南京炼油厂“1021” 油罐爆炸事故

1、南京炼油厂南京炼油厂 “1993.10.21”1993.10.21” 油罐爆炸事故油罐爆炸事故 徐 越 2010054129 谢 飞 2010054128 王 镇 2010054127 王思腾 2010054126 葛昕沅 2010054112 小组成员小组成员 事故简要经过 10月21日下牛3点钟,金陵石化公司炼油厂油品分厂半成 品车间无铅汽油罐区操作工黄咏华在开启310号10000ms汽油 罐出口阀作循环调合时,误开了311号100000m.汽油罐出口阀, 造成了311号罐内汽油打入已经满罐但入口阀处于开启状态的 310号罐,下午近6:00,31O号罐浮顶被顶破,汽油大量外冒,气 化,扩散

2、,流淌后,油蒸气遇罐区公路上行驶的手扶拖拉机排气 管火星爆炸燃烧,万吨油罐冒起了冲天大火,罐顶,罐区,阀门, 沟管,山林同时多火点烧成一片,燃烧面积达23437.5m,三省市 共12个城市的187辆消防车,军警民6000余人联合作战, 经过 17小时的扑救,大火于次日上午11时15分被扑灭,加上扑救地 面复燃火势和持续冷却.22个小时后结束战斗. 时时 间：间： 19931993年年1010月月2121日日 地地 点：点： 金陵石化公司南京炼油厂金陵石化公司南京炼油厂 人员伤亡：人员伤亡： 现场现场2 2人死亡人死亡, , 直接经济损失直接经济损失 ： 38.96 38.96万元万元. . 事

3、故等级：事故等级： 一般事故一般事故 调查小组由南京市安委会组织 成员包括： 南京市安全监督管理局 南京市安委会 组织的专家组 南京市消防监 督部门 事故调查小组的成立 现场勘查及其分析工作现场勘查及其分析工作 火灾扑灭后,消防监督部门经过调查 勘察,基本得出了一个结论性的意见.然而, 对于这样一起大火.有很多问题需要出示 明确的科学依据,如310和311号油罐内的 油品发生了怎么样的移位变化爆炸燃烧共 损耗多少汽油油料的燃烧量怎样分布引爆 原因究竟是手扶拖拉机排气管还是人体静 电等等.这些问题,都由南京市安委会组织 的专家组通过勘查论证,科学的计算分析 找到准确的答案. 爆炸耗油量和TNT当

4、量 (1)汽油蒸汽浓度的确定 (2)爆炸损耗汽油量的计算 (3)空间爆炸当量的计算 溢流油料分布量 (1) 总烧损量 (2) 310罐燃烧量 (3) 罐区地面渗透 与防洪明沟燃烧量 确定爆炸着火源 (1)静电引爆的可能性 (2)手扶拖拉机排气管火星引爆 的认定 现场勘查过程及分析 310号油罐冒顶溢油后,油蒸气扩散与空气混合 遇火源引起爆炸,在爆炸空间范围与燃烧部位 都明显留有痕迹.经测量,可燃混合气体的爆炸 发生面积为23437.5m2; 尽管现场地势不平,烧痕高度不一,但根据树上 枝叶烧焦和山坡,建筑物等的烧痕高度,可估算 爆炸混合气体扩散的平均高度为5m;爆炸的空 间体积为117187.

5、5m3. (1)汽油蒸汽浓度的确定 由于汽油爆炸浓度下限为1.3%,因此现场浓度 一定大于1.3% 经现场测定,空间爆炸时汽油蒸气平均浓度取 值2.2%,因为一位操作工发现情况从操作室出 来,没走几步就忍受不住油气异味而晕倒在地, 据查能致人昏迷的油气浓度为2.2%,当然各扩 散点扩散浓度不尽相同. (2)爆炸损耗汽油量的计算 G=SHCM/22.410-3 式中G一燃爆损耗汽油量,t S一燃爆面积,m.,取S=23437.5m2; H燃爆平均高度,m,取H=5m; C一平均油蒸气浓度,%,取C=2.2%. M一油气平均分子量;取M=96. 根据上述公式计算,空间爆炸损耗汽油为 11.15t.

6、 (3)空间爆炸当量的计算 汽油爆炸能量为10300kcal/kg,换算成TNT当量 相当于96.737t.可见,此次爆炸的总能量是非 常大的,但它不是点源或有效的封闭空间,而 是20000m2的完全敞开空间,因此没有形成超压 和冲击波,对波及到的建筑物仅有轻微的损坏. 溢流油料分布量 罐区的空间爆炸和大面积燃烧,310号油罐在罐区爆炸后的罐 顶溢油状态下的燃烧,以及311号油罐火灾后油位下降的事实 说明:罐区310号和311号油罐在爆炸前罐内油位都发生了非正 常变化.310号油罐在爆炸前处于自循环状态,油位既不应该增 加,也不应该减少;311号油罐在爆炸前处于静止状态,液位不 应变化,也不应

7、和任何罐有油量关系.但火灾后测定,310号罐 油量已增加至满罐燃烧并外溢,311号罐油平面降低了1.822m. 因此310,311号两罐油量的平衡,变化的过程及变化的原因是 揭开事故之谜的关键.经查,310号罐循环泵的输送能力 35lm3/h,31l号罐油的减少量,恰是泵在启动后到爆炸这段时 间内打入310号罐的量.310号罐在泵运转前的液面为l426m, 爆炸后浮顶外露,油量已经增加.说明310号罐入口阀事故前已 经处于开启状态,进入310号罐的油量应该是311号罐的减少量 .总的物料平衡与分布为: (1)总烧损量 311号油罐原有油位13.972m,爆炸后检查为 1215m,减少1.822

8、m,合计减量为855.588t,这 部分油全部进入了310号罐.在31O号罐火被扑 灭后,为抢修罐底阀门,曾同时向罐内垫水和向 304号罐压油78.984t,火灾后滞留在310号罐内 的净增油量为594.207t,由此可得事故中燃烧, 跑损的总量为182.394t (2)310罐燃烧量 310号罐爆炸后燃烧时浮顶凸突,罐顶环形密封处液 面完全暴露在空气中,在17.78m.的环形面积形成熊 熊大火.按下列公式计算: G1=WS1h 式中G1罐顶燃油量,t;, w为汽油燃烧重量速度,取80.85kg/m2h; S1一罐顶环隙面积,m.;取17.78m2; h一燃烧时间,h=17h. 计算得G1=2

9、4.439t. 在当时风速3m/s,高度为16m的环状面积内外环供氧 充足,燃烧速度会加快,加上罐顶溢冒流淌火帘,烧掉 的油比理论计算要多,考虑增加一倍,大约烧掉油量 为48.874t.罐底阀门泄漏量每小时按1474kg考虑,烧 掉油量为25.064t,则油罐燃烧损失总量为73.938t (3)罐区地面渗透与防洪明沟燃烧量 3l0罐在冒罐的状态下,汽油部分 雾化扩散,部分流淌到地面,被地 面吸附,渗透,顺地势流向防洪沟, 流经距离约为480m,面积为 1160m.,爆炸之后,罐区一片大火, 明沟持续燃烧,大约在半小时之 后,明沟火才熄灭;罐区内地面呈 蜡烛状燃烧,由于地面本身的阻 火作用,地面

10、火很快熄灭. 地面吸附及明沟燃烧损失油量为: G=损失汽油总量一(罐顶及罐底阀门燃油量+空 间爆燃油量) =182.394一(48.874+25.064十11.15) =97.306(t) 排水明沟烧损油量为: 80.851160O.5=46893kg(46.893t). 地吸附及燃烧油量为: 97.306-46.893=50.412t. 所以,310号油罐火灾中汽油总损失量为 182.394t. 确定爆炸着火源 310号罐汽油冒顶扩散后,是什么能量(着火 源)引燃了可燃混合气体,也是专家组要论证确 定的难题之一.当时,对着火源有两种存在的可 能,一种是吕国生驾驶通过罐区公路的手扶拖 拉机排气

11、管冒出的火花,还有一种认为是静电 所致.专家组通过认真分析论证,同意了消防部 门确定的手扶拖拉机排气管引爆的结论. (1)静电引爆的可能性 当汽油溢冒扩散后,静电产生的条件分析: a.人体静电产生静电火花的可能.因为操作工滕道月发现油罐 冒顶后跑去关阀门,行走约300m,有可能产生静电并达到放电 的程度;风速对拖拉机手的磨擦也可能产生静电,人处于绝缘 状态,产生的静电不易从四个轮胎导走. b.其它因素产生静电的可能.如汽油漫罐时喷油气雾带电,地 面汽油蒸发带电等.但经专家组论证,静电引爆给予排除.这是 因为:当时的空气湿度为70-75%,在这种气象条件下产生静 电的可能性极小;汽油大量从罐顶漫

12、溢飘散,油罐中心区浓度 非常之大,滕道月跑动关闭阀门之处浓度会超过爆炸上限;爆 炸发生后,同伴找到滕道月时,他严重烧伤,身上衣服烧光,头 发烧焦,但还在慢慢行动,嘴中不停地讲话,后虽在送往医院途 中死亡,但显然他没有处于爆炸中心. (2)手扶拖拉机排气管火星引爆的认定 a.经鉴定,吕国生驾驶的手扶拖拉机虽有阻火器,但排气管堵 塞积炭,已失去阻火作用,在起动初速时就有火星冒出. b.用同样型号的拖拉机进行试验,空载拖拉机(爆炸区内拖拉 机为重载)阻火器除去积炭(爆炸区内拖拉机积炭严重)条件下 ,驱动8min,阻火器部位明显出现火星. c.吕国生驾驶拖拉机经过的道路,恰好是汽油蒸气扩散挥发的 边缘

13、偏内一点,蒸气浓度处在最佳状态. d.经对拖拉机手吕国生与操作工滕道月的尸体解剖,滕道月烧 伤面积80%,其中烧伤45%,烧伤30%;吕国生烧伤面积达 95%,其中互烧伤55%,烧伤45%.且吕国生烧伤部位明显不同, 左侧面部及脖颈部烧伤严重,前胸有几处开创性伤口,而背部 伤势明显较轻,这是由于位于前方的拖拉机排气管火星引爆可 燃气体的初始状态及传播方向造成的结果. 事故责任认定事故责任认定 黄某某对工作不负责任，误开阀门，造成311号油罐汽油窜至 310号油罐，当计算机报警后，黄掉以轻心，没有进行现场核 实，致使310号罐油满外溢，并且违反现场交接班制度、双点 巡回检查制度，以致没能及时发现

14、和制止错误的流程。黄某 某对这一特大火灾爆炸事故负有直接的责任。其行为触犯 刑法第114条的规定，构成重大责任事故罪。 事故性质认定：经上述分析,本次事故从根本上说,是由于管 理人员和操作人员长期不重视安全法律法规造成的一起责任 事故。 南京市栖霞区人民法院以重大责任事故罪依法判处黄某某有 期徒刑2年，缓刑2年。 事故原因分析事故原因分析 经现场调查，分析论证，结论如下: (1)这起事故是一起汽油罐外溢扩散，在点火源作用下， 首先发生空间爆炸，继而引起燃烧的爆炸火灾事故。 (2)爆炸火灾事故的原因，是白班操作人员进行310号油 罐加剂循环操作时，本应打开310号罐的出口主控制阀门，但 是错误地

15、将311号罐出口主控阀门打开，造成311号罐打出的 油进入310号油罐；之后，在计算机连续报警的情况下，没有 引起操作人员的重视，交接班不严格，接班后使得事故状态 延续，导致310号油罐冒顶外溢，汽油蒸气在罐区及罐区范围 之外大面积扩散，成为这次事故的潜在条件。 (3)驶入爆炸区域的手扶拖拉机排气火星是这次爆炸火灾 事故的点火源。 事故的具体过程是: (1)311罐收满油后,理应关闭罐根阀封罐,但这个岗位不关闭 油罐的罐根阀进行封罐已成惯例,致使在循环线上开错阀的误 操作,将311罐中的油泵入310罐,造成满罐外溢. (2)操作人员工作责任心不强,严重违反操作纪律,对310罐的 高液位报警无动

16、于衷,既不报告也不认真查找原因,待闻到汽 油味才去检查已为时过晚. (3)操作工交接班不到现场进行交接,也不认真核对运行流程, 只是进行了口头交接,致使流程错误未能及时发现. (4)巡回检查挂牌制等岗位责任制流于形式,形同虚设(牌已锈 蚀,长时间不挂牌)o也没有人对巡检制度的执行进行检查和督 促. (5)罐区阀组各阀门上没有标记,几个罐的阀组并列在一条线 上,容易在操作中造成失误. (6)该油罐区属一级防火防爆区,拖拉机等机动车辆理应禁入, 但厂里对外单位机动车颁发通行证管理不严,手扶拖拉机手竟 持过期的通行证将拖拉机从油罐区旁的马路上驶过,尾气的火 花直接导致了10.21火灾事故的发生. (

17、7)油罐的消防泡沫线未按正规设计,自1988年投用后没有认 真检查完好的状况.油罐的半固定泡沫灭火线底阀没有安装上 (4个阀埋在土下,一个也没安上),长期没有发现,在救火中泡 沫是短路跑掉,没有起到消防线应起的作用,延误了灭火的时 机. (8)防火堤内的排水明沟出罐区没有按规定加装闸板或阀门, 造成满罐溢出的汽油流出堤外. (9)该油罐区缺乏符合消防规范的总体设计,建成的汽油罐区 一直没有形成环形消防通道,造成火灾时普通消防车不能接近 火源进行有效的扑救,延长了大火扑灭的时间. 15时加剂结束，需进行自循环。 此时要打开310#罐进出油阀门C和A，但 操作工误将311#罐的出油阀B打开，使 3

18、11#罐中的油泵入310#罐内。 事故教训事故教训 预防事故必须加强法制管理 据消防部门调查,310号油罐所在的罐区建于1965年 ,1982年改建为汽油罐,工程实施过程中既没有按消 防规范对消防安全设施,道路等进行改造,也未按规 定要求办理防火审批手续,整个罐区没有消防通道, 未按规定设置防火堤.此外,消防设施不足,已有的也 多数损坏,不能发挥作用.特别严重的是库区对机动 车辆管理不严,未装阻火器的机动车辆可以随意进出 .这次大火的火种就是未装阻火器的拖拉机带入的. 事故教训事故教训 对于这些问题,南京市消防部门曾多次发出重大火险 隐患通知书,要求其尽快整改.93年8月3日和9月17日 也曾

19、先后两次发出通报,并责成其将整改情况在9月 30日前报市防火委员会,但该厂仍未重视. 由于这个厂长期忽视防火安全,近几年不断发生火险 火情.就在去年6月30日,这个厂的铂重整车间就因违 章作业,致使氢气罐燃烧爆炸,当场炸死3人.但这个 厂仍未吸取教训,致使轰动全国的1021大火发生 . 事故教训事故教训 预防事故必须加强人的管理和教育 这次火灾经历了一连串的环节,只要有一个环节不通,也 不会酿成如此大的事故.然而,中石化总公司对石化工业的事 故原因进行的统计结果表明,由于技术上没有解决的问题或由 于意外不可抗拒的原因造成事故的,几乎没有碰到,而事故却 经常出在管理上和纪律上.据了解,其他行业也存在类似的现 象.这样,消除和减少生产事故,所表现的是必然从生产过程的 各个环节入手,运用科学的方法,超前管理,系统防范,做好生 产的本质安全基础工作.