由兩起化工管線事故引起的思考.doc

化工安全與環(huán)保課程論文 由兩起化工管線事故引起的思考 姜成偉 北京石油化工學院化學工程學院 北京 102617摘要：中國青島“11.22”輸油管線泄露爆炸事故與墨西哥瓜達拉哈拉市地下污水管線爆炸事故極其相似，本文就這兩起安全事故進行對比和分析，指出我國化工安全管理和安全事故處理方面存在的問題。關鍵詞 管線 爆炸 安全管理 事故處理0 引言近年來，世界上陸續(xù)發(fā)生多起油氣管道事故，造成人員傷亡、經(jīng)濟損失、環(huán)境污染等。如1992年4月22日，在墨西哥瓜達拉哈拉市，的一系列可燃氣體大爆炸。在4小時之內(nèi)，市中心安那可地區(qū)的下水道發(fā)生多起汽油爆炸，摧毀了8公里的街道路面。依據(jù)勞合社的統(tǒng)計，死亡252人，傷者超過500人，無家可歸者更高達15,000人，估計財務損失為3億至10億美元1。2013年11月22日，位于中國青島的中石化東黃輸油管道泄漏爆炸，造成66人遇難、9人失蹤的自建國以來罕見的重特大事故5。本文嘗試就這兩起化工管線安全事故進行對比研究，分析造成這兩起事故的各方面的原因，闡述對化工管線安全事故的認識和思考。1 引起兩起事故介質(zhì)的性質(zhì)介紹與分析 引起瓜達拉哈拉市爆炸事故的主要介質(zhì)是汽油蒸汽中的己烷。己烷氣體毒性很強，己烷具有許多和汽油相似的性質(zhì)，比如具有相似的刺鼻的氣味能讓人頭昏眼花，而且己烷是一種極其易燃的液體，能夠散發(fā)出極易爆炸的己烷蒸汽，己烷的閃點是零下22攝氏度，也就是說如果己烷蒸汽在空氣的含量達到一定程度，在零下22攝氏度的溫度下就有可能發(fā)生爆炸。而引起中石化東黃輸油管道泄露爆炸事故的主要介質(zhì)是原油及油氣混合物，原油的閃點較低，常溫下即易引起燃燒，原油蒸氣與空氣混合可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能即發(fā)生燃燒爆炸。此外，原油蒸氣密度較空氣重，不易擴散，往往在儲存處或作業(yè)場地空間地面彌漫飄蕩，容易滯留在地表、水溝、下水道及凹坑等低處，并且貼地面流向遠處，與空氣混合形成爆炸性混合物。2 兩起事故的泄露原因分析隨著經(jīng)濟的發(fā)展，瓜達拉哈拉市的地下管道越來越多，輸水管線與輸油管道交叉建設，供水管道相當于鍍了一層新的鐵質(zhì)層，而輸油管道由鋼制成，相當堅實，但在潮濕的環(huán)境下，這些相互纏繞的金屬發(fā)生了化學反應，隨著腐蝕程度的加劇，輸油管的管壁變得越來越薄，接著就發(fā)生了汽油泄露的事件，在污水管道和壓力輸油管道接觸的地方，有一個因腐蝕而產(chǎn)生的小洞，汽油悄無聲息的從這里泄露，洞的直徑只有1厘米，但壓力使汽油涌進了土壤里，在爆炸發(fā)生的這幾天時間里，就有60萬升汽油悄無聲息的滲入了土壤里，這些汽油約能裝滿十八個油罐車，整個城市的地下變成了一顆巨大的炸彈，危險的氣態(tài)汽油不斷在土壤中聚集，污水可以流過U型管道部分排出下水道，但氣態(tài)汽油被困在U型管道中高于地鐵管線的部分，氣態(tài)汽油由地鐵線上方的甘蒂街開始泄露，逐漸充滿了下水道，由于氣態(tài)汽油在污水排放主管中間或形成阻塞，所以有的地方汽油濃度高有的地方汽油濃度低，充滿氣態(tài)汽油的污水支管和污水主管中的汽油濃度不同，濃度較高的地方會首先發(fā)生爆炸。青島市黃島爆炸事故泄露的原因與瓜市極其類似。青島東黃管道與排水渠道交叉設計，存在原油泄漏進入暗渠風險，管道規(guī)劃時處于海水倒灌區(qū)域，加速管道腐蝕破裂由于與排水暗渠交叉段的輸油管道所處區(qū)域土壤鹽堿和地下水氯化物含量高，同時排水暗渠內(nèi)隨著潮汐變化海水倒灌，輸油管道長期處于干濕交替的海水及鹽霧腐蝕環(huán)境，加之管道受到道路承重和振動等因素影響，導致管道加速腐蝕減薄、破裂，已發(fā)現(xiàn)的出現(xiàn)兩個拳頭大小的貫穿性腐蝕孔，導致原油泄漏，輕質(zhì)組分揮發(fā)，進入到城市管網(wǎng)中?？梢娚鲜鰞善鸹す芫€事故泄露的共性問題是管線交叉規(guī)劃建設，直接原因由于腐蝕造成的，都是由于管道的貫穿性腐蝕孔，導致了爆炸介質(zhì)的泄露。一個國家每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失，占到國家總GDP的3%-5%，比任何自然災害如火災、風災、地震、干旱等造成的損失綜合還要多。這兩起事故正是由于各方責任體不重視管道防腐而間接導致的2。3 城市建設發(fā)展對事故的影響隨著瓜達拉哈拉市城市建設的發(fā)展，輸油和輸水的地下管道從橫交錯，猶如一座迷宮，輸油管道是壓力缸輸油線，1973年建成，直徑30多厘米，在瓜達拉哈拉市和數(shù)百公里外的薩拉曼卡之間輸送汽油，除了輸油管線和排污管線之外，瓜達拉哈拉市拓展了城市輕軌系統(tǒng)，增建了一條新的地鐵線，開挖地鐵線時城市污水主管擋在了前面，不得不將城市污水主管改成U型管道，從地鐵線路的下方通過，污水管道修建時一般向下傾斜，污水在重力作用下向下流動，而地鐵的修建迫使無水管道中新增的一段管道要將污水向上輸送，為了修建新的輕軌系統(tǒng)，在地下這根水管被彎了過來，纏繞著壓力輸油管道，正是這一處小的改動，極大的改變了瓜達拉哈拉市的未來。 而青島市黃島爆炸事故的直接原因是輸油管道與排水暗渠交匯處管道腐蝕減薄、管道破裂、原油泄漏，流入排水暗渠及反沖到路面。原油泄漏后，現(xiàn)場處置人員采用液壓破碎錘在暗渠蓋板上打孔破碎，產(chǎn)生撞擊火花，引發(fā)暗渠內(nèi)油氣爆炸。這里的暗渠在1996年以前是一條明渠，順應了海濱地區(qū)的潮汐規(guī)律。但為了適應城市的發(fā)展和居住區(qū)的建設，秦皇島路橋涵以南的排水暗渠1998年、2002年、2008年經(jīng)過3次加設蓋板改造，成為排水暗渠（暗渠寬8米、高2.5米）。秦皇島路橋涵以北的排水暗渠于2004年、2009年分兩期建設完成3。輸油管道在秦皇島路橋涵南半幅頂板下架空穿過，與排水暗渠交叉。橋涵內(nèi)設3座支墩，管道通過支墩洞孔穿越暗渠，頂部距橋涵頂板110厘米，底部距渠底148厘米，管道穿過橋涵兩側(cè)壁部位采用細石混凝土進行封堵。管道泄漏點位于秦皇島路橋涵東側(cè)墻體外15厘米，處于管道正下部位置。諷刺的是這個橋涵的施工圖竟是當年找的一個退休工程師手繪而成,間或為這次事故埋下了隱患。4 兩起事故中企業(yè)、政府應急處理管理分析墨西哥瓜達拉哈拉事故和青島東黃輸油管道事故均可視為泄漏事故和爆炸事故的疊加，政府、企業(yè)及相關人員在泄漏事件應急處置不當，同時缺乏爆炸事件的預警預控，導致泄漏風險向爆炸風險演變4。4.1 泄漏預警預控階段 伴隨經(jīng)濟發(fā)展，城市管道建設突發(fā)猛進，當管道線路、周邊環(huán)境等發(fā)生變更時，相關單位疏于管理和缺乏實時隱患風險評估是泄漏事故發(fā)生誘因。瓜達拉哈拉地下管道數(shù)量眾多，規(guī)劃和鋪設混亂導致輸水管線和壓力輸油管道接觸，金屬腐蝕致使管道汽油泄漏，高溫天氣加熱和加速汽油擴散; 青島東黃管道與排水渠道交叉設計，存在原油泄漏進入暗渠風險，管道規(guī)劃時處于海水倒灌區(qū)域，加速管道腐蝕破裂。運行期間，政府和企業(yè)針對管道變更風險未及時進行隱患排查治理，增加管道失效概率。4.2 泄漏應急處置階段 泄漏應急處置階段人員違規(guī)操作是導致泄漏事故演化為爆炸事故的直接原因。這兩起事故均是由于施工人員在查找和檢修過程中違規(guī)操作，使用非防爆設備產(chǎn)生點火源引爆聚集的可燃氣體。應急指揮體系協(xié)調(diào)不暢，應急信息傳遞受阻加速風險演化過程。青島東黃管線從2時12分判斷管道泄漏至10時15分爆炸發(fā)生期間，青島開發(fā)區(qū)應急辦未嚴格執(zhí)行生產(chǎn)安全事故報告制度，壓制、拖延事故信息報告。瓜達拉哈拉事故中政府為安撫群眾焦躁情緒，通過公共媒體傳播虛假的安全信息。4.3 爆炸預警預控階段 目前我國“重救輕防”思想仍占主流，導致在泄漏事故處理過程中缺乏爆炸相關信息的預警和監(jiān)控。兩起事故均忽略泄漏油氣在密閉空間形成易燃易爆氣體的隱患。東黃管道爆炸發(fā)生前未對作業(yè)現(xiàn)場和臨近管道的可燃氣體濃度實時檢測，風險研判失誤致使未及時啟動應急預案。瓜達拉哈拉水務部門已預估爆炸可能性為“100%”，但政府消防和警察部門由于缺乏應急處置經(jīng)驗，害怕承擔責任，從而拒絕做出疏散決策。4.4 爆炸應急處置階段 爆炸事故發(fā)生突然且人員傷亡巨大，因此合理配置和調(diào)用應急資源是保障應急體系運行效率和救援效果的關鍵環(huán)節(jié)。瓜達拉哈拉事故中原有醫(yī)療力量和醫(yī)療物資無法滿足需求。青島東黃輸油管道爆炸事故發(fā)生后，各方救援力量一度受交通擁堵影響，無法進入事故現(xiàn)場開展救援。4.5 評估與恢復階段 青島東黃管道爆炸事故發(fā)生后，國務院迅速集結(jié)各方力量成立專案組開展事故調(diào)查工作，明確事故原因，對于相關人員進行問責。瓜達拉哈拉事故發(fā)生后，市長、國家石油公司官員、政府部門官員雖被拘捕但最終被無罪釋放，事故處理結(jié)果降低群眾對政府的公信力和應急處置能力。5 事故反思與防范措施5.1 由事故就設備、管道防腐和安全運行管理進行反思 縱觀國內(nèi)近年來石化行業(yè)事故頻發(fā)不斷，究其原因除了我們國家經(jīng)濟高速運行加速了對原油這一特殊能源的需求以外，更深層次的原因就是設備維護管理水平跟不上國家級井噴型的加快加大石油進口、開采、運輸、以及下游的煉油、化工方面的增長，許多處于中層以上的領導干部大多出生于70年代或80年代，沒有經(jīng)歷過重特大安全事故隱患、治理方面的經(jīng)驗，長時間與原油有關的上下游的長治久安，也使得在管理意識上，潛在存在麻痹意識3。青島原有輸送管線燃爆的原因有多方面原因，其中最直接的一個原因就是與管道的腐蝕有著直接的關聯(lián)，已發(fā)現(xiàn)的出現(xiàn)兩個拳頭大小的貫穿性腐蝕孔，導致原油泄漏，輕質(zhì)組分揮發(fā)，進入到城市管網(wǎng)中，任何一處出現(xiàn)火花或靜電、碰撞等都可以引發(fā)燃爆或閃爆。而在當時的瓜達拉哈拉市，墨西哥國家石油公司更是一家獨大，瓜市的市政部門在進行城市地下管網(wǎng)改造時，沒有及時檢修和維護輸油管道，也沒有采取有效的管道防腐措施，造成了極大的安全隱患。5.2 化工管道安全事故的防范措施 隨著世界對石油天然氣的需求越來越大，運輸壓力也隨之增大，由此帶來的對運輸管線的要求也越來越高，此次爆炸的東黃管道雖然是當時的優(yōu)秀設計和最高標準，但是依然不能抵擋歲月的侵襲,暴露出的規(guī)劃不合理，管理不到位，責任不明確等諸多問題都是當前亟待解決的問題5，這一現(xiàn)象不是個案，開展全國范圍內(nèi)的油氣管道排查和建立負責全國范圍內(nèi)油氣管道的監(jiān)督和管理部門迫在眉睫。 美國80年代頒布法律，管線超過使用20年的必須增加陰極防腐保護，所有在建的油罐、長輸管線必須同步做陰極保護防腐措施。所謂“陰極保護”就是在做簡單的涂料防腐后同時補充做外加電流或犧牲陽極聯(lián)合防腐措施，成本只增加7%左右的情況下，其使用壽命增加一倍以上，也就是安全使用的可靠性成倍增加，國際防腐領域認為是性價比最高的投入產(chǎn)出比。我們國家在標準、規(guī)范頒布這方面近十年也有了長足的進步，但總體和美國以法律形式相比落后十年以上，從這些防腐標準、規(guī)范大都以推薦標準這方面也足以說明這方面我們國家在防腐意識、管理有相當長的路要走。參考文獻1國家地理頻道重返危機現(xiàn)場“Inferno in Guadalajara（Inferno at Guadalajara）【2】。窗體頂端窗體底端2鄒積強. 由中石化青島管道燃爆重大事故就設備、管線腐蝕與安全運行問題帶給我們的警示和啟發(fā)J. 全面腐蝕控制,2014,01:41+48.3張宏1,2. 解讀黃島事故調(diào)查報告,落實管道完整性管理J. 油氣儲運,2014,11:4李晶晶,