兰州石化公司“17”爆炸事故原因分析.doc

兰州石化公司“17”爆炸事故原因分析兰州石化公司”1?7”爆炸事故原因分析吴建平万国强(甘肃省公安消防总队甘肃兰州730070)张云飞(甘肃省兰州市消防支队甘肃兰州730010)摘要:通过对兰州石化公司”1?7”石油化工装置爆炸事故的调查,依据电视监控视频资料,电话录音,当事人证言,查阅各种资料,图纸,反复勘验现场,进行技术分析,认定石油化工装置发生泄漏,爆炸,燃烧的原因.关键词:石油化工装置;爆炸;原因分析2010年1月7曰17时24分,位于兰州市西固区钟家河的中国石油天然气股份有限公司兰州石化公司合成橡胶厂和石油化工厂所属的316罐区发生着火爆炸事故,事故造成6人死亡,1人重伤,5人轻伤,未造成次生事故与环境污染.13l6罐区的基本情况316罐区为兰州石化公司西厂区的中间罐区,由公司合成橡胶厂和石油化工厂管理,共有各类罐体29台,分为3个分罐区,合称316罐区,主要承担合成橡胶厂,石油化工厂石脑油,拔头油,甲苯,丁二烯,碳四及其烷烃类物料的供给,装卸,储存和石油化工厂烯烃联合车间,树脂厂,合成橡胶厂,乙烯厂相关上下游生产装置及黄河北罐区外购物料的储存,转输任务,总装卸能力为6万t/a.橡胶厂管理碳四,丁二烯罐区,石油化工厂管理拔头油罐区和常压罐区.合成橡胶厂316罐区建成于1986年,罐区现储存的物料种类有丁二烯,碳四,丁烷,丁烯,共有400m球罐7台,总容积2800m.装置由罐区,4火车装卸栈桥和汽车装卸站台组成,4火车装卸栈桥共9个货位,其中第4,第9货位可进行汽车装卸.石油化工厂316罐区建成于1970年,罐区现储存物料有甲苯,轻重碳9,裂解油,加氢汽油,正己烷,抽余油,丙烯,丙烷,拔头油,轻烃等,各类物料储罐22台(R401为碱洗球罐不计),总容积7858m.316罐区由拔头油罐区和常压罐区组成,拔头油罐区有120m储罐10台,总容积1200m;常压罐区有储罐12台,其中容积1000m的2台,700m的5台,500m的1台,400m的1台,86m的3台,总容积6658m.装置由罐区,3火车装卸栈桥和汽车装卸站台组成,马路,泵房将罐区分为两区域,靠近14路为常压罐区(共有各类储罐l2台),合成橡胶厂球罐区南面为拔头油罐区(共有各类储罐1O台).事故发生时,316罐区共储存物料2515t.其中,合成橡胶厂球罐储存物料724t(R201:291t,R202:233t,R203:4t,R204:0,R205:141,R206:51t,R207:4t);石油化工厂储存物料1791t.2事故经过1月7日17时l5分,合成橡胶厂316罐区操作工王某按班长指令到316罐区检查卸车流程阀门,走到罐区一层平台?2?时,发现R202罐体底部2号出料口接管弯头附近有大量的碳四喷出,罐区防火堤内弥漫一层白雾,便跑回到控制室.17时19分,接到王某报告和室内燃气报警仪报警的班长孙某,立即向合成橡胶厂调度室报告R202罐体底部管线泄漏情况,请求立即调集消防队进行处置,并指令王某疏散4货位等待卸车的丁二烯汽车槽车.同时,与罐区邻近的石油化工厂丙烯腈和化污装置人员分别向石油化工厂调度报告316罐区附近大量碳四泄漏和快速扩散的情况,并采取工艺措施.l7时21分,班长孙某再次与调度联系,报告R202罐体底部物料大量泄漏,人员无法进入且局面无法控制的情况.此时,碳四物料已经弥漫至316罐区周边附近区域.17时24分,碳四物料呈雾状蔓延至铁路自备线及环形道路和石化厂丙烯腈装置污水焚烧炉(此炉与11202相距105m),并遇焚烧炉内明火后引起燃烧,接着外围火焰在迅速扩张后回烧至316罐区.8s后,泄漏在罐区的碳四物料发生剧烈的爆炸燃烧,造成班长孙某和5名操作工死亡,1名工人重伤,5名工人轻伤.同时,爆炸产生的冲击波造成罐区F1/C,D气相管线断裂和R201,t/202,R205,R206这4台球罐底部管线断裂,物料大量外泄,剧烈燃烧,燃烧产生的辐射热造成R202,R204,R205球罐温度迅速升高,超压,3台球罐先后爆裂.污水焚烧炉与R202的实际位置见图1.l7时37分,F1/C,D罐内油气受热后发生爆炸,巨大的爆炸力将罐体撕裂并使罐体向西北方向飞出约82m,撞击西北侧环形铁道路基自备铁路枕木,编组的铁路罐车后落在铁路上,冲击力造成部分铁路罐车移位,倾斜,泄漏的物料燃烧产生大量高温辐射热造成其西侧丙烯,丙烷罐区中的F2/A,F3/A上部液位计法兰根部泄漏着火,并形成稳定燃烧.l7时5O分,R205丁二烯储罐再次发生撕裂,罐内物料呈喷射状发生爆炸,球罐上部罐体开裂性燃烧,形成了球体上下立体燃烧.18时4分,燃烧蔓延至常压罐区,常压罐区内同时发生爆炸,冲击波使其中部分罐区管线断裂,罐内物料外泄.爆炸产生的冲击波飞起的物件击中F6罐体中部,造成F6罐内物料外泄燃烧,持续的燃烧使浮盘烧毁,罐内物料燃烧膨胀,使罐顶飞出至Fv7底部,在隔堤内形成池火蔓延.强大的辐射热先后引起相邻的F8/A,F5,F10燃烧,造成飞出的F5罐顶击中栈桥,合成橡胶厂316罐区操作室附近管廊,并将部分管线拉断,使管线中物料直接排放并燃烧,其强大的辐射热使CHEMICALSAFETY&ENVIRONMEN一图1焚烧炉与R202实际位置图邻近的管线变形断裂,直接排放的物料在罐区地沟,泵房进3.2泄漏点的确定出线汇集燃烧,形成较大的火势.(1)经勘验,各球罐状况如下事故发生后,甘肃省消防总队先后调集兰州,白银消防支队与兰州石化公司企业消防支队的85台消防车,482名指战员,及时进入并采取冷却保护,隔离,经过46h的艰苦奋战,才使316罐区的其他设备免于燃烧爆炸.3事故原因分析3.1泄漏的物料R202球罐碳四馏分:1.3一丁二烯,异丁烯,正丁烯及碳五和碳三等混合物,在常压下为无色气体,比空气重,易扩散,与空气混合后能形成爆炸性混合物,爆炸极限为1.610.0(%,),遇明火会迅速回燃.球罐内压力为2.5X10PaR201球罐:支柱部分防火层脱落,支柱,拉杆等受热变形,球罐保温层脱落,梯子,平台和喷淋管线等附件脱落,部分接管断裂.球罐向R202方向倾斜,球罐本体无显着变形,罐体未开裂.R202球罐:支柱隔热层完全脱落,支柱受热变形,罐体坍塌,球罐保温层脱落,梯子,平台和喷淋管线等附件脱落.罐顶部有一长度约3m,宽度大于1m的横向韧性裂口,裂口在母材上扩展.支柱受热,严重变形.罐底部及其接管严重受热变形,有严重氧化痕迹.个别接管部分表面无氧化痕迹或氧化较轻,2出料口接管第一道阀门下弯头开裂(见图2R202球罐底部接管).图2R202球罐底部接管(2裂口84em)一CHEMICALSAFETY&ENVIRONMEN一(下转第7页)?3?化工安全与环境2010年第28期-总第1040期?安全验收评价报告编制应注意的几个问题对应急预案的形式,要素进行分析,看是否满足要求,不符合要求的应提出修改意见.预案应全面覆盖整个企业,重要目标,重要设备的专项预案应重点突出,有针对性.配备齐全的应急救援器材是保证安全的重要条件.企业应根据安全设施设计专篇的要求,配备正压呼吸器,化学防护服,防毒面具,气体探测仪,应急处理包等应急救援器材.另外,应急救援器材的管理和维护是非常重要的,作业场所事故柜应全厂统一管理,车间确定人员协助.全厂性应急器材库应有专人负责备用品及返回维修品的管理.应急救援器材管理应有管理制度,有管理卡,有日常保养,维护记录,确保这些物资完好备用.评价报告应对配备情况,日常管理情况作详细的叙述,评价.应急演练可以检验预案制定的完善与否,人员处置事故的熟练程度,物资配备的完备有效性.在演练时,应严格按照预案来确定演练的事故类型,规模,参加人员,使用的器材,记录演练的全过程,并在演练后的评估中对演练发现的问题在预案中进行修改完善.评价报告应对演练记录及预案修改完善情况作出分析评价,并督促企业进一步完善预案.企业应每年至少对总预案进行一个项目的演练,对有多个危险目标的企业,演练次数应增加.车间,工段级别的演练应按照季度演练,有重点,有针对性地进行,并在专项预案,处置方案中根据演练情况进行修改.5生产组织和安全管理情况安全评价生产组织和安全管理情况是安全生产的重要保障.评价报告应对整个企业按照公司,车间,工段直至班组绘出企业的生产组织机构图.在班组一级应列出人员数量,工种,并检查配备合理性,尤其不能出现负荷超限,工种不符的情况,这些现象在一些小型企业中尤为突出.安全管理是”安全第一,预防为主”安全生产方针的重要保证.企业应首先按照安全生产法及地方性法规等建立安全生产管理机构,配备专职或兼职的安全管理人员.然后按照制度,确定安全管理人员的职责,并根据职责分工,确定人员编制,不能只是满足法律法规规定的最低要求.车间应根据需要,设置专职,兼职的安全管理人员,行政上最好在安全管理机构列编,以便有效的开展工作,不流于形式.安全管理人员要掌握专业技术能力,经业务能力培训,考核合格后才可上岗.做好安全验收评价报告需要做非常细致的工作,评价机构需要投入巨大的人力物力,但安全是第一位的,做好评价工作,提供完备的资料,不仅为企业,政府日常管理和业务监管提供了服务,也规避了风险.(上接第3页)R203球罐:罐体基本完好,支柱基本完好,球罐保温层脱落,梯子,平台和喷淋管线等附件脱落,面向R202一侧有明显的黑色过火痕迹.R204球罐:球罐支柱基本完好,球罐保温层脱落,梯子,平台和喷淋管线等附件脱落.面向R202一侧有明显的黑色过火痕迹,下部球壳板出现一处韧性裂口,长度约1800mm,最大宽度550mm.进口接管弯头部位有处韧性裂口.底部管线受热严重断裂,表面严重氧化.R205球罐:支柱基本完好,球罐保温层脱落,梯子,平台和喷淋管线等附件脱落,罐体面向R202一侧和底部有明显的黑色过火痕迹,但受热明显较R201和R204要轻,且上部球壳板出现一处韧性裂口,底部部分管线断裂.R207球罐:罐体面向R202一侧有明显的过火痕迹.以上痕迹表明,碳四泄漏遇火源燃烧,火焰最后集中在R202球罐进行燃烧.(2)经核对班长孙某与合成橡胶厂值班调度电话录音,R202球罐物料出口接管最先泄漏.(3)经勘验R202底部2出料口接管:管子外表面残留有绿色油漆,外表面无高温氧化痕迹,表明该管子表面温度一直处于较低状态,说明该管子在火灾中,持续有物料从管内流出,降低了管子的表面温度.1号出料口接管:管子外表面呈褐色,氧化皮厚重,呈严重氧化态,表明管子在火灾中没有介质泄漏,处于高温状态.3号进料口接管:管子外表面呈铁锈色,阀门上残留有绿油漆.表明管子在火灾中处于高温状态,但温度较2管低,有介质在管道中通过对管子表面起到了降温作用.(4)R202球罐2出口管线失效分析结论.裂纹源位于焊缝热影响区附近平断口区域,材料低温脆性是造成开裂的直接原因.介质的泄漏对开裂口的冲刷以及温度和塌压等原因,导致开裂部位继续撕裂,引起局部塑性变形减薄.3.3事故点火源的确定通过对事故区域内所有可能导致事故发生的点火源进行认真排查,确定丙烯腈装置污水焚烧炉(距R202为105m,角度北偏东25.37.,当时处于工作状态,有明火)为事故点火源,与2010年1月7日17时24分