油库火灾（精选6篇）
油库火灾 篇1
0 引言
改革开放以来我国经济发展迅猛, 对原油的需求逐年增大, 大型化工装置不断投入建设, 油罐体积越来越大, 火灾发生的频次增加, 发生火灾爆炸后, 损失大、扑救难、污染重[1]。目前国内外针对油库火灾做了一些分析和研究, 主要有:不同油罐火灾模式及不同因素对油罐破坏的影响;油罐类型与材质对其安全性的影响;燃烧后火焰的状态、燃烧与爆炸的关系;引发油库火灾爆炸的火源;目前石油库设计防火规范存在的问题[2]等。本文对油库火灾的起火原因进行了深入、细致地分析和研究, 对减少油库灾害事故、挽回国家损失和减少环境污染具有重要价值和意义。
1 23起油库火灾原因分析
本文选取了自2001年到2011年间的23起经过火灾调查后公开披露火灾原因的油库火灾案例做分析样本, 样本占2001—2011年作者收集的公开报道的25起油库火灾总数的92% (目前尚无权威出版物公布历年油库火灾) 。这23个油库按照《石油库设计规范》中容量的划分法, 涵盖全部五个等级, 按照经济损失划分, 囊括了特别重大、重大、较大、一般共四种火灾类型, 火灾发生地分布在我国6个行政区域内, 火灾发生时间分布在四个不同季节, 样本具有较好的代表性, 见表1。
1.1 引发油库火灾的火源类型分析
分析23起油库火灾案例后, 发现引发油库火灾的7种火源[3]中, 静电共9起, 占总数的39.13%。静电所占比例较大的原因和油品本身的性质有关。石油及其产品本身是绝缘体, 油品在管道、储罐中流速过快、油品与罐壁碰撞、罐内机械摩擦等都会产生大量静电。轻质油品的闪点低于60℃, 属甲乙类液体。静电积聚的能量能够瞬间引燃低闪点液体蒸气。明火6起, 占总数的26.08%。其中2起是罐外或库外的明火引燃油蒸气, 4起是油罐检修动火时火花引燃油蒸气。硫化物在罐内自燃引发火灾事故有1起, 自燃发生在较为寒冷的辽宁的3月份, 这样的案例在油罐火灾中较少见到, 还有待进一步研究和分析。雷击引燃油品事故1起, 占较少比例, 这和我国目前改进罐体材质, 加强防雷措施有关。气温过高引发事故1起, 发生在我国南方一小型油库, 当时正值7月份最高温度时节, 油库的规模较小, 防护措施不到位, 导致火灾发生, 见表2。
1.2 油罐起火时的工作状态分析
23起油罐发生火灾时的所处的状态有以下几种:静止不流动;输油或卸油;检修;正常运转状态如发动机在内动作、添加剂等在内发生反应等;油罐车在运输途中;状态不明。具体数目和比例见表3。
由表3可知, 发生事故最多的是在输、卸油操作中, 共8起占总数的34.78%, 这和表2着火源中静电和摩擦占较大比例可以相互应证:油品流动时易产生静电;铁路槽车、汽车油罐车[4]、飞机等在加油时, 油料冲击容器壁、飞溅的油滴与空气摩擦都会形成很高的静电电位;输、卸油时, 开关阀门、电机动作等操作程序使机械部件之间发生摩擦, 导致静电能量聚积。输、卸油过程中员工疏忽大意使油品外溢, 遇点火源着火。检修过程中发生火灾4起, 占17.39%, 这是化工企业常见的事故。因为焊割时的温度可达2600℃以上, 因此只要油品置换不彻底或吹扫不干净就有可能发生火灾。正常运转时发生6起火灾事故, 占总数的26.09%。虽然火源各不相同, 但都和油品的易燃易爆易挥发的性质紧密相关。这6起事故中, 油品都是在实施正常操作工艺的情况下发生的火灾, 有的是罐底零件长期摩擦破损造成油品外泄起火;有的是油罐壁附着能自燃的硫化铁;有的正在进行置换反应。3起静置油罐起火, 因遭遇外来火种、撞击或因天气高温而起火。脱轨1起, 这是十分意外的小概率事件, 脱轨产生的巨大震动引发了能量转换导致罐中油品着火。
1.3 油库起火原因分析
在工业生产领域, 能量和危害物质失控导致事故的发生, 主要有三方面的因素[5]:物的不安全状态, 人的不安全行为, 安全基础管理缺陷。这23起事故中, 从物的不安全状态来看, 石油产品的理化性质决定了油品时时处于不安全状态。从人的不安全行为和安全基础管理缺陷角度来分析, 由表4可知, 因此项原因引发的火灾爆炸事故共17起, 占总数的73.91%。其中8起是在输、卸油时发生的, 4起在检修时发生的, 这些固然和油品特性有关, 但违章操作或管理不善、相抵触作业等是火灾、爆炸发生的直接诱因。在对这17起火灾事故原因调查时发现, 这些发生事故的单位往往存在以下问题。
(1) 单位未建立健全消防安全责任制及岗位责任制。
(2) 管理松懈, 规章制度不落实。这17起事故中有的是正在油罐上盗油时发生了燃爆事故;有的是在库区内自行调制柴油出售;有的是油库检修没有认真按照程序进行, 在罐内油气或油污未完全清理干净的情况下就进行焊割作业。
(3) 单位擅自改扩建。有些油库未经公安消防机构许可, 擅自改、扩建。各油罐的间距、各个功能区之间的防火间距及油品管道的设置均不符合要求。
(4) 安全措施不到位。一些油库特别是小型私人油库, 没有按照要求规定设置防雷、防静电、防高温设施, 还存在私自改造设备等问题。
23起火灾爆炸事故中, 因工艺或技术方面的因素共有3起, 占总数的13.04%。这与油品易产生静电积聚的特性有关, 也是油品生产和储存过程中的一个持续性的世界难题, 有待工艺技术、设备材料的革新与进步。
2 油库消防安全措施
2.1 正确选择库址, 合理布置库区
石油库的选址应当慎重考虑城镇规划、环境保护、消防安全、交通条件、油品的流向、地质地形条件等因素。为了减少石油库与周围居住区、工矿企业和交通线之间在发生火灾事故时可能产生的相互影响, 降低火灾损害程度, 石油库区与周围建筑群之间应有适当的安全距离。建在地震基本烈度7度以上地区的油库, 必须依据国家抗震设计规范采取抗震措施;在地震基本烈度达9度以上的地区不得建造一、二级石油库。
铁路装卸区是油库重点要害部位, 其铁路收发栈桥应为不燃烧体结构, 并应尽可能地设在油库的边缘地区, 避免与油库的道路交叉, 同时布置在辅助区的上风方向, 与其他建筑物保持一定距离;汽车收发作业区属油库中火灾爆炸事故多发场所, 故不宜设在纵深部位, 而应设在油库出入口附近, 以便与公路干线接近, 有利于减少装油车辆的停留时间以及因此而带来的各种不安全因素;应尽量将码头装卸区设在各类码头和依江 (河) 建筑物的下游, 防止漏油入水, 一旦起火造成下游的大面积燃烧, 影响下游码头和船只。
2.2 严格落实安全规章制度[6]
2.2.1 建立健全消防安全责任制及岗位责任制
各岗位人员应严格落实各项安全制度, 切实减少人的不安全因素。
2.2.2 减少静电集聚
输、卸油作业时, 应将加油管伸至距罐底部10-20mm, 尽量不用明流灌装, 出口严禁附带过滤设备。输、卸油时应注意控制流速, 特别是开始的几分钟和达到容积的四分之三量时的流速一定要稳、慢。油库工作人员在实施油料作业期间要着防静电服、穿防静电鞋。
良好的接地设施, 是防止静电积聚的有效手段。接地电阻应在每年的春秋两季测量一次。单独做排放静电的接地电阻应低于100Ω, 与防雷同做的接地电阻不超过10Ω。油罐车在灌装油料时必须接地。
2.2.3 严格落实罐区动火审批制度
罐区动火应严格遵守一级动火审批制度, 从组织措施的源头抓起。动火前应用热碱水将装置彻底清洗干净, 用氮气或二氧化碳气体吹扫置换, 经测试可燃气体浓度达到要求后方可动火。
2.3 做好区域划分, 确保防火间距
石油库库址选择应符合城镇规划、环境保护和防火安全要求。石油库内的油品装卸区、辅助生产区、行政管理区宜分区布置。油罐应集中布置。严禁擅自改、扩建, 确保各区域间、库区与明火散发地间的防火间距[7]。
储油罐区应根据油气扩散、火焰辐射、油品性质、油罐类型、扑救条件、消防力量等因素来成组布置储油罐, 一般在同一组内布置火灾危险相同或相近的油罐。山洞罐区的罐顶应设类似呼吸阀的透气管以便将油气引出洞外, 引出洞口的透气管应布置在下风方向。水封油库可在洞罐油面充惰性气体、设置洞罐水封墙和竖井盖板。
2.4 设置防火堤[8]
防火堤可以防止油罐爆炸时油品四处流淌所引起的火灾蔓延。防火堤应用不燃材料建造, 且不能在防火堤上开设空洞[9]。堤高1.0-1.6m, 土质防火堤顶宽不小于0.5m。立式油罐的外壁与防火堤内侧基脚线的间距不小于罐壁高的一半, 卧式的不应小于3m。
3 结论
通过分析23起油库火灾爆炸事故案例可以看出, 油库火灾爆炸事故发生后损失大, 影响大, 探索分析油库火灾爆炸事故发生的原因, 对减少、避免同类事故的发生具有重要价值和意义。
(1) 易产生静电是油品的固有特性, 静电是引发火灾爆炸几率最大的火源。防静电应落实到油库生产、储存的每一个环节。
(2) 输、卸油是油库最易发生火灾的操作工艺。输、卸油时的操作是否规范、输、卸油管道、阀门、机械部件的安全状况、输卸油时油品的流速等都是可能导致火灾发生的诱因。因此, 严格落实输、卸油操作规程, 减少各个环节存在的隐患是减少事故的重要手段。
(3) 因为人的不安全行为, 基础管理的缺陷, 造成的火灾爆炸事故占所有事故的78.3%。因此从人的不安全因素出发, 提升管理水平, 强化安全意识, 落实安全制度[10], 是减少火灾爆炸事故的根本。
参考文献
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油库火灾 篇2
一、应急领导小组组成组长：冯武全
副组长：于殿阁陈永杰
成员：张倩徐大文叶玉生韩生辉杨军赵鑫泰赵常态宋宝斌宋哲严国林叶体强李米良顾旭有王蔚林米庆军龚卫国
应急领导小组在组长和副组长的领导下，由消防灭火组、抢险抢修组、物资供应组、交通运输组、安全警戒疏散组、医疗救护组、通讯联络协调组组成。
二、应急职责
1、组长职责：负责宣布应急状态的启动和解除，指挥调动应急组织，调配应急资源，按应急程序组织实施应急抢险。
2、副组长职责：负责应急状态下各部门之间的协调及信息传递；保障物资供应、交通运输、医疗救护、通讯、消防等各项应急措施的落实；执行组长的命令。
3、消防灭火组职责（杨军、赵鑫泰、赵常态）：遭受袭击发生重大火灾或其它重大突发事件时，立即赶到事故现场进行火灾扑救或应急抢险。
4、抢险抢修组职责（张倩、宋哲、严国林、叶体强、顾旭有）：应急状态下，组织泄漏控制、油品输转作业、设备维修、设备复位，制定安全措施，监督检查安全措施的落实情况。
5、物资供应组职责（徐大文、叶玉生、王蔚林）：负责应急状态下应急物资的供应保障，如设备零配件、工具、沙袋、铁锹、消防泡沫、水泥、防护用品等。
6、交通运输组职责（韩生辉）：负责交通车辆的保障。
7、安全警戒疏散组职责（陈永杰）：负责布置安全警戒，保证现场井然有序；实行交通管制，保证现场道路畅通；加强保卫工作，禁止无关人员、车辆通行；紧急情况下的人员疏散。
8、医疗救护组职责（宋宝斌）：负责联系医疗机构；组织救护车辆及医务人员、器材进入指定地点；组织现场抢救伤员。
9、通讯联络协调组职责（李米良）：负责应急抢险过程中的通讯联络，保证通讯畅通，负责各小组之间的协调以及与外部机构的联系、协调。
当储油罐遭受袭击发生火灾、综合油泵房发生火灾、铁路装卸油栈桥发生火灾、油罐和输油管线发生3吨以上数量的油品泄时，启动该套应急程序。
四、应急程序
（一）报警与接警
1、发生火灾、油品泄漏等重大突发事故时，第一发现人立即就近按下火警按钮报警，然后再通过报警电话（西固油库5119，北滩油库7325671）报警，向消防值班人员说明事故地点、事故类型、油品名称等事故概况。报完火警后，立即通过电话向应急领导小组的组长和副组长汇报事故情况。报完警后，班组人员到路口迎车，指引事故地点。
2、应急领导小组组长及副组长接到报警电话后，立即通知应急小组所有成员到达事故现场。应急领导小组成员以及其他员工接到火警后，立即赶往事故现场。
3、如果事故发生在夜间或节假日，行政总值班人员接到报警，并了解清楚事故详情后，立即向应急领导小组所有成员通知事故情况，要求所有成员赶到事故现场。
4、应急领导小组组长根据事故灾情严重程度，决策是否需要外部援助。如需要外援，应拨打119或兰州石化火警电话，请求外援。
5、应急联系电话一览表
西固油库报警电话
5119
北滩油库报警电话
732567
1西固消防支队电话
119
兰炼消防支队电话
793239
4793134
3兰化消防支队电话
7987360
7987904
兰化医院电话
7582118
兰炼医院电话
79244
52急救中心电话
120
油库值班电话
7365021
消防泵房电话
7361047
领导小组联系电话：
经理（冯武全）：***7361048（办公室）
副经理（于殿阁）：***7362028(办公室)
副经理（陈永杰）：***7361033（办公室）
综合办主任（宋宝斌）：***7361024（办公室）
储安科科长（张倩）：***7361036（办公室）
储安科科长（徐大文）***7360009（办公室）
质检中心主任（李米良）***7362068（办公室）
消防队长（杨军）：***7362045（办公室）
北滩消防队长（赵常态）***7325671（办公室）
油库安全员（杜江河）：***7362035（办公室）
服务中心主任（叶玉生）：***7361040（办公室）
车队队长（韩生辉）：***7361069（办公室）
储运组班长（宋哲）：***
储运副组班长(严国林)***
修理组组长（顾旭友）7362044
电工班长（叶体强）：***
物资采购（王蔚林）：***7361005（办公室）
消防队长（赵鑫泰）：***
计量中心主任（米庆军）：***
64泵房班长（龚卫国）：3319417
（二）抢险
1、油品火灾
①、现场班组人员在报警后，即进行初期事故的抢险。主要是初期小规模火灾的扑救、停止作业、堵漏、设备复位等抢险工作。
②、如火从量油口冒出，计量员立即关闭计量口盖，用油罐上的灭火毡盖住量油口。
③、司泵工立即关闭相关阀门，停止生产作业。
④、检查罐区排水管阀门是否关闭、防火堤是否渗漏。
⑤、在场管理人员应迅速组织人员对火灾现场附近的易燃易爆物品进行清理、隔离控制火源。
⑥、如果是铁路油罐车着火，一人立即关闭相关阀门，停止生产作业；另一人用长竿关闭罐车口盖，或者用石棉毡盖住槽车罐口，然后用干粉灭火机补救初期火灾；第三人和第四人负责设法首先关闭与着火罐车相临的两个罐车的盖子，然后将全部鹤管提出罐车，关闭所有罐车盖，提起栈桥踏梯；铁路部门先将着火车前面的罐车拖走，然后再用一节空车将着火车拖走。
⑦、消防队接到火警，按规定出警时间到达事故现场，消防队员在消防指挥员的指挥下，按照《西固油库消防灭火预案》展开操号。消防指挥员根据火情下达灭火操作指令，消防间司泵员按指令开启消防泵。
⑧、各救援小组在应急领导小组组长指挥下，组织供应救灾物资、安排交通车辆、救护伤员、抢修设备以及其他后勤保障，特别是消防泡沫和消防水的供应。
⑨、通讯联络协调组向兰炼储运厂通报火灾情况，建议对方做好兰炼油罐区及原油卸车栈桥的防火准备。
⑩、当火势较大自己无力控制时，由应急组长决定立即与兰州石化以及西固消防支队联系，取得外部支援。在外部援助到达后，消防灭火的指挥权交给西固消防支队。西固消防中队及支援单位消防队做好火灾监护工作。
2、罐内油品大量泄漏
①、消防队到达现场后，立即做好随时扑救火灾的准备，展开操号，消防车就位，水带展开，消防司泵待命。
②、输油班组打开跑油罐呼吸阀，同时启动两台装输泵进行倒罐作业，将跑油罐内的油品倒入其它油罐。关闭罐区排水阀，防止泄漏油品流入下水道或防火堤外。
③、应急组长组织安全警戒疏散组做好现场警戒，禁止其他人员及车辆靠近，防止人员中毒及引发火灾。
④、抢险抢修组的抢修人员佩带空气呼吸器（或滤毒罐式防毒面具）、穿防静电工作服进行堵漏抢修。
⑤、消防组利用水枪、水雾掩护抢险堵漏人员，将现场的油及时冲掉，加速油蒸汽的扩散。用泡沫将罐区内的油品覆盖住，抑制油蒸汽的挥发。
⑥、电气人员接好机动抽油泵的电，将抽油泵推到指定位置。交通运输组调集足够数量的油罐车到达现场。
⑦、储运组人员用油桶收集漏出的油品，利用机动油泵随时将收集到油桶中的油品打入油罐车内。
⑧、油罐内的油品不再泄漏后，由抢修组维修更换损坏的阀门。
⑨、通讯联络协调组及时将油品泄漏险情通知西固乡四季青大队，由四季青大队负责通知大队农民停止用电用火。
⑩、通讯联络协调组及时将油品泄漏险情通知兰炼储运厂，要求做好罐区及原油栈桥的防火准备工作。
（三）警戒与疏散
1、火灾事故或跑油事故发生后，警戒疏散组根据火焰辐射范围或油蒸汽扩散范围在油库内建立警戒区，在通往事故现场的油库主要干道上实行交通管制。在警戒区的边界设置警示标识。
2、除消防、应急处理人员、岗位人员、应急救援车辆外，其他人员及车辆禁止进入警戒区。
3、警戒疏散组迅速将警戒区内与事故应急处理无关的人员撤离，以减少不必要的伤亡。
4、事故无法控制时，所有人员应撤离事故现场。
5、应向办公区方向撤离，或往上风向转移。
6、通讯联络协调组向西固交警队、西固公安分局、110指挥中心、西固乡四季青大队通报事故险情状况，请求上述机构采取以下措施：
①、西固交警队在北站十字路口和合水北路北段设卡，禁止合水北路车辆通行。
②、西固公安分局和110指挥中心负责疏散路上行人及路边商户。
③、西固乡四季青大队负责疏散油库周围农户。
（四）、现场急救
1、医疗救护组在事故初起阶段就应与120急救中心或兰炼医院、兰化医院联系，说明事故情况及人员伤亡情况，要求医疗机构做好紧急救护的准备，并派医务人员及救护车辆到达事故现场。
2、医疗救护组必须在第一时间对触电、油气中毒、烧伤、创伤等人员在现场进行处理急救，待医院的医务人员到达后，送医院救治。触电急救、油气中毒急救、烧伤急救、外伤处理见附件1。
3、经现场处理后，迅速护送至医院救治。
油库火灾特点及扑救战术分析 篇3
近年来油库火灾频发,仅2010-2011年的两年间就发生了11起。新建和投产的单个油罐面积大都是10万M3或15万 M3的规格[1],一旦发生燃烧爆炸,热值高、扑救难度大、影响大、损失大[2]。辽宁大连“7·16”油库火灾泄漏的原油达 4000 吨,造成附近海域 50平方千米的海面污染。扑救大火除了出动大量人员和车辆外,灭火剂用量据估算当天用水量大约6万吨,泡沫量大约1000吨。深入研究油库的火灾特点和扑救战术,对降低经济损失、减少环境污染具有重大意义。
本文从2007-2011年全国公安消防部队火灾战例研讨汇报材料中选取了中石油大连国际储运有限公司保税区油库“7·16”火灾、中国石化上海分公司浦东新区高桥炼油事业部“5·9”火灾、天津市华源石化石油有限公司“12·6”火灾、浙江华辰能源有限公司“12·18”火灾等4起火灾案例探讨油库火灾特点和扑救战术。这4起火灾案例因火场规模大、现场指挥官级别高、扑救成功,作为典型案例在全国消防部队灭火战例研讨班中进行汇报研讨。大连“7·16”火灾最高指挥者是公安部副部长,上海“5·9”、天津“12·06”火灾最高指挥官为市委常委和总队长,浙江“12·18”火灾最高指挥者是市政府领导和总队长。
1 4起火灾的总体概况
随着我国化工工业的发展以及国家原油战略储备库项目的实施,油(气)储罐的单罐容量越来越大,油(气)储罐的大型化成为发展的必然趋势。这4起起火油库总储量最大的为 757.45万M3,最小的也有20000 M3,火灾爆炸产生的辐射热和流淌火对周围油罐产生巨大威胁。4起火灾总体概况见表1。
2 4起油库火灾现场特点
2.1 火场燃烧面积大,燃烧热值高
4起火灾现场油罐爆炸着火后,火焰腾高十多米到几百米,温度高达上千度,辐射热和冲击波对周围罐体和管线构成极大威胁[3]。表一中上海高桥炼油事业部1613号罐罐内油品突然爆炸后导致油罐全面燃烧,致使相距 20M的1615罐壁燃烧变形。大连“7·16”爆炸火灾事故发生后,现场多个10万M3的原油储罐周边的输油管线被炸断,储罐周围形成大面积流淌火,造成多个罐体和液体化工原料仓储区受到火势严重威胁。天津华源油罐起火后汽油泄漏造成流淌火,引爆付油台一个100m3的高位汽油罐。浙江华辰能源丙烯罐爆炸造成罐体底部多处开裂,罐体多处泄漏燃烧,这个储罐区处于全面立体燃烧状态。
以上4起火灾除上海“5·9”火灾外,其余3起火灾均造成次生流淌火。流淌火沿输油管线、管沟、排污渠、坡地面迅速扩散,造成相邻的输油泵房、原油计量房、管线和阀组联箱等相继起火,并迅速向地势较低的其他区域蔓延。辽宁“7·16”火灾发生后油品流入下水井、排污井,进入地下空间燃烧的原油沿排水、排污管道进入码头海域,造成万余m2的海面流淌火,严重威胁着停靠在码头的船舶和油轮。整个现场在短时间内形成了一个总面积约6万m2的巨大火海。
2.2 油蒸气聚集
火灾爆炸事故发生后,在高温作用下,罐内、管道内油品大量蒸发[4],油蒸气迅速集聚,压力不断增大,造成不同分区域爆炸频繁发生。在爆炸与燃烧并存的复杂现场,大量油品带压喷涌燃烧,火势瞬间扩大。
2.3 着火罐体坍塌变形
大火长时间的烘烤,罐壁受热变形,罐体各个部位因受力不均,变形卷曲,形成多个独立的燃烧区,灭火剂难以到达,增加扑灭难度。
2.4 火场噪声大
灾害现场噪声来源主要有:油品燃烧产生的声音;油品泄漏时与罐壁摩擦产生的啸声;现场消防车辆装备工作发出的声音;现场工艺装备运转时发出的声音;现场扑救人员的声音。这些声音汇总起来往往超过90分贝。
3 火灾扑救战术分析
3.1 火灾出动力量
这4起火灾从经济损失、人员伤亡、扑救时间、现场处置等几个方面综合评价,被认为是近年来消防部队处置油库火灾较为成功的扑救案例。通过分析发现,扑救成功的重要原因之一是在第一时间就调动了足够的灭火力量[5]。表2是这4场火灾发生时各个消防总队第一时间投入的灭火力量。
3.1.1 消防人员出动情况
火灾发生后,上海市、天津市、大连市、嘉兴市都在第一时间内启动重大灾害事故处置方案,大连市火场在先出动1000名消防人员的情况下,辽宁总队又派出1380余名官兵增援火场,上海市400余名官兵赶赴现场,其它两市分别出动了300名和421名消防警力。同时上海市、辽宁省、浙江省都调集了专职消防队的力量。第一时间调集足够人力,在短时间形成核心打击力量,可以快速合理选择水源和进攻路线,满足前方大流量供液灭火的需要,保证后方不间断供水,确保在第一时间有效控制灾情的发展。
3.1.2 消防装备出动情况
辽宁省消防总队调派348台消防战斗车辆,上海市消防总队此次火灾共调集车辆107台,其中泡沫车30台。天津消防总队调派47台消防战斗车辆,浙江调派74台消防战斗车辆。
这几场火灾使用的装备以高效能的泡沫水罐车和远射程、大流量的泡沫炮和移动水炮作为主要进攻车辆装备。尤其是大功率泡沫车的一次性调集为火场多方位出泡沫控火提供了流量支撑和射程保障,4个火场调用了如西格纳、卢森保亚等的大功率泡沫水罐车(西格纳供液流量7200升/分、卢森保亚供液流量10000升/分)、车载炮(射程70余米)、压缩空气泡沫车、高喷消防车、大吨位水罐消防车及先进实用的泡沫液转输泵、遥控自摆泡沫炮、移动水炮等先进装备器材。据资料显示,大连支队远程供水系统每分钟流量可达22000升,供水最长距离可达6公里,在这次爆炸火灾事故处置过程中,实现了全程不间断供水,承担了现场近二分之一的供水量,发挥了重大作用[6]。
3.2 火场战法应用
3.2.1 远距离作战
4场油罐火灾爆炸发生后,除浙江华辰能源有限公司储罐外,其余三场火灾油罐固定设施均失灵。油罐自身固定消防设施失灵,火焰温度高,消防队员无法靠近扑救,整个冷却和灭火只能通过移动消防装备来组织实施。大连中石油国际储运有限公司的火场使用了30门车载炮和移动炮,使用31支泡沫管枪;上海高桥炼油事业部火场使用28门车载炮和移动炮;天津华源石化石油有限公司火场使用移动炮、车载炮、高喷炮5门,泡沫管枪4支;机器人一个;浙江华辰能源有限公司火场使用移动炮、车载炮、高喷炮固定炮共24门,泡沫管枪3支。远距离作战既确保了消防队员自身的安全,也保证了灭火剂的高压和流量。目前扑救大型化工火灾,远距离作战已成为首选战术。
3.2.2 分时段采用不同处置方式
4场火灾扑救都贯彻了“冷却抑爆、关阀断料、集中兵力打歼灭战”的战术思想。在火灾处置初期,指挥部根据火灾现场情况采取冷却抑爆、关阀断料的工艺灭火措施。4个火场指挥部都派出灭火攻坚组,在单位技术人员指导下,到罐区关阀断料,同时设置车载水炮、移动水炮和泡沫管枪对着火罐及相邻罐组进行冷却抑爆和消灭地面流淌火。有效阻截了油罐和管道的多次爆炸和火势扩大的危险[7]。火灾扑救中期,四个火场指挥部根据现场火灾形势,采用持续冷却、克服难点、保护重点的战术,确保火势基本得到控制;火灾扑救后期,当现场车辆装备人员就位,泡沫灭火剂准备充足,后方供水线已全部形成,时机成熟的情况下,发动总攻,集中兵力打歼灭战。
3.3 战勤保障
4场火灾中,大连中石油国际储运有限公司的火灾扑救时间为15小时33分,上海高桥炼油事业部火灾扑救时间3小时16分,处置时间达17小时之多,作战时间长,保障需求大。在灭火战斗中现场车辆燃油、灭火救援器材、泡沫液、个人防护装备等补充充足。两个总队都设立了生活物资供应站,保障了参战官兵作战、饮食、医疗等需要。天津市华源石化石油有限公司油库火灾和浙江华辰能源有限公司储罐火灾作战时间大约都是2小时左右,没有设立生活物资供应站,但在火灾发生后,公安、交通,城建、医疗、环保、电业等社会联动单位也都赶到现场,协同作战,为各种灭火措施的顺利实施发挥了积极作用。
4 油库火灾扑救时存在的问题
4.1火场噪声大,通信设备不能满足现场指挥需要
油库火灾灾害现场的噪音往往超过90分贝,火灾扑救投入参战力量多,指挥层级多,通信器材的配备难以满足大规模联合作战的通信需要,因而一定程度上导致通信指挥不顺畅。以这4场火灾为例,在场少则几百人,多则几千人,通信器材的频率和信号强度都无法满足需求。
4.2 个人防护意识不强,防护装备不足
油库火灾处置时间长,体力消耗大,战斗员长时间作战身体感知逐渐麻木,为了舒适,有的战斗员不佩戴空气呼吸器或佩戴不规范,导致轻微中毒;同时也存在第一出动力量集中,空呼充气速度跟不上的现象。
4.3 跨区域作战,协调沟通不够
这几场火灾的灭火出动都是从全省(市)的消防警力和协作单位调集人员,单位多、人员杂,易造成多头指挥。目前,在大型灾害事故处置中,一般都是由现场行政职务最高的领导任总指挥,按行业、部门实施分级指挥。这种模式一是可能导致前方作战单元同时接受多项任务,作战人员无所适从;二是指挥层级过多,导致信息延迟和滞后,致使现场作战效率低下。
5 措施
5.1 加强现场通信指挥体系建设
当前,大型灾害事故处置非常注重“第一时间投入力量”的战术运用。由于第一时间投入的参战力量多、指挥层级多,因而通信指挥显得尤为重要。大规模作战的通信调度指挥必须统一规划、协调实施。除电子通信技术外,现场也可以采用旗语、手语、吹号、大屏幕显示等方法及时发布指令和信息。此次辽宁总队采用了旗语和大屏幕显示的方法,效果较好。
5.2 重视消防员个人防护
应遵循“做好个人防护是开展灭火救援行动基础”的指导思想,强化战斗员的自我防护意识和防护训练[8],做好防护装备的后勤保障工作,杜绝非战斗性减员事故。
5.3 科学配备和使用特种车辆
这几起火灾事故处置中,大功率大流量大吨位车辆、遥控移动炮等先进器材合理配置、使用,使远距离作战的战法取得成功。大型油库和辖区消防特勤大队根据油库容量配置特种装备并经常进行战法演练是应对油库火灾的重要措施。
5.4 跨区域、大兵团作战需要多次演练磨合
由于大型油库火灾火场面积大,扑救困难,需要大量人员、车辆和灭火剂,因此类似这种火情,消防部队常采用跨区域作战的战术。大兵团作战具有投入兵力多,作战时间长,指挥协调难度大等特点。因此各合作区域应针对指挥权、总攻力量的整体推进时间、泡沫喷射覆盖区域划分、冷却水枪位置设置、长距离的接力供水保障、社会联动成员协同配合等应通过事先确定方案、定期综合演练。特别是对指挥层级等关键问题应定职、定岗反复操练[8]。
5.5 发挥油库内消防固定设施的作用
库区内都设有配电室、消防泵房、消防水池、泡沫液罐等设施,油库发生火灾后如果第一时间启动库区、罐上的消防设施,就能及时遏制火势的发展,控制火灾蔓延,减少经济损失,降低扑救难度。但近年来多起油库火灾显示,因油罐单罐面积不断增大,库区整体布局紧凑,规范规定的防火间距已经难以满足火灾后的扑救和保护要求。因此应适时对石油库设计规范、建筑规范等进行修订。
6 结论
油库火灾爆炸事故发生后火场温度高,火场燃烧面积大,油蒸汽浓度高、罐体和相关系统破坏变形严重、火场噪声大,扑救难度大。分析4起油库火灾扑救成功的要素时发现,第一时间就调动了足够的灭火力量,可以在较短时间压制火势,控制灾情,是成功扑灭大火的关键;火场战术战法运用得当,是防止发生连续爆炸、火势蔓延的重要因素;充足的战勤物资保障,是能够长时间、高强度冷却、控制火势和扼制次生灾害发生的基础。
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油库储油罐火灾爆炸事故树分析 篇4
油库储油罐火灾爆炸事故树分析
作者：周绍杰
来源：《哈尔滨理工大学学报》2013年第03期
摘要：油库储油罐储存的油料具有易燃易爆性且存储量大，一旦发生事故后果严重.针对油库储油罐安全管理点多面广的特点，分析储油罐火灾爆炸事故的相关影响因素和条件，建立完善的事故树模型.通过定性分析理清火灾爆炸事故与基本事件的逻辑关系，定量分析获得顶上事件发生的概率和各基本事件的结构重要度顺序，找出储油罐存在火灾爆炸事故隐患的重点部位，制订科学合理的安全信息监控点策略，为油库安全管理手段向信息化迈进，预防事故的发生提供决策依据。
油库火灾 篇5
912号储罐在2005年8月投入运行, 液位计从一开始就经常不好用, 尽管如此, 不论是现场经理还是负责对系统进行维护作业的承包商都没有采取有效的措施解决该问题。IHLS的检核柄需通过挂锁使其保持在工作状态, 但该开关的供应商并没有将这一重要要求告知安装人员、维护承包商或现场操作人员, 因为没有人了解这一要求, 因此IHLS一直都没配锁。
发生漏油后, 要靠在储罐周围修建的防护墙 (二级防控) 和排水系统及集油池 (三级防控) 来防止储罐中溢出的原油泄漏到周围环境中。但事发时, 这两级防控措施都未能起到应有的作用。从防火堤中泄漏的燃料和消防用水流入地下水。这些防控系统的设计及维护都存在缺陷。
溢流保护系统和液体阻挡系统的设计和维护问题是导致爆炸发生及污染物渗透到周围环境中的技术因素。但在这些问题背后反映出的却是更深层次的管理问题:一是HOSL建立的与储罐充装管理体系尽管通过了第三方审核, 但不仅体系本身存在着问题而且在实际工作中也未被正确地执行。二是事发前员工的工作压力不断增加。该油库共有3条输油管线, 但对于其中2条管线, 控制室的操作人员基本上既不能控制流量也不能控制接收时间。因此, 信息的缺乏导致工人们无法对燃料的存储进行精确的管理。三是油库吞吐量的不断增加给现场的管理人员和工作人员造成更大压力, 进一步影响了他们对燃料接收和储存的监控能力。此外, 由于总部不提供工程支持, 更加大了员工的工作压力。
所有这些压力导致该公司形成了一种将工作重点全部放在工艺操作上的企业文化, 而工艺安全却未得到应有的重视及资源支持。
邦斯菲尔德油库简介
邦斯菲尔德原油储存和中转库是一个罐区, 位于英格兰赫特福德郡赫默尔亨普斯特德, M1高速公路8号路口附近。2005年12月时有3家公司在运营:HOSL是道达尔英国公司 (Total UK Ltd.) 与雪佛龙公司 (Chevron Ltd.) 的合资企业, 日常管理由道达尔英国公司负责, HOSL的作业场所分为东西两个区;英国管道局 (BPA) , 是英国石油公司 (BP Oil) 与壳牌英国公司 (Shell Oil UK) 的合资企业, 但资产归英国石油管道公司 (UK Oil Pipelines Ltd.) 所有。BPA的罐区也分为两块, 一块是北区, 另一块是其主区, 位于HOSL的东西区之间;BP英国石油公司 (BP Oil UK Ltd.) 的罐区位于邦斯菲尔德库区的南端。
根据1999年版《重大事故危险控制法规》 (COMAH) 的规定, 所有这3个公司的作业区都属于“顶级”危险场所。该油库被批准的危险烃类燃料的储量为19.4万t。
在邦斯菲尔德油库内有3条输油管线:一条是Finaline管线, 起始于林赛炼油厂, 途经亨伯赛德郡到达HOSL的西区;一条是UKOP北线, 起始于斯坦劳炼油厂, 途径莫西赛德郡到达BPA;另外一条是UKOP南线, 从科利顿炼油厂起始, 经过埃塞克斯郡到达BPA。
这3条管线均分批运送燃料。在邦斯菲尔德油库, 各种类型的燃料按等级的不同分别存储在指定的储罐中。然后再用油罐车将大部分燃料运走, 航空煤油从BPA用2条管线运出, 然后并入西伦敦沃顿盖特威克管道系统后, 输送到希思罗和盖特威克机场。
作为英国第五大燃料运销区, 邦斯菲尔德油库负责向伦敦和英格兰东南部运送燃料, 具有重要的战略性。英国东南部最大的工业区之一, 梅兰兹工业区与邦斯菲尔德油库西部紧邻。该油库坐落在白垩层上的燧石黏土上, 黏土层的厚度为2~10 m。白垩层是主要含水层, 不仅可以提供饮用水, 还包括私用、农用及工业用水。
2005年12月10日18时50分, 一批无铅汽油通过UKOP南线输送到912号罐。该罐的容量为6 000 m3, 罐上配有的自动液位计量系统 (ATG) 可以将罐内物料的液位值直接在控制室的屏幕上。12月11日凌晨3时05分, ATG的显示呈平直线, 即尽管储罐还在不断地进油, 罐内液位的升高情况却无任何记录。最后, 由于储罐的液位值一直低于报警值, 导致“用户液位”“高液位”和“高-高液位”这3个ATG报警器都没有动作。而控制室内的操作人员都是在接到报警后才会采取措施, 因此尽管液位一直在上升, 控制室内的作业主管却没有意识到储罐正面临着充装过量的风险。
在912号储罐的ATG报警器上方还安装了一个独立的高液位开关 (IHLS) , 配置这个开关的目的是使产品输入管线上的阀门自动关闭, 以终止充装作业;另外, 在罐内液位达到意外高度时, 还能发出声音警报。但在事发时由于IHLS未能记录下罐内液位的升高情况, 导致警报未被发出, 管线也未自动关闭。12月11日早晨5时37分, 912号储罐内的液位超出其最大容量, 汽油开始从灌顶的排气孔溢出。
从CCTV (闭路电视监控系统) 上可以看到, 就在汽油溢出之后不久, 一团白色的蒸气云从储罐周围的防火堤中发散出来。由于周围没有任何阻挡, 这团由烃类物质和冰晶组成的白色蒸气云慢慢地扩散到直径大约为360 m的区域 (包括HOSL的库区、梅兰兹工业区的停车场及BPA北库区装有航空煤油的12号储罐) 。
库区外的民众及在油库内等待装车的罐车司机发现了蒸气云后, 对现场作业人员发出了警告。6时01分, 火警按钮被按下, 警报响起, 消防水泵开始启动。也几乎就在同时, 蒸气云发生爆炸, 这很可能是因消防水泵启动时产生的火花所造成, 此时泄漏出的汽油量已经超过了250 m3。
爆炸造成巨大破坏, 后果远远超过人们的预期。虽然没有人员死亡, 但仍有40多人受伤, 有些受伤人员终身都无法康复, 如果事故不是在星期日的早晨发生, 对人员的影响可能会更大。爆炸引发的大火, 是英国在和平时期发生的最大的火灾, HOSL及附近库区有20多个燃料储罐在火中被吞噬, 大火持续燃烧了数日。英国各地的消防员纷纷赶来救火。从泄漏的防火堤中泄漏出来的燃料和消防液流入到罐区内外的下水井和排水坑中, 造成了巨大的环境、社会及经济损失。
大火连续燃烧了5日, 灭火过程中使用了大量的水和消防泡沫。从防火堤泄漏出来的燃料、水和泡沫在BPA12号罐的东侧形成了一个大的液池。最后这些液体甚至流到了几百米之外的M1高速公路桥。
库区作业人员并不了解在附近的区域内有很多下水井和排水坑, 混合着燃料、水和泡沫的液体流入到这些下水井和排水坑后会渗入到其下面的泥土中。混合液的污染物中含有PFOS (磺化全氟辛烷) 及烃类物质如苯、二甲苯。这些污染物已经进入到库区下面的白垩层中, 白垩层是提取饮用水的含水层。库区附近的污染物对饮用水的供应并未造成影响, 但造成长期污染的可能性依然存在。英国环境署制定了一个监测方案对含水层的污染物含量实施检查。
失控的根本原因
导致这起重大事故发生的直接原因是912号储罐中的燃料液位升高后, ATG和IHLS都没有发出任何动作。这是失去了“一级”控制。
在火灾发生的过程中及之后还存在着“二级”和“三级”控制措施失效的问题。那么在直接原因及导致控制措施失效背后的深层原因是什么呢?即换言之, 在这个高危场所, 是哪些操作管理问题导致控制措施一次又一次地失效呢?了解了这些根源问题将有助于帮助高危行业的管理人员从邦斯菲尔德事故中汲取经验教训, 防止类似事故的发生。
独立高液位开关 (IHLS)
2004年7月1日, 912号储罐安装了一个独立的高液位开关。该开关由TAV工程公司设计、生产及供应。依据开关的设计方案, 其部分功能需定期进行检查。但由于该开关的设计、安装和维护方式给人以安全运行的假象, 而安装和使用开关的人员不太了解开关的工作原理, 或对其进行挂锁所起的作用, 在测试完成后, 该开关就不能用了。
高危作业设备的设计人员应该建立一套体系在确保设备在适用的同时还要保障其安全。
如果对设计变更进行过严格的审查, 则此设计缺陷在早些时候就会被消除。但无论如何, 给安装者和使用者提供清晰明确的指导 (包括对挂锁的重要性的说明) 都是必要的。TAV公司知道其生产的开关将用于高危行业, 因此其安全性应该是至关重要的。
设计商和安装商都应该充分了解其设备的使用环境。
开关设计中存在的不足及未能告知用户及供应商有关挂锁重要性的变更情况所造成的不良影响完全可以在供应链下游获得解决。马瑟韦尔控制系统公司从TAV公司订购IHLS时, 双方都忽略了在油库这种高危环境中对关键安全设备的要求。TAV提供的信息未能充分地说明IHLS设计及使用过程中的关键之处, 并且TAV应该先了解这种开关的使用目的后再确定其是否适用, 如是否可用于像邦斯菲尔德油库这种仅用于高液位控制的情况等。马瑟韦尔是一个管理层收购公司, 虽然成立的时间比较短, 其员工在其所属专业领域却具有十分丰富的工作经验, 但其对设备的检查和了解相关的制度存在着不足。
看起来马瑟韦尔公司内没有一个人了解挂锁的安全重要性。912号储罐安装IHLS后没有上锁是因为该公司的作业人员以为挂锁仅仅是为了“防破坏”。在经过定期测试后, 不知是否是有意, 检核杆被置于非作业位置。当然, TAV的相关人员有义务告知挂锁的作用, 但马瑟韦尔的作业人员也应该更加了解这个功能。马瑟韦尔公司存在以下几个问题:对其所供应及/或安装的开关的要求确认及说明程序不当;未从生产商那里获得, 也没能向客户提供必要的数据;不了解开关的漏洞或挂锁的功能;马瑟韦尔公司在关键安全设备的安装中起着至关重要的作用, 但其过于依赖的TAV公司却未为其提供的足够的信息。
除了IHLS生产商和安装商的问题外, 库区操作人员对订购、安装及测试程序也没有进行足够的监督。在对开关进行定期测试时, HOSL库区没有一个人意识到需要更换一把锁, 以将检核杆置于正确的位置。现场的操作人员更应很好地监督关键安全作业及设备情况, 以更全面地了解其工作原理。
自动储罐计量 (ATG) 系统
ATG系统的失效是导致事故发生的另一个直接原因。液位计卡住 (液位计显示水平线不发生变化) 不好用的情况已经不是首次出现了。实际上, 在912号储罐经过维修投入运行后的2005年8月31日到2005年12月11日之间, 该液位计就曾经发生过14次卡住不能用的情形。有时主管在发现系统出现问题后会采取一些纠正措施, 如把仪表移到较高的位置后再恢复到原位进行“充填”。有时还会请马瑟韦尔公司的相关人员来帮助解决, 但导致仪表卡住的原因却始终未能确定。并且仪表问题记录也不全。
未能建立有效的故障记录程序及能够可靠解决这些问题的维修制度, 是导致事故发生的两大重要的管理及组织根源问题。此外, 马瑟韦尔公司的作业人员既没有对仪表的问题进行调查, 也没有分析那么多次被叫去帮助解决仪表的问题的原因, 并且从来都没有对系统的可靠性产生过任何疑问。
其他缺陷
该系统还存在着其他本应很容易解决的缺陷。
监控屏幕。多个储罐ATG系统提供的数据都在一个显示屏上显示, 因此每次只能看到一个储罐的完整状态。事发当晚, 与912号储罐相关的显示出现在其他4个储罐的显示窗口附近或之后。整个ATG系统只有一台计算机在运行, 没有任何备份。而主管人员主要都要依赖ATG系统来控制储罐的充装, 对于如此关键的控制过程不进行备份是不明智的。
冗余紧急停车系统。显示屏上的储罐模拟图上有一个红色的紧急停车“终止”按钮。按下这个按钮即表示将储罐的所有侧阀都关掉。但很多主管人员并不知道该按钮不好用, 且从未被纳入到该系统。如果这个按钮好用, 尽管关阀的过程可能需要几分钟才能完成, 但至少也提供了一个有用的应急程序。这反映了该公司在管控方面存在的问题, 其主管人员根本不了解这个“终止”按钮的冗余, 马瑟韦尔公司的员工也没有对其进行过任何测试。这个按钮不好用意味着库区根本无法采取任何措施主动将3条进料管线中的2条UKOP管线关停。但在控制室内则可以用紧急停车按钮关停Finaline管线。
系统安全。尽管没有迹象表明系统安全问题与此次事故有任何直接的联系, 但ATG系统中的安全措施确实存在着不足。该系统内置的安全系统允许控制室内的所有员工对其参数 (包括报警设置值) 进行修改。
报警功能。ATG系统升级后, 当储罐液位测量值与充装数据不一致时可进行报警。如果事发前就有这个功能, 将会在储罐液位值发生“意外”停止时对控制室内的作业人员发出警告。若能早一点修改此功能, 不必等到罐内物溢出, 操作员就会知道仪表出现了问题。如果监控方案能够更严格一些, 也很可能会发现系统中存在的问题, 从而让库区操作人员对ATG系统进行升级。
其他潜在原因
ATG仪表不好用及IHLS不工作是导致912号储罐溢出的技术原因, 但其反映出的是深层次管理问题。
入库燃料的控制
对于油库的管理员来说, 了解Finaline管线和2条UKOP管线在批量收油控制方式方面存在着巨大区别是非常重要的。Finaline管线是由管理员控制的, 而由于历史原因, UKOP管线是在其他地方控制的。另外, 这些管理员获得的有关3条管线的相关信息也都矛盾重重。对于两条UKOP管线, 管理员只能使用ATG系统, 无权进入SCADA监控系统, 无法了解UKOP管线是否在用, 也无法知道在用管线的流量。
从理论上来说, 通过储罐的充装速度就可以确定UKOP管线的流量。但实际上却不是那么容易就可以做到, 因为储罐在接收管线来料的同时还有可能在向油罐车送料。不止一个储罐在充装的过程中由于受到外部因素的影响而导致流量发生变化。对UKOP管线进行预先计划不但很难, 而且有时是极其不可能的。因此, 没有制定任何预先计划制度。流量的变化幅度很大, 有时连HOSL的管理员都不了解具体的变化情况。例如, 就在爆炸前不久, 在管理员毫不知情的情况下, UKOP南线的流量从550m3/h增加到了900 m3/h。
信息的缺乏影响了管理员对燃料管理的计划和控制能力。更为严重的是, 由于担心UKOP管线输送不力或中断会给库区操作人员造成经济处罚, 油库所有的工作人员都认为应该给UKOP管线更多的优先输送权。并且要想紧急关停UKOP管线, 只能通过给另一个油库打电话、IHLS动作或按下附近BPA库区的手动报警按钮才能实现。
当然油库的管理员们并不了解UKOP管线控制方面存在的问题。但正是这些问题让他们感觉到了工作中存在的压力。
值得一提的是, 控制室内的操作从未进行过任何风险评价。
吞吐量的增加
自从该油库于20世纪60年代末投入使用以来, 其吞吐量已经增加4倍。增量的大部分源于其附近的壳牌公司油库在2002年关停后, 吞吐量都并入了HOSL油库, 同时加入的还有大量的油罐车司机及承包商, 所有这些都使管理员的工作负担大幅增加。此外, 由于为了防止储罐过满而要不停地倒罐, 也给储罐液面上的气相空间带来了巨大压力, 只有用罐车将油品拉走使储罐腾空后才能获得必要的空距。
有证据显示, 在事发当晚, 管理员们甚至都不知道哪条管线在充装哪个储罐。Finaline管线和UKOP南线都在接收大量的无铅汽油。出现这种局面主要是因交班程序问题及ATG系统的重叠屏幕所导致。鉴于工作人员日益增加的工作压力及控制室缺乏有效的数据, 出现这种状况也不难理解。
为了处理这些问题, 员工们不得不大量加班, 而这对于公司来说是很大的一笔费用, 为了减少支出, 管理层试图招募新的管理员, 但每次招到新员工后就会有别的员工提出辞职。
储罐充装程序
管理员的主要任务是操作并监控与燃料储运相关的控制系统, 包括对Finaline管线的控制。其最关键的一个任务是充装及清空HOSL储罐。ATG系统可以为管理员提供很多参数数据。管理员在一个屏幕上看完ATG数据后, 可以一个个地调出屏幕的图像。如前所述, 一次只能看一个储罐的状况。通常, 在计算机屏幕上会一个挨一个地堆叠三四个窗口, 管理员必须谨慎地决定所要看的屏幕。该系统为液位测量设计了一系列的视听报警, 根据储罐中不同产品的不同液位对管理员发出警报, 使其采取相关的行动。
“高液位”报警一般包括以下3种, “用户高”液位:该报警值可以由管理员进行设置, 表示需要采取干预措施;“高”液位:设置的液位值低于储罐的最大工作液位;“高-高”液位:设置的液位值低于IHLS的动作液位。
该油库共有8个管理员, 每人使用的报警液位都不同。例如有时储罐内的液位被允许超过“高”液位报警值。少数情况下, 考虑到储存空间的压力, 储罐中的液位会达到甚至高于“高-高”报警值。管理员都依赖于报警对充装过程进行控制。
该油库关于充装作业的操作规程也缺乏细节要求。没有说明如何选择被充装的储罐, 及如果可能的话, 在什么情况下可以使储罐的充装高度超过“高”液位或“高-高”液位。即使该油库的管理层认为这个程序比较适当, 也缺乏相关指南的支持, 如该程序中没有关于其他安保措施的介绍、也没有要求对此类事件进行报告及对事件的原因进行有效的调查。
总之, 没有一个可称之为储罐充装的系统。鉴于储罐充装系统应该是防止燃料失控最重要的过程控制系统, 该油库在重大事故危险控制方面存在着严重的管理问题。
应该建立一个健全的工作安全体系, 确保所有的管理员都能够以一致的、安全的方式来控制储罐的充装, 并且对于某些需要采取特殊措施的情况也要做好记录并获得管理层的审核。
工作压力
所谓的储罐充装系统, 因整个ATG系统的不可靠性而受到影响。管理员们不仅不能预测UKOP管线的工作参数, 也无法预测管线中所输送的燃料的性质。这些因素给他们带来了额外的压力。
加上油库吞吐量增加后的存储压力, 所有这一切都让管理员们处于巨大的压力下。他们建立了自己的一套系统来克服这些压力。例如, 他们在控制室内放了一个小闹钟, 用它来追踪Finaline管线的产品界面, 有时也用它来提醒储罐接近了最大罐容。在ATG系统不可靠后, 一名管理员还要求对IHLS备份, 这也表明他们对油库重装系统缺乏信心。
工作模式也是造成压力的一个方面。管理员们每个班的工作时间为12 h, 而且要不停地监测储罐的充装及腾空作业。他们一般要连上5个班, 加上加班的时间, 一般7天的工作时间大约为84 h, 并且没有固定的休息日, 只有在操作条件许可的情况下才会休假。管理员们要大量加班, 但即使如此他们也拒绝增加新的管理员, 因为那样会使他们的收入降低。
尽管操作经理在事发前不久刚刚由于不堪忍受工作环境的压力而辞职, 这足以证明环境的恶劣, 但油库的管理层们却始终没能发觉这些令人无法接受的工作压力。
管理层有义务监测员工的工作压力并采取措施使他们的工作负担保持在合理、可接受的水平。
故障记录不当
调查显示, HOSL与关键设备和工作实践相关的故障记录不当。该油库的倒班体系导致问题只能短期解决, 而不能深究是哪里出现了问题及为什么会出现这些问题。
管理员们的换班时间很短, 其实这段时间是非常重要的, 交班的人可以把当班时的信息传达给接班的人员。他们争取用15 min完成换班工作, 并且他们清楚这15min是没有任何薪水的。交班文件主要用于记录Finaline管线, 而关于UKOP管线的记录一般都是临时要求的。并且信息记录的都是每个班结束时的信息, 当班期间发生的事故等一般不做记录。
业务协调人员曾经制作了一个电子故障日志, 但管理员们都没把它用起来。在事故发生前的3个月里, 912号储罐上的ATG仪表曾经有14次被卡住不好用, 但在故障日志上并没有这些记录, 业务经理也不清楚该仪表到底发生了多少次故障。该故障记录系统没有被坚持使用, 特别是当故障很迅速被解决后 (如对仪表进行充装或马瑟韦尔公司早期的访问) 更没有留下如何记录。库区的工作人员不了解关节安全设备的不可靠程度有多大, 也没有制定相关的制度让高级管理层对关键安全参数进行监控。
IHLS的情形也与ATG相似。故障程序及做法都未得到正确的处理。ATG系统的失效意味着对IHLS的依赖性会更大;但由于IHLS经常处于非工作状态, 实际上更多地依赖于ATG。鉴于这2个系统都不可靠, 大大影响了对储罐充装过程的总体控制能力。管理层没能对ATG系统及无法工作的IHLS共同引发的不可靠性进行详查。
例如, 在2004年4月的第一个星期, 明知912号储罐上的IHLS不好用, 储罐仍被使用, 且直到2004年7月1日才安装上新的开关。据查, 在此之前, 用于接收无铅汽油的911号罐也是在IHLS不工作的状态下运行了至少9个月的时间。如果故障记录系统健全, 并且得到高层的细致审查, 很可能会查处整个系统存在的严重不可靠性。
因此管理层应该建立制度以监控关键安全设备的可靠性。
马瑟韦尔控制系统公司
马瑟韦尔控制系统公司 (Motherwell Control Systems) 负责IHLS的供应和安装及对ATG系统的维护工作, 这是一个非常重要的承包商伙伴关系。与马瑟韦尔签订的合同属于关键安全协议, 马瑟韦尔公司从事关键设备作业人员是否称职及其培训情况应经过评估, 但这些基本没有做过。道达尔公司曾经做过承包商现场绩效评估, 但主要是关于对现场个人防护方面的评估, 不是技术能力评估。
承包商作业过程中, 为了保障安全应做到以下几点:应该与之签订正规的合同, 明确关键安全作业目标;应该建立有效的报告系统, 将所有重大故障及其解决方案进行记录;并且合同双方均应了解并实施该系统;对已建立及需要建立的系统应有一个可靠且实时的说明;最关键的是, 在2004年更换IHLS开关时, 应该有一个正规的“变更的管理”过程。该过程基本上应包括对变更的好坏进行的工程评价, 同时还应考虑到程序上 (如测试) 应如何做出相应的更改。
承担高危风险作业者应签订正规的协议, 明确相关各方的职责, 以确保在合理可行的情况下对关键安全设备执行最高的标准。 (未完待续, 见3期)
油库火灾 篇6
池火灾是油库区最常见的事故灾害,其发生与发展均受储罐间距离影响,但是为实现优化操作通常油库区中的储罐布置较为紧密,这种紧密布置下的储罐存在着巨大的潜在危险,一旦发生池火灾事故将引起一系列的池火灾多米诺效应,事故后果的严重性也将出现数量级的跳跃。2010年7月大连中石油国际储运有限公司原油罐区输油管道爆炸,造成原油泄漏并引发一系列连锁火灾爆炸事故。为防止此类多米诺效应,应对油库区的布局进行合理设计,且由于池火灾是油库区最常见的事故,其发生发展均受储罐间距离影响,因此在布局储罐时应考虑池火灾多米诺效应。当前国内外研究[1,2]和行业预控规范中对多米诺效应和安全间隔虽分别有所规定,却并未将二者结合考虑,如欧盟的Seveso-Ⅱ(96/82/EC)指令和意大利的D. Lgs.334/99指令都要求评估多米诺效应风险,意大利的Cozzani V.建立了定量评估多米诺效应风险的系列程序;我国对安全间距的行业规范有建筑防火设计规范(GB50016-2006)、石油化工设计防火规范(GB50160-2008)和储罐区防火堤设计规范(GB50351-2005)。如《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)中规定罐组内相邻可燃液体地上储罐防火间距为0.4D,但当前储罐的安全间距并不能有效预防池火灾多米诺效应的发生,因此本文选择个人风险水平作为控制池火灾多米诺效应的准则,提出了油库内储罐的安全间距设置要求。
1 池火灾多米诺效应风险管理
池火灾是大型储油区内危险性和事故率都极高的事故。油罐可能由于设备老化、意外撞击、油罐过载、雷电等原因发生泄漏并在周围形成油池,遇到明火后引发池火灾。由池火灾产生的大量热量可损坏附近设备,其热辐射是促使事故升级的媒介。由此引发事故效应对周围人员和设备伤害更甚于初始事故,如图1所示。
本文主要在油库池火灾事故场景的基础上,分析池火灾事故多米诺效应传播路径,以多米诺效应发生概率和个人风险值量化油库池火灾多米诺效应的风险,并从持续改进的角度以安全间距为控制点进行风险控制,提出油库内储罐的安全间距设置要求,程序见图2、图3。
2 池火灾多米诺效应风险管理模型
池火灾多米诺效应风险管理模型包括风险管理的3个主要步骤——风险辨识、风险评估与持续改进。首先采用触发模型,计算池火灾释放的热辐射量,得到触发多米诺效应的半径。第二步采用评价模型,计算多米诺效应发生概率与个人风险值。最后采用控制模型,选取可接受风险水平,结合油库实际地形,回推出适当的安全间距。
2.1 池火灾多米诺效应触发模型
池火灾发生时事故油罐周围设备所接受热通量(式(1)[3])可视作决定该设备的受损程度与是否引发二次事故的直接影响参数,本文选择12.5 kW/m2作为操作设备全部损坏的阈值[4,5]。
式中:q(r)为目标接收热通量,q0为火焰表面热通量,kW/m2;r为目标到油区中心水平距离,m。
2.2 池火灾多米诺效应评价模型
评估指标是池火灾多米诺效应对人员产生的风险,即多米诺效应个人风险值:
其中,fd为扩展后事故的概率、Pr为多个单元池火灾多米诺效应产生能量规模的累积结果,利用Cozzani V.相关理论[6]中目标设备损坏模型和人体脆弱模型可分别得到多米诺效应概率fd和个体死亡概率Pr。我国对个人风险可接受水平的标准尚未明确规定,本文风险标准采用50%死亡概率(Pr=5)处个人风险作为评价指标。
2.3 池火灾多米诺效应控制模型
在对油库池火灾多米诺效应的风险管理中,若通过评价模型得到的个人风险值水平不符合安全要求,则需要对油库提出安全建议或实施安全管理措施使个人风险值水平在可接受安全水平范围内。而作为评价指标的池火灾升级事故(多米诺事故)概率fd与池火灾多米诺效应个人风险值IR均与其对应位置所接受热辐射量相关,即通过控制敏感点等需保护处所接受的热辐射量控制这些位置的个人风险值。本文的触发与评价模型中目标设备接收到的热辐射量与距离r负相关,即通过增加储罐间距减少目标设备接收热通量,这样既能降低升级事件概率,也能降低敏感点等处的个人风险值。因此在设置油库储罐的安全间距时可参考由控制模型得到的升级事故临界间隔d,使所设置间距符合安全要求且适合油库地形。结合在功能既定油库内数值已知、固定的参量,将目标设备所接受热通量式(1)变化,可得到事故升级影响半径r,即如下方程组:
其中:d为安全间距,m;R为储罐半径,m ;r为储罐距火焰中心最近点的距离,即事故升级的影响半径,m;V为视角系数,按Ray&Kalelkar(1974)方法计算。
3 某航油库多米诺效应评价实例
某航油库有1#、2#、3#、4#四座航空煤油储罐,依照《重大危险源辨识》(GB18218-2000)属于易燃易爆有毒液体,其临界量和实际存储量分别为100t和52000t,判断属于重大危险源。油库布置中,1#、2#与3#、4#分为两个单元且其间设有隔堤,事故影响大大减少,因此将1#、2#作为初始单元和二级单元,讨论1#发生池火灾后其热辐射影响2#并使事故升级。
3.1 池火灾多米诺影响半径确定
初始池火灾中q0为113.7kW/m2,其影响范围内不同距离处热辐射强度和影响见表1。
与操作设备全部损坏、引发次级事故临界值12.5 kW/m2对应的水平距离为56.2m;2#与1#的间距和距离其火焰中心的最近点分别为20m和35.5m;3#虽然与1#之间存在隔堤,但与2#相对于1#处于对称位置同处于影响范围内,因此应将2#和3#考虑进多米诺效应的事故升级影响中。
3.2 池火灾多米诺效应概率与个人风险计算
选取最大可信事故场景1#发生初始池火灾引起2#、3#、4#先后损坏并导致池火灾,根据全国化工行业事故统计[7,8],本文将1#发生初始池火灾的概率近似为f初始=6.0×10-5,因此,2#、3#和4#损坏概率分别为5.513×10-2、1.578×10-1、5.656×10-1,这个最大可信事故的多米诺事故概率为fd=2.953×10-8。随着2#、3#、4#的先后损坏事故不断升级,池火灾事故的热辐射能量对周围人员产生的风险也不断上升,选取50%死亡概率(Pr=5)计算初始池火灾与2#二级池火灾、3#三级池火灾、4#四级池火灾,这三次升级事故分别产生的个人风险值IR如表2所示。
初始事故和升级事故所导致的个人风险等值线见图4,可看出发生多米诺效应时个人风险包络线范围远远大于初始事故的影响范围,并超出罐区隔堤包含了泵房、配电间等办公区域,因此该航油库内的池火灾多米诺风险是不可接受的。
3.3 池火灾多米诺效应控制措施分析
根据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)罐组内相邻可燃液体地上储罐防火间距为0.4D,即在本例中为12.4m,若按此布置储罐在1#发生池火灾后的2#设备损坏概率升级为4.79×10-1。因此在使用池火灾多米诺效应控制模型的基础上,可从以下三个方面增强储罐的安全性:
(1)将储罐间安全间距加大为21m以上,即在操作设备全部损坏的热辐射影响半径之外;
(2)将隔堤扩大至可接受个人风险临界值8.33×10-5包络线以外,即扩至158m×158m以上;
(3)加大周围建筑与储罐的安全间距,即在产生一度烧伤的78.8m以上。
4 结论
本文结合实例分析得出以下研究结论:
(1)根据油库特点以池火灾为多米诺效应初始事件,分析出油库池火灾多米诺效应场景,将环境风险评价概念引入油库多米诺效应风险管理,提出针对油库多米诺效应的风险管理程序。
(2)现有安全距离设置不足以在发生多米诺效应时保证人员安全,应在油库安全间距设置中考虑多米诺效应。
(3)分析池火灾多米诺效应模型中的参数,并结合模型中直接影响热辐射的距离,给出油库安全间距设置式。
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