英國北海阿爾法油氣平臺爆炸事故
高前進趙建民
1988年7月6日21時50分,英國北海油田,派佩.阿爾法(PiperAlpha)油氣
平臺發(fā)生多次爆炸,油氣火災(zāi),造成167人死亡。
1.事故背景簡介
派佩.阿爾法(PiperAlpha)是一座固定式大型油氣平臺,位于英國北海水域,
距在阿伯丁海岸東北方177公里水深144米,建于1970年,油井平臺被建成用
防火墻隔開的A,B,C,D四個模塊區(qū)域,頂部平臺的為宿舍生活區(qū),可以
容納240人。
阿爾法平臺是一個油氣收集設(shè)施平臺,通過高壓油氣提升管收集附近海域其
它相鄰的兩個油氣生產(chǎn)平臺的油氣,和自己平臺產(chǎn)生的油氣一起通過管道送到海
岸上。
有兩個凝析油泵(G200A和B)位于甲板的下層,用來將來自油氣分離罐中的
液態(tài)烴通過輸油管道送到海岸上。如果這兩個泵不能正常運轉(zhuǎn),派佩.阿爾法
(PiperAlpha)平臺和其它兩個相鄰的平臺(Tartan和Claymore平臺)必須停止
油氣生產(chǎn)、輸送。
凝析油泵的正上方是油氣壓縮C模塊區(qū),相鄰的為控制室所在的D模塊區(qū)。
用來隔開四個模塊的防火墻只能用來防火,耐不了沖擊波不防爆。
2.事故過程描述
1988年7月6日早上,凝析油備用A泵(G200A)的電機和相連的工藝閥門
都被隔離且上鎖了,因為有一項例行的維修工作要做。
維修工作中的一部分是拆下泵出口的安全泵PSV504檢驗。這個安全泵位于凝
析油泵上方甲板的C模塊區(qū),在凝析油泵所在的甲板上是無法看到的。
安全閥拆下檢驗工作一開始被認(rèn)為會在當(dāng)天的白班完成,所以安全閥的管口
的只是用臨時的法蘭封上,螺栓只是用手緊了一下,因此是不防漏的。
7月6日晚上交接班時,因沒有吊車安全閥無法回裝,維修主管將工作許可
票交回給控制室,因看到工藝主管和操作人員正在討論,維修主管在工作許可票
上寫上“未完成”就離開了,操作倒班人員關(guān)于安全閥的狀態(tài)信息也沒有交接。
21:45分,位于下層甲板上的在用凝析油泵G200B故障跳停,因看到一張未
執(zhí)行的工作許可證,操作人員認(rèn)為泵G200A的維修工作還沒有開始,于是解除
了備用泵G200A上的工藝隔離,對G200A送電,啟動了泵G200A,因泵G200A
的出口安全閥(位于B模塊)拆走,管口的盲法蘭螺栓未上緊導(dǎo)致大約有30—80kg
的的可燃液體泄漏噴出。
21:00在C模塊區(qū)形成可燃蒸汽云VCE并發(fā)生著火爆炸,爆炸摧毀了與C模
塊區(qū)相隔開的防火墻,造成相鄰的D模塊區(qū)控制室的人員大量傷亡。
火勢迅速蔓延到Tartan油氣提升管道區(qū)域,20分鐘后約22:20分,大火燒
壞來自海底的油氣提升管道,導(dǎo)致油氣提升管道破裂,大量油氣噴出著火。
22:50火勢加劇繼續(xù)迅速蔓延,Piper平臺自己的油氣采出的提升管道也發(fā)
生爆裂,爆裂的碎片飛出800米外,擊中一個小的救生快艇,除一人外快艇上其
余人員全部喪生。
相鄰的Tartan和Calymore平臺的操作人員也看到了Piper平臺上著火,但他
們沒有停止向PiperAlpha平臺輸送油氣物料,因為他們認(rèn)為沒有海岸上人員的
指令,他們不能停下油氣物料輸送。直到23:10,這兩個平臺才停止向著火的
PiperAlpha平臺送油氣物料。但是火勢一直在持續(xù),因為PiperAlpha平臺已有
大量的油氣存在。
PiperAlpha平臺上的宿舍生活區(qū)域,是離火場的最遠(yuǎn)的區(qū)域,這時大量的人
員都涌向此區(qū)域,等待直升飛機前來救援。但是平臺上著火的濃煙讓直升飛機無
法降落。這個生活區(qū)沒有設(shè)計成防煙區(qū),由于缺乏培訓(xùn),不停地有人在開關(guān)與下
方模塊區(qū)相連的隔離門,導(dǎo)致著火的濃煙串進生活區(qū)域。一些人員試圖逃跑,但
發(fā)現(xiàn)所有的逃生路口和救生船都被濃煙和火焰封住。同時在缺乏任何其它指令的
情況下,他們跳入大海(甚至從53米的高處)。61人用此法成功逃生,被支援
船的小艇救起。喪身的167人中的大部分死于宿舍生活區(qū)的濃煙和一氧化碳中毒。
自第一次爆炸發(fā)生3小時后,包括那個生活區(qū)在內(nèi)整個平臺全部被燒毀沉到
海平面以下,只有鉆井平臺還保留在那里。三個小時的事故中,死亡167人,受
傷66人,整個英國油氣產(chǎn)量減少了12%。
PiperAlpha油氣平臺著火爆炸后的照片
3.事故分析CLC(事故原因綜合分析表)
3.1直接原因
3.1.1CLC-3.6保護裝置、警示系統(tǒng)或安全裝置被拆除
?安全閥處的盲法蘭未上緊泄漏:
壓縮機房內(nèi)的凝析油備用泵G200A上的安全閥拆下檢修,裝上一塊臨
時盲板封住裸露的管口,但因為估計當(dāng)天就能完成此項工作,所以維
修人員對法蘭的螺栓只是用手?jǐn)Q了一下,并沒有用工具把緊上死。當(dāng)
天白班因沒有吊車導(dǎo)致安全閥沒有在當(dāng)天白班回裝到位。當(dāng)夜班在用
泵G200B故障跳停不能啟動時,備用泵G200A緊急啟動時,凝析油從
未上緊的臨時盲法蘭處泄漏噴出,泄漏出的大約有30—80kg的可燃液
體,形成可燃蒸氣云VCE,遇明火在C模塊區(qū)著火爆炸。
安全閥管口盲法蘭螺栓未上緊事故示意圖
事故現(xiàn)場計算機模擬場景視頻截圖
3.2系統(tǒng)原因
3.3.1CLC23.4工作小組之間的溝通不夠
?維修主管沒有將安全閥沒有加裝的信息傳達(dá)給夜班生產(chǎn)人員,白班和
夜班之間沒有對安全閥維修作業(yè)的信息進行交接,有一張未進行的工
作許可票的信息倒班人員也沒有討論溝通。
安全閥校驗工作未完成,安全閥未安裝就位,但維修主管只是將安全
閥的維修作業(yè)票放在了控制室,沒有和操作人員和生產(chǎn)主管溝通就離
開了,導(dǎo)致夜班的生產(chǎn)人員不清楚安全閥的信息;有一張未進行的工
作許可票放在了控制室,白班和夜班的操作人員也沒有對這張未進行
的工作許可票的信息進行交接,造成夜班操作人員錯誤地判斷備用泵
G200A的維修工作沒有開始進行,備用泵G200A的狀態(tài)是安全的,可
以解隔離投用。
3.3.2CLC21.3裝置/設(shè)備沒有檢查
?夜班操作人員啟動備用凝析油泵G200A前沒有對相關(guān)流程進行確認(rèn):
在看到一張未開展工作的維修作業(yè)票后,夜班操作人員誤認(rèn)為維修工
作還沒開始做,在啟動G200A前,沒有對現(xiàn)場G200A的相關(guān)流程進行
檢查確認(rèn)(泵G200A出口的安全閥位于甲板上方的C模塊區(qū)),緊急
情況下匆匆啟動了備用凝析油泵G200A。
3.3.3CLC23.1任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范/程序缺乏
?作業(yè)許可系統(tǒng)缺少嚴(yán)格的上鎖/掛牌(LO/TO)制度:
派佩-阿爾法平臺有一套作業(yè)許可系統(tǒng),但執(zhí)行上有欠缺,制度上不完
善有漏洞。在作業(yè)許可系統(tǒng),沒有要求維修工作對相應(yīng)的隔離系統(tǒng)上
鎖,隔離系統(tǒng)單方面由生產(chǎn)工藝人員控制,維修工作人員對隔離系統(tǒng)
沒有約束力。拆下安全閥的維修人員應(yīng)有自己的鎖鎖在泵G200A的開
關(guān)上,這樣就會提醒夜班操作人員安全閥已拆走,夜班操作人員也不
能對正在維修的泵G200A的電機解除隔離,也無法啟動。在作業(yè)許可
制度的設(shè)計上存在雙重控制的漏洞。
3.3.4CLC18.1技術(shù)設(shè)計不正確
?模塊區(qū)域互相隔開,用的只是防火墻,沒有防爆抗沖擊能力。
在模塊之間,尤其是生產(chǎn)區(qū)域的壓縮模塊C與人員工作區(qū)的控制室
模塊D之間的防火墻不抗沖擊防爆,設(shè)計的風(fēng)險識別階段對油氣設(shè)施
的著火爆炸工藝風(fēng)險分析(PHA)不夠,沒有執(zhí)行抗沖擊波的防爆措
施。
?平臺上的宿舍生活區(qū)沒有防火防煙設(shè)計
平臺下層的油氣生產(chǎn)區(qū)域著火后,連接的隔離門不能有效阻止火災(zāi)
煙氣串進宿舍生活區(qū),沒有封閉的通風(fēng)換氣系統(tǒng)。
?油氣管道及其它平臺框架設(shè)施沒有防火面耐高溫保護
在火災(zāi)出現(xiàn)后,因油氣管道沒有防火耐高溫保護,管道失去強度破
裂,更多更大量的油氣泄漏,使著火面積擴大,火災(zāi)后果嚴(yán)重惡化。
3.3.5CLC18.2所采用的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格或規(guī)范不正確
?人員宿舍生活區(qū)域距離油氣生產(chǎn)裝置太近,沒有采用本質(zhì)安全設(shè)計
火災(zāi)事故發(fā)生后,大量的著火濃煙很快蔓延到人員宿舍生活區(qū),飛
行員無法看清油井平臺上人員的位置及可降落的地點,使救援直升飛
機無法降落著陸,無法實施救援。
3.3.6CLC16.10對風(fēng)險的分析或接受程序不妥
?管理上容忍了重大隱患的存在:
火災(zāi)噴淋系統(tǒng)的水噴頭被灰塵堵死,著火時海水噴淋系統(tǒng)沒自動
噴水滅火,管理上沒有對這一應(yīng)急設(shè)施的隱患及進排查整改;
應(yīng)急設(shè)施(消防水泵)開關(guān)長時間隔離處于手動位置不能自啟動,
潛水維修工作早已結(jié)束,但消防水泵的隔離(開關(guān)處在手動位)沒有
及時解除,在應(yīng)急管理上,人員的風(fēng)險意識不夠;
維修工作臨時在平臺的格柵板上鋪設(shè)的橡膠墊子未及時拆走,使
泄漏的油品不能漏到大海中,積聚在平臺上造成更大范圍更大面積的
池火,延長了著火的時間,最終使平臺燒毀沉入大海;
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