(shí)間順序還原如下:
1. 2005年12月10日,19:00
912罐以550M3/H的流量速接受來(lái)自T/K 南部管線的無(wú)鉛汽油(流量在一定范圍內(nèi)有所變動(dòng))
2. 2005年12月11日,3:00
912號(hào)罐液位讀數(shù)保持不動(dòng),但是此時(shí)管網(wǎng)仍然以550M3/H繼續(xù)送料,經(jīng)過(guò)計(jì)算,大約5:20左右,912號(hào)儲(chǔ)罐應(yīng)該已經(jīng)充滿并且通過(guò)頂部8個(gè)三角形排氣口溢流。首先導(dǎo)致在圍堰內(nèi)形成爆炸性汽油蒸汽云。
儲(chǔ)罐頂部三角形排氣口
使用1:8的模型,對(duì)儲(chǔ)罐使用水進(jìn)行儲(chǔ)罐溢流模擬照片
3. 2005年12月11日
5:38:隔壁廠區(qū)的監(jiān)控錄像顯示蒸汽云從912罐圍堰西北面開(kāi)始溢出,并向西面擴(kuò)散,蒸汽厚度大約1米左右。
5:46:汽油蒸汽云的厚度已經(jīng)達(dá)到2米左右,并從912號(hào)罐區(qū)圍堰向四面溢流。
5:50:汽油蒸汽云已經(jīng)擴(kuò)散到HOSL 廠區(qū)外,到達(dá)鄰近的其他廠區(qū)。
4. 2005年12月11日,6:01
第一次大爆炸發(fā)生了,以后又有多次爆炸,造成20多個(gè)大罐著火。點(diǎn)火源沒(méi)有最終確定。
事故發(fā)生后的火災(zāi)救援
爆炸發(fā)生后,附近飛過(guò)的一駕飛機(jī)上拍到的照片
根據(jù)事故調(diào)查報(bào)告,我們把事故直接原因總結(jié)如下:
◆912罐液位計(jì)故障卡住,導(dǎo)致操作工無(wú)法判斷是否繼續(xù)進(jìn)液;
◆從液位計(jì)卡住,液位沒(méi)有變化開(kāi)始,到6:01分事故發(fā)生,中間有3個(gè)小時(shí)的時(shí)間,操作工沒(méi)有和上游裝置電話溝通,一直傻等液位變化;
◆液位計(jì)故障導(dǎo)致高液位報(bào)警失效,傻等的操作工失去了系統(tǒng)提醒的機(jī)會(huì);
◆高液位開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖失效, 導(dǎo)致溢流;
◆罐區(qū)沒(méi)有安裝可燃?xì)鈭?bào)警器, 導(dǎo)致溢流后, 沒(méi)有報(bào)警;
◆罐區(qū)沒(méi)有安裝錄像設(shè)備,導(dǎo)致溢流后, 操作工沒(méi)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。
為了防類(lèi)似重大事故的發(fā)生,事故調(diào)查報(bào)告提出25個(gè)方面的建議, 建議涉及到企業(yè), 政府監(jiān)管部門(mén), 以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。由于篇幅有限,本文只列出對(duì)我們國(guó)內(nèi)具有借鑒意義的部分建議如下:
(1)涉及到防止罐溢流的保護(hù)措施,應(yīng)采用高SIL 等級(jí);
(2)建立定期測(cè)試程序,并按照測(cè)試要求,定期對(duì)關(guān)鍵性儀表進(jìn)行測(cè)試,維護(hù);
(3)罐區(qū)內(nèi)安裝泄漏后的可燃?xì)馓筋^;
(4)罐區(qū)內(nèi)安裝攝像系統(tǒng);
(5)考慮把罐頂溢流的液體接到安全的地方。
中國(guó)對(duì)于儲(chǔ)罐溢流的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)總結(jié)
1.《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3007-2004,對(duì)于防止儲(chǔ)罐溢流總結(jié)如下:
(1)容積大于100M3的儲(chǔ)罐,應(yīng)設(shè)置液位連續(xù)測(cè)量裝置,且設(shè)置高報(bào)警;
(2)儲(chǔ)存I級(jí)或II級(jí)毒性體儲(chǔ)罐,容積大于3000M3的甲B和乙A類(lèi)可燃液體儲(chǔ)罐,容積大于或等于10000M3的其他液體儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的高高液位聯(lián)鎖關(guān)閉進(jìn)料閥;
(3)甲B和乙A類(lèi)儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)閥門(mén)集中處,排水井處應(yīng)設(shè)可燃?xì)怏w或有毒氣體報(bào)警,并應(yīng)符合GB50493的要求;
2.根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源,罐區(qū)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》(AQ3036-2010),假如儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)物料儲(chǔ)存量達(dá)到重大危險(xiǎn)源時(shí),需要在罐區(qū)合適的位置安裝攝像裝置,攝像頭高度能有效監(jiān)控儲(chǔ)罐部。
我們對(duì)于儲(chǔ)罐防止溢流的建議
儲(chǔ)罐的防止溢流,是采用洋蔥模型進(jìn)行層層設(shè)防。根據(jù)邦斯菲爾德事故調(diào)查報(bào)告,我們可以知道,罐的防止溢流設(shè)計(jì)有2道獨(dú)立的保護(hù)層,但非常不幸,還是發(fā)生了造成10億英鎊損失的爆炸事故。按照現(xiàn)在的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn),防止大型儲(chǔ)罐溢流也是2道防護(hù)層,可燃?xì)鈭?bào)警和攝像不能有效降低溢流的風(fēng)險(xiǎn),只能保證溢流后,在操作人員有責(zé)任心,并且及時(shí)干預(yù)時(shí),可以防止繼續(xù)溢流。
洋蔥模型
為了降低大型儲(chǔ)罐溢流的風(fēng)險(xiǎn),在滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,我們補(bǔ)充建議如下:
1. 對(duì)于儲(chǔ)罐的液位計(jì),建議不要使用故障率高的浮子液位計(jì);
2. 遠(yuǎn)傳液位計(jì)的報(bào)警值與聯(lián)鎖值之間差值為:在最大進(jìn)料時(shí),15分鐘的液面上升高度,以保證操作工有15分鐘的時(shí)間進(jìn)行人員干預(yù);
3. 對(duì)于高高液位聯(lián)鎖,建議采用SIL2 以上等級(jí)的聯(lián)鎖回路,以保證要求時(shí)效概率小于10-2;
4. 液位計(jì)的報(bào)警回路,需要定期測(cè)試檢查;
5. 高高液位聯(lián)鎖回路,需要定期測(cè)試檢查;
6. 儲(chǔ)罐的進(jìn)料閥建議選型為氣動(dòng)閥(FC),假如為電動(dòng)閥,則應(yīng)考慮防火要求以及備用電源。