張武星

(中國石化洛陽分公司，河南洛陽 471012)

對于發(fā)生概率較低但后果極其嚴重的重大突發(fā)事件，采用“情景——應對”的理論與方法，提前開展戰(zhàn)略性研究和應急準備工作，是國內外應急管理學界近年來提出的一種行之有效的科學手段。本文按照“情景分析——任務梳理——能力評估”的情景構建基本框架，對蠟油加氫裝置高溫蠟油泵泄漏發(fā)生火災并引發(fā)硫化氫中毒的高風險情景開展情景構建，以提升企業(yè)應急能力。

1 蠟油加氫裝置風險特點

某公司220×104t/a蠟油加氫裝置，以減壓蠟油、焦化蠟油和脫瀝青油的混合油為原料，采用FFHT蠟油加氫處理工藝技術，生產硫含量低于1 700 μg/g的精制蠟油，為催化裂化裝置提供優(yōu)質的原料，同時副產少量石腦油和柴油，富氫氣體經(jīng)脫硫后去制氫裝置作原料。蠟油加氫裝置主要由反應部分、分餾部分、富氫氣體脫硫部分、熱回收和產汽部分、公用工程部分等組成。蠟油加氫工藝屬危險工藝，該蠟油加氫裝置為四級重大危險源。按照《中國石化在役生產裝置(設施)安全生產重大風險識別與評估指南》評估，該蠟油加氫裝置重大風險等級為E6級，為公司安全生產十大風險之一。裝置涉及的主要危險化學品有：蠟油、石腦油、氫氣、硫化氫、干氣等；存在的主要風險為：火災、爆炸和硫化氫中毒等。

2 情景構建的主要內容

2.1 成立情景構建工作組

成立由公司副總經(jīng)理或安全總監(jiān)為組長，生產、安全、環(huán)保、消防等部門專業(yè)人員和專業(yè)機構的安全專家為成員的情景構建工作組。

2.2 資料收集與情景篩選

收集的主要資料包括：蠟油加氫裝置安全評價報告、HAZOP分析報告；情景發(fā)生區(qū)域及周邊區(qū)域人員分布情況；工藝流程圖、消防設施分布圖、設備平面圖；公司和情景發(fā)生單位的應急組織機構、應急隊伍、應急裝備與物資、應急預案及演練資料；本企業(yè)、本行業(yè)及國內外發(fā)生的同類典型事故案例等。

情景篩選的原則：事故具有一定的代表性和典型性；后果的嚴重性大、影響范圍和處置難度大；具備發(fā)生的可能性(有事故案例支持、有模擬計算結果支持)。

結合蠟油加氫裝置生產工藝特點和風險評估報告，對收集的13起同類或類似裝置典型事故案例進行分析，初步篩選的事故情景如下。

a)產品分餾塔塔底高溫蠟油泵P5106A泄漏引發(fā)火災，導致泵上方油氣管線開裂，換熱框架傾斜，熱高分氣空冷器A5101法蘭開裂，含有硫化氫的油氣泄漏，進而引發(fā)硫化氫中毒事故。

b)反應加熱爐F5101(或反應器R5101)油氣泄漏導致火災、爆炸事故。

c)熱高分氣空冷器A5101油氣泄漏導致硫化氫中毒事故。

d)熱高分V5102油氣竄入熱低分V5103導致超壓爆炸，爆炸沖擊波沖擊脫硫化氫汽提塔T5101，造成硫化氫泄漏，發(fā)生中毒事故。

經(jīng)工作組進一步分析和評估，最終篩選a)情景開展情景構建。

2.3 典型事故案例分析

選取與篩選情景相關的典型事故案例，梳理案例特點，總結事故規(guī)律，研究事故演化過程的關鍵節(jié)點，為情景構建提供依據(jù)。本例情景選取兩起典型事故案例進行類比分析。具體見表1。

表1 典型事故案例類比分析

2.4 演化過程設計

a)事件孕育階段：8月9日，蠟油加氫裝置分餾塔塔底泵P5106A振動超標。

b)事件發(fā)生階段：8月10日4時00分，蠟油加氫裝置分餾塔塔底泵P5106A機封失效，高溫蠟油泄漏、自燃著火。

4時02分，當班班長向公司消防部門報警并向應急指揮中心報告，同時啟動煉油二部生產事故應急處置方案進行應急處置。

4時04分，公司應急指揮中心啟動公司級生產安全事故應急預案。

4時05分，公司消防隊到達現(xiàn)場按照滅火預案進行撲救。

4時10分，公司現(xiàn)場應急指揮部成立，開展救援。

4時20分，公司向集團公司和地方政府主管部門進行報告和求援。

c)事件擴大階段：4時40分，蠟油泵P5106上方一條油氣管線被燒裂，火勢增大，發(fā)生爆燃，5名消防隊員被燒傷。

4時50分～5時30分，地方消防部門和政府主管部門人員陸續(xù)到達事故現(xiàn)場，成立現(xiàn)場應急指揮部，制訂應急救援方案實施救援，組織疏散周邊1 000 m以內的人員。

5時30分，蠟油泵P5106旁邊的換熱框架鋼立柱變形，換熱框架傾斜，熱高分氣空冷器A5101法蘭開裂，含有硫化氫的油氣泄漏、擴散，下風向的10名消防隊員硫化氫中毒。

d)事件控制與恢復階段：5時32分，現(xiàn)場應急指揮部重新調整應急救援方案，擴大疏散范圍，使含有硫化氫的油氣燃燒。

7時30分，火勢得到初步控制。

7時35分，組織把消防污水轉向原油儲罐。

9時00分，火勢得到全面控制。

10時30分，在會議中心召開新聞發(fā)布會，向媒體通報事故情況。

15時00分，所有環(huán)境監(jiān)測點位監(jiān)測指標均達到環(huán)保標準要求。

17時00分，明火被撲滅。

17時30分，現(xiàn)場事故救援工作結束。

18時30分，突降暴雨，排洪(水)溝內部分消防水隨雨水溢流出廠，立即啟動防止水體污染應急預案。

20時50分，水體污染得到控制，應急中止。

2.5 模擬計算分析

利用ALOHA(Areal Location of Atmosphere)軟件模擬計算事故狀態(tài)下的火災和硫化氫中毒事故影響范圍，得到演化過程關鍵節(jié)點，并對結果進行分析。

2.5.1收集有關基礎數(shù)據(jù)資料

風向、風速、大氣穩(wěn)定度等氣象條件；分餾塔T5102蠟油總量及蠟油成分；分餾塔上部三層管帶各管線內物料性質；空冷A5101容積及氣相組成；泄漏孔徑、泄漏高度、泄漏時間等參數(shù)；周邊人員分布等。

2.5.2火災的影響范圍

根據(jù)熱輻射傷害后果及準則，可確定應急人員及應急過程中的安全區(qū)域及疏散區(qū)域，以及熱輻射通量對設備和鋼結構的影響，其中：無關人員疏散區(qū)輻射熱強度需小于1.6 kW/m2；穿適當防護服的應急人員可活動的區(qū)域輻射熱強度需小于4.73 kW/m2；著標準防護服的消防員最大的容忍極限輻射熱強度為7 kW/m2；無保護的鋼結構可承受的最大熱輻射通量為20 kW/m2；操作設備完全損壞，結構塌陷的熱輻射通量為37.5 kW/m2。

依據(jù)ALOHA軟件計算結果，火災時人員疏散范圍如圖1，火災對鋼結構損壞范圍如圖2。

圖1 火災時人員疏散范圍

圖2 火災對鋼結構損壞范圍

由圖1可知：人員的疏散半徑為250 m；穿適當防護服的救援人員的作業(yè)半徑為132 m；穿標準防護服的救援人員的作業(yè)半徑為96 m。

由圖2可知：當火災發(fā)生時，著火點16 m范圍內的鋼結構存在損壞風險；10 m范圍內的操作設備完全損壞，鋼結構發(fā)生坍塌。

2.5.3硫化氫泄漏的影響范圍

火災發(fā)生1.5 h后，換熱框架傾斜，熱高分氣空冷器A5101法蘭開裂，含有硫化氫的油氣泄漏、擴散，分別模擬在風速1.5 m/s(低風速)、3 m/s(中風速)、5 m/s(高風速)對下風向區(qū)域的影響，由計算可知，硫化氫在低風速時對下風向區(qū)域的影響最大。低風速模擬結果如圖3。

硫化氫氣體泄漏后果的評估標準：定義容許濃度為20×10-6(SY6137-2012)，高于此濃度的區(qū)域人群需要疏散；定義中毒濃度為100×10-6(SY6137-2012)，高于此濃度的硫化氫氣體會對人員造成不可逆的中毒損傷；定義死亡濃度為1 000×10-6(AQ2018-2008)，高于此濃度的硫化氫會造成人員急性中毒死亡。

圖3 低風速模擬結果

由圖3可知，在1.5 m/s風速下，需要疏散1.4 km范圍內的人員，事故點附近583 m內人員有中毒風險，129 m內會造成急性中毒死亡。

2.6 應急任務與能力分析

針對構建的事故情景，分析每個階段需要開展的應急任務，評估承擔該任務的有關部門的職責和完成該任務所需要的應急資源與能力，結合現(xiàn)有應急能力，查找存在的差距。經(jīng)分析評估，存在的主要問題及建議如下。

a)應急預案方面：如何通知和組織下風向1.4 km范圍內居民的疏散方式、方法、職責及程序未明確；地方消防力量到現(xiàn)場后如何組織協(xié)調盡快參與救援的事項未明確。建議配備應急廣播等設備；在應急預案中明確應急疏散的有關要求和與地方消防力量協(xié)調的有關事宜。

b)設備設施方面：分餾塔底泵P5106(介質溫度超過自燃點)布置在管廊和空冷器等設施下方，未采用不燃燒材料的隔板隔離保護；分餾塔底的快速切斷閥及電纜沒有耐火保護；分餾塔底泵附近缺少視頻監(jiān)控系統(tǒng)或火焰監(jiān)測系統(tǒng)，不能及時發(fā)現(xiàn)火情。建議對上述隱患進行治理。

c)消防能力方面：公司消防供水能力不足，最大供水量為5 h，流量為1 500 t/h，而事故狀態(tài)下需供水13 h，流量需3 000 t/h；儲存泡沫數(shù)量不足，目前只儲存40 t，只夠滅火2 h；消防車油料供給不足，主戰(zhàn)車輛僅能支持2 h。建議考慮遠程供水問題，儲備或快速調配足夠的泡沫、油料等物資。

d)消防戰(zhàn)術方面：重點對泵上方管線及框架實施冷卻保護；在爆燃征兆發(fā)生前及時撤離消防隊員；及時引燃含有硫化氫的油氣。

e)污水儲存能力方面：公司事故污水池容積1.6×104m3，而事故狀態(tài)下污水約3.9×104t，向原油罐轉存的泵、管線達不到要求。建議更新泵及管線，滿足應急需要。

2.7 桌面演練與改進建議

針對構建的事故情景，開展公司級桌面演練，通過桌面演練查找問題，驗證情景設定的合理性；根據(jù)桌面演練反映出來的問題，提出改進建議，對情景進行完善。

2.8 情景演示動畫制作

制作情景演示動畫,主要體現(xiàn)：情景的演化過程，應急響應流程，涉及的應急資源(隊伍、裝備和物資)等，以滿足應急培訓需要。

3 結語

重大事故情景構建可以將企業(yè)存在的大風險“實例化”、應急準備目標“顯性化”，對優(yōu)化企業(yè)應急預案、提升企業(yè)應急能力都有較大的促進作用，情景構建中要重點把握的內容是：重大風險評估、典型事故案例分析、事故模擬計算、事故演化過程分析和應急能力分析。