英国北海Piper-Alpha平台爆炸事故

英国北海阿尔法油气平台爆炸事故高前进赵建民1988年7月6日21时50分，英国北海油田，派佩.阿尔法（PiperAlpha）油气平台发生多次爆炸，油气火灾，造成167人死亡。1.事故背景简介派佩.阿尔法（PiperAlpha）是一座固定式大型油气平台，位于英国北海水域，距在阿伯丁海岸东北方177公里水深144米，建于1970年，油井平台被建成用防火墙隔开的A，B，C，D四个模块区域，顶部平台的为宿舍生活区，可以容纳240人。阿尔法平台是一个油气收集设施平台，通过高压油气提升管收集附近海域其它相邻的两个油气生产平台的油气，和自己平台产生的油气一起通过管道送到海岸上。有两个凝析油泵（G200A和B）位于甲板的下层，用来将来自油气分离罐中的液态烃通过输油管道送到海岸上。如果这两个泵不能正常运转，派佩.阿尔法（PiperAlpha）平台和其它两个相邻的平台（Tartan和Claymore平台）必须停止油气生产、输送。凝析油泵的正上方是油气压缩C模块区，相邻的为控制室所在的D模块区。用来隔开四个模块的防火墙只能用来防火，耐不了冲击波不防爆。2.事故过程描述1988年7月6日早上，凝析油备用A泵（G200A）的电机和相连的工艺阀门都被隔离且上锁了，因为有一项例行的维修工作要做。维修工作中的一部分是拆下泵出口的安全泵PSV504检验。这个安全泵位于凝析油泵上方甲板的C模块区，在凝析油泵所在的甲板上是无法看到的。安全阀拆下检验工作一开始被认为会在当天的白班完成，所以安全阀的管口的只是用临时的法兰封上，螺栓只是用手紧了一下，因此是不防漏的。7月6日晚上交接班时，因没有吊车安全阀无法回装，维修主管将工作许可票交回给控制室，因看到工艺主管和操作人员正在讨论，维修主管在工作许可票上写上“未完成”就离开了，操作倒班人员关于安全阀的状态信息也没有交接。21：45分，位于下层甲板上的在用凝析油泵G200B故障跳停，因看到一张未执行的工作许可证，操作人员认为泵G200A的维修工作还没有开始，于是解除了备用泵G200A上的工艺隔离，对G200A送电，启动了泵G200A，因泵G200A的出口安全阀（位于B模块）拆走，管口的盲法兰螺栓未上紧导致大约有30—80kg的的可燃液体泄漏喷出。21：00在C模块区形成可燃蒸汽云VCE并发生着火爆炸，爆炸摧毁了与C模块区相隔开的防火墙，造成相邻的D模块区控制室的人员大量伤亡。火势迅速蔓延到Tartan油气提升管道区域，20分钟后约22：20分，大火烧坏来自海底的油气提升管道，导致油气提升管道破裂，大量油气喷出着火。22：50火势加剧继续迅速蔓延，Piper平台自己的油气采出的提升管道也发生爆裂，爆裂的碎片飞出800米外，击中一个小的救生快艇，除一人外快艇上其余人员全部丧生。相邻的Tartan和Calymore平台的操作人员也看到了Piper平台上着火，但他们没有停止向PiperAlpha平台输送油气物料，因为他们认为没有海岸上人员的指令，他们不能停下油气物料输送。直到23：10，这两个平台才停止向着火的PiperAlpha平台送油气物料。但是火势一直在持续，因为PiperAlpha平台已有大量的油气存在。PiperAlpha平台上的宿舍生活区域，是离火场的最远的区域，这时大量的人员都涌向此区域，等待直升飞机前来救援。但是平台上着火的浓烟让直升飞机无法降落。这个生活区没有设计成防烟区，由于缺乏培训，不停地有人在开关与下方模块区相连的隔离门，导致着火的浓烟串进生活区域。一些人员试图逃跑，但发现所有的逃生路口和救生船都被浓烟和火焰封住。同时在缺乏任何其它指令的情况下，他们跳入大海（甚至从53米的高处）。61人用此法成功逃生，被支援船的小艇救起。丧身的167人中的大部分死于宿舍生活区的浓烟和一氧化碳中毒。自第一次爆炸发生3小时后，包括那个生活区在内整个平台全部被烧毁沉到海平面以下，只有钻井平台还保留在那里。三个小时的事故中，死亡167人，受伤66人，整个英国油气产量减少了12%。PiperAlpha油气平台着火爆炸后的照片3.事故分析CLC(事故原因综合分析表)3.1直接原因3.1.1CLC-3.6保护装置、警示系统或安全装置被拆除−安全阀处的盲法兰未上紧泄漏：压缩机房内的凝析油备用泵G200A上的安全阀拆下检修，装上一块临时盲板封住裸露的管口，但因为估计当天就能完成此项工作，所以维修人员对法兰的螺栓只是用手拧了一下，并没有用工具把紧上死。当天白班因没有吊车导致安全阀没有在当天白班回装到位。当夜班在用泵G200B故障跳停不能启动时，备用泵G200A紧急启动时，凝析油从未上紧的临时盲法兰处泄漏喷出，泄漏出的大约有30—80kg的可燃液体，形成可燃蒸气云VCE，遇明火在C模块区着火爆炸。安全阀管口盲法兰螺栓未上紧事故示意图事故现场计算机模拟场景视频截图3.2系统原因3.3.1CLC23.4工作小组之间的沟通不够−维修主管没有将安全阀没有加装的信息传达给夜班生产人员，白班和夜班之间没有对安全阀维修作业的信息进行交接，有一张未进行的工作许可票的信息倒班人员也没有讨论沟通。安全阀校验工作未完成，安全阀未安装就位，但维修主管只是将安全阀的维修作业票放在了控制室，没有和操作人员和生产主管沟通就离开了，导致夜班的生产人员不清楚安全阀的信息；有一张未进行的工作许可票放在了控制室，白班和夜班的操作人员也没有对这张未进行的工作许可票的信息进行交接，造成夜班操作人员错误地判断备用泵G200A的维修工作没有开始进行，备用泵G200A的状态是安全的，可以解隔离投用。3.3.2CLC21.3装置/设备没有检查−夜班操作人员启动备用凝析油泵G200A前没有对相关流程进行确认：在看到一张未开展工作的维修作业票后，夜班操作人员误认为维修工作还没开始做，在启动G200A前，没有对现场G200A的相关流程进行检查确认（泵G200A出口的安全阀位于甲板上方的C模块区），紧急情况下匆匆启动了备用凝析油泵G200A。3.3.3CLC23.1任务的标准/规范/程序缺乏−作业许可系统缺少严格的上锁/挂牌(LO/TO)制度:派佩-阿尔法平台有一套作业许可系统，但执行上有欠缺，制度上不完善有漏洞。在作业许可系统，没有要求维修工作对相应的隔离系统上锁，隔离系统单方面由生产工艺人员控制，维修工作人员对隔离系统没有约束力。拆下安全阀的维修人员应有自己的锁锁在泵G200A的开关上，这样就会提醒夜班操作人员安全阀已拆走，夜班操作人员也不能对正在维修的泵G200A的电机解除隔离，也无法启动。在作业许可制度的设计上存在双重控制的漏洞。3.3.4CLC18.1技术设计不正确−模块区域互相隔开，用的只是防火墙，没有防爆抗冲击能力。在模块之间，尤其是生产区域的压缩模块C与人员工作区的控制室模块D之间的防火墙不抗冲击防爆，设计的风险识别阶段对油气设施的着火爆炸工艺风险分析（PHA）不够，没有执行抗冲击波的防爆措施。−平台上的宿舍生活区没有防火防烟设计平台下层的油气生产区域着火后，连接的隔离门不能有效阻止火灾烟气串进宿舍生活区，没有封闭的通风换气系统。−油气管道及其它平台框架设施没有防火面耐高温保护在火灾出现后，因油气管道没有防火耐高温保护，管道失去强度破裂，更多更大量的油气泄漏，使着火面积扩大，火灾后果严重恶化。3.3.5CLC18.2所采用的设计标准、规格或规范不正确−人员宿舍生活区域距离油气生产装置太近，没有采用本质安全设计火灾事故发生后，大量的着火浓烟很快蔓延到人员宿舍生活区，飞行员无法看清油井平台上人员的位置及可降落的地点，使救援直升飞机无法降落着陆，无法实施救援。3.3.6CLC16.10对风险的分析或接受程序不妥−管理上容忍了重大隐患的存在：火灾喷淋系统的水喷头被灰尘堵死，着火时海水喷淋系统没自动喷水灭火，管理上没有对这一应急设施的隐患及进排查整改；应急设施（消防水泵）开关长时间隔离处于手动位置不能自启动，潜水维修工作早已结束，但消防水泵的隔离（开关处在手动位）没有及时解除，在应急管理上，人员的风险意识不够；维修工作临时在平台的格栅板上铺设的橡胶垫子未及时拆走，使泄漏的油品不能漏到大海中，积聚在平台上造成更大范围更大面积的池火，延长了着火的时间，最终使平台烧毁沉入大海;−3.3.7CLC16.10对安全过程的监督/审核不够−OccidentalPetroleum(公司名）对装置也执行了例行的安全检查，有相应的安全检查记录及审查报告，但执行的不好。发现的问题很少，一些隐患没有发现，如消防水喷淋管嘴灰尘堵塞不喷水，等。3.3.8CLC14.2对需要的技能或能力没有进行有效的评估−在平台宿舍生活区的人员的应急能力没有相应的评估和事故演练：聚集在宿舍生活区人员，缺乏应急响应的相应的知识，不停地有人打开与着火区域相连接的隔离门试图逃走，导致大量的浓烟串入人群聚集的生活区，最终导致所有在此区域的人员全部窒息中毒死亡3.3.9CLC16.5管理层/主管/员工的领导力对人员的支持不够−紧急情况下缺乏的管理层的应急操作授权。相邻的Tartan和Calymore平台的操作人员也看到了Piper平台上着火，但他们在超过一小时的时间里没有停止向PiperAlpha平台输送油气物料，因为他们认为没有海岸上人员的指令，他们不能停下油气物料输送。4.经验及教训事故发生后，英国联邦政府立即下令组织调查，成立调查委员会，授权苏格兰行政法学院的卡伦(Cullen）爵士组织调查，同时英国能源部牵头组织技术调查。卡伦爵士调查组提出了106项整改建议，并由此促成了1992年的《离岸平台安全状况报告法》的出台。离岸平台的经营者立即对平台的设施和管理系统开展了全面的检查和评估，包括改进作业许可系统、对油气管道病隔离阀实现远程控制、安装油气管道隔离保护设施、消除烟雾扩散风险、改进疏散逃生系统等。参考：1.ThePublicInquiryintothePiperAlphaDisaster(Cullen1990)派佩.阿尔法灾难的公开调查（卡伦1990）2.PiperAlpha:LessonLearnt,2008.—Oil&GasUK派佩.阿尔法：事故教训，2008—英国石油&天然气