石化企业火灾事故原因调查方法和技术研究
摘 要: 根据石油化工企业生产特点，阐述了石油化工企业火灾现场特点、 火灾事故调查的重点内容、 调查采取的方法和技术以及事故调查当中的注意事项，为开展好石油化工企业火灾调查工作提供参考。
关键词: 石油化工; 火灾; 爆炸; 调查方法
随着工艺技术的不断更新， 新设备、 新材料、 新型催化剂及高效节能设备越来越多地被用于石油化工生产装置中， 使得石油化工装置的规模越来越大，自动化程度越来越高，且石油化工生产大都在高温、 高压、 低温或负压条件下进行， 涉及的易燃易爆物质多， 极易发生火灾爆炸事故。2010 年， 石油化工行业的火灾爆炸事故频频发生， 造成较大的社会影响。
2010 年 5 月 9 日，中国石化上海分公司浦东新区高桥炼油事业部 16 号罐区 1613 石脑油罐发生爆燃; 2010 年 7 月 16 日，大连中石油国际储运有限公司保税区油库输油管线爆炸起火，震动了全国，社会影响非常大。
调查石油化工企业火灾原因， 分析其火灾发生特点和规律，对提高该类场所的事故防范要求具有重要意义。本文结合笔者在石油化工火灾调查工作的实践和体会， 就如何开展石化企业的火灾调查工作进行探讨。
一、 石油化工企业火灾现场特点
( 一) 爆炸性火灾现场多，装置破坏严重
石油化工生产中所采用的设备以压力容器为多， 且工艺流程中的各个设备互相串通，一旦某一设备发生爆炸，由于冲击波、 碎片冲击、 震荡作用易产生连锁效应， 极易迅速波及相邻设备而导致系统性的连锁式爆炸。比如: 兰州石化公司2010 年 1 月 7 日 316 液化气罐区发生爆炸后引发多米诺连锁效应，致使邻近罐区的 11 个储罐连环爆燃。爆炸威力越强，破坏越严重，受破坏的设备就越多，形成现场物证多、 分散、 痕迹特征复杂多变等特点， 为确定最初发生事故的区域或装置的调查取证增加了难度。
( 二) 现场勘验面积大，事故涉及的设备多
由于石化装置规模具有占地面积大、 空间体积大，工艺流程长的特点， 使用设备的种类和数量就相当多， 如某厂年产30 万吨乙烯装置含有裂解炉、 加热炉、 反应器、 换热器、 塔、槽、 泵、 压缩机等设备 500 多台，管道上千根，还有各种控制仪表等。因此，发生火灾或爆炸后，火势蔓延扩大进一步加大了火灾后现场勘验的范围。
( 三) 生产工艺过程复杂，分析排查事故起因难
石油化工生产需要一套复杂的工艺流程， 不同的生产装置，不同产品的生产，工艺过程不同。比如石油化工典型工艺单元有加热、 分馏、 精馏、 裂化、 裂解、 聚合、 萃取、 冷却、 分离等，一个装置的工艺生产过程包括其中若干个工艺单元。大量的操作环节或控制参数，为排查事故起因带来较大难度。
( 四) 引火源多
石油化工生产使用的动力能源较多， 比如炼化厂的常减压装置、 加氢裂化装置、 乙烯裂解装置等装置， 具有火源、 电源、 热源交织使用的特点，这些动力能源可直接成为火灾爆炸的引发源。同时，静电、 电气火花、 临时动火、 撞击摩擦火花都是石油化工企业引起火灾爆炸的火源。
二、 石油化工企业火灾原因调查重点
( 一) 确定泄漏点
石油化工生产当中， 原料、 中间体、 产品等大部分介质是液体和气体，且大多数在密闭的设备、 管道、 容器内运行， 工艺装置因设计不合理、 材质缺陷、 焊接质量差、 密封不严、 操作失误或受物料腐蚀、 磨蚀等因素均会导致泄漏。调查人员可以按照上述内容收集相关证据和资料。在查明泄漏是什么物质先泄漏后，要及时弄清泄漏物质的理化性质， 比如闪点、 自燃点、 沸点、 爆炸极限等，为下一步事故分析提供依据。
( 二) 了解生产工艺情况
石油化工生产中控制的工艺参数主要是反应温度、 压力、流量、 液位、 投料的速度、 配比、 顺序以及原材料的纯度和副反应等。工艺参数如果失控，不但破坏平稳的生产过程，还常常是导致火灾爆炸事故的“祸根” 之一。为了解生产工艺， 掌握生产流程、 生产条件、 控制参数， 调查人员应在火灾发生后及时收集有关事故装置的生产工艺或生产条件的说明书、 流程图、 操作规程等方面的基础资料。同时，调查人员还要熟悉了解《石油化工企业设计防火规范 GB50160 － 2008》 的有关内容，对指导事故调查会有较大帮助。
( 三) 及时获取生产操作或检修情况记录
为了防止有关责任人逃避事故责任、 毁灭或藏匿证据， 调查人员应及时获取事故发生时的生产、 操作、 检修、 值班的电脑或文字记录和数据，比如: 中央控制室记录的有关生产装置工艺流程控制的温度、 压力、 阀门开启状态、 开启或关闭的时间等重要数据， 通过将火灾爆炸时的有关技术参数与正常生产要求的控制参数进行比较，分析出与“事故” 有关的基本要素。
( 四) 全面调查询问
从化工火灾发生的几率来看，操作人员执行制度不严， 违章引起的火灾爆炸事故仍占有相当的比例。调查人员要根据收集掌握的有关化工生产的工艺、 安全、 操作规程等技术资料，了解岗位操作人员是怎样执行操作规程和防火制度的， 具体是怎样操作的， 查清火灾发生是否与操作人员的操作有关等等。如有误操作和违章用火引起火灾， 要及时提取有关物证。
( 五) 勘验爆炸抛射物或喷溅物的宏观痕迹特征
许多化工装置的容器发生火灾爆炸时， 现场都会有喷溅物，通过对爆炸现场抛出物表面的烟痕、 熔化痕、 燃烧痕的研究，可以为事故原因分析提供一定的依据。调查人员可以根据喷溅物在地面上的着落层次可以判定起火、 爆炸顺序，比如喷溅物料载体下层的可燃物无燃烧痕迹，上面有烟熏、 燃烧痕迹，可判定先爆炸后燃烧。根据原料喷溅范围可判定多个容器中哪个容器先爆炸，把爆炸容器碎片复原后，如面向某容器一侧有原料呈均匀喷溅痕迹，可判定对面的容器先爆炸。
( 六) 火源的检查与分析
石化工业生产中的火源有明火源， 如吸烟明火、 加热炉火、 检修用火、 高架火炬及烟囱、 机械排放火星等; 反应热、 电火花( 静电、 雷击) 、 机械摩擦热、 撞击火星、 高温物体、 自燃性物质、 绝热压缩、 高压气体压缩分解、 涂铝漆管道引起的铝热焰、 聚光或光电效应等，这些火源是引起易燃易爆物质燃烧爆炸的常见原因。
三、 石化企业火灾事故调查的方法和技术
( 一) 调阅监控录像
目前，闭路电视监控系统已在石油化工企业广泛应用， 能实时、 形象、 真实地反映被监视控制对象的画面， 为火灾调查提供了便利。火灾调查人员在事故现场进行环境勘察时， 要了解事故区域周围是否有监控系统，监控摄像头的位置、 监控室的位置。通过及时调取事故区域周围的摄像头的监控录像，帮助查明起火的时间、 起火部位、 火势蔓延方向甚至起火原因等。
2010 年 3 月 14 日晚，惠州大亚湾石化区中海壳牌公司厂区内的固体焚烧炉装置发生火灾爆炸事故。火灾调查人员现场勘验时发现装置周围设置有监控摄像头， 随即到工厂的监控室提取了当天的监控录像进行分析。录像完整地记录下固体焚烧炉起火爆炸时的全部过程， 录像画面为调查人员提供了起火爆炸的时间、 起火爆炸的部位和蔓延方向，同时通过监控录像中记录的起火前一段时间内装置周围人员活动情况，排除了人为纵火的可能性。
( 二) 获取可燃气体报警系统、 有毒气体探测系统的监测记录
按照《石油化工企业设计防火规范GB50160 － 2008》 和《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 的规定，在使用或产生甲类气体或甲、 乙A 类液体的工艺装置、储罐区、 装卸设施、 灌装站等可燃液体或气体易泄漏的场所及要害设备处均应设置可燃气体报警系统或有毒气体探测系统。火灾调查人员通过调取消防控制室或中央控制室的可燃气体报警系统控制器的历史报警记录顺序， 分析出装置最先泄漏的部位、 时间，蔓延扩散的方向、 速度等，为确定起火原因提供重要依据。
( 三) 获取火灾自动报警系统记录
火灾自动报警系统能够及时发现火灾， 通过火灾探测器可以定位初期发生火灾的部位、 蔓延的方向等，为现场勘验提供线索。调查人员调查取证时， 应及时到消防控制室内查阅和提取火灾报警控制器内的数据， 比如报警的区域、 部位、 时间、 报警探测器的编号等，并将这些历史报警数据打印出来作为证据使用。调查人员还可以请报警系统的生产厂家或施工单位利用专业器材将火灾报警控制器芯片内的全部报警电子数据下载存档作为证据使用。
( 四) 调阅中央控制室 DCS 系统历史操作记录
集散控制系统( Distributed Control System 简称 DCS ) 在石化系统中的应用已越来越广泛。DCS 系统可将温度、 压力、流量等各种工艺参数、 检测信号、 操作过程、 报警事件等数据按需要存入硬盘，并可随时调用。控制室操作员对每一个参数进行的调整，操作站都会进行详细的记录， 因此， DCS 系统就像飞机“黑匣子” 一样自动真实地记录每一套生产装置在操作运行过程中的各种数据， 为综合分析火灾原因提供了可靠的证据来源。
2010 年 7 月 24 日，惠州大亚湾中海炼油厂常减压装置的316 罐区的 2 号渣油罐发生火灾爆炸事故， 火灾调查人员查阅了中央控制室 DCS 系统的常减压装置操作记录的电脑数据，发现系统中显示检测输送渣油管线的温度出现异常，温度曲线陡增，温度值显示数据已经超过渣油的自燃点。这一关键数据为查明火灾原因提供了强有力的证据。
( 五) 化学分析鉴定技术
化学分析鉴定是以测定火场残留物的化学组成及其化学性质为主要目的的一种鉴定方法。调查人员可以提取事故点周围爆炸喷溅的物质、 未燃烧完的物质或燃烧的烟尘等火灾残留物， 利用化学分析鉴定火灾残留物中可燃液体的成分和特性，为事故重建和查明事故发生的最初原因提供证据。
在“6·27” 北京东方化工厂事故调查中， 调查人员对爆炸时死于现场人员进行了尸检，采用 GC /MS 的分析发现 4 人的肺部与气管中存在有石脑油、 轻柴油和加氢汽油组分，而无乙烯组分( 其中 3 人死于油泵房附近， 1 人死于石脑油罐附近) 。检测结果表明，乙烯 B 罐大爆炸前， 弥漫于罐区空气中的可燃气体是石脑油、 轻柴油与加氢汽油油气， 而不是乙烯，从而确定了引起此次事故的可燃气体是石脑油油气， 为火因调查提供了明确的方向。
( 六) 残骸的“断口学” 分析技术
断口是试样或零件在试验或使用过程中发生断裂(或形成裂纹后打断) 所形成的断面。断口学是研究断口的形貌、 性质，进而分析断裂类型和断裂方式、 断裂路径、 断裂过程、 断裂性质、 断裂原因和断裂机理的科学。“断口” 的痕迹特征记录了从裂纹萌生、 扩展直到断裂的全过程，它具有全信息性。通过分析断口可以获取设备失效的信息， 能够找出与设备失效相关的内在或外在的原因。在“6·27” 北京东方化工厂事故调查中，针对现场多个发生爆炸火灾的装置，调查组通过断口分析最终确定了爆炸点。为证明石脑油 A 罐的满装外溢是酿成“6·27” 事故起因的结论发挥了重要作用。
( 七) 利用气象局设置的“雷电监测定位网” 帮助调查雷击火灾
气象部门的“闪电定位系统”可提供雷击强度、 雷击时间、 雷击点的 GPS 地理信息等数据提供精确的雷电定位数据，从而为调查人员调查雷击火灾事故提供科学的认定依据。
在认定惠州东江发电厂( 2006 年 7 月 15 日) 油罐火灾及茂名乙烯 2 号裂解装置( 2008 年 6 月 3 日) 雷击火灾过程中， 广东省雷电监测网平台为这两次因雷击引起的火灾事故调查提供了精确的雷电定位数据，数据显示雷击时间与起火时间相符，雷击点的 GPS 地理信息经纬度与起火区域的经纬度吻合， 提供了起火时间时的雷击强度、 起火前后该区域的雷击次数等，科学客观地验证了该起火灾事故发生的原因。
四、 石化企业火灾调查中注意事项
( 一) 做好个人防护
石油化工生产的原料、 中间体、 产品多数有毒有害， 腐蚀性强，在事故现场勘验时， 要根据现场情况佩戴防护器具， 注意做好个人防护。
( 二) 发挥专家组的作用
公安部第 108 号令《火灾事故调查规定》 规定， 火灾调查时可以聘请专家或者专业人员协助调查。由于石化企业火灾调查工作的特殊性，应积极吸收石油化工专业的的专家，为科学、 公正、 客观、 正确的确定事故原因提供技术保障。
往期文章
——————————————————————————
本文主要内容来自于：邹晟红，张 源( 惠州市消防支队，广东 惠州 516001)
中图分类号: X928． 7 文献标识码: A 文章编号: 1008 － 2077( 2011) 06 － 0088 － 03
版权归属于原作者。
---------------------------------------
德国斯坦默公司全系列灭火剂产品
均不含PFOA和PFOS
符合所有当前限制条件！
---------------------------------------
众多客户选择的
斯坦默
全球认证
斯坦默
关于PFAS(PFOS、PFOA等）消防领域更多危害科普文章如下：
驻日冲绳基地泄漏强致癌物，美军：一点点消防泡沫，你也有意见？
在21世纪，消防所面临的挑战日益严峻并且仍在不断发生变化。这不仅涉及灭火材料本身的性能，而且对灭火解决方案的环保性、社会认同性方面提出了更高的要求。预防性和防御性的消防任务特别复杂，并且解决方案需要考虑到各种细节。特别是在工业方面，只能通过丰富多样、成熟的产品，来实现灭火效率更高，成本更低廉的解决方案。从早期Richard.Sthamer博士创立公司，直至现在公司第5代管理人，我们的目标始终如一：提供高标准、高质量的产品，并且始终尽最大努力满足各类客户的不同需求。自公司于1886年成立于汉堡起，我们始终致力于研制优质的泡沫灭火剂。如今，Dr.Sthamer公司已经是主流的泡沫灭火剂制造商之一。作为一家中型、家族式企业，Dr.Sthamer具备充分的灵活性是商业成功并且使世界各地客户均满意的保证。
现在，Dr.Sthamer泡沫灭火剂已成为灭火材料的代名词。这既是我们的职责所在，也是激励我们不断前进的动力所在。
捷隆行国际贸易专业的消防灭火剂及应急救援装备供应商，德国斯坦默灭火剂及美国MUDD-OX水陆两栖应急救援车中国总代理。公众号
欢迎关注JLH公众号，共同保护我们的家园，请使用环保无毒灭火剂。
- 上一篇： 成都捷隆行国际贸易有限公司网站试运行
- 下一篇： 利用现有消防车辆实施远程供水的可行性探究
在线客服