BP美国炼油厂爆炸事故

BP美国德克萨斯（Texas）炼油厂爆炸事故高前进赵建民1、事故简介2005年3月23日下午1点20分，一系列猛烈的爆炸发生在BP美国德克萨斯（Texas）炼油厂的一个正在开工的异构化装置。爆炸造成15人死亡，180人受伤，在爆炸现场的工艺泄放烟囱旁边当时放置了一些检修用的可移动拖车，这些死伤人员中的大多数当时都是在拖车的里面或外面。爆炸冲击波摧毁了附近的50个大型化学品储罐，震碎了3/4英里外的居民窗户玻璃，滚滚黑烟从工厂翻腾而出，当局指示约4万4千德克萨斯（Texas）市的居民呆在室内不要外出。异构化装置被迫停工超过两年，BP公司为此爆炸损失数十亿美元。图1：事故后的异构化装置的现场3月23日早上，炼油厂的异构化装置的萃取油分馏塔在检修后重新开工进料，操作员用泵连续向分馏塔内送可燃物料超过三个小时，在这三个小时的过程中没有将物料从塔内送出，这和操作开工指导是相矛盾的。关键的报警和控制仪表显示假值，没能提醒操作员分馏塔内物料的液位已经很高。结果，在操作员不清楚的的情况下，高170英尺（52米）的分馏塔进料过多，液体进料溢流到了塔顶部的管道中。分馏塔顶部管道向下走，在约148英尺（45米）高的位置安装有三个安全阀。当塔顶部的管道充满液体时，塔底部的压力迅速地从21psi升高到64psi，三个安全阀起跳打开持续了6分钟，排放了大量的可燃液体到下游的排放收集罐，这个排放收集罐通过一个泄放烟囱和大气相连通。排放收集罐和泄放烟囱都相继溢流，大量的可燃液体从113英尺（34米）高的泄放烟囱顶部象喷泉一样地喷涌而出。排放收集系统是一种陈旧的且不安全的设计，它是在19世纪50年代安装的，这个系统从来也没有和火炬系统相连通，不能安全地收集从工艺装置泄放的液体和可燃易燃的气体。这些喷涌出的易挥发的液体，流到地面后形成了可燃蒸汽云。在离排放收集罐约25英尺（7.6m）的地方停了一辆没有熄火发动机空转的皮卡车，扩散的可燃蒸汽随即被点燃，火焰迅速扩散，可燃蒸汽云被点燃，接下来在装置区发生了一系列的爆炸。图2：事故后的排污罐和ISOM（异构化）装置图3：爆炸毁坏的排放收集罐西侧的移动拖车（红色尖头所指部分）图4：分馏塔溢流和碳氢化合物泄放到大气中示意图2、事故原因2.1操作人员之间的信息沟通不充分或无效2005年3月23日，两个关键的信息沟通错误发生在操作人员之间，致使延误了萃取油从分馏塔送往罐区：1.）德克萨斯（Texas）炼油厂的管理人员和操作主管没有将开工过程中萃取油可以送往罐区的指令传达给操作员；2.）装置的工况—尤其是分馏塔进了多少萃取油，夜班人员和白班人员之间没有明确的沟通交接，交接班本记录的信息非常少，白班当班的主管迟到一小时，对夜班的操作情况没有交接。2.2开工过程中仪表故障在2005年3月23日开工过程中，分馏塔液位计指示在加热后逐渐下降，但实际上是在升高，在下午1：04分（大约在爆炸发生前的16分钟），塔内液位计读数是78%（高度为7.9英尺或2.41米），然而，塔的实际液位是158英尺（48.16米）操作员没有意识到液位变送器的计数是不准确的。冗余的液位高报警因缺少设置报警值而没有激活报警，控制室操作员更加相信液位是正确的。分馏塔的现场玻璃板液位计长期脏看不清，控制室操作员没有联系现场操作员现场确认液位。2.3装置开工过程中的监督管理和技术支持不到位白班当班操作主管因家庭原因离开后，没有指定有经验的、受过培训的人员来协助控制室操作员对异构化装置开工。BP德克萨斯（Texas）炼油厂因削减成本，控制室只配备了一名操作员操作NDU,AU2,andISOM（异构化）三套装置。2.4操作员疲劳那名白班的控制室操作员，已连续工作了29个12小时的工作日，在每个24小时中只睡5-6个小时的觉。其它的几名操作员连续工作日（12小时）也都超过了31个。CSB使用两种科学的方法对操作员的疲劳进行分析评估，得出结论是：操作员的疲劳是事故的一个贡献因素。疲劳可以在很多方面影响表现，它可以扰乱决策，它可以耽搁对控制面板的反应，它可以导致操作员丧失，对装置整体情况的把握，疲劳会有损判断，它会导致操作员停在某个运行参数上，例如下降的液位，而未能及时关注其他因素，例如液体被加入塔内三个小时，没有液体被排出。分馏塔出现了多次压力高，每一次控制室的操作员只是想着降低压力，但是没有深究为什么压力会高，他们只是解决了问题的表象，没有去分析原因，没有去诊断问题出在什么地方。2.5操作员的培训不够操作人员尤其是控制室操作员的培训不够，是导致事故发生的原因之一。开工的危险因素、包括分馏塔溢流的场景，都没有涵盖在对操作员的培训中。对操作员的培训仅限于正常工况下的操作培训是不够的，BP德克萨斯（Texas）的培训大多数是在岗培训，被培训者只有碰到开工和停工的在岗培训时，才会回顾一下开停工的操作规程。BP也没有培训控制室操作员关于分馏塔溢流的危害，两天的故障诊断培训课程没有讨论溢流的后果，关于塔溢流时如何处理，培训指引中没有说明，异构化（ISOM）的紧急停车程序中也没有明确说明。配备的仿真机没有用来培训操作员遇到危险的场景时如何判断，如何处理。计划的事故应急操作演练几乎没有实施过。2.6缺少报告和学习的文化.对过往的事故或未遂事件汇报和学习可以提供了避免灾难性事故的机会，但BP德克萨斯（Texas）炼油厂缺少这样一个有效汇报和学习的文化。在过去异构化装置的8起排放系统的事故，都没有在BP的任何数据库中找到，5起只是被当作环境排放污染事故，只有2起被当作安全事故做了调查。在2005年以前的5年的开工历史中，分馏塔液位在液位变送器的量程之上的操作占到3/4，液位在量程范围之外超过一个小时的操作占到了1/2,但这些情况操作人员都没有汇报，管理人员也没有回顾分析一下历史的数据。在2005年的异构化装置的开工过程中，这种液位操作的偏离更严重，但和过往的开工情况相似，所以有没有引起重视。过去有多起事故发生在异构化装置和其它工艺装置的对大气排放系统，这些事故所暴露的危险，管理层没有组织充分的调查，也没有执行合适的整改措施。象萃取分馏塔和排放系统的液位计高报警开关多次出现故障，但BP没有监控这些反复出现的仪表问题，没有进行趋势和故障分析。2004年GHSER的评估报告将德克萨斯（Texas）炼油厂评级为“差”，因为以前事故调查的信息没有分析、没有监控发展趋势、没有开发相关的防范措施。GHSER的评估还发现德克萨斯（Texas）炼油厂很少采用GHSER的报告建议来改进工厂的现状。2.7缺少对重大危险的分析控制1)排放系统一直没有改造，尽管以前的几起严重事故报告和相关规定都已指出，排放系统需要连到火炬系统。2)供人使用的移动拖车放置的位置太靠近运行的工艺装置，但这种风险没有去识别分析3)在异构化装置开工过程的危险时段，无关人员没有被疏散。4)开工前没有进行安全审查（PSSR），一些设备和仪表都还有故障，操作人员不够，但开工的指令还是下达了。5)在开工过时期，已有多次的是没有合格的主管在场、不按操作规程开工。2.8过于关注人身安全，而忽视了工艺安全BP对安全的管理很大程度上是关注人身方面的安全，而不是致力于控制重大风险。BP集团和德克萨斯（Texas）市几乎是完全地关注、监测和奖励事故的受伤率和损失工时事故率，而不是提高它的工艺安全系统的性能。在BP集团和德克萨斯（Texas），也有工艺安全体系在，但自从BP兼并Amoco后，安全管理的组织架构改变导致重大事故的预防不再是重点。BP员工的业绩合同中包括财务、装置可靠性及安全，安全指标主要指人身伤亡、损伤工时率，可记录事故率，车辆事故，但工艺安全指标没有包括在内。2.9陈旧过时的设备设计尽管异构化装置多年来一直有释放事故发生，BP仍然继续使用过时设计的设备，如萃取油分馏塔缺乏现代设计的安全保护，例如:冗余液位指示器和警报，压差指示器，以及自动联锁装置来预防装料过满；紧急泄压系统的设计也是过时的，泄压阀将碳氢化合物通过一个陈旧的放空罐，直接排放到大气中。碳氢化合物本应被排放至，一个本质上更安全的处理系统，例如火炬可以容纳液态碳氢化合物和燃尽易燃蒸气。2.10削减预算的压力预算的削减和生产的压力严重地影响到德克萨斯（Texas）的安全运营，工厂当前的的完整性和可靠性都和过去十年中减少维护费有关，预算的削减也影响到培训，操作人员的配备和机械完整性，预算的压力出同时影响到更换异构化（ISOM）泄放系统的改造。BP在99年削减少了25%的预算，人员配备也因此减少了15%，AU2和异构化（ISOM）装置的两名控制室操作员岗位也因此只配备了一人，即使又新建了一套工艺装置也没有增加操作员。在2005年的过去了5年中，移除泄放到大气的烟囱，连通排放收集罐到火炬系统的的建议被提了很多次，但考虑到预算问题一直没有实施。3、经验及教训在事故调查报告中，美国化学品安全委员会（CSB,ChemicalSafetyBoard）针对相关的组织提出了整改建议。如：对美国石油学会（API）和国际钢铁工人联合会（USW）提出制定工艺安全的指标以及为炼油和化工工业开发防疲劳的指导；对职业安全与健康管理局（OSHA）提出强化工艺安全管理标准；对化学品工艺安全中心（CCPS）提出发布变更管理指导。参考文献：CSBINVESTIGATIONFINALREPORT,BPAmericaRefineryExplosion,ReportNo.REPORTNO.2005-04-I-TX,March2007