5起過程安全事故的教訓(xùn)（下）

阿爾伯特·奈斯｜文 王夢(mèng)蓉｜譯

臺(tái)塑集團(tuán)氯乙烯泄漏事故

2004年4月23日，美國伊利諾伊州奧波利斯鎮(zhèn)的臺(tái)灣臺(tái)塑集團(tuán)聚氯乙烯裝置（PVC）發(fā)生重大火災(zāi)和爆炸，導(dǎo)致5人死亡，3 人受重傷，PVC裝置大部分被摧毀，附近倉庫中的PVC樹脂被引燃。因擔(dān)心繼發(fā)火災(zāi)產(chǎn)生的煙塵對(duì)居民造成傷害，附近社區(qū)被迫疏散2日。

氯乙烯單體（VCM）易燃又具有致癌性，是制造PVC的主要原材料。該公司利用VCM生產(chǎn)PVC樹脂，而VCM在此次爆炸火災(zāi)事故中卻成了燃料。

事故經(jīng)過

PVC是在間歇式反應(yīng)器中通過對(duì)VCM、水、懸浮劑和反應(yīng)器引發(fā)劑加壓加熱后生產(chǎn)出來的。廠房內(nèi)共有24臺(tái)反應(yīng)器，每組4臺(tái)，每2臺(tái)反應(yīng)器由1個(gè)控制站進(jìn)行控制（見圖6）。反應(yīng)器的反應(yīng)結(jié)束后，通過底部閥門將PVC溶液輸送到下一個(gè)過程容器中。

圖6 1人在反應(yīng)器上部進(jìn)行監(jiān)控，1人在底部進(jìn)行控制和排空

每次PVC傳輸完成，都要通過人孔對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的危險(xiǎn)性氣體進(jìn)行吹掃，并對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)力清洗。清洗污水通過反應(yīng)器底部的閥門和排污閥排到下水道中。所有步驟都為人工操作。

事發(fā)當(dāng)天，D306號(hào)反應(yīng)器的反應(yīng)結(jié)束，清洗作業(yè)也已完成，操作員到樓下將反應(yīng)器排空。據(jù)稱他到達(dá)樓梯底部后，走錯(cuò)了方向，走到了4個(gè)相同反應(yīng)器中正在發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)器旁（見圖7）。該操作員很可能試圖打開D310反應(yīng)器底部的閥門和排空閥。閥門受連鎖保護(hù)，反應(yīng)器壓力超過69 kPa時(shí)會(huì)保持關(guān)閉狀態(tài)。由于該反應(yīng)器正在生產(chǎn)PVC，閥門沒未被打開。

出現(xiàn)緊急狀況（如反應(yīng)器超壓）時(shí)，操作員會(huì)按照應(yīng)急轉(zhuǎn)料程序的要求，打開反應(yīng)器底部閥門和轉(zhuǎn)料閥門，與空的反應(yīng)器連接。但這種情況下，反應(yīng)器壓力都要高于69 kPa，安全聯(lián)鎖會(huì)阻止底部閥門打開。鑒于此，公司增加了手動(dòng)聯(lián)鎖旁路，操作員在緊急情況下可以打開閥門給反應(yīng)器泄壓。旁路將快接接頭連接到空氣軟管上，操作員可以把閥門執(zhí)行器與控制器斷開，將應(yīng)急空氣軟管直接連到執(zhí)行器上打開閥門。

圖7 D306和D310反應(yīng)器位于布局相同的設(shè)備室的不同位置

當(dāng)時(shí)，操作員很可能認(rèn)為自己操作的是正確的反應(yīng)器（D306），只不過是反應(yīng)器底部閥門不好用。發(fā)現(xiàn)閥門打不開，他切換到了備用空氣供應(yīng)并超馳控制聯(lián)鎖。但在進(jìn)行這些操作的過程中，他卻未與樓上的反應(yīng)器操作員和值班長溝通，也沒有檢查反應(yīng)器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

反應(yīng)器底部的閥門被打開后，VCM傾瀉而出，整座廠房迅速充滿液體和氣體，滅火噴淋系統(tǒng)啟動(dòng)。廠房內(nèi)的VCM探測(cè)器也檢測(cè)到VCM含量超出最大測(cè)量值。值班長和反應(yīng)器操作員忙于處理泄漏卻未采取任何疏散措施。VCM氣體遇到點(diǎn)火源后發(fā)生多次爆炸。繼發(fā)的火災(zāi)蔓延到PVC倉庫，燃燒持續(xù)數(shù)小時(shí)，大量刺激性煙霧漂到附近社區(qū)。

事故原因

操作員對(duì)聯(lián)鎖進(jìn)行了超馳控制，導(dǎo)致高溫高壓VCM泄漏。對(duì)容器的聯(lián)鎖管理未建立綜合標(biāo)準(zhǔn)，例如聯(lián)鎖變更要獲得當(dāng)班班長的批準(zhǔn)等。員工也不知道如何應(yīng)對(duì)重大事故。

導(dǎo)致事故發(fā)生的其他因素有反應(yīng)器組的平面布置相似，反應(yīng)器下方的操作員未配備無線對(duì)講機(jī)，與樓上負(fù)責(zé)反應(yīng)器控制的操作員溝通不暢。

關(guān)鍵教訓(xùn)

操作員和工程師必須遵守各項(xiàng)程序和協(xié)議。過程發(fā)生超范圍運(yùn)行時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)，聽從有經(jīng)驗(yàn)的員工的建議，必要時(shí)將過程停下來。該操作員在超馳聯(lián)鎖時(shí)應(yīng)獲得班長的許可。

此外，該事件中，反應(yīng)器布置的設(shè)計(jì)問題也給操作員造成了困惑。應(yīng)急轉(zhuǎn)料程序必須通過反應(yīng)器底部閥門連鎖旁路完成，因此工廠就設(shè)計(jì)出了“方便易行”的辦法。實(shí)際上，設(shè)計(jì)工程師和運(yùn)行工程師應(yīng)采用工程控制方式，而且要對(duì)聯(lián)鎖旁路的記錄和日志進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此外，操作員進(jìn)行操作的樓層則應(yīng)設(shè)立反應(yīng)器狀態(tài)指示，而且要嚴(yán)格執(zhí)行操作程序和聯(lián)鎖管理要求。

操作員未配備相關(guān)工具（不同樓層之間通訊用無線電對(duì)講機(jī)），很難按程序作業(yè)。管理層有責(zé)任為員工提供安全作業(yè)所需的工具和控制措施。

臺(tái)塑集團(tuán)接手該廠后，人員安排發(fā)生變化，員工減少，崗位責(zé)任也發(fā)生變化。但該公司沒有對(duì)這些變化的潛在影響進(jìn)行組織管理變更審查。

從這起爆炸事故中還可以看出應(yīng)急計(jì)劃的重要性。VCM泄漏后，廠房中的氣體檢測(cè)器和防火噴淋系統(tǒng)均啟動(dòng)。操作員當(dāng)時(shí)一心處理泄漏，而正確的方法應(yīng)是先疏散人員。

海格納士公司可燃粉塵閃燃事故

2011年，美國海格納士公司位于田納西州加勒廷市的工廠，發(fā)生了幾起嚴(yán)重的鐵粉閃火和氫氣爆炸事故。工廠主要是將廢金屬熔化，生產(chǎn)各種金屬粉末。3起事故共造成5人死亡，3人受傷。

工廠的主要產(chǎn)品是純度為99%的鐵。生產(chǎn)過程中，首先將廢鐵熔化，再將熔化后的鐵冷卻打磨成粗鐵粉，之后再將粗鐵粉用30 m長的傳送帶送入退火爐。退火爐內(nèi)的臨氫環(huán)境在還原氧化物的同時(shí)還可以防止氧化。氫氣由地溝中的管道送入退火爐，地溝上面覆蓋了金屬板。最后，從退火爐出來的鐵餅將在鐵餅粉碎機(jī)內(nèi)被壓成粒徑為45～150μm的鐵粉。

第1起事故

2011年1月31日，操作員懷疑輸送鐵粉的斗式提升機(jī)脫軌（即料斗帶跑偏，由于扭矩加大有可能導(dǎo)致電機(jī)過熱）。將電機(jī)停掉后，1名維修工和1名電工開始檢查設(shè)備，發(fā)現(xiàn)料斗帶沒有跑偏，于是讓操作員重新啟動(dòng)電機(jī)。電機(jī)啟動(dòng)過程中產(chǎn)生的震動(dòng)使設(shè)備上和地面上的粉末散開，迅速發(fā)生閃火，2名工人被大火吞噬死亡。

圖8 廢鐵加工廠設(shè)備和廠房架構(gòu)表面上堆積的鐵屑

第2起事故

2011年3月29日，該廠1名工程師和1名承包商正在更換退火爐的點(diǎn)火器，由于氣體管線無法連通，工程師用錘子敲擊管線。附近作業(yè)表面的大量粉塵被錘擊分散后迅速燃著，工程師被燒傷，承包商得以逃生。工程師當(dāng)時(shí)幸好穿著防火服，由此躲過一劫。圖8是2011年2月3日，即事發(fā)前2個(gè)月左右在工廠拍攝的照片，從中可看到裝置表面積聚了一層厚厚的粉塵。

第3起事故

2011年5月27日，退火爐附近作業(yè)的操作員發(fā)現(xiàn)有氣體從地溝中泄漏，該地溝中除了有退火爐排空氣管線外，還有氫氣管線、氮?dú)夤芫€和冷卻水排水管。機(jī)修工被派往現(xiàn)場查找泄漏點(diǎn)，進(jìn)行維修，1名外操當(dāng)時(shí)也在周圍作業(yè)。盡管維修人員知道氫氣管線也在該地溝中，但想到最近工廠的氮?dú)夤芫€泄漏過，所以認(rèn)為這次泄漏的仍然是不易燃的氮?dú)?。但?shí)際卻是氫氣。地溝的蓋子很沉，必須用叉車，在將地溝蓋吊起的瞬間，摩擦產(chǎn)生火花，引發(fā)了爆炸。氫氣爆炸后使堆積在椽子上和廠房高處構(gòu)架表面的大量粉塵散開。部分粉塵燃著后形成閃火。3名工人被大火吞噬，均不治身亡。

關(guān)鍵教訓(xùn)

了解危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)是基于風(fēng)險(xiǎn)的過程安全管理的重中之重。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鐵粉的爆炸危險(xiǎn)性很小，并且不太易燃。但從此次事故可以看出，即使不易爆、又很難點(diǎn)燃的粉塵也是可燃的，也具有危險(xiǎn)性，并且在燃著后會(huì)導(dǎo)致傷亡。像這種事故，可能公司了解必要的安全信息，但工人卻不知曉可燃粉塵的危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)。

從以往事故中學(xué)習(xí)，是基于風(fēng)險(xiǎn)的過程安全管理的核心內(nèi)容。該廠在1992年曾出現(xiàn)過與2011年的第3起事故相似的情況，但卻未吸取任何教訓(xùn)。

對(duì)于生產(chǎn)加工固體材料的車間，現(xiàn)場保潔也非常重要。這3起事故，都是因?yàn)橛写罅靠扇挤蹓m存在而加重了事故后果。而后果較嚴(yán)重的事故中，大多數(shù)也都是因現(xiàn)場保潔不好所引起。此次事故的工廠也存在粉塵排放和現(xiàn)場保潔問題。雖然已經(jīng)安裝了袋式除塵器，但系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障，此外，除塵過程中還會(huì)有粉塵泄漏。

由于粉塵控制不力，加上現(xiàn)場保潔工作不完善，粉塵堆積的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了閃火所需的燃料量。這也是事故原因之一。

結(jié)語

從上下篇連載的5起事故可以看出過程安全管理的重要性。這些沉痛的教訓(xùn)讓我們反思，必須防止類似事故。享譽(yù)全球的過程安全專家特雷弗·克萊茲（Trevor Kletz）曾說：“企業(yè)沒有記憶——但人有?！毕Ｍ@些事故能時(shí)刻提醒我們，不讓悲劇重演。

大多數(shù)的過程在設(shè)計(jì)階段就會(huì)提供多個(gè)保護(hù)層，但沒有任何保護(hù)措施能確保萬無一失。就像瑞士奶酪片一樣，每層都會(huì)有孔洞。當(dāng)多個(gè)問題或多個(gè)孔洞串成一條線時(shí)，就會(huì)發(fā)生事故。過程安全管理的目標(biāo)就是盡量減小、減少孔洞。同時(shí)，事故也都表明，僅依賴技術(shù)無法預(yù)防事故，管理體系和公司文化也起著至關(guān)重要的作用。安