青海油田公司“1.01”壓縮機(jī)三級(jí)換熱器管束箱封頭閃爆事故案例分析.ppt

,青海油田公司 “1.01”壓縮機(jī)三級(jí)換熱器管束箱 封頭閃爆事故案例分析,2012-01-12,尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位代表： 2012年1月1日16時(shí)45分，青海油田公司冷湖油田管理處南八仙試采作業(yè)區(qū)發(fā)生2#壓縮機(jī)三級(jí)換熱器管束箱封頭閃爆事故，造成一人死亡。,（一）事故發(fā)生時(shí)間 2012年1月1日16時(shí)45分。 （二）事故發(fā)生地點(diǎn) 青海油田冷湖油田管理處南八仙試采作業(yè)區(qū)。 （三）事故單位及班組概況 南八仙試采作業(yè)區(qū)成立于2000年2月。目前，共有職工98人，其中管理干部5人，技術(shù)干部5人，高級(jí)技師2人、技師6人。,一、基本情況,現(xiàn)設(shè)采油采氣班、集輸班、壓縮機(jī)班、油氣井維護(hù)班、格爾木卸油班五個(gè)班組。主要負(fù)責(zé)南八仙油氣田的采油、采氣、油氣水處理、低壓天然氣壓縮增壓、注水、注氣、供配電、供轉(zhuǎn)水、消防、供暖，以及全處的原油對(duì)外交接工作。原油生產(chǎn)能力4萬(wàn)噸/年、天然氣生產(chǎn)能力1.7億立方米/年。目前作業(yè)區(qū)安全管理人員2名，分別由作業(yè)區(qū)經(jīng)理和主管生產(chǎn)的副經(jīng)理兼職；班組安全監(jiān)督員15名。 南八仙試采作業(yè)區(qū)壓縮機(jī)班現(xiàn)有崗位操作員工18人，實(shí)行是兩輪換，每天三班三運(yùn)行。事故發(fā)生時(shí)當(dāng)班人員7人。,（四）壓縮機(jī)組概況 南八仙試采作業(yè)區(qū)現(xiàn)有2臺(tái)天然氣壓縮機(jī)組，該壓縮機(jī)組為南八仙低壓伴生氣回收利用工程配套主要設(shè)備，其功能是將油井伴生低壓氣進(jìn)行增壓處理，型號(hào)為4RDSA-3/G3516，由江鉆股份武漢壓縮機(jī)分公司組裝集成。該設(shè)備分為動(dòng)力部分、換熱部分和壓縮部分。其中：動(dòng)力部分為美國(guó)卡特公司生產(chǎn)、換熱部分為湖北天門江漢石油通用機(jī)械有限公司生產(chǎn)、壓縮部分為江鉆股份武漢壓縮機(jī)分公司根據(jù)南八仙油藏油井伴生氣組分和處理量需求專門設(shè)計(jì)生產(chǎn)。,采取三級(jí)增壓技術(shù)將油井伴生氣從0.2-0.3MPa增壓至5.0MPa，其中一級(jí)增壓至0.7MPa、二級(jí)增壓至2.0MPa、三級(jí)增壓至5.0MPa。 2010年6月至2011年8月兩臺(tái)壓縮機(jī)開一備一。2011年9月經(jīng)伴生氣回收工藝流程和油井地面管網(wǎng)優(yōu)化后兩臺(tái)全開。截止事發(fā)時(shí)，1#壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間5939小時(shí)，2#壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間9588小時(shí)。此次事故發(fā)生在2#壓縮機(jī)，在事故發(fā)生前，該壓縮機(jī)三級(jí)換熱器發(fā)生冰堵現(xiàn)象，造成壓縮機(jī)停機(jī)檢修。,機(jī)組主要技術(shù)參數(shù) 進(jìn)氣壓力Mpa(G)：0.2-0.3 排氣壓力 Mpa(G):5.0 進(jìn)氣溫度 ：30 排氣溫度 ：50 排量 104Nm3/d: 8.18-11.42 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 KW：652 轉(zhuǎn)速 rpm:1000,壓縮機(jī),二、事故經(jīng)過,2011年12月31日11時(shí)，冷湖油田管理處南八仙試采作業(yè)區(qū)2#壓縮機(jī)三級(jí)排氣壓力升高至5.76MPa（報(bào)警高限值5.8MPa），同時(shí)出現(xiàn)三級(jí)換熱器后管束箱封頭滲漏（水）現(xiàn)象。作業(yè)區(qū)組織停機(jī)并拆下1只三級(jí)換熱器后管束箱封頭絲堵進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)存在冰堵現(xiàn)象，拆除其余絲堵進(jìn)行解堵作業(yè)，至2012年1月1日16時(shí)20分左右完成。進(jìn)行空氣置換并經(jīng)啟動(dòng)前檢查后，進(jìn)行閉路（?。┭h(huán)。第一次啟機(jī)，因注油器斷流（潤(rùn)滑油中斷）自動(dòng)停機(jī)。經(jīng)排除故障，再次啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行閉路（?。┭h(huán)。,壓縮機(jī)在保持少量進(jìn)氣的情況下運(yùn)行約8分鐘后，2#壓縮機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常：三級(jí)排出壓力0.9MPa（正常0.3MPa）、溫度117（正常90），二級(jí)排出壓力2.9 MPa，安全閥起跳（正常不大于2.0MPa），溫度仍有繼續(xù)上升趨勢(shì)。張?？茩z查發(fā)現(xiàn)換熱器百葉窗未完全打開，進(jìn)行相應(yīng)的處理后返回壓縮機(jī)房。16時(shí)45分，張?？圃跈C(jī)房?jī)?nèi)聽到爆炸聲，立即按下了緊急停車按鈕后迅速跑到現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)陳剛仰面躺在地上，已經(jīng)死亡(經(jīng)分析，陳剛在梯子上檢查封頭泄漏情況）。,三、現(xiàn)場(chǎng)情況,2#壓縮機(jī)三級(jí)換熱器管束箱擋板缺失，管束箱本體向后移動(dòng)了10cm；封頭正面擋板落在距爆炸點(diǎn)正北方57.4m處，擋板變形，擋板上缺失一只絲堵；封頭上擋板掉落在爆炸點(diǎn)199.6o方位119m處。,正面擋板,壓縮機(jī)管線系統(tǒng)勘察情況：拆開壓縮機(jī)系統(tǒng)卸載閥門（放空閥）、二級(jí)排氣安全閥和三級(jí)排氣安全閥，發(fā)現(xiàn)在二級(jí)排氣安全閥管線內(nèi)有燃燒后的碳渣；在卸載閥門（放空閥）和三級(jí)排氣安全閥管線內(nèi)發(fā)現(xiàn)有凝析油。,碳渣,凝析油,現(xiàn)場(chǎng)勘查示意圖,經(jīng)分析，三級(jí)換熱器后管束箱發(fā)生爆炸后，炸飛的管束箱擋板擊中正在檢查的陳剛頭部，造成陳剛死亡。 死者：陳剛，男，40歲 1990年參加工作，現(xiàn)崗位為 天然氣壓縮機(jī)崗，操作證號(hào)TS6CQES06587。死亡時(shí)仰面躺在爆炸點(diǎn)15.9o方位6.05m處，腳朝正南。,N,四、相關(guān)情況說(shuō)明,1、2#壓縮機(jī)啟動(dòng)后溫度、壓力超標(biāo)原因：由于壓縮機(jī)系 統(tǒng)空氣沒有置換干凈，空氣在系統(tǒng)內(nèi)分段滯留，天然氣引入 機(jī)組后與空氣混合，在壓力、流速變化下產(chǎn)生靜電，可燃爆 炸氣體首先在壓縮機(jī)內(nèi)發(fā)生閃爆（二級(jí)排出口），造成壓縮 機(jī)溫度、壓力升高; 2、壓縮機(jī)系統(tǒng)吹掃、置換說(shuō)明：按照設(shè)計(jì)，壓縮機(jī)系統(tǒng) 的空氣置換分兩個(gè)步驟進(jìn)行，第一是通過系統(tǒng)環(huán)路管線對(duì)三 級(jí)換熱系統(tǒng)進(jìn)行吹掃置換；第二是通過盤車置換排空。,五、原因分析直接原因,1、作業(yè)區(qū)在檢修壓縮機(jī)換熱器過程中，空氣進(jìn)入系統(tǒng)，在進(jìn)行空氣置換作業(yè)過程中，使用天然氣為置換介質(zhì)，且未能將空氣置換干凈，造成空氣滯留在系統(tǒng)內(nèi)部； 2、壓縮機(jī)啟動(dòng)閉路（?。┭h(huán)，天然氣進(jìn)入壓縮機(jī)系統(tǒng)與滯留在系統(tǒng)內(nèi)的空氣混合,形成可燃爆炸氣體； 3、可燃爆炸氣體在壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)至三級(jí)換熱器后管束箱，由于流速發(fā)生變化產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致可燃?xì)怏w閃爆，爆炸將換熱器后管束箱炸開，炸飛的管束箱正面擋板擊中正站在梯子（直梯）上檢查滲漏情況人員頭部，導(dǎo)致事故發(fā)生。,五、原因分析-間接原因,（一）壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)空氣不能置換干凈及形成可燃?xì)怏w原因 在解堵作業(yè)過程中，空氣進(jìn)入三級(jí)換熱器進(jìn)、排氣管線、循環(huán)管線以及一級(jí)洗滌罐及緩沖罐內(nèi)。當(dāng)操作工人在完成絲堵緊固任務(wù)后，打開進(jìn)料氣閥門，首先通過環(huán)路管線將三級(jí)換熱器進(jìn)、排出管線、管束箱空氣經(jīng)卸載閥（放空閥）排出，但仍有部分空氣被頂至三級(jí)排出管線。,其次通過盤車將天然氣依次引入壓縮機(jī)一、二、三級(jí)洗滌罐和緩沖罐，通過洗滌罐排污閥將空氣排出，因無(wú)檢測(cè)手段不能確定這部分空氣是否排盡。由于工藝流程設(shè)計(jì)原因，其余空氣仍然滯留在三級(jí)出口管線及管束箱內(nèi)。啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行閉路（小）循環(huán)后，更多的天然氣與系統(tǒng)內(nèi)的空氣相遇，在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)、混合，形成可燃爆炸氣體。同時(shí)，可燃?xì)怏w在壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，壓力、溫度不斷升高，又由于管線內(nèi)存在凝析油，致使可燃爆炸氣體點(diǎn)火能量下降及爆炸極限變寬。,（二）靜電產(chǎn)生原因 混合可燃?xì)怏w流速發(fā)生變化，產(chǎn)生靜電。啟動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行閉路（?。┭h(huán)后，可燃?xì)怏w通過三級(jí)換熱器，經(jīng)過進(jìn)口管束節(jié)流及后管束箱膨脹，流速、流向發(fā)生變化，產(chǎn)生靜電。,（三）換熱器后管束箱正面擋板與上擋板在爆炸后首先發(fā)生斷裂原因 換熱器制造工藝存在質(zhì)量缺陷，通過查看正面擋板與上擋板斷口，發(fā)現(xiàn)正面擋板與上擋板焊縫連接處約有10mm沒有焊透，違反了氣焊、焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊和高束焊的推薦坡口（GB/T9852008）以及固定壓力容器（GB/T1502008）相關(guān)規(guī)定，即：“必須采用全截面焊透的對(duì)接接頭型式”。同時(shí)焊接處有長(zhǎng)度約2.5cm的焊接蜂窩狀氣孔段(最大氣孔長(zhǎng)度1.4cm，氣孔面積共計(jì)4.8cm2)，導(dǎo)致焊接強(qiáng)度達(dá)不到承壓要求。,未焊透,（四）壓縮機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷 1、工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷：壓縮機(jī)系統(tǒng)流程中缺少惰性氣體置換注入口，無(wú)法進(jìn)行置換操作；且提供的4RDSA-3/G3516 RDS天然氣壓縮機(jī)組服務(wù)手冊(cè)中明確“可以使用天然氣進(jìn)行置換”； 2、換熱器缺少溫度調(diào)節(jié)手段：換熱器二級(jí)、三級(jí)換熱管束共用一套百葉窗，無(wú)法單獨(dú)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。,3、換熱器設(shè)計(jì)存在缺陷：壓縮機(jī)在冬季運(yùn)行的情況下，換熱器管束易產(chǎn)生冰堵現(xiàn)象。換熱器為了達(dá)到降溫效果，采取節(jié)流設(shè)計(jì)，天然氣經(jīng)三級(jí)壓縮后由管線（通徑100mm，截面積7850mm2）經(jīng)前管束箱（截面積73100 mm2）進(jìn)入管束產(chǎn)生節(jié)流（通徑20mm*15根；截面積4710 mm2），流速增加，當(dāng)天然氣到達(dá)后管束箱時(shí)由于截面積增加（截面積90300mm2），天然氣體積膨脹，壓力、溫度下降，產(chǎn)生水合物，造成管束箱內(nèi)及部分出口管束冰堵，三級(jí)排氣壓力升高至5.76MPa，絲堵出現(xiàn)滲漏（是此次事故發(fā)生的誘因），迫使停機(jī)檢修換熱器。,在2012年1月2日，1#壓縮機(jī)組出現(xiàn)三級(jí)換熱器進(jìn)、排氣溫差只有31（正常大于60），三級(jí)排氣壓力達(dá)到5.47MPa，經(jīng)分析管束箱可能存在冰堵，隨后停機(jī)，用蒸氣車在外部對(duì)換熱器管束進(jìn)行加溫解堵。重新開機(jī)后，進(jìn)、排氣溫度和壓力恢復(fù)正常，1月3日又出現(xiàn)類似情況，用同樣方法處理后恢復(fù)正常，再次驗(yàn)證了換熱器管束存在冰堵的現(xiàn)象。,（五）操作規(guī)程制定不嚴(yán)謹(jǐn) 依據(jù)制造廠家提供的4RDSA-3/G3516 RDS天然氣壓縮機(jī)組服務(wù)手冊(cè)，編制了4RDSA-3/G3516天然氣壓縮機(jī)組操作規(guī)程。規(guī)程中對(duì)置換的描述是：“在保證安全的情況下可以使用天然氣進(jìn)行置換”；“以及盤車置換時(shí)間10分鐘”。存在以下問題： 1、“在保證安全的情況下”的要求沒有可操作性； 2、規(guī)定盤車置換時(shí)間10分鐘，是技術(shù)人員通過相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得來(lái)，沒有考慮盤車作業(yè)要受人員體力等因素影響，同時(shí)也沒規(guī)定出盤車的次數(shù)。,（六）操作人員缺乏壓縮機(jī)系統(tǒng)空氣置換操作經(jīng)驗(yàn) 該壓縮機(jī)組自2010年6月投產(chǎn)運(yùn)行至今，操作人員只進(jìn)行過機(jī)組切換操作，空氣置換作業(yè)是首次進(jìn)行，缺乏經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，壓縮機(jī)制造廠家在投產(chǎn)試車時(shí)使用天然氣置換，受此影響作業(yè)區(qū)沒有意識(shí)到天然氣置換存在的風(fēng)險(xiǎn)，未能掌握置換操作要點(diǎn)，作業(yè)區(qū)在引進(jìn)壓縮機(jī)系統(tǒng)后，也沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)空氣置換流程中存在的缺陷以及運(yùn)行過程中的冰堵現(xiàn)象。,（七）作業(yè)區(qū)未能處理好生產(chǎn)進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益與安全生產(chǎn)之間關(guān)系 集團(tuán)公司、股份公司三令五申要求做好節(jié)假日和特殊時(shí)段的安全生產(chǎn)工作，青海油田公司也在節(jié)前下發(fā)了關(guān)于切實(shí)做好2012年元旦、春節(jié)期間安全生產(chǎn)工作的通知(石油青質(zhì)安2011573號(hào))，要求在節(jié)假日期間停止風(fēng)險(xiǎn)較大的臨時(shí)作業(yè)。由于正值冬季供氣高峰，作業(yè)區(qū)只考慮盡快恢復(fù)供氣，未能遵守上級(jí)規(guī)定，在節(jié)日期間進(jìn)行檢修及啟動(dòng)壓縮機(jī)作業(yè)，把重要操作當(dāng)作常規(guī)作業(yè)進(jìn)行管理。,六、預(yù)防措施,（一）制定完善壓縮機(jī)系統(tǒng)冬季生產(chǎn)運(yùn)行方案，解決和減少壓縮機(jī)換熱器冰堵現(xiàn)象 1、壓縮機(jī)一級(jí)進(jìn)氣閥前安裝調(diào)壓閥，穩(wěn)定來(lái)料氣壓力，保證壓縮機(jī)工況穩(wěn)定； 2、增加換熱器一、二、三級(jí)進(jìn)出口溫度檢測(cè)點(diǎn)，為判斷換熱器是否冰堵提供依據(jù)，對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，增加檢測(cè)點(diǎn)和歷史趨勢(shì)顯示記錄，增加壓縮機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)； 3、將換熱器二、三級(jí)共用的百葉窗改造為單獨(dú)百葉窗，以便單獨(dú)調(diào)節(jié)換熱溫度； 4、要求制造廠家恢復(fù)洗滌罐自動(dòng)排污控制系統(tǒng)。,（二）完善壓縮機(jī)工藝流程 1、在壓縮機(jī)系統(tǒng)入口閥門處加裝惰性氣體注入口，以滿足置換作業(yè)介質(zhì)要求； 2、在三級(jí)換熱器排出管線末端增設(shè)放空流程，安裝放空閥，完善壓縮機(jī)系統(tǒng)空氣置換流程。,（三）完善工藝管理制度 1、由制造廠家?guī)椭瓿刹僮饕?guī)程的修訂工作，依據(jù)相應(yīng)技術(shù)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)，制定便于崗位員工操作的規(guī)程和程序，如空氣置換，盤車操作以及異常情況處置等； 2、完善作業(yè)審批程序，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的開停機(jī)和檢維修作業(yè)，實(shí)施作業(yè)審批制度，堅(jiān)持干部帶班作業(yè)制度，對(duì)關(guān)鍵作業(yè)要安排技術(shù)干部現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和確認(rèn)，確保作業(yè)安全，尤其是加強(qiáng)特殊時(shí)段和非正常操作管理，杜絕事故發(fā)生； 3、以HAZOP分析為手段，對(duì)油田油氣處理裝置進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，查找工藝系統(tǒng)中存在的潛在隱患。,（四）對(duì)壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)檢查 1、針對(duì)此次天然氣壓縮機(jī)三級(jí)換熱器集束箱制造工藝中存在的缺陷，聯(lián)系有檢測(cè)資質(zhì)的專業(yè)部門，對(duì)兩臺(tái)天然氣壓縮機(jī)的焊接口進(jìn)行探傷檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告結(jié)果，整改存在的安全隱患； 2、打開2#壓縮機(jī)機(jī)體，檢查閃爆對(duì)機(jī)體和系統(tǒng)管線的影響，確認(rèn)能否正常使用； 3、1#壓縮機(jī)在未做探傷檢測(cè)及冰堵問題解決前，決定對(duì)其停用。,七、處理意見,依據(jù)中國(guó)石油天然氣股份有限公司生產(chǎn)安全事故責(zé)任管理人員處分暫行辦法（石油監(jiān)2008195號(hào)）、關(guān)于印發(fā)的通知（石油青質(zhì)安2008254號(hào)）有關(guān)規(guī)定，對(duì)王衛(wèi)軍等相關(guān)責(zé)任人擬提出以下處理意見： 一、冷湖油田管理處處長(zhǎng)王衛(wèi)軍、黨委書記劉毅林是安全生產(chǎn)第一責(zé)任人，對(duì)此次事故負(fù)重要領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，給予王衛(wèi)軍同志降職處分，即由正處級(jí)職務(wù)降為副處級(jí)職務(wù)；給予劉毅林同志行政記大過處分，并一次性扣款10000元。 二、冷湖油田管理處副處長(zhǎng)、安全總監(jiān)薛全武負(fù)責(zé)生產(chǎn)運(yùn)行、設(shè)備管理和安全環(huán)保工作，對(duì)此次事故負(fù)主要領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，給予薛全武同志行政記大過處分，并一次性扣款10000元。,建議：,1、鑒于江鉆股份武漢壓縮機(jī)分公司制造的壓縮機(jī)存