青海油田公司“1.01”壓縮機三級換熱器管束箱封頭閃.

1、青海油田公司“1.01”壓縮機三級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#壓縮機三級換熱 器管束箱封頭閃爆事故，造成一人死亡。一、基本情況（-）事故發(fā)生時間2012年1月1日16時45分。（二）事故發(fā)生地點青海油田冷湖油田管理處南八仙試釆作業(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，高級技師2人、技 師6人?，F(xiàn)設(shè)采油采氣班.集輸班.壓縮機班.油氣井維護班、格爾木卸油班五個班組。主要負責(zé)南八仙油氣田

2、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，以及全處的原油對外交接工作。原油生產(chǎn)能力4萬噸/年、天然氣生產(chǎn)能力17億立方米/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)壓縮機班現(xiàn)有崗位操作員工18人，實行是兩輪換，每天三班三運行。事故發(fā)生時當(dāng)班人員7人。（四）壓縮機組概況南八仙試采作業(yè)區(qū)現(xiàn)有2臺天然氣壓縮機組，該壓縮機組為 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 井伴生低壓氣進行增壓處理，型號為4RDSA7/G3516,由江鉆股份 武漢壓縮機分公司組裝集成。該設(shè)備分為

3、動力部分、換熱部分 和壓縮部分。其中：動力部分為美國卡特公司生產(chǎn)、換熱部分 為湖北天門江漢石油通用機械有限公司生產(chǎn)、壓縮部分為江鉆 股份武漢壓縮機分公司根據(jù)南八仙油藏油井伴生氣組分和處理 量需求專門設(shè)計生產(chǎn)。0采取三級增壓技術(shù)將油井伴生氣從02-0. 3MPa增壓至5. OMPa,其中一級增壓至07MPa、二級增壓至20MPa、三級 增壓至5. OMPa02010年6月至2011年8月兩臺壓縮機開一備一。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)化后兩臺全開。截止事發(fā)時，1#壓縮機運行時間5939小時，2#壓縮機運行時 間9588小時。此次事故發(fā)生在2#壓縮機，在事故發(fā)生前，該 壓縮機

4、三級換熱器發(fā)生冰堵現(xiàn)象，造成壓縮機停機檢修。機組主要技術(shù)參數(shù) 進氣壓力Mpa （G）: 0. 2-0. 3 排氣壓力Mpa （G）: 5.0 進氣溫度30排氣溫度V： W50排量 X104fin3/d: 8.18-11.42 發(fā)動機功率KI： 652$專速 rpm:1000二、事故經(jīng)過2011年12月31011時，冷湖油田管理處南八仙試采作業(yè)區(qū)2#壓縮機三級排氣壓力升高至5.76MPa （報警高限值5. 8MPa）,同時出現(xiàn)三級換熱器后管束箱封頭滲漏（水）現(xiàn)象。作業(yè)區(qū)組織停機并拆下1只三級換熱器后管束箱封頭絲堵 進行檢查，發(fā)現(xiàn)存在冰堵現(xiàn)象，拆除其余絲堵進行解堵作業(yè), 至2012年1月1日16時

5、20分左右完成。進行空氣置換并經(jīng)啟動 前檢查后，進行閉路（?。┭h(huán)。第一次啟機，因注油器斷 流（潤滑油中斷）自動停機。經(jīng)排除故障，再次啟動壓縮機 進行閉路（?。┭h(huán)。況）02#壓縮機三級換熱器管束箱樣板缺失，管束箱本體向后壓縮機在保持少量進氣的情況下運行約8分鐘后，2#壓 縮機主要運行參數(shù)岀現(xiàn)異常：三級排出壓力0. 9MPa （正常0.3MPa）、溫度117°C （正常90*0 ,二級排出壓力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。張?？茩z査發(fā)現(xiàn)換熱器百葉窗未完全打開，進行相應(yīng)的處理 后返回壓縮機房。16時45分，張?？圃跈C房內(nèi)聽到爆炸聲, 立即

6、按下了緊急停車按鈕后迅速跑到現(xiàn)場，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移動了 10cm；封頭正面扌當(dāng)板落 在距爆炸點正北方57.4m處， 擋板變形，扌當(dāng)板上缺失一只絲 堵；封頭上擋板掉落在爆炸點 199.6。方位 119m處。壓縮機管線系統(tǒng)勘察情況：拆開壓縮機系統(tǒng)卸載閥門（放空閥）、二級排氣安全閥和三級排氣安全閥，發(fā)現(xiàn)在二級 排氣安全閥管線內(nèi)有燃燒后的碳渣；在卸載閥門（放空閥）和三級排氣安全閥管線內(nèi)發(fā)現(xiàn)有凝析油?，F(xiàn)場勘查示意經(jīng)分析，三級換熱器后 管束箱發(fā)生爆炸后，炸飛的 管束箱扌當(dāng)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

7、，現(xiàn)崗位為天然氣壓縮機崗，操作證號TS6CQES06587o 死亡時仰面躺在爆炸點15. 9。方位6.05m,腳朝正南。1、2#壓縮機啟動后溫度、壓力超標原因：由于壓縮機系 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內(nèi)發(fā)生閃爆（二級排出口），造成壓縮 機溫度、壓力升高；2、壓縮機系統(tǒng)吹掃、置換說明：按照設(shè)計，壓縮機系統(tǒng)的空氣置換分兩個步驟進行，第一是通過系統(tǒng)環(huán)路管線對三級換熱系統(tǒng)進行吹掃置換；第二是通過盤車置換排空。Q五、原因分析一直接原因1、作業(yè)區(qū)在檢修壓縮機換熱器過程中，空氣進入系統(tǒng)， 在進行空氣置換作業(yè)過

8、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、壓縮機啟動閉路（?。┭h(huán)，天然氣進入壓縮機系統(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系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)至三級換熱器后管 束箱，由于流速發(fā)生變化產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致可燃氣體閃爆，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。Q五、原因分析-間接原因（-）壓縮機系統(tǒng)內(nèi)空氣不能置換干凈及形成可燃氣體 原因在解堵作業(yè)過程中，空氣進入三級換熱器進、排氣管線、 循環(huán)管線以及一級洗滌罐及緩沖縮內(nèi)。當(dāng)操作工人在完成絲 堵緊固任務(wù)后，打開進料氣閥門，首

9、先通過環(huán)路管線將三級 換熱器進、排岀管線、管束箱空氣經(jīng)卸載閥（放空閥）排岀, 但仍有部分空氣被頂至三級排出管線。其次通過盤車將天然氣依次引入壓縮機一、二、三級洗滌罐和緩沖罐，通過洗滌篠排污閥將空氣排岀，因無檢測手段不能確定這部分空氣是否排盡。由于工藝流程設(shè)計原因，其余空氣仍然滯留在三級出口管線及管束箱內(nèi)。啟動壓縮機進行閉路（?。┭h(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，形成可燃爆焙氣體。同時，可燃氣體在壓縮機系 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火能量下降及爆炸極限變寬。一©trn.Y * k Mur ,（二）靜電產(chǎn)生原因混合

10、可燃氣體流速發(fā)生變化，產(chǎn)生靜電。啟動壓縮機進行閉路（?。┭h(huán)后，可燃氣體通過三級換熱器，經(jīng)過進口管束節(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扌當(dāng)板與上皓板在爆炸后首先發(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)正面扌當(dāng)板與上扌當(dāng)板焊縫連接處約有10mm沒有焊透,違反了氣焊、焊條電弧焊、氣體保護焊和高束焊的推薦坡口（GB/T9852008）以及固定壓力容器（GB/T1502008）1:1相關(guān)規(guī)定，即：“必須采用全截面焊透的對接接頭型式”。同 時焊接處有長度約25cm的焊接蜂窩狀氣孔段（最大氣孔長度1.4cm,氣孔面積共i+4.8

11、cm2）,導(dǎo)致焊接強度達不到承壓要求。（四）壓縮機系統(tǒng)設(shè)計存在缺陷1、工藝系統(tǒng)設(shè)計存在缺陷：壓縮機系統(tǒng)流程中缺少惰 性氣體置換注入口，無法進行置換操作；且提供的4RDSA-3/G3516 RDS天然氣壓縮機組服務(wù)手冊中明確“可以使用天然氣進行置換”；2、換熱器缺少溫度調(diào)節(jié)手段：換熱器二級、三級換熱管束共用一套百葉窗，無法單獨進行溫度調(diào)節(jié)。3、換熱器設(shè)計存在缺陷：壓縮機在冬季運行的情況下，換 熱器管束易產(chǎn)生冰堵現(xiàn)象。換熱器為了達到降溫效果，采取節(jié) 流設(shè)計，天然氣經(jīng)三級壓縮后由管線（通徑eiOOmm,截面積785（W） 經(jīng)前管束箱（截面積73100 mm2）進入管束產(chǎn)生節(jié)流（通徑20mm“5根；截

12、面積4710 mm2）,流速增加，當(dāng)天然氣到達后管束箱時由于截面積增加（截面積9030血）,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，三級排 氣壓力升高至5.76MPa,絲堵岀現(xiàn)滲漏（是此次事故發(fā)生的誘因），迫使停機檢修換熱器。在2012年1月2日，1#壓縮機組出現(xiàn)三級換熱器進、排氣溫差只有31t （正常大于60°C）,三級排氣壓力達到 5.47MPa,經(jīng)分析管束箱可能存在冰堵，隨后停機，用蒸氣 車在外部對換熱器管束進行加溫解堵。重新開機后，進、 排氣溫度和壓力恢復(fù)正常，1月3日又岀現(xiàn)類似情況，用同 樣方法處理后恢復(fù)正常，再次驗證了換熱器管束存在冰

13、堵 的現(xiàn)象。（五）操作規(guī)程制定不嚴il依據(jù)制造廠家提供的（4RDSA-3/G3516 RDS天然氣壓縮機組 服務(wù)手冊，編制了4RDSA-3/G3516天然氣壓縮機組操作規(guī) 程。規(guī)程中對置換的描述是：“在保證安全的情況下可以使 用天然氣進行置換”;“以及盤車置換時間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)定盤車置換時間10分鐘，是技術(shù)人員通過相關(guān)數(shù)據(jù)計 算得來，沒有考慮盤車作業(yè)要受人員體力等因素影響，同時也沒規(guī)定出盤車的次數(shù)。（六）操作人員缺乏壓縮機系統(tǒng)空氣置換操作經(jīng)驗該壓縮機組自2010年6月投產(chǎn)運行至今，操作人員只進行過 機組切換操作，空氣置換作業(yè)是首

14、次進行，缺乏經(jīng)驗。同時， 壓縮機制造廠家在投產(chǎn)試車時使用天然氣置換，受此影響作業(yè) 區(qū)沒有意識到天然氣置換存在的風(fēng)險，未能単握置換操作要點, 作業(yè)區(qū)在引進壓縮機系統(tǒng)后，也沒有及時發(fā)現(xiàn)空氣置換流程中 存在的缺陷以及運行過程中的冰堵現(xiàn)象。（七）作業(yè)區(qū)未能處理好生產(chǎn)進度、經(jīng)濟效益與安全生產(chǎn) 之間關(guān)系集團公司、股份公司三令五申要求做好節(jié)假日和特殊時段 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），要求在節(jié)假日期間停止風(fēng)險較大的臨時作業(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 守上級規(guī)定，在節(jié)日期間進行

15、檢修及啟動壓縮機作業(yè)，把重要 操作當(dāng)作常規(guī)作業(yè)進行管理。六、預(yù)防措施（-）制定完善壓縮機系統(tǒng)冬季生產(chǎn)運行方案，解決和減少壓縮機換熱器冰堵現(xiàn)象1、壓縮機一級進氣閥前安裝調(diào)壓閥，穩(wěn)定來料氣壓力，保證壓縮機工況穩(wěn)定；2、增加換熱器一、二、三級進出口溫度檢測點，為判斷換 熱器是否冰堵提供依據(jù)，對PLC系統(tǒng)進行改進，增加檢測點和歷 史趨勢顯示記錄，增加壓縮機視頻監(jiān)控系統(tǒng)；3、將換熱器二、三級共用的百葉窗改造為單獨百葉窗，以便單獨調(diào)節(jié)換熱溫度;4、要求制造廠家恢復(fù)洗滌罐自動排污控制系統(tǒng)。（二）完善壓縮機工藝流程1、在壓縮機系統(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、在三級換熱器排出管線

16、末端增設(shè)放空流程，安裝放空閥，完善壓縮機系統(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)、標準，制定便于崗位員工操作的規(guī)程和程序，如空氣 置換，盤車操作以及異常悄況處置等；2、完善作業(yè)審批程序，對關(guān)鍵設(shè)備的開停機和檢維修作業(yè), 實施作業(yè)審批制度，堅持干部帶班作業(yè)制度，對關(guān)鍵作業(yè)要安 排技術(shù)干部現(xiàn)場監(jiān)督和確認，確保作業(yè)安全，尤其是加強特殊 時段和非正常操作管理，杜絕事故發(fā)生；3、以HAZOP分析為手段，對油田油氣處理裝置進行風(fēng)險分析，查找工藝系統(tǒng)中存在的潛在隱患。（四）對壓縮機系統(tǒng)進行系統(tǒng)檢查1、針對此次天然氣壓縮機三級換熱器集束箱制造工藝中存

17、 在的缺陷，聯(lián)系有檢測資質(zhì)的專業(yè)部門，對兩臺天然氣壓縮機 的焊接口進行探傷檢測，根據(jù)檢測報告結(jié)果，整改存在的安全 隱患；2、打開2#壓縮機機體，檢查閃爆對機體和系統(tǒng)管線的影響, 確認能否正常使用；3、1#壓縮機在未做探傷檢測及冰堵問題解決前，決定對其 停用。.七、處理意見依據(jù)中國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)2008 195號）、關(guān)于印發(fā)青海油田公司 生產(chǎn)安全事故管理辦法的通知（石油青質(zhì)安2008254號）有關(guān)規(guī) 定，對王衛(wèi)軍等相關(guān)責(zé)任人擬提出以下處理童見：一、冷湖油田管理處處長王衛(wèi)軍、黨委書記劉毅林是安全生產(chǎn)第 一責(zé)任人，對此次事故負重要領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，給予王衛(wèi)軍同志降職處分， 即由正處級職務(wù)降為副處級職務(wù)；給予劉殺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、安全總監(jiān)薛全武負責(zé)生產(chǎn)運行、設(shè)備管理和安全環(huán)保工作，對此次事故負主要領(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分公司制造的