一起油浆突沸冒罐事故分析

    　某罐区车间在外付油浆时，发生一起油浆罐油浆突沸、冒罐事故。油浆管线内的扫线蒸汽余压，将蒸汽冷凝水倒窜进入温度超高的油浆罐是导致事故发生的直接原因。对冷凝水进入油浆罐汽化后，体积扩大的倍数进行了估算；对事故原因进行了较详细的分析，并提出了防范措施。

    　　1998年10月25日12时20分，某煤油厂罐区车间在进行外付油浆操作时，发生一起油浆罐油浆突沸、冒罐事故，跑冒油浆约6.5t。

    　　1油浆罐基本情况

    　　发生冒罐事故的油浆罐，工艺上用来接收催化车间分馏塔外甩油浆。罐进、出口管线及罐顶检尺口大小如下：进口管线DN100；出口管线DN150；检尺口DN150。罐壁用厚度为60mm的硅酸铝板保温，外包镀锌铁皮保护层，油浆罐基本情况如表1所示。

    　　表1 油浆罐基本情况

    　　

设备位号	罐结构	罐顶透气孔 规格	安全高度	罐壁高 m	罐内径 m
T311－07	拱顶罐	DN80	10.0	12.5	8.2

    　　油浆罐所储存的物料，油浆工艺参数如表2所示

    　　表2 油浆工艺参数

    　　

参数	进罐温度 （℃）	储存温度 （℃）	固含量(1) （g/l）	密度 （g/cm3）
控制值	≤95	≤90	<6	≥1.0

    　　注1）油浆中固体催化剂颗粒的含量

    　　罐区车间油浆罐外付油浆工艺流程如图1所示。外付油浆前，要先用1.0MPa的低压蒸汽对油浆管线进行扫线暖线，油浆泵P311－04（油浆泵位号）出口管线开蒸汽扫线阀A阀往终点方向扫线；P311－04进口管线开蒸汽扫线阀B阀，经扫线立管往油浆罐内扫线。进口管线的扫线，以罐顶见汽为止，不宜长时间将蒸汽和冷凝水扫进油浆罐内。

    　　2事故经过

    　　1998年10月25日10时50分，罐区车间当班操作员，李某接调度指令，油浆管线开蒸汽扫线暖线，准备往电厂送油浆。接到指令后，李某将P311－04进、出口管线蒸汽伴热线打开；再开蒸汽扫线阀A阀（见图1）往电厂扫线；开蒸汽扫线阀B经扫线立管往T311－07罐内扫线。T311－07罐顶见汽后，李某即关闭蒸汽扫线阀B阀，油浆泵进口管线即扫线完毕。

    　　

    　　12时10分，调度再次指令，去电厂油浆管线已经扫通，停止往电厂扫线，开油浆泵往电厂付油浆。李某接到指令后，将P311－04出口管线蒸汽扫线阀A关闭，打开P311－04回流阀和进口阀，并用对讲机联系中心控制室内操作员，要求在DCS上开启T311－07出口气动阀，以打通付油浆管线流程。12时20分，T311－07出口气动阀刚刚打开，油浆罐内即发出“咕噜、咕噜”的响声；罐体开始摇晃，罐顶冒蒸汽；接着大量油浆从罐顶透气孔、检尺口冒出。李某迅速用对讲机通知中心控制室内操作员，关闭T311－07出口气动阀。油浆突沸、冒罐持续了约10min，T311－07罐壁白色的镀锌铁皮保护层几乎全部被黑褐色的油浆覆盖。跑冒的油浆围在挡火堤内，事故后对T311－07检尺计量，跑冒油浆约6.5t。

    　　3事故原因分析

    　　3.1直接原因分析

    　　3.1.1油浆管线内的蒸汽余压将冷凝水倒窜进入温度超高的油浆罐

    　　催化车间油浆换热器故障，送罐区车间油浆温度达115℃，超过工艺指标规定的95℃；T311－07罐内储存油浆温度达110℃，超过工艺指标规定的90℃。同时，P311－04长达2km的出口管线经过1h多的扫线，管线内蒸汽余压较高，操作员李某打通付油浆管线流程前，没有察看压力表，也没有对P311－04出口管线内的蒸汽余压进行卸压。付油浆管线程序打通、T311－07出口气动阀开启以后，P311－04出口管线内的蒸汽余压，使P311－04进、出口管线内的蒸汽冷凝水倒窜，从油浆罐底部出口阀压入T311－04进、出口管线内的蒸汽冷凝水倒窜，从油浆罐底部出口阀压入T311－07罐内，110℃的油浆将进入的冷凝水瞬时汽化。

    　　3.1.2汽化的冷凝水体积急剧膨胀

    　　以1kg冷凝水进入油浆罐汽化后，体积扩大的倍数进行估算。为使计算简化，假设管线中的冷凝水处于标准状态下，即压力为101325Pa、温度为273.15k。

    　　在标准状态下，1kg的冷凝水体积约等于1L。

    　　发生事故时油浆罐内油浆温度为110℃，即热力学温度383.15k。水的摩尔质量为18g/mol，1kg的冷凝水完全汽化成蒸汽，蒸汽所具有的物质的量n为

    　　n=1000/18=55.56mol

    　　假设冷凝被油浆汽化到383.15k时的蒸汽状态符合理想气体状态方程

    　　PV=nRT

    　　式中：P——气体压强，Pa；

    　　V——气体体积，m3；

    　　n——气体物质的量，mol；

    　　T——气体的热力学温度，K；

    　　R——普适气体常数，R＝8.31J/（mol?k）

    　　油浆罐为常压罐，蒸汽压强取标准大气压，P=101325Pa；水温度T=383.15k；1kg水蒸汽所具有的物质的量n＝55.56mol。将上述数据代人（1）式中，得出1kg冷凝水被油浆气化后所具有的体积

    　　V=55.6×8.31×383.15/101325＝1747.98L

    　　由以上估算可以看出，进入油浆罐的冷凝水汽化后，体积将扩大1700多倍，导致罐内油浆、水汽混合物呈爆炸式扩散，油浆突佛、冒罐。

    　　3.2间接原因分析

    　　3.2.1操作员责任心不强、安全意识淡薄、操作技能欠佳

    　　操作员李某工作责任心不强、安全意识淡薄、操作技能欠佳，打通付油浆管线流程时，仅仅只是关闭P311－04出口管线蒸汽扫线阀，没有察看压力表，没有检查P311－04出口管线内的蒸汽余压情况；没有想到蒸汽余压能使冷凝水倒窜进入油浆罐；也没有想到冷凝水进罐会使油浆发生突沸、冒罐事故。

    　　3.2.2管理粗放

    　　罐区车间生产管理粗放，对收、付油等重要操作没有要求要有2人才能实施，1人操作、1人进行检查、复核。以致李某在进行付油操作出现疏忽和错误时，未能及时发现和予以纠正。

    　　3.2.3罐的缓冲容积小

    　　T311－07罐容小，存储容积仅500m3。发生油浆突沸、冒罐事故时，T311－07液位已达9.5m，接近油罐安全高度，罐内气相空间小。冷凝水汽化，油浆、水汽混合物膨胀、突沸时，罐内没有足够的剩余空间使突沸得以缓冲。

    　　4防范措施

    　　（1）催化车间严格控制外甩油浆温度，送罐区车间油浆温度不超过95℃；油浆罐储存油浆温度不超过90℃。

    　　（2）油浆管线扫线时，扫线蒸汽要从扫线立管进油浆罐，严禁扫线蒸汽从罐底部进罐。尽量缩短扫线时间，减少进罐蒸汽量，严禁蒸汽冷凝水从油罐底部进入油浆罐内。

    　　（3）外付油浆，打通付油流程前，应将油浆泵进、出口管线内的扫线蒸汽余压全部卸除。

    　　（4）实行流程动改复核制，对重要操作要求要有2人才能实施，1人操作、1人进行检查、复核。

    　　（5）加强对职工进行职业道德教育和操作技能培训，提高职工素质。

    　　（6）油浆罐尽量控制在较低的液位，一般情况控制在6m以下。当液位较高时，及时联系相关部门将油浆付出。

    　　5事故教训

    　　安全事故往往发生在一瞬间，但导致事故的原因是多方面的，也不是一时形成的。油浆罐油浆突沸、冒罐的事故原因中，油浆换热器故障；油浆罐内油浆温度超高； 操作员操作技能欠缺；冷凝水倒窜进入油浆罐；油浆罐液位较高等等，事故诸原因中既有物的不安全状态，也有人的不安全行为，如果事前去除了其中的一个不安全因素，油浆突沸、冒罐事故即不会发生。早在1931年，美国著名的安全工程师海因里希（W.H.Heinrich）在《工业事故预防》一书中，就把这一事故因果关系归纳成事故因果连锁理论。事故因果连锁如同多米诺骨牌，一颗骨牌被碰倒，其余的几颗骨牌相继被碰倒，事故得以发生；如果移去中间的一颗骨牌，则连锁被破坏事故过程被终止。加强安全管理就要尽量多移走几颗骨牌，消除不安全因素，从而达到减少和避免事故的目的。