Partridge Raleigh油田储罐爆炸事故给我们的启示
唐彬1天津市居安企业管理咨询有限公司 何琛 2上海于睿商务咨询有限公司
关键词: 动火作业，储罐爆炸，可燃气体，置换，清洗，预防措施，美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)
摘要
本文结合美国化学品安全与危害调查委员会(CSB)对美国帕特里奇-罗利（Partridge Raleigh）油田储罐爆炸事故的分析以及国内相关案例，从可燃气体泄漏、违章动火、动火作业许可、检修安全管理预案等方面深刻分析产生火灾爆炸事故的原因，从危害识别、消除危险因素、加强易燃物管理、安全监护等多方面提出预防储罐动火作业时火灾爆炸的措施。
1. 介绍
根据化学品生产单位动火作业安全规范，动火作业是指能直接或间接产生明火的工艺设置以外的非常规作业，如使用电焊、气焊（割）、喷灯、电钻、砂轮等进行可能产生火焰、火花和炽热表面的非常规作业。工人在进行动火作业时，就处于风险之中，这包括石油和天然气、危化品生产和储存等行业，因为这几个行业可燃物会存在于现场；同样还包括其它一些行业，如食品生产厂、造纸厂和污水处理厂等。
近年来，储罐动火作业爆炸事故经常见诸新闻报道，如大连石化公司2013年6月2日三苯储罐爆炸事故、中石油国际储运有限公司油库起火、贵州兴化化工有限责任公司甲醇储罐发生爆炸燃烧事故。这些事故不仅造成了人员伤亡，给企业带来经济损失，也给社会造成了不良影响。本文基于CSB对Partridge Raleigh油田储罐爆炸事故的调查研究，指出动火作业时的不安全因素，详细介绍储罐区动火作业时爆炸事故的预防措施。
2. Partridge Raleigh油田储罐爆炸事故经过
天津市居安企业管理咨询有限公司
2006年6月5日上午8:30，在美国密西西比州罗利县的一个原油井场，工人在焊接储罐管道时，电焊火花引起从四英尺外开放式管口逸出的可燃蒸汽，导致储罐爆炸，炸飞罐顶和工人站立的梯子，造成3名作业工人死亡，第4名工人严重受伤。燃烧的明火通过管线进入相邻储罐，引燃残存可燃物而造成更猛烈的爆炸，罐顶被炸飞到750英尺远处。
在事故发生前的几周，维修承包商斯金格公司的工人刚把帕特里奇-罗利油田的3号和4号储罐从其它井场搬迁到9号井场。在事发当天，四名工人正在连接储罐之间的管道。如图1所示。
新管道连接处 排气管 敞开管口 溢流管
图1： 发生事故的储罐区
在连接3号储罐和4号储罐的管道前，工人首先打开了 4号储罐的人孔，并进入其中，清理剩余的原油。然后用新鲜水冲洗，并放空几天，使碳氢化合物蒸汽挥发；但没有清理或冲洗2号和3号储罐。
事故发生当天，在开始焊接之前，焊工插入一个点燃的氧气-乙炔焊枪到4号储罐人孔内，观察其燃烧状况，以此检查油罐内是否含有易燃碳氢化合物。焊工并没有意识到，这是一种不安全也不可靠的检验方法。
接着，班组长（代号F）爬到4号储罐的顶部。另外两名维修工人，（代号M）爬上3号储罐的顶部；然后，他们在3号和4号储罐 之间放了一个梯子，距离有4英尺（1.22米），并扶好梯子。焊工（W）站在梯子上，使用安全带，系挂在4号储罐顶部。
焊接开始后，易燃的碳氢化合物蒸汽从3号储罐的开放式管口引燃。火苗立即闪回3号储罐，通过溢流管传播到2号储罐，造成2号储罐爆炸。两个储罐的顶盖被炸飞。三个工人被储罐爆炸的冲击波甩倒在地上。焊工从梯子上掉下，因为他挂着安全带，阻止了他坠落到地面。 紧接着目击者呼叫了911、急救车和消防部门。但是这两名维修工人和班组长已经死亡，焊工活了下来，但踝关节和髋关节破裂。（见下图2）
天津市居安企业管理咨询有限公司
图2：工人出事工人出事前的位置（梯子已经被炸飞）
据目击者称，2号储罐的火焰高达50英尺（15米），而3号和4号储罐没有火焰。消焰防部门使用泡沫灭火剂在30分钟内扑灭了2号储罐的大火。
2号储罐的顶盖落在250码（228.68.6米）开外，3号储罐的顶盖在15米之外。在。在事故事后，2号储罐里面仍有1000加仑原油（33785升），3号储罐残650加仑原油。1号和4号储罐没有明显外部损伤。
图3： 储罐2顶盖 图4 ： 储罐3顶盖
3. Partridge Raleigh油田储罐储罐爆炸事故原因分析
天津市居安企业管理咨询有限公司
美国化学安全委员会（CSB）研究了物证和现场照片，并采访证人，确定了此次爆炸发生的原因。
l 易燃蒸气来源
爆炸燃烧物料是从4号储罐相邻储罐的三英寸开放式管口逸出的可燃碳氢化合物蒸气。当天上午阳光晒热了2号和3号储罐，其内部易燃蒸汽挥发，迫使它流出溢流管。管道没有配备隔离阀，虽然应该被封堵，却没有安装管帽（见上图1）。 l 点火源
爆炸是在焊接4号储罐时引发的；CSB通过采访和检查储罐发现，爆炸刚发生之前，焊工对管子进行了两处点焊到储罐上（见图5）。该焊工说就在点焊几秒后，发生了闪火和爆炸。
CSB得出结论，电焊火花引燃了3号储罐逸出的可燃蒸气。火焰传播到3号储罐，造成其爆炸。然后点燃了2号储罐的罐顶蒸气，造成再次爆炸。 l 动火作业许可
无论是承包商还是帕特里奇-罗利公司
图5 ：管道连接点焊处
都没有要求动火作业许可。出事的焊工告诉CSB，他并不知道附近的储罐含有可燃的烃类液体或蒸汽。另外，承包商在这个现场甚至没有动火作业程序。
承包商经理透露，公司雇佣的焊工只要求有焊接技能或经验；并没有考虑安全动火的知识。承包商没有给其员工举行动火作业培训。如果承包商或者帕特里奇-罗利公司使用了许可证体系来管理动火作业，那么储罐里面的烃类液体或蒸汽很可能会被发现，并采取措施来倒运、隔离开危害物。
4. CSB针对Partridge Raleigh油田储罐爆炸事故的总结
根据Partridge Raleigh油田储罐爆炸事故的调查结果，CSB总结了以下不安全的工作行为： Ø 没有使用气体探测器来检测可燃气体。
Ø 在储罐内点火测试可燃气体是否存在是极其危险的。 Ø 对邻近储罐开口管没有封堵或隔离。
Ø 使用了梯子搭在储罐中间作为临时的工作平台。
Ø 所有的储罐都相互关联，一些储罐含有残留的易燃物和原油。 针对这起事故和这些违章行为，CSB作如下安全建议： 1 动火作业程序
在API2009 “在石油和石化行业的安全焊接、切割和动火作业行为”已有相关规定，来准备和执行焊接操作。但维修承包商没有要求使用动火作业程序。维修工人没有隔离2号和3
天津市居安企业管理咨询有限公司
号储罐，在焊接之前，仍含有可燃蒸气。另外，3号储罐的开放式管口没有盲死，产生了可燃蒸气。工人在焊接4号储罐作业时，没有清理2号和3号储罐，也没有封闭管口。如果2号储罐残留石油被移走，所有储罐经过清洗，那么可燃蒸气就没有来源。 2 检测可燃气体
未使用易燃气体检测器，不能确保作业区域和储罐内部是否有可燃蒸气。相反，工人使用明火来检验罐内是否有蒸气；在使用明火检查时，工人可能会触发火灾或爆炸。调查显示，明火检查是一个惯例。如果使用了气体检测设备，那么极有可能发现可燃蒸气，并且避免火灾事故。 3 简易工作平台
承包商工人没有按照高处作业的安全工作程序，为焊工搭设脚手架，而是使用一个梯子放在相邻的两个储罐上。这个简易的工作平台需要两名工人站在3号储罐上面来支撑梯子，以便焊工作业。另一个工人站在4号储罐顶上。如果工人没有站在3号储罐顶上，那么就可以避免两人死亡。
5. Partridge Raleigh油田储罐爆炸事故给我们的启示
纵观近年来国内外的石化行业储罐爆炸事故，常伴随着人员伤亡和财产损失，究其原因，既有人的不安全行为，又有物的不安全状态。通过研究，一些行业和组织提供了在油田或者石油储罐区动火的安全指南。
5.1 美国动火作业安全要求
美国消防协会（NFPA）标准和美国石油学会（API）要求的动火作业包括以下安全预防措施： l 把焊接点与盛有可燃物或易燃液体、蒸气等隔离，通过安装管帽，盲板或者堵头或其它
设施从本体上隔离管道和通风口。
l 焊接前和作业中使用可燃气体检测仪来进行可燃气检测。
l 从储罐和相连的管道中倒运走可燃物或易燃液体、蒸气、残留物等。 l 签发动火作业许可证。
l 确保作业人员参加了安全培训，技术合格的，并且理解作业危害。
l 在盛装过可燃物、易燃物及其蒸气的储罐或者容器上作业时，要格外小心。确保参与作
业的人员清楚地了解在易燃物料储罐上或者周围焊接的危害，以及预防伤害的安全措施。
5.2 国内石化行业动火作业安全措施
要实现安全动火，需要落实以下各项安全措施，采取一切可能的手段，防止火灾爆炸条件的形成，营造安全用火的良好空间。
(1) 凡能拆下运到安全地方用火的设备和管线都应拆下来，绝不能怕麻烦，心存侥幸。
天津市居安企业管理咨询有限公司
(2) 设备（如塔、罐、柜、槽、箱、桶等）和管道里有易燃、易爆、有毒物质，动火检修前，应首先切断物料来源并加好盲板；经彻底吹扫、清洗、置换后，打开人孔，通风换气，打开人孔时，应自上而下依次打开，并经分析合格，方可用火。（如图5所示） (3) 要对动火的设备和管线内部和环境气体作分析：对作业人员不需要进入设备的情况，要作可燃物含量分析；对于需要动火人进入的情况，还要做氧含量分析和毒物分析。 (4) 动火点周围要清除易燃物，下水井、地
漏、地沟、电缆沟等处采取覆盖、铺沙、水封等手段进行隔离。用火点 30 米以内严禁排放各类可燃气体；15米范围内严禁排放各类可燃液体，也不可进行装卸作业。
(5) 作业现场配备一定数量的灭火器材，并落实好监护人。有适用的消防器材在动火现场，万一发生火警，在初期就能及时扑灭，可以避免成灾。高处作业还应采取防止火花飞溅措施。
图5 ：不清洗，置换不合格，禁止动火
储罐 5.3 动火作业许可证
一份书面的作业许可包括：
l 工作区域危害识别和安全控制措施； l 进行可燃气体测试并审批动火作业； l 作业人员必须有安全防护措施； l 监护人员及其职责。
美国石油学会（API）要求任何动火点必须办理动火作业许可。在国内，这也是石化企业执行动火管理制度的一种必要形式。因为办理动火证的过程中，动火执行人，项目负责人、车间安全技术人员、分析人员、监护人、值班主任（工段长）、车间主任都各自有自己的责任，层层负责，人人把关，共同对动火安全负责。
办理动火证的过程又是具体落实动火安全措施的全过程。从办证、与生产系统隔绝、排气、置换、清洗、分析、清除周围易燃物到消防措施和监护等都必须一一落实之后，审批人才能批准动火。
其次，批准了动火证是动火的“指令”，项目负责人必须对动火执行人逐项交代清楚、动火执行人要认真进行核实，确认无误后应严格按“指令”中的要求去执行，只有这样才能确保安全动火。
在动火完毕后，批准的动火证又是动火的原始凭证，以便总结、检查。
上述几点就是办理动火证的重要性和目的意义。在禁火区域内持有经过批准的动火证进行动
火，就能有效地防止火灾、爆炸事故的发生，确保人身和生产的安全。
6. 结论
天津市居安企业管理咨询有限公司
随着经济的发展，石化产品需求量日益增加，大型石油、石化项目大量上马，很多工厂装置运营、管理不善，火灾爆炸事故时有发生。储罐爆炸事故，不仅会造成人身伤亡和经济财产损失，还会给环境带来污染，影响企业发展，甚至导致工厂关停。每一次血的代价，都向我们发出了安全管理须臾不可懈怠的警示。正因为如此，在爆炸事故抢救工作完成后，有关方面应当在查清事故发生原因基础上，严厉追究相关企业、机构与部门的管理失职责任，对相关责任人实施严厉问责。而更为根本的则是要进一步健全安全管理制度建设和真正落实安全责任制，党政同责、一岗双责，由企业最高领导组织建立安全生产管理机构， 并确保各项安全管理规定真正能够落到实处。有关企业与机构应当切实落实包括定期检查在内的各项安全管理措施，防微杜渐，避免包括储罐维修时导致发生物料泄漏等安全隐患出现。唯其如此，才能切实有效地防范各类安全事故发生，在更大程度上保障民众的生命健康安全。
7. 参考文件
[1] American Petroleum Institute (API), 2001. API Recommended Practice 74-Recommended Practice for Occupational Safety for Onshore Oil and Gas Production Operations, Washington, DC: API.
[2] American Petroleum Institute (API), 2002. API Recommended Practice 2009-Safe Welding, Cutting and Hot Work Practices in the Petroleum and Petrochemical Industries, Washington, DC: API.
[3] CSB’s final investigation report for Partridge Raleigh Oilfield Explosion and Fire, June, 2007.
[4] National Fire Protection Association, NFPA 326, 2005. Standard for the Safeguarding of Tanks and Containers for Entry.
[5] National Fire Protection Association, NFPA 51B, 2003. Standard for Fire Prevention During Welding, Cutting, and Other Hot Work. [6] 《化学品生产单位动火作业安全规范》（AQ3022-2008） [7]《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008） [8]《生产区域动火作业安全规范》（HG30010-2013）
[9] 《企业安全生产责任体系五落实五到位规定》（安监总办〔2015〕27号） [10]《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）
[11]王丽红《美国Partridge—Raleigh油田火灾爆炸事故分析》[J]化工安全与环境2008，40: 7-8
[12] 石油化工企业用火作业安全措施《班组安全》[J] 班组安全2012-03: 15
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容