数据分析在化工装置火灾事故调查中的应用

　　化工装置火灾事故很多，总结了不少经验教训，对容易发生事故的部位也比较清楚，但生产过程中造成火灾的因素很多，涉及面也较广，特别是引起火灾的主要成因有的不易搞清楚，因此，化工装置火灾事故调查是一项细致复杂的工作。目前，大型化工装置大多是集智能化数字控制的，各个仪表数据均由中控室电脑控制，大部分工艺操作在电脑控制室即可完成，在控制电脑上保存了大量装置的实时数据。同时，在相关的技术资料里也有装置的工艺参数、设计参数及各种压力、温度控制指数，这些数据对火灾调查有着重要的利用价值。笔者从中石化集团茂名分公司化工分部乙烯装置一起火灾调查中谈谈电脑实时数据分析在调查过程中的应用的体会。

　　一、火灾基本情况

　　2008年6月3日18时55分，广东省茂名市于茂名市茂港区飞机岭的中国石化股份公司茂名分公司化工分部64万吨/年乙烯装置2号裂解装置因雷击晃电造成部分设备跳车，引发管道内压力、温度急剧上升，导致2号炉北侧出口膨胀节脱裂，高温裂解气漏出着火，造成火灾，过火面积500㎡，火灾造成该装置线停产检修，造成巨大经济损失。

　　二、数据分析在调查过程的应用

　　火灾发生后，调查人员迅速调取了变电站、电气车间、裂解装置中控室等场所电脑控制的实时数据。并利用这些数据明确了调查方向，查清了火灾原因，认定了相关人员及单位的责任。这些数据在火灾调查中的应用主要表现在以下几个方面：

　　1、排除了成因的干扰因素。火灾后，由于当日18时20分左右，茂名地区为强暴雨天气，厂区主电源的华南主网的榭平岭220kV变电站外线遭受雷击，一系列雷击过后，该单位即发生了火灾，加上该单位许多线路未安装氧化锌避雷器，事实是否是由于雷击引起火灾的呢？对次，调查人员迅速调取了榭平岭变电站1139开关故障录波图，该图实时数据显示18：32：17时，榭平岭变电站1139开关距离I段保护动作，延时60ms开关1139跳闸。本次故障造成乙烯动力厂管辖的北站主配6kVI段母线低电压时间共1.3秒。当外线停电的情况下，自投的定植时间为2秒，数据表明雷击只是造成了晃电，而并非导致火灾的直接原因，排除了雷击造成火灾的因素。

　　从裂解车间电脑中控操作台调取监控数据显示：

　　18：46：49，急冷水塔塔顶压力超过压力表量程（200 KPa），急冷主操打开急冷水塔TB-220塔顶控制阀向D火炬泄压；

　　18：48，操作工先后对2#裂解装置的5#、3#和2#炉实施紧急停车，其他1#、4#、6#、7#炉调整负荷。

　　19：00，火灾发生后，2#裂解装置紧急停车，操作人员紧急切断全部裂解炉的进料及燃料气等，同时关死急冷油到炉区的调节阀。

　　调查人员认真分析了现场操作工的操作程序，并及时听取了化工专家的意见，综合火灾现场情况，排除了因操作不当造成火灾的因素。

　　2、提供了准确的调查方向。根据火灾现场痕迹，及目击证人证实，调查人员很快确定了起火部位为2#裂解装置2#炉北侧。调查人员在起火部位发现2#炉北侧出口的膨胀节脱裂。是什么原因导致该膨胀节脱裂呢？调查人员及时调取了2#裂解装置中控室电脑数据，电脑数据记录18点45分2#裂解装置2#裂解炉网管内压力从0.22Mpa开始上升，达到18点56分压力达到最高值0.428Mpa，随后急剧下降至最低点。数据分析表明，2#裂解炉管道内压力超过北侧出口膨胀节设计压力（设计压力为0.35MPa），致使膨胀节脱裂，造成高温裂解气泄漏着火，致使管网内压力剧降。

　　3、找到了最直接的原因。是什么导致2#裂解炉管道内压力超过北侧出口膨胀节设计压力呢？调查人员进行了进一步分析，经调查，当出现紧急停车、管网压力、温度异常等情况时，该装置管网内物料会向D火炬系统排放，以保证管网压力正常，D火炬系统也是装置最终端的保护线。在64万吨/年乙烯装置区中共有6套装置向D火炬排放，具体情况如下：2#高压装置，2#聚丙烯装置，2#高密度装置，2#丁二烯装置，2#加氢装置，2#裂解装置。调查人员通过调取相关数据发现2#高压装置、2#高密度装置处于关闭状态，排放量为0， 2#聚丙烯装置， 2#丁二烯装置，2#加氢装置，2#裂解装置四套装置排放量分别为5吨/小时、10吨/小时、10吨/小时、125吨/小时，合计150吨/小时。加上2#裂解气压缩机CB301中压缸干气密封排气压力高高连锁停车使之有大约250吨/小时的裂解气排向D火炬系统泄压，合计约400吨/小时。而D火炬设计排放能力为910吨/小时，远大于实际排放量，从现有数据初步分析来看，晃电后装置向D火炬排放总量在设计范围内。随后，调查人员认真查阅了中控室电脑上保存的数据，认定应该是D火炬系统出现故障致使排放受阻。根据调查人员建议，中石化茂名分公司、设备制造商、承建公司有关人员打开了D火炬顶分子封手孔，发现分子封中的钟罩已脱落，分子封内件间焊接质量存在严重问题，部分焊缝未焊透。

　　通过上述分析，火灾最主要的原因是在大流量排放气流的冲击下，分子封内钟罩因设备缺陷脱落，堵塞了火炬排放通道，造成火炬管网压力超高，致使2#裂解炉北侧出口膨胀节脱裂，造成高温裂解气泄漏着火。

　　三、利用数据分析进行火灾调查的几点体会

　　可以这样说，如果没有相关的数据分析参考，调查人员仅仅靠现场痕迹物证是很难查清这起火灾来龙去脉的。特别是在确定D火炬系统存在问题过程中，如果没有有效利用数据分析，而是沿着管网内物料流向逐个装置设备进行拆卸排查，将大大浪费调查人员的精力和时间。虽然利用数据分析能最大限度帮助调查火灾工作开展，但在实际工作中也应注意一些问题：

　　1、从关联性角度出发，分类梳理不同数据信息。火灾发生后，由于化工装置智能化程度高，容易产生连锁反应，大量与火灾有关的数据都有保存在电脑中。调查人员应当分析这些数据与火灾事故事实有无关联，关联程度如何，从其对火灾的证明角度进行分类，剔除无关的、冗余的数据，梳理、整合出关联数据供调查工作参考。

　　2、注意对数据信息的审查判断。由于化工装置的仪表控制数据也会出现失真情况，调查人员要在专业人士的指导下审查数据的真实性、合理性，对重要的数据资料，要进行保存。

　　3 、数据收集要快速高效。发生火灾后，调查人员要快速收集相关电脑控制数据，防止数据丢失、损坏。特别是涉及操作人员执行操作规程不严、违章引起的火灾事故，要防止有关人员删除、修改有关数据。

　　四、做好化工装置火灾预防的几点建议

　　化工装置防火的着眼点应当放在限制和消除可燃物质、助燃物质和着火源的控制上，千方百计地避免三者同时处于相互作用的状态。同时还要求我们在技术和管理上要集中采取严密可靠的措施，以控制事故状态的扩大。

　　一是合理设计。在化工企业中，搞技术改造，结合大修进行小改革的机会较多，在设计变更过程中，要采用先进的工艺技术和技术水平高、可靠性强的防火防爆措施，采用安全的工艺指标和合理的配管。如这次火灾事故中，脱裂的膨胀节就是技术改造项目。

　　二是正确操作，严格控制工艺指标。化工企业安全生产技术规程是多年来安全生产的经验总结，只要严格按着规程进行作业，严格控制工艺指标，在规程规定的范围内超过指标界限，立即采取有效措施加以扭转，而不是勉强维持，就能达到预想的安全结果。

　　三是严格检查防爆泄压设施。常用的防爆泄压装置有安全阀、防爆膜、防爆门、放空阀、排污阀等，主要是防止物理性超压爆炸。减压设备，在投产前和定期检查密闭性和耐压程度。所有压缩机、液压泵、导管、阀门、法兰接头等容易漏油、漏气部应经常检查，填料如有损坏应立即调换，以防渗漏，设备在运行中也应经常检查气字符情况，操作温度和压力必严格控制，不允许超温、超压运行。

　　实践证明，对化工装置的火灾调查除进行现场勘验、调查询问、综合分析等基本程序外，结合化工装置火灾的特殊性，在火灾调查中按照化工生产的特点，及时调取火灾前的实时数据，采用理论推断、数据运算等科学的数据分析法，就能循序渐进，顺藤摸瓜，达到查清火灾原因的目的。