2018年3月12日,某石化企业60万吨/年柴油加氢装置因本质安全设计水平低、操作失误、人员能力不足和关键单向阀失效触发联锁反应,最终酿成高压窜低压爆炸事故。
事故回顾:
15:00 内操发现循环氢压缩机C502B润滑油压低报警(低于0.3MPa),副班长现场调节回油阀开度时误操作,润滑油压降至0.27MPa触发辅泵自启,副班长未处置,后续油压飙升至0.5MPa以上,并持续高压报警约10分钟,内操对油压高报警未响应。
15:17 副班长调大回油阀开度,将油压控制到高报警以下,但主辅油泵均处于运行状态。
15:49 联系设备员。
15:56 设备员关闭一台润滑油泵,导致循环氢压缩机C502B因油压低(低于0.2MPa)联锁停机,同步触发加氢进料泵P501B联锁停泵和反应加热炉F501瓦斯快速切断阀关闭,随后循环氢压缩机C502B停机。此时高压窜低压的事故风险核心条件(泵体停转、介质输送中断)已形成。
16:06 内操连续4次对循环氢压缩机C502B复位,因未点击人工允许启动按钮,复位不成功。
16:08-16:09 原料油缓冲罐V501先后触发液位高报(70%)、高高报(75%),内操未处置。
16:09 内操连续8次点击复位按钮,仍未成功。
16:10 设备员到外操室,外操连续8次点击复位按钮,仍未成功。
16:11 内操点击人工允许启动按钮,第四次才复位成功,但为时已晚。由于单向阀失效,大量高压气体已经窜入常压原料油缓冲罐V501。
16:13 罐内压力升至0.437MPa(超测量上限),超压风险完全失控。
16:15 原料油缓冲罐V501因超压撕裂,泄漏的氢气与空气混合后发生燃爆,造成2人死亡、1人灼伤,直接经济损失达338万元。
加氢进料泵P501B出口2台旋启式单向阀自2002年装置改造后,15年未检修维护,阀芯积炭导致无法完全闭合。事故后检测显示,单个单向阀内漏量达902000 ml/min,远超《阀门的检验和试验》(GB/T 26480—2011)规定的18 ml/min最大允许泄漏量(超标准约5万倍),成为高压氢气窜入的“直通通道”。
异常工况处置不当。主操和外操共4批次对循环氢压缩机C502B进行复位,均未成功,错过了黄金5分钟,导致高压氢气持续窜入原料油缓冲罐V501。
本质安全设计有缺陷。装置在2002年、2010年、2013年三次改造中,均未在加氢进料泵P501B出口增设自动切断阀(该阀门可在泵体联锁停泵时同步关闭,作为单向阀失效后的冗余保护),未对标行业内最佳实践,设置相关联锁保护。
风险辨识能力不足。公司未全面辨识“循环氢压缩机停机→加氢进料泵停泵→单向阀失效→高压氢气窜入原料油缓冲罐”的超压风险。原料油缓冲罐V501虽设置了安全阀泄压措施,但并不是针对高压窜低压的场景设置,泄压能力不足。工艺、技术部门对“高压窜低压”的危害认知不足,未制定专项管控措施,未将高压窜低压设置为关键报警响应操作。
设备维护与规程管理滞后。未将单向阀纳入关键设备维护台账,无定期检修计划。2017年12月,循环氢压缩机C502B压缩机投用后,未更新操作规程与应急处置卡,未明确“单向阀失效应急措施”“出口阀关闭时限”,员工应对风险无清晰指引。
针对此类事故,企业及员工需从“本质安全设计、设备管理、能力提升、应急处置”四大维度落实防控措施。
1.完善风险辨识机制,夯实本质安全设计
组织人员对加氢、催化等存在高低压互窜风险的装置进行全面辨识,并在存在互窜风险的进料泵出口设置“单向阀+自动切断阀”双重防窜流设施,确保自动切断阀与泵体实现联锁控制,泵停时同步关闭,形成冗余保护机制。
2.制定落实关键防护措施,严守安全节点
针对企业高风险、高后果的应用场景,制定落实关键防护措施,以确保关键防护节点持续有效。
建立防窜流单向阀等关键设施的专项管理台账,明确密封性检测和强制更换周期。在装置改造或新设备投用前,专项核查防窜流等关键设施的选型与安装是否符合安全规范,杜绝“带病投用”。
3.强化异常工况处置训练,完善应急响应机制
员工日常培训除常规操作外,应加强对异常工况的识别与处置训练。由于异常工况缺乏日常实操场景,更需通过系统化演练验证操作流程的有效性。
企业应依据风险评估结果,梳理形成异常工况清单,编制相应的应急处置卡与关键报警响应卡,清晰标注高压窜低压等情形下的关阀步骤、责任人与时限(如明确“进料泵停泵后5分钟内必须关闭出口阀”),并每季度组织实战演练,确保响应流程落地见效。
4.做好装置风险知识的有效传承
企业运行越平稳,检修周期越长,员工对装置潜在风险的认知越易淡化,异常处置能力也随之弱化,容易出现“老员工懂、新员工不会”或“原来掌握、现在生疏”的情况。特别是运行时间长、人员更替频繁的企业,更应重视装置风险知识的有效传承。
应组织员工系统总结装置的高风险场景、关键防护设施及异常工况处置方法,并通过班组日常学习,在基层形成风险共识,确保员工知识常新、技能稳固。
1.主动学习专项知识,明确风险要点
参加“高压窜低压”专项培训,重点掌握异常工况判断方法(如储罐液位骤升、压力异常波动)、异常处置流程,通过实操考核确保会处理。
2.严格执行操作规范,减少人为失误
操作关键阀门(如润滑油回油阀、泵出口阀)时,对照现场操作指引标识逐步执行,避免误操作;发现设备报警(如油压低、液位高)时,第一时间按规程处置并上报,不拖延、不忽视。
3.强化风险警惕意识,主动排查隐患
日常巡检中,重点关注防窜流设备的运行状态,如发现单向阀存在异响、泄漏等迹象,及时上报设备部门;对未设置压力报警的低压储罐,留意液位变化,间接判断是否存在介质窜流风险,提前规避隐患。
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