杨树波 梁晓华
(中国海洋石油总公司炼化与销售部)
随着石油化工生产向大型化、一体化和智能化的方向发展,石化企业生产规模越来越大,工艺越来越复杂,原油品质越来越恶化,加工条件越来越苛刻,生产事故所带来的危害性和灾难性也越来越大。从现行HSE管理的思想来看,事故发生是安全管理出现了问题,但根本却是没有严格的生产管理和正确的生产操作所致。笔者通过对近期石化企业发生的典型火灾事故进行深入剖析,旨在找到事故发生的根本原因,进而提出改进炼化企业安全生产管理的思考与建议。
1.1.1 事故经过
2010年7月15日15时30分左右,停靠在某石化公司原油库区码头的30万吨级油轮开始卸油作业,至20时左右,一承包单位开始通过正在卸油使用的一条输油管道(内径0.9m)上的排空阀向输油管道内注入含有强氧化剂(过氧化氢)的脱硫化氢剂。7月16日13时左右,该油轮暂停卸油作业,但注入脱硫化氢剂的作业并没有停止;18时左右,在注入了88 m3脱硫化氢剂之后,现场作业人员加水对脱硫化氢剂管路和注剂泵进行冲洗;18时8分左右,靠近脱硫化氢剂注入部位的输油管道突然发生爆炸,引发火灾,造成部分输油管道、附近储罐阀门、输油泵房和电力系统损坏和大量原油泄漏。事故中储罐阀门无法及时关闭,火灾不断扩大,原油顺地下管沟流淌,形成地面流淌火,火势蔓延。此次事故造成原油罐(容积为10万m3)和周边泵房及港区主要输油管道严重损坏,部分原油流入附近海域,造成了严重的生态破坏和经济损失,社会影响重大,教训极为深刻。图1为此次输油管道爆炸火灾事故后的现场。
图1 某石化企业输油管道爆炸火灾事故后的现场
1.1.2 事故主要原因分析
事故调查组认定,此次输油管道爆炸的原因是作业单位违规在原油库输油管道上进行加注脱硫化氢剂作业,并在油轮停止卸油的情况下继续加注,造成脱硫化氢剂在输油管道内局部富集,发生强氧化反应,导致输油管道发生爆炸,引发火灾和原油泄漏。分析认为,在安全生产管理方面,导致此次事故的主要原因有:
(1)事故单位对所选的原油脱硫化氢剂的安全可靠性没有进行科学论证。
(2)原油中加入脱硫化氢剂的方法没有正规设计,没有组织开展设计后的危险与可操作性(HAZOP)分析,没有对加注作业进行风险辨识,没有制定安全作业规程。
(3)原油接卸过程中安全生产管理存在漏洞,缺少周密的作业计划,指挥协调不力,信息不畅;指挥部门在油轮暂停卸油作业后没有及时通知停止加剂作业,事故单位对承包商现场作业疏于管理,现场监护不力。
(4)事故造成电力系统损坏,应急和消防设施失效,导致原油罐阀门无法关闭,这说明工艺设计上有缺陷。
1.2.1 事故经过
为了降低侧线产品煤柴油中的水含量,满足煤柴油加氢单元对进料的要求,某石化厂制定了常减压装置技术改造方案,主要是将常压塔和减压塔的塔底汽提蒸汽停掉,从而降低常压侧线产品含水量,也可减轻腐蚀和降低能耗。
2010年7月23日14点30分,开始进行操作调整,至15时40分,将两塔汽提蒸汽量由13~14t/h逐渐降为零,同时提高炉出口温度。由于塔底汽提蒸汽全停,常压塔拔出率逐渐下降,部分轻组分进入减压塔,造成减压塔残压上升,减压塔侧线泵出现抽空状况,减压塔底液面进一步升高。由于压力和温度的变化,减压炉的一条出口管线法兰发生泄漏自燃,当班操作者对装置进行了紧急处置,立即报火警,紧接着关停闪底泵、常底泵、减底泵、原油泵,加热炉熄火,减压塔破真空,及时赶到的消防车喷灭了泄漏法兰处着火点。
常减压装置改造紧急停工后,操作人员认为塔内液体回落后会导致塔内液面升高,造成塔底油沿着进料线倒流至泄漏法兰处而增大泄漏,决定开启减底泵外送渣油至焦化原料罐,降低减压塔内液面高度。在没有经过冷却介质换热(闪蒸塔塔底油、原油),投用后也没有水冷器冷却的情况下,370℃高温渣油直接进入焦化原料罐后发生自燃,大火持续燃烧3 h,造成容积为1.5万m3的热渣罐(当时油液面在罐底)严重损坏。图2为此次渣油罐火灾事故后的现场。
图2 某石化厂渣油罐火灾事故后的现场
1.2.2 事故主要原因分析
事故调查组认定,在常减压装置紧急停车的工况下,没有打开水冷器就开启减底泵甩油至焦化原料罐,导致高温油没有得到冷却,进入罐内遇空气后发生自燃。分析认为,在安全生产管理方面,导致此次事故的主要原因有:
(1)工艺变更管理不到位。编制的方案没有组织认真的讨论,没有进行过认真的核算,对停用塔底吹扫蒸汽带来的风险认识不足,也没有制定相应的对策措施,以至于在停用塔底吹扫汽后操作出现波动,技术人员不知所措,操作员忙中出错。
(2)对工艺变更的操作调整重视不够,组织不力。在停用塔底吹扫汽时,没有在调整过程中加强技术力量,只安排一名工程技术人员在现场组织实施,对调整操作过程出现的波动没有及时采取正确的措施。
(3)操作人员的操作水平、工程技术人员的专业知识及二者的应急处置能力不足。操作人员对出现的非正常工况认识不足,没有严格按照操作规程的要求确定出装置的渣油温度不得高于170℃;工程技术人员对突发事件的应对技术措施不清晰,对操作人员的违章操作没有意识到,没有提出不外送和外送投用水冷器的建议。
(4)工艺设计存在缺陷。在渣油出装置的管线上只设置了温度显示,而没有设置超温报警或设置超温联锁切断系统。
导致上述2起事故的原因很多,但笔者对比后认为,2起事故发生的原因存在着共性。
(1)事故都是在生产作业过程中发生的。案例1是码头卸油,案例2是装置向罐区退油。
(2)发生事故的作业过程都有变更存在。案例1是采用原油接卸管道加注脱硫化氢剂的新技术应用,案例2是为了节能及降低侧线产品的含水率而停止常减压塔底注汽。
(3)都存在未严格按照规程进行操作,存在违章操作、违章作业的情况。
(4)组织、协调方面都存在问题,对发生事故的生产工艺过程重视不够,组织不力,沟通协调不到位。
(5)工艺设计都存在缺陷。案例1缺少必要的工艺报警或联锁,在卸油管道上未设置输油流量或压力低的声光报警,也未设置输油流量或压力低与脱硫化氢剂注入之间的联锁(尽管是临时设施);案例2在出渣油装置管线上未设置超温声光报警或超温联锁切断系统。
(6)都缺少必要的工艺核算、有效的安全风险评估及完善的有针对性的安全操作规程。
随着社会经济、文化的发展进步,国家对安全生产的管理力度越来越大,广大企业更是重视安全生产管理,增加投入,改进HSE条件。但是随着这种加强企业HSE工作的发展,也出现了一些管理上的偏差,比如有些生产企业HSE管理人员的队伍迅速增大,HSE管理者的权力也在快速强化,认为这就是重视了HSE管理,而广大的生产管理者、广大的生产操作者在安全生产中的主体地位被模糊了,主次关系给颠倒了。笔者认为,各生产企业应牢固树立安全成果主要是广大生产管理者、广大生产操作者做出来的,包括严格遵守工艺纪律、严格按照操作规程操作等等,而HSE管理制度的建立以及HSE管理人员的监督检查与制度落实则是更有效地激励广大生产操作者严格执行安全生产规程。
根据上述事故的共性分析和笔者对企业安全生产第一贡献团队的认识,对改进炼化企业安全生产管理工作提出如下几点思考与建议。
(1)加强HSE、生产管理与操作及设备管理制度结合
通过对上述2起典型火灾事故的分析,可以得出这样的结论,即安全管理不能独立于生产管理和设备管理,安全生产是工艺技术、设备装备、安全管理的有机整体。因此,建议有条件的单位可以考虑建立“HSE和生产一体化管理体系”,这样做一是加强了HSE管理、生产管理、设备管理的制度相融合,方便学习与应用,二是防止管理制度分列所导致的各自强调重要性,毕竟一地、一时只有一个最重要的事件,不能也不该有多个最重要的事件。
(2)加强操作规程学习和应用演练
这就是通常所倡导的技术大练兵、大比武。要从班组学习人人过关、熟记于心、车间交流、全厂竞赛来抓,并坚持不懈地抓好。如果每一个操作者能熟记自己岗位的操作规程并能准确应用、尤其是熟记可能发生的不正常工况并能准确应用处置预案,那么安全生产一定能得到根本的提升;如果每一个操作者除了熟练准确掌握自己岗位的操作规程外,还能掌握本班组其他岗位的操作规程,那么对掌握总体流程、隐患排查整改、处置异常工况就更加有帮助了;如果每一个工厂能有这样一支高水平的操作队伍,工厂的安全生产就有了根本性的保障,这是安全生产的无价之宝,是事半功倍之举。因此,炼化企业的管理者应该下大力气去实践,加强操作规程的学习和应用演练。
(3)大力推行工艺设计和过程的HAZOP分析,充分识别在设计、设备和操作程序中的潜在危险,提高设备、系统的本质安全
工艺过程安全管理的核心要素是工艺过程危害分析,主要分析设备、仪表、公用工程、人为因素及外部因素等对工艺过程的影响,或分析火灾、爆炸、危险化学品泄漏等的原因和后果。HAZOP是众多工艺危害分析方法中系统性、全面性最好的方法之一,通过对工艺图纸和操作规程的分析,识别出工艺生产过程中存在的危害或不可接受的风险状况,进而提出解决方案。比如案例2中,如果在渣油进入焦化原料罐的管线末端设置高温报警,就可以有效地防止高温渣油外送引发罐内自燃的事故。因此,炼化企业要大力推行工艺设计和过程的HAZOP分析,这对规避安全风险十分有效。
(4)加强作业计划编制和执行控制
对于炼化企业,每班的生产目标是清晰的,考核也是公示的,岗位人员人人皆知,这些都是在长期生产活动过程中不断积累、互相学习才完善起来的,但也很可能会把一些临时性作业当做日常的流程性作业一样来对待,这就容易造成计划不周、准备不充分、责任不清、过程控制不严密、出现异常情况处置不力,结果就是由隐患变成事故,甚至是社会环境影响、经济损失事故。因此,炼化企业要加强作业计划的编制和执行控制。
事故是企业生产活动过程中所有隐患,即人(人员)、工(工艺和工具)、料(材料)、法(方法)、环(环境)没有得到有效控制,任其发展所导致的损失之最终结果。安全生产管理是一项综合的系统工程,但这并不影响找到改进企业安全生产水平的主要矛盾。通过对石化企业近期发生的典型火灾事故原因进行分析,没有按照操作规程准确操作、没有严格工艺纪律、没有严密计划与控制是导致事故的主要原因。企业安全生产如果从严格执行生产工艺纪律、按照操作规程准确操作抓起,一定能收到事半功倍的效果。另外,不能过于强调HSE管理人员在企业安全生产中的主导作用,而是更要强调生产管理、生产操作队伍的安全生产主体责任,真抓实干,少一些不必要的形式主义。