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安全部门重磅推出:化工厂火灾爆炸典型警示片(有视频有图片有分析有建议)!

1、视频解读还原油库爆炸火灾经过


见文末。


2、背景介绍


邦斯菲尔德(Buncefield)油库位于赫特福德郡贺梅尔亨普斯德城(Hemel Hempstead, Hertfordshire.),距离小镇贺梅尔亨普斯德城大约4.8公里,是全英国第五大油库。油库主要储存燃料油,包括汽油。这个油库始建于1968年,像国内的许多危化品一样,建设时周围几乎没有建筑。


据英国石油工业协会数据,邦斯菲尔德中转的油料占英国油料市场的8%,占英国东南部地区所需油料总量的20%,西斯罗(Heathmw)机场所需航空煤油总量的40%也由邦斯菲尔德油库提供。邦斯菲尔德油库通过3条输油管线(FinaLine、M/B和T/K 管线)接收汽油、航空煤油、柴油和其它油料。这3条输油管线采用间歇式操作,分批输送不同的油料。


在油库内有多家油品仓储企业,其中有赫特福德油储存有限公司(Hertfordshire Oil Storage .,Ltd)(简称HOSL),这是道达尔与雪佛龙在英国的一家合资企业。可以允许储存34000吨车用燃油,以及15000吨燃料油。


图1-邦斯菲尔德油库鸟瞰图(爆炸前)


3、事故简介


2005年12月11日早晨大约6点左右,发生了一起猛烈的爆炸,随后又发生了一连串的爆炸以及火灾,爆炸和火灾摧毁了油库的大部分设施,包扩23个大型储油罐,以及油库附近的房屋和商业设施。英国政府动员了超过1000多名消防队员20多辆消防车,以及多名志愿者参与了应急救援,大火持续燃烧了大约5天才完全扑灭。整个事故没有造成人员死亡,但43人受伤,大约2000多名居民撤离,救火时的油料和消防水造成了附近区域的污染。整个经济损失大约为10亿英镑。


图2-事故后的鸟瞰图


图3-事故后的现场近景图


4、事故调查


2005年12月16日,也就是爆炸发生后的第5天,英国政府成立联合调查组(Taf Powell具体负责),开始进入现场进行调查。2006年1月16日,英国政府指定Lord Newton担任组长,小组成员11人。事故调查进行的非常仔细,自2006年2月21日开始,定期发布调查进展,2006年7月13日,发布初始调查报告,随后又多次发布调查进展报告与中间报告,直到2008年12月,才发布最终报告。调查小组通过详细的调查分析,包括软件模拟,实物模型等手段,一步一步揭示了事故发生的过程。


事故储罐为内浮顶罐,为HOSL所有,编号为912,是用来接受来自炼油企业的汽油。罐的液位设计为一个远传浮子液位计,并有高液位报警,一个为独立的高高液位开关,在液位到达此开关位置后,联锁关闭进料阀(阀门在简图上没有显示),液位,温度,高液位开关信号进入HOSL 中央处理系统,经过逻辑计算后,自动处理。


图4-912罐简图


4.1、根据事故调查报告,编辑把事故按照时间顺序还原如下:

1)2005年12月10日,19:00

912罐以550M3/H的流量速接受来自T/K 南部管线的无铅汽油(流量在一定范围内有所变动)

2)2005年12月11日,3:00

912号罐液位读数保持不动,但是此时管网仍然以550M3/H继续送料,经过计算,大约5:20左右,912号储罐应该已经充满并且通过顶部8个三角形排气口溢流。首先导致在围堰内形成爆炸性汽油蒸汽云。


图5:储罐顶部三角形排气口


图6-使用1:8的模型,对储罐使用水进行储罐溢流模拟照片


3)2005年12月11日

5:38:隔壁厂区的监控录像显示蒸汽云从912罐围堰西北面开始溢出,并向西面扩散,蒸汽厚度大约1米左右。

5:46:汽油蒸汽云的厚度已经达到2米左右,并从912号罐区围堰向四面溢流。

5:50:汽油蒸汽云已经扩散到HOSL 厂区外,到达邻近的其他厂区。


4)2005年12月11日,6:01

第一次大爆炸发生了,以后又有多次爆炸,造成20多个大罐着火。点火源没有最终确定。


图8-事故发生后的火灾救援


4.2、根据事故调查报告,我们把事故直接原因总结如下:


  • 912罐液位计故障卡住,导致操作工无法判断是否继续进液;
  • 从液位计卡住,液位没有变化开始,到6:01分事故发生,中间有3个小时的时间,操作工没有和上游装置电话沟通,一直傻等液位变化;
  • 液位计故障导致高液位报警失效,傻等的操作工失去了系统提醒的机会;
  • 高液位开关联锁失效, 导致溢流;
  • 罐区没有安装可燃气报警器, 导致溢流后, 没有报警;
  • 罐区没有安装录像设备,导致溢流后, 操作工没法及时发现。


4.3、事故调查组的建议


为了防类似重大事故的发生,事故调查报告提出25个方面的建议, 建议涉及到企业, 政府监管部门, 以及设计标准的问题。由于篇幅有限,本文只列出对我们国内具有借鉴意义的部分建议如下:


  • 涉及到防止罐溢流的保护措施,应采用高SIL 等级;
  • 建立定期测试程序,并按照测试要求,定期对关键性仪表进行测试,维护;
  • 罐区内安装泄漏后的可燃气探头;
  • 罐区内安装摄像系统;
  • 考虑把罐顶溢流的液体接到安全的地方。


5、中国对于储罐溢流的设计标准要点总结


1)《石油化工储运系统储运罐区设计规范》SH/T3007-2004,对于防止储罐溢流总结如下:


  • 容积大于100M3的储罐,应设置液位连续测量装置,且设置高报警;
  • 储存I级或II级毒性体储罐,容积大于3000M3的甲B和乙A类可燃液体储罐,容积大于或等于10000M3的其他液体储罐应设置独立的高高液位联锁关闭进料阀;
  • 甲B和乙A类储罐区内阀门集中处,排水井处应设可燃气体或有毒气体报警,并应符合GB50493的要求;


2)《危险化学品重大危险源,罐区现场安全监控装备设置规范》AQ3036-2010

假如储罐区内物料储存量达到重大危险源时,需要在罐区合适的位置安装摄像装置,摄像头高度能有效监控储罐部。


6、对于储罐防止溢流的建议


储罐的防止溢流,是采用洋葱模型进行层层设防。根据邦斯菲尔德事故调查报告,我们可以知道,罐的防止溢流设计有2道独立的保护层,但非常不幸,还是发生了造成10亿英镑损失的爆炸事故。按照现在的中国标准,防止大型储罐溢流也是2道防护层,可燃气报警和摄像不能有效降低溢流的风险,只能保证溢流后,在操作人员有责任心,并且及时干预时,可以防止继续溢流。


图9-洋葱模型


为了降低大型储罐溢流的风险,在满足国家相关标准的基础上,补充建议如下:

1) 对于储罐的液位计,建议不要使用故障率高的浮子液位计;

2)远传液位计的报警值与联锁值之间差值为:在最大进料时,15分钟的液面上升高度,以保证操作工有15分钟的时间进行人员干预;

3)对于高高液位联锁,建议采用SIL2 以上等级的联锁回路,以保证要求时效概率小于10-2;

4)液位计的报警回路,需要定期测试检查;

5)高高液位联锁回路,需要定期测试检查;

6)储罐的进料阀建议选型为气动阀(FC),假如为电动阀,则应考虑防火要求以及备用电源。


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