化工裝置火災事故很多,總結(jié)了不少經(jīng)驗教訓,對容易發(fā)生事故的部位也比較清楚,但生產(chǎn)過程中造成火災的因素很多,涉及面也較廣,特別是引起火災的主要成因有的不易搞清楚,因此,化工裝置火災事故調(diào)查是一項細致復雜的工作。目前,大型化工裝置大多是集智能化數(shù)字控制的,各個儀表數(shù)據(jù)均由中控室電腦控制,大部分工藝操作在電腦控制室即可完成,在控制電腦上保存了大量裝置的實時數(shù)據(jù)。同時,在相關(guān)的技術(shù)資料里也有裝置的工藝參數(shù)、設(shè)計參數(shù)及各種壓力、溫度控制指數(shù),這些數(shù)據(jù)對火災調(diào)查有著重要的利用價值。筆者從中石化集團茂名分公司化工分部乙烯裝置一起火災調(diào)查中談談電腦實時數(shù)據(jù)分析在調(diào)查過程中的應用的體會。
一、火災基本情況
2008年6月3日18時55分,廣東省茂名市于茂名市茂港區(qū)飛機嶺的中國石化股份公司茂名分公司化工分部64萬噸/年乙烯裝置2號裂解裝置因雷擊晃電造成部分設(shè)備跳車,引發(fā)管道內(nèi)壓力、溫度急劇上升,導致2號爐北側(cè)出口膨脹節(jié)脫裂,高溫裂解氣漏出著火,造成火災,過火面積500㎡,火災造成該裝置線停產(chǎn)檢修,造成巨大經(jīng)濟損失。
二、數(shù)據(jù)分析在調(diào)查過程的應用
火災發(fā)生后,調(diào)查人員迅速調(diào)取了變電站、電氣車間、裂解裝置中控室等場所電腦控制的實時數(shù)據(jù)。并利用這些數(shù)據(jù)明確了調(diào)查方向,查清了火災原因,認定了相關(guān)人員及單位的責任。這些數(shù)據(jù)在火災調(diào)查中的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1、排除了成因的干擾因素。火災后,由于當日18時20分左右,茂名地區(qū)為強暴雨天氣,廠區(qū)主電源的華南主網(wǎng)的榭平嶺220kV變電站外線遭受雷擊,一系列雷擊過后,該單位即發(fā)生了火災,加上該單位許多線路未安裝氧化鋅避雷器,事實是否是由于雷擊引起火災的呢?對次,調(diào)查人員迅速調(diào)取了榭平嶺變電站1139開關(guān)故障錄波圖,該圖實時數(shù)據(jù)顯示18:32:17時,榭平嶺變電站1139開關(guān)距離I段保護動作,延時60ms開關(guān)1139跳閘。本次故障造成乙烯動力廠管轄的北站主配6kVI段母線低電壓時間共1.3秒。當外線停電的情況下,自投的定植時間為2秒,數(shù)據(jù)表明雷擊只是造成了晃電,而并非導致火災的直接原因,排除了雷擊造成火災的因素。
從裂解車間電腦中控操作臺調(diào)取監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示:
18:46:49,急冷水塔塔頂壓力超過壓力表量程(200 KPa),急冷主操打開急冷水塔TB-220塔頂控制閥向D火炬泄壓;
18:48,操作工先后對2#裂解裝置的5#、3#和2#爐實施緊急停車,其他1#、4#、6#、7#爐調(diào)整負荷。
19:00,火災發(fā)生后,2#裂解裝置緊急停車,操作人員緊急切斷全部裂解爐的進料及燃料氣等,同時關(guān)死急冷油到爐區(qū)的調(diào)節(jié)閥。
調(diào)查人員認真分析了現(xiàn)場操作工的操作程序,并及時聽取了化工專家的意見,綜合火災現(xiàn)場情況,排除了因操作不當造成火災的因素。
2、提供了準確的調(diào)查方向。根據(jù)火災現(xiàn)場痕跡,及目擊證人證實,調(diào)查人員很快確定了起火部位為2#裂解裝置2#爐北側(cè)。調(diào)查人員在起火部位發(fā)現(xiàn)2#爐北側(cè)出口的膨脹節(jié)脫裂。是什么原因?qū)е略撆蛎浌?jié)脫裂呢?調(diào)查人員及時調(diào)取了2#裂解裝置中控室電腦數(shù)據(jù),電腦數(shù)據(jù)記錄18點45分2#裂解裝置2#裂解爐網(wǎng)管內(nèi)壓力從0.22Mpa開始上升,達到18點56分壓力達到最高值0.428Mpa,隨后急劇下降至最低點。數(shù)據(jù)分析表明,2#裂解爐管道內(nèi)壓力超過北側(cè)出口膨脹節(jié)設(shè)計壓力(設(shè)計壓力為0.35MPa),致使膨脹節(jié)脫裂,造成高溫裂解氣泄漏著火,致使管網(wǎng)內(nèi)壓力劇降。
3、找到了最直接的原因。是什么導致2#裂解爐管道內(nèi)壓力超過北側(cè)出口膨脹節(jié)設(shè)計壓力呢?調(diào)查人員進行了進一步分析,經(jīng)調(diào)查,當出現(xiàn)緊急停車、管網(wǎng)壓力、溫度異常等情況時,該裝置管網(wǎng)內(nèi)物料會向D火炬系統(tǒng)排放,以保證管網(wǎng)壓力正常,D火炬系統(tǒng)也是裝置最終端的保護線。在64萬噸/年乙烯裝置區(qū)中共有6套裝置向D火炬排放,具體情況如下:2#高壓裝置,2#聚丙烯裝置,2#高密度裝置,2#丁二烯裝置,2#加氫裝置,2#裂解裝置。調(diào)查人員通過調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)2#高壓裝置、2#高密度裝置處于關(guān)閉狀態(tài),排放量為0, 2#聚丙烯裝置, 2#丁二烯裝置,2#加氫裝置,2#裂解裝置四套裝置排放量分別為5噸/小時、10噸/小時、10噸/小時、125噸/小時,合計150噸/小時。加上2#裂解氣壓縮機CB301中壓缸干氣密封排氣壓力高高連鎖停車使之有大約250噸/小時的裂解氣排向D火炬系統(tǒng)泄壓,合計約400噸/小時。而D火炬設(shè)計排放能力為910噸/小時,遠大于實際排放量,從現(xiàn)有數(shù)據(jù)初步分析來看,晃電后裝置向D火炬排放總量在設(shè)計范圍內(nèi)。隨后,調(diào)查人員認真查閱了中控室電腦上保存的數(shù)據(jù),認定應該是D火炬系統(tǒng)出現(xiàn)故障致使排放受阻。根據(jù)調(diào)查人員建議,中石化茂名分公司、設(shè)備制造商、承建公司有關(guān)人員打開了D火炬頂分子封手孔,發(fā)現(xiàn)分子封中的鐘罩已脫落,分子封內(nèi)件間焊接質(zhì)量存在嚴重問題,部分焊縫未焊透。