英國邦斯菲爾德油庫爆炸事故: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,是全英國第五大油庫。油庫主要儲存燃料油,包括汽油。這個油庫始建于1968年,像國內(nèi)的許多?;芬粯?,建設(shè)時周圍幾乎沒有建筑。
據(jù)英國石油工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),邦斯菲爾德中轉(zhuǎn)的油料占英國油料市場的8%,占英國東南部地區(qū)所需油料總量的20%,西斯羅(Heathmw)機場所需航空煤油總量的40%也由邦斯菲爾德油庫提供。邦斯菲爾德油庫通過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。
在油庫內(nèi)有多家油品倉儲企業(yè),其中有赫特福德油儲存有限公司(Hertfordshire Oil Storage .,Ltd)(簡稱HOSL),這是道達爾與雪佛龍在英國的一家合資企業(yè)??梢栽试S儲存34000噸車用燃油,以及15000噸燃料油。
邦斯菲爾德油庫鳥瞰圖(爆炸前)
2005年12月11日早晨大約6點左右,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)摧毀了油庫的大部分設(shè)施,包擴23個大型儲油罐,以及油庫附近的房屋和商業(yè)設(shè)施。英國政府動員了超過1000多名消防隊員20多輛消防車,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。整個事故沒有造成人員死亡,但43人受傷,大約2000多名居民撤離,救火時的油料和消防水造成了附近區(qū)域的污染。整個經(jīng)濟損失大約為10億英鎊。
事故后的鳥瞰圖
2005年12月16日,也就是爆炸發(fā)生后的第5天,英國政府成立聯(lián)合調(diào)查組(Taf Powell具體負責),開始進入現(xiàn)場進行調(diào)查。2006年1月16日,英國政府指定Lord Newton擔任組長,小組成員11人。事故調(diào)查進行的非常仔細,自2006年2月21日開始,定期發(fā)布調(diào)查進展,2006年7月13日,發(fā)布初始調(diào)查報告,隨后又多次發(fā)布調(diào)查進展報告與中間報告,直到2008年12月,才發(fā)布最終報告。調(diào)查小組通過詳細的調(diào)查分析,包括軟件模擬,實物模型等手段,一步一步揭示了事故發(fā)生的過程。
事故儲罐為內(nèi)浮頂罐,為HOSL所有,編號為912,是用來接受來自煉油企業(yè)的汽油。罐的液位設(shè)計為一個遠傳浮子液位計,并有高液位報警,一個為獨立的高高液位開關(guān),在液位到達此開關(guān)位置后,聯(lián)鎖關(guān)閉進料閥(閥門在簡圖上沒有顯示),液位,溫度,高液位開關(guān)信號進入HOSL 中央處理系統(tǒng),經(jīng)過邏輯計算后,自動處理。
儲罐結(jié)構(gòu)圖
根據(jù)事故調(diào)查報告,編輯把事故按照時間順序還原如下:
1. 2005年12月10日,19:00
912罐以550M3/H的流量速接受來自T/K 南部管線的無鉛汽油(流量在一定范圍內(nèi)有所變動)
2. 2005年12月11日,3:00
912號罐液位讀數(shù)保持不動,但是此時管網(wǎng)仍然以550M3/H繼續(xù)送料,經(jīng)過計算,大約5:20左右,912號儲罐應(yīng)該已經(jīng)充滿并且通過頂部8個三角形排氣口溢流。首先導(dǎo)致在圍堰內(nèi)形成爆炸性汽油蒸汽云。
儲罐頂部三角形排氣口
使用1:8的模型,對儲罐使用水進行儲罐溢流模擬照片
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罐圍堰西北面開始溢出,并向西面擴散,蒸汽厚度大約1米左右。
5:46:汽油蒸汽云的厚度已經(jīng)達到2米左右,并從912號罐區(qū)圍堰向四面溢流。
5:50:汽油蒸汽云已經(jīng)擴散到HOSL 廠區(qū)外,到達鄰近的其他廠區(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多個大罐著火。點火源沒有最終確定。
事故發(fā)生后的火災(zāi)救援
爆炸發(fā)生后,附近飛過的一駕飛機上拍到的照片
根據(jù)事故調(diào)查報告,我們把事故直接原因總結(jié)如下:
◆912罐液位計故障卡住,導(dǎo)致操作工無法判斷是否繼續(xù)進液;
◆從液位計卡住,液位沒有變化開始,到6:01分事故發(fā)生,中間有3個小時的時間,操作工沒有和上游裝置電話溝通,一直傻等液位變化;
◆液位計故障導(dǎo)致高液位報警失效,傻等的操作工失去了系統(tǒng)提醒的機會;
◆高液位開關(guān)聯(lián)鎖失效, 導(dǎo)致溢流;
◆罐區(qū)沒有安裝可燃氣報警器, 導(dǎo)致溢流后, 沒有報警;
◆罐區(qū)沒有安裝錄像設(shè)備,導(dǎo)致溢流后, 操作工沒法及時發(fā)現(xiàn)。
為了防類似重大事故的發(fā)生,事故調(diào)查報告提出25個方面的建議, 建議涉及到企業(yè), 政府監(jiān)管部門, 以及設(shè)計標準的問題。由于篇幅有限,本文只列出對我們國內(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措施,應(yīng)采用高SIL 等級;
(2)建立定期測試程序,并按照測試要求,定期對關(guān)鍵性儀表進行測試,維護;
(3)罐區(qū)內(nèi)安裝泄漏后的可燃氣探頭;
(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。
中國對于儲罐溢流的設(shè)計標準要點總結(jié)
1.《石油化工儲運系統(tǒng)儲運罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SH/T3007-2004,對于防止儲罐溢流總結(jié)如下:
(1)容積大于100M3的儲罐,應(yīng)設(shè)置液位連續(xù)測量裝置,且設(shè)置高報警;
(2)儲存I級或II級毒性體儲罐,容積大于3000M3的甲B和乙A類可燃液體儲罐,容積大于或等于10000M3的其他液體儲罐應(yīng)設(shè)置獨立的高高液位聯(lián)鎖關(guān)閉進料閥;
(3)甲B和乙A類儲罐區(qū)內(nèi)閥門集中處,排水井處應(yīng)設(shè)可燃氣體或有毒氣體報警,并應(yīng)符合GB50493的要求;
2.根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源,罐區(qū)現(xiàn)場安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》(AQ3036-2010),假如儲罐區(qū)內(nèi)物料儲存量達到重大危險源時,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)控儲罐部。
我們對于儲罐防止溢流的建議
儲罐的防止溢流,是采用洋蔥模型進行層層設(shè)防。根據(jù)邦斯菲爾德事故調(diào)查報告,我們可以知道,罐的防止溢流設(shè)計有2道獨立的保護層,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)在的中國標準,防止大型儲罐溢流也是2道防護層,可燃氣報警和攝像不能有效降低溢流的風險,只能保證溢流后,在操作人員有責任心,并且及時干預(yù)時,可以防止繼續(xù)溢流。
洋蔥模型
為了降低大型儲罐溢流的風險,在滿足國家相關(guān)標準的基礎(chǔ)上,我們補充建議如下:
1. 對于儲罐的液位計,建議不要使用故障率高的浮子液位計;
2. 遠傳液位計的報警值與聯(lián)鎖值之間差值為:在最大進料時,15分鐘的液面上升高度,以保證操作工有15分鐘的時間進行人員干預(yù);
3. 對于高高液位聯(lián)鎖,建議采用SIL2 以上等級的聯(lián)鎖回路,以保證要求時效概率小于10-2;
4. 液位計的報警回路,需要定期測試檢查;
5. 高高液位聯(lián)鎖回路,需要定期測試檢查;
6. 儲罐的進料閥建議選型為氣動閥(FC),假如為電動閥,則應(yīng)考慮防火要求以及備用電源。