4_英国邦斯菲尔德油库爆炸事故调查总结报告

英国邦斯菲尔德地区油库火灾爆炸事故调查总结报告邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第2页共28页5May20111.前言2005年12月11日凌晨位于伦敦的东北部的邦斯菲尔德油库由于充装过量发生泄漏，并最终引发爆炸和持续60多小时的大火，事故摧毁了20个储罐，造成43人受伤和高达8.94亿英镑（相当于101亿人民币）的经济损失，是英国和欧洲迄今为止遭遇的最大火灾。2006年1月成立的独立的事故调查委员会，自2006年2月21日发布第一份调查报告以来，一共公布了9份报告，直到2008年7月才宣布调查结束。委员会进行了深入而全面的调查，事故的完整过程和和深层原因被逐步揭示，整个工业界都在反思调查结果，以从中吸取教训。本文通过对事故调查报告的分析与总结，提出可供国内油气储运企业借鉴的经验，以方便企业对自身进行检查，或者依据检查结果采取进一步的风险管理措施。风险管理已经被世界上很多能源产业公司所接受和认可，尤其是在石油化工、电力、核电、化工工业等高风险的行业都有很好的实践和应用。风险管理是一个系统化的方法和理论，它包括各种不同的风险管理手段，本文所涉及到的风险管理手段只是整个风险管理体系中的一部分，关于的它的详细内容可以参照Scandpower风险管理中国公司的其他报告，本文不作进一步的深入介绍。2.英文缩写本文中用到了多处英文缩写，其完整表达如下（按文中出现的顺序）：HOSLCOMAHHertfoudshireOilStorageLimitedControlofMajorAccidentHazardsRegulations哈福德郡储油有限公司重大危险源控制法案BPABritishPipelineAgencyLimited英国管道运营公司BPBritishPetroleumLimited英国石油公司UKOPUKOilPipelinesLtd英国石油管道公司ATGAutomaticTankGauging储罐测量监控系统SILSafetyIntegrityLevel安全完整性等级QRAQuantitativeRiskAssessment量化风险评价3.邦斯菲尔德地区介绍3.1区域布置邦斯菲尔德地区是一个大型的油料储存区，位于伦敦的东北部，某种意义上具备战略储备油库的功能。该地区存在有多家储油公司，是依照原有的英国健康安全署土地规划法发展起来的，这部方案按照已建设危险源为起点，不断向往扩展安全距离，并规定在不同的安全距离内允许被规划的土地使用。因为工厂只被允许在最小的安全距离内发邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第3页共28页5May2011展，这使得先后发展的多家储油公司基本上毗邻建设，甚至互相渗透，形成今天邦斯菲尔德地区独特的油库地区现状。整个油库地区夹在樱桃树路（CherrytreeLane）和邦斯菲尔德路（BuncefieldLane）之间，北部、东部和南部均为农田，在西部和班得瑞大道（BoundaryWay）之间分布有大量的公司和民房（在事故中遭到严重破坏），距离西部的外围墙在120m左右（英国健康安全署按规定可以规划民房的最近距离）。图3-1展示了油库地区的周边情况。事故池消防泵房A罐区樱桃树路#12班得瑞大道绿化带民房Fuji公司围墙#912应急发电机房Northgate公司邦斯菲尔德3COM路公司RO事故池公司B罐区图3-1:邦斯菲尔德库区区域布置图3.2平面布置哈福德郡储油有限公司（HOSL），是道达尔英国公司和德士古石油公司合资经营的。HOSL分为西区和东区两个区，西区就是本次事故的发源地以及大火的中心，它分布有A、B、C、D四个罐区。HOSL被批准的最大储存量是34000吨车用燃料和15000吨煤油。依据重大危险源控制法案（COMAH）要求的安全评估报告在事故发生时正在进程中，还未完成。英国管道运行公司（BPA）是由壳牌和英国石油公司（BP）负责运营的管道公司，但它所管理的管道资产属于英国石油管道公司（UKOP）。BPA在邦斯菲尔德地区的油库被一条小路（樱桃树路，CherryTreeLane）分割为两个部分，分别是路北边的北区和邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第4页共28页5May2011南边的主区，都几乎被摧毁在大火中。BPA被批准储存70000吨车用燃料和其他油品。COMAH要求的安全评估报告已经完成。英国石油公司（BP）的储罐位于整个邦斯费尔迪库区的南部，由于距离HOSL西区最远得以在这场大火中幸免。BP被允许储存75000吨车用燃料和来自BPA的所有油品。COMAH要求的安全评估报告已经完成。图3.2显示各个区域的相互关系。整个邦斯菲尔德库区通过三条独立的输油管线输送油料，分别是：•10英寸的Finalline，首站在道达尔的Lindsey炼厂，末站在HOSL西区；•10英寸的M/B管线，首站在壳牌的Stanlow炼厂，末站在BPA北区；•14英寸的T/K管线，首站来自壳牌的码头和Coryton炼厂，末站在BPA主区。三条管道均采用分批次顺序输送的方式进行输送，混油返回炼厂重新炼制或者直接混入低品位油罐。油料到达HOSL后按不同种类储存在相应的的储罐，表3.-1显示了发生事故的HOSL西区各罐区的储存情况。车用燃料主要由HOSL西区、BP和很少的一部分从BPA用油罐车运输出邦斯菲尔德库区，航空煤油依靠一条6英寸和一条8英寸的管道从BPA输送至伦敦机场，图3-3显示了各个管线的相互关系。3.3主要安全设施和事故相关设施3.3.1储罐测量监控系统（AutomaticTankGauging，ATG）#912储罐安装有ATG系统，这是一个储罐的监测和控制系统。ATG可以监控储罐液位、温度和阀门状态，并可以实现远程控制。同时ATG系统还可以接受来自系统外部的报警信号并进行相应的动作。对于所监控的数据，包括异常事件和阀门状态均会被保存数月。ATG系统前端包括一个安装在罐顶的伺服液位计和和安装在底部的热电偶温度计，测量数据被传送到ATG，HOSL所有的储罐的液位和温度数据均接入ATG，由操作人员在控制室通过ATG进行日常作业。图3-4显示了ATG系统的组件和安装位置。3.3.2液位超限报警装置#912储罐在顶部安装有一个独立的液位超限报警装置（安全仪表系统），当储罐液位达到极限位置（实现设定）后该装置将向控制室发出声光报警并同时自动关闭储罐的进料阀门，同时报警信号还会传向上游的BPA控制室，这时BPA将关闭通向西区的进油主管线。西区控制室还有一个优先选择开关可以阻止西区的关断信号传向BPA，当优先选择开关被确定为阻止时，会在控制面板上亮起一个红色的警示灯。邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第5页共28页5May20113.3.3通气孔#912储罐在顶部设置有8个0.07m2的三角形通气孔，一是为浮盘上方的油气提供足够的与外界大气流通的面积；二是在事故状态下起到油品溢流作用。3.3.4消防水折流板#912储罐罐顶的外延设计有一圈消防水折流板，折流板的设计意图是为了让罐顶的消防喷淋装置喷出的消防水可以程瀑布状流下，以最大程度的覆盖罐体；同时也在高温天气用来冷却罐体温度。图3-5显示了折流板的安装位置和外观。3.3.5防风梁#912储罐的罐体中部有一个防风梁的结构设计，设计的目的是为了抵御来在罐体侧面的风载荷，但它会在罐体的外部形成一个突起，图3-5显示了防风梁在罐体的位置和外观。3.3.6防火堤#912储罐所在的A罐区（类似与其他罐区），设计有防火堤，防火堤的设计容量是罐区内最大容量储罐的110%，同时防火堤设计有雨水排出口。防火堤上存在管道的穿越现象。邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第6页共28页5May2011HOSL消防泵房BPA#12罐BPA事故池HOSL事故池HOSL西区A罐区HOSL西区B罐区壳牌BPHOSL西区BPAHOSL东区HOSL西区C罐区HOSL东区事故池BP罐区图3-2:邦斯菲尔德库区平面示意图邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第7页共28页5May2011T/K管线Finaline管线Finaline管线计量区航空煤油外输管线M/B管线M/B管线计量区T/K管线计量区图3-3:HOSL库区来料管线示意图邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第8页共28页5May20118个通气孔检查窗伺服液位计独立的液位安全仪表装置探测竖井液位传感器检查孔内浮顶滑动密封热电偶温度计图3-4:#912储罐结构示意图通气孔消防水折流板防风梁图3-5:#912储罐外部邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第9页共28页5May2011表3-1:HOSL西区储存情况列表罐区储罐编号介质进料管线A910汽油T/KA912汽油T/KA915汽油FinallineB911汽油FinallineB913柴油B914柴油B916柴油C901汽油T/KC902汽油T/KC903汽油T/KC904汽油T/KC905汽油T/KD906混油D907混油D908柴油D909混油4.事故调查总结4.1事故发生经过2005年12月10日19时，HOSL西区A罐区的#912储罐照生产计划开始接受来自于T/K管线的无铅汽油，输送速度为550m3/h。2005年12月11日0时，该批次输送结束，并开始进行例行的液位检查。2005年12月11日1时30分，例行检查结束，一切正常，继续向#912储罐输送。邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第10页共28页5May20112005年12月11日1时3时左右，ATG的液位数据停止变化，至事故发生时一直显示储罐液位在大约2/3处。由于ATG的数据一直没有发生变化，因此和ATG相联的警报系统一直没有动作，致使充装一直继续。2005年12月11日5时20分左右，按照当时的充装速度和#912储罐容量，储罐已经完全充满。2005年12月11日5时20分左右，#912储罐上安装的独立液位超限报警装置未动作，充装继续，导致汽油开始从罐顶的通气孔向外溢出。2005年12月11日5时38分左右，溢出的汽油开始在A罐区内由#912储罐位置向西蔓延，从视频和目击者反映的证据显示，当时的蒸汽云厚度已经达到了大致1m。2005年12月11日5时46分左右，液态的汽油开始从A罐区的围堰内溢出，蒸汽云的厚度达到了2m。2005年12月11日5时50分，蒸汽云扩散到Northgate公司和Fuji公司的停车场。2005年12月11日5时54分，由于通往金斯顿地区的阀门关闭，T/K管线输向#912储罐的流量由550m3/h增加到890m3/h，溢油进一步扩大。2005年12月11日6时01分32秒，当地的地震记录仪记录到了最大的一次爆炸，随后又发生了多次爆炸以及持续的大火。图4-1显示了事故发生过程的主要事件，图4-2显示了蒸汽云扩散过程。邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第11页共28页5May2011图4-1:事故发生过程5May201112284-2:Northgate邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告第13页共28页5May20114.2爆炸发生时的安全设施及相关设施状态事故发生时的三条管线状态如下：•Finaline管线以220m3/h向A罐区的#915储罐输送汽油；•M/B管线以400m3/h向D罐区的#908储罐输送柴油；•T/K管线以890m3/h向A罐区的#912储罐输送汽油。ATG系统的数据显示，爆炸发生时#912储罐的进口阀处于打开状态，液位处于2/3处，温度数据3时开始一直处于上升状态。液位超限报警装置未发出任何报警动作，BPA的控制室SCADA系统未接到自该系统的报警信号。4.3事故后果4.3.1爆炸最大的爆炸发生在西库区、Fuji公司和Northgate公司之间的范围内。在第一次爆炸发生时，蒸汽云向西已经扩散到了班得瑞路，向西北已经达到凯瑟琳家房屋的东南角，向北超过了英国管道公司的#12罐，向南越过了整个罐区但还未达到HOSL西区的装油平台，向东达到了英国管道公司的办公室。在富士和Northgate的停车场处产生的超压达到7-10MPa，在2km的地方衰减到70-1