石油化工企业事故案例剖析.doc
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1、石油化工企业事故案例剖析译者的话事故和灾难经常出现于世界各大新闻媒体和书刊,这些事故造成巨大的生命和财产损失。为保障安全,人们投入了大量的人力物力,但事故还是屡屡发生。事故发生的真正原因是什么呢?本书的作者长期从事石油化工企业的生产过程管理和保护工作,有较深的理论造诣和丰富的管理经验。书中收集了世界各国石油化工企业生产过程中发生的典型事故案例,并对事故的原因和后果进行了深入细致的分析研究,得出的结论是大多事故是可以避免的,同时对避免类似的灾难提出了指导性的意见。本书的一大特点是科学地提出了危险性的分析方法,对动改和新建项目实施的各个阶段进行控制,将事故隐患消除在萌芽之中。从他人的错误中学习,本
2、书介绍许多应汲取的重大教训,令人深省,其指导意义远不止于石油化学工业。本书共分二十二章,并附有三个附录,内容十分丰富,分别对石油化工生产厂常见事故进行了分类论述,在第四版增加了20全新的内容,用十五幅图片和照片帮助读者更好地认识危险。参考资料详实是本书的又一特点。本书通俗易懂,可作为项目危险性分析和工艺设计的校验表,可供工艺设计、安全预防损失和操作(生产)工程师学习参考。也可作为石油化工企业生产装置操作人员的培训教材。本书是石油化工系统安全生产监察、监督管理人员必备的备忘录和警示参考书。全书由王力、王力健、郭其新翻译;李振杰、李荫中审校。在翻译过程中温洪软、李强等同志给予了很大的支持,并提出了
3、许多意见和建议,在此一并表示感谢。前言在生产部门工作多年后,1968年我被认命为皇家化学工业有机化学部,也就是后来石化部的安全顾问。我的任职是在20世纪60年代发生了多起火灾事故后,所以,我的重点工作是研究过程灾难,而不是机械事故。我的工作之一是调查事故设计方面的原因和操作员工的工作细节,以及应该汲取的教训。本书包含我从一些公司收集的事故报告。虽然大多数报告以前已发表过,但它们刊登在不同的出版物中,而这些出版物的影响力不大。本书的目的是要说明过去什么出了错,将来防止事故的发生又是多么简单。不幸的是,加工工业史表明,事故在间隔几年之后又会重复出现。随着时间的流逝,人们忘记了事故的教训,本书将帮助
4、人们对事故保持鲜活的记忆。在此诚恳地提出建议,但不做担保。读者在实际工作中应用这些建议会取得满意的效果。客观地讲,你也许感到我提出的一些建议在贵公司不适用。事情相当清楚,如果贵公司可能发生事故,而你又不希望采纳我的建议,那么务需采取其它措施,不管怎样不能忽视事故。现引用John Bunyan写于300年前的忠告:即便是在要抛弃的废渣中,只要你精心寻找,也会得到黄金,黄金总是裹藏在矿石中的。要想得到果核,就不能扔掉整个苹果,即便是你在不假思索要扔掉一切的时候。我将会告诉你发生的一切。你也许不会相信在自己的工厂内会发生事故,因为工厂内的许多安全系统在起作用。我在此叙述出现事故的工厂都有这样的安全系
5、统,但这些系统并不是永远起作用。因为有许多管理方面的原因,问题出现了:没有使人们相信使用这些系统的重要性,没有发现以前的违章行为(通过审计、抽查或注意观察的方法),或为了避免冲突或为了加快工作进度对问题视而不见。当人们对一块遗漏的盲板视而不见时,人们就向事故迈进了一步。本书所描述的事故在许多不同类型的工厂里都会发生,因而具有深远的意义。有些事故是在维修和调试设备时发生的,有些与广泛使用的设备有关,如储罐和软管。有些与所有的工厂和过程的基本要素人有关。有些需通过技术进步来解决,如对灾害和可操作性的研究。有些与保护设备有关,如紧急切断阀。人们会注意到大多数事故非常简单,要防止这些事故,不需要深奥的
6、知识和深入的研究,人们只需要了解以前发生了什么,而这些在本书中都有叙述。只有少数事故会因关键的元件失灵而发生,而大多数事故源自不重要元件的缺陷。一只仪表也许失灵或不可信,或程序不对,或没执行正常的操作程序。因为一件小事,全盘皆失。许多事故可在不同的情况下讨论,因而可相互参考。如果引用的事故在贵公司发生过,你可能会注意到其中的一两个细节有所不同。有时人们很难说清楚事故发生的根源。有时事故被简化,但不影响基本事实。有时也是最可能的事故在贵公司根本没有发生过。但另一个工厂却有类似的事故。许多事故实际上不会导致死亡、重伤、重大损失属于轻微损失。但是它们可能已经造成了更加严重的后果。我们可以从这些轻微损
7、失以及严重的损失中汲取教训。本书所述的大多数损失发生在所谓的极危险的装置或储存设施中即存有大量可燃、易爆或毒性化学物品的装置或储存设备。汲取的教训可实际应用到这些装置中。但是大多数事故可能发生在处理量较小的或危险性不大的装置中,其后果虽然小些,但后果十分严重。在一个极危险的装置中开启一台没有隔离的泵可能会引发(或已经引发)一场大火或一次大爆炸。而在另一个装置中可能只引发一场小火灾或释放出一些腐蚀性的化学物质但这足以导致现场工作人员的伤亡事故。即使这些释放的物质无害,也浪费了原料。因而,学到的教训可应用到整个石油化工工业。在本书的第二版中,作者增加了事故案例,扩充了有关博帕尔(Bhopal)和墨
8、西哥市的内容,增加了鲜为人知但十分普遍的灾害和关于计算机控制装置的事故。在本书的第三版中,作者增加了有关换热器、加热炉、基础安全设计、失控反应以及其它一些内容。自从第一版发行以来,虽然作者阅读了许多事故报告,但大多数只是加大说服力,而增加的内容告诉读者一些新的事故。本书分析了引发事故的直接技术原因,论述了为防止事故的再次发生在设计和程序上所做的变化。分析事故发生的其他原因管理体制不严,如没能从过去的事故中汲取教训,审计不严和对事故的调查不彻底,以及如何组织以避免事故的发生等内容见作者的其他著作,如从灾难中汲取教训(化学工程师学院/海湾出版公司,1993年)、从事故中汲取教训(第二版)。书中引用
9、的大多数事故都源自没有遵循完善的工程实践。有些违反法律,有些事故如果发生在今天,将是严重违法事件。在荚国,它们违反关于危险能量控制(LOCKOUTTACOUT)OSHAl910147(1990)法和自1992年执行的过程安全管理法(PSM)(OSHAl910119),法案适用于所列的超过极限量的化学物质。PSM法要求公司遵循完善的工程实践、法典、工业通用标准、公司内部的标准。按OSHA(美国联邦政府安全与卫生委员会)规定,如果不遵守上述要求,就是违规。在英国,按劳动安全和卫生法(1974)及有关规定,“所有者”应提供一个安全的工作场所,建全工作、指导、培训、监督机制。欧共体要求主要危险场所的所
10、有者制定一套安全事例,用以说明怎样处理和控制危险情况。尽管执行的情况各异,许多国家都有类似规定。随着OSHAl910119和类似规定的执行,人们对过程安全管理系统及相关出版物的重视程度在增加,但是我们不能忘记它们的局限性。有些管理者认为,一套完善的系统可足以保证安全。可是一套系统所能做的只是利用人们的知识的经验。如果知识和经验不足,这套系统工程就显得很空洞。不成系统的知识和经验不能发挥其潜力。没有知识和经验,系统也无从谈起。我们不反对淡化一些事情,但是我们应确信,不能忘记过去的教训。本书的目的即在于此。如何使用这本书?1通读这本书,问问自己这些事故是否在自己的工厂中发生过,如果发生过,写写你如
11、何避免事故。2把本书当作安全方面的必备书,有空时浏览一下,或在员工会议、安全委员会、公告栏、厂内检查上作为谈论的主题。3当调查事故的原因、职责发生变化时、或在设计时遇到新问题,并对新出现的事情感兴趣时,也可查阅本书。但是,本书不能用于全面地评价过程安全和避免损失。4用事故案例教育新员工、经理、领班、操作员,使他们认识到若不遵守规定的操作程序和可行的操作方法,将会出现什么问题。5如果你是一位教师,使用这些案例告诉学生事故为什么会发生,并演示科学原理。无论用在工厂培训,还是用在教学中,本书都可以用作讲义或讨论材料。通过讨论使学员达成共识应该采取什么措施防止类似事故的再次发生。6如果某人放任所述事故
12、的发生,你可以拿起这本书,翻到某一页让他看,也许会防止事故进一步扩大。本书引用的资料是以损失惨重,许多人失去了生命,数十亿美元的设备被毁坏为代价的。而你却可以用一本书的费用得到这些资料。如果你使用本书的资料,在你的工厂内防止了类似事故的发生,那么你就做成了一笔最成功的交易。答谢对出事故公司的员工深表谢意,是他们允许我描述他们的失误,感谢过去和现在的许多同事,尤其是FPLees,他提出了许多建议和忠告,我还要对英国科学工程研究院和Leverhulme托拉斯的财政支持表示感谢。Trevor Kletz目 录第一章 维护准备1011 隔离1012 标识1713 排除危险2214 不遵守操作程序281
13、5 维修的质量3516个人笔记42第二章 动改4321 开工时的动改4322小动改4423在维修期间进行动改4724 临时性动改4825 资金调整4926 工艺调整5127新工具5328 组织变化5429 渐进的变化55210 不断动改55211 为改善环境进行的动改57212 动改的控制61第三章 人为失误引起的事故6231 前言6232 因漫不经心引起的事故6333通过更好的培训能够防止的事故70第四章 标记7641 设备标记7642仪表标识7843 标识化学品8044 无法理解的标记82第五章 储罐8351 冒顶8352 超压8453抽瘪8754 爆炸8955 浮顶罐9456 多方面的事
14、故9757 FRP罐100第六章 烟囱(烟道)10261 烟囱爆炸10262 烟囱堵塞10463 热辐射106第七章 泄漏10771 常见泄漏源10772 泄漏的控制11473 泄漏到水面、湿地或绝缘层上11874 检测泄漏11975 不稳定性泄漏119第八章 液化可燃气体12181 重大的泄漏12182 较轻的泄漏12783 其它形式泄漏128第九章 管线和容器事故13091 管线事故13092 压力容器事故140第十章 其它设备147101 离心机147102 泵148103 空气冷却器149104 安全阀150105 换热器156106 冷却塔158107 加热炉158第十一章 进人容器
15、163111 含有害物质的容器163112 引入有害物质165113 未能与危险源隔离开的容器166114 未经批准,进入容器169116 救援171117 分析容器里气体172118 限定的空间172119 各种可能出现的错误173第十二章 常见物质的危险174121 压缩空气174122 水176123 氮气177124 重油(包括热传导油)183第十三章 罐装卡车和槽车188131 油装得过满188132 软管爆裂189133 着火和爆炸190137 装卸位置不正确192138 触及带电体194第十四章 断路系统和其它195141 试验应当彻底195142 应对所有保护设备进行试验197
16、143 测试工作做得大频繁200144 保护系统不能自行设定200145 未经许可不能拆除联锁系统201146 用仪器直接测量人们所需要的数据203147 联锁装置只用于紧急状态,不能经常使用204148 试验可发现错误205149 其它复杂事故2061410 海上事故206第十五章 静电208151 流动液体产生的静电208152 气体和水射流产生的静电210153 粉尘和塑料产生的静电211154 服饰产生的静电212第十六章 建筑材料214161 用错材料214162 因腐蚀而产生氢气217163 腐蚀带来的其它影响219164 保护层损失219165 腐蚀引起的事故219167 选择材
17、料220第十七章 操作方法222171 憋压222172 疏通阻塞的管线223173 有误的阀门定位控制225174 职责不明确226175 缺乏交流226176 在打开的人孔处作业228177 一条管线两种用途229178 无意中的隔离229179 不相容物质存放2301710 维护真正有必要吗?2301711 联锁故障2311712 破乳2321713 烟囱效应233第十八章 逆流和其它不可预见的偏差235181 从产品收集器或吹扫线回流到装置里235182 回流到辅助线里236183 通过泵回流237184 从反应器逆流237185 从排水系统回流238186 其它偏差239187 预测
18、偏差的方法240188 HAZOP的缺陷241189 间歇式装置的HAZOP2421810 罐式卡车的HAZOP243第十九章 没有意识到的事故点245191 氨会爆炸245192 水压试验有危险247193 柴油机也能点燃泄漏物247194 二氧化碳能引燃可燃性混合物249195 烟雾会爆炸249第二十章 计算机控制带来的问题252201 硬件和软件故障252202 把计算机当成黑匣子253203 错误判断操作器响应的方式255204 其它问题256205 未经授权乱动设备258206 新的应用259207 结论260第二十一章 本质安全型设计262211 博帕尔(Bhopal)262212
19、 其它本质安全型设计266213 用户友好设计270第二十二章 计划的与非计划的反应272221 缺乏知识272222 不良混合274223 污染276224 与辅助材料反应277225 不当的培训或程序277226 最后使用日期278第一章 维护准备Randall(工厂检查员)曾经说过,当他了解到厂内的安全文件非常完善时,感到非常吃惊。不幸的是人们没遵守它劳动安全卫生。 本章将讲述的是在维修设备时没有做好准备工作而引发的事故案例。一些是因需修理的设备没有与危险物隔开;另一些则是在没有判明原因的情况下,错误地打开了设备;还有一些是因为没有排尽危险物质。11 隔离111没有隔离一台泵被打开,当拆
20、下泵盖时,超过自燃点的热油流了出来而着火引发火灾。当场造成3人死亡,工厂被毁。火灾后的事故调查表明,事故的原因是泵的入口阀是打开的,而放空阀是关着的。火灾当天上午8:00,签发了允许作业通知单。此时,这台待修的泵已停放好几天了。发放作业通知单的检查员应事先检查泵的入口阀是否关闭,泵的放空阀是否关闭。检查员辩称道他已经这么做了。或者是他的回忆有误,或者是在他检查后,维修工作开始前,有人打开了入口阀,关上了放空阀。当关上这些阀时,没有留下说明关闭原因的记录。操作员也许为了尽快使这台泵投入使用,已经将入口阀打开,关闭放空阀。事故发生的另一个原因是维修的项目原来只打算维修泵的轴承,当他们发现必须将泵打
21、开时,就通知了操作人员,没有进一步检查泵的隔离情况。用盲板隔离维修设备不是该公司的常规做法,他们的做法是关闭阀门。在火灾事故发生后,该公司制订了下列规定:(a) 除非维修工作可以很快完成或者安装盲板(或断开管路)占用的时间太长,或有其它危险。在维修状态下的设备必须用盲板隔开,或彻底断开。如果热流体有可能流出或者人员需进入设备内部则必须执行加装盲板,或断开管路的要求。(b) 隔断设备的阀门,包括加装盲板(或断开管路)后必须关闭的阀门,必须用挂锁和链条或类似的器具锁闭。不允许只在阀上挂警示。(c) 当流体的压力超过600psi(4MPa)或温度接近以及高于其自燃点时,应安装双隔断阀和放空阀,其目的
22、不是用于隔离,而是为了安全地加装盲板(图1-1)。(d) 如果工作的内容发生了变化,必须将发出的允许工作单收回,重新核发一张新的工作单。1989年,一家乙烯厂发生一次类似且更为严重的事故。为了清除堵塞物,人们拆除一条抽出线。与反应器回路隔开的8阀门(在图1-2中的Decmo阀门)是打开的,热的乙烯料在压力的作用下流出,发生了爆炸,炸死23人,伤130多人,并造成重大的破坏。碎片被抛到6英里(9.6km)外,大火引爆了两个液化石油气罐。这台阀用压缩空气控制,接有两条软管,一条用来打开阀门,一条用来关闭阀门,但是它们被接反了。两个接口在尺寸和设计形式上应有所不同,以避免上述情况的发生。此外,它们没
23、有被断开,阀上的锁定装置(一种机械止动方法)已经被拆除了。用单一的隔断阀隔离带压、高温可燃气体的做法不可取。为了安全地加装盲板(图1-1)应安装双隔断阀和放空阀。两起事故有相似之处,都是准备对设备进行维修,为了让维修人员作业,设备停放了数天。在停放期间,人们重新接上了风线,拆除了锁定装置,打开隔断阀。在这两起事故中,本身不完善的操作程序也没有得到执行。这些事故不是偶然发生的。如果经理们负责,他们会注意到违规作业的情况。1988年北海Piper AlPha石油平台发生的大火和爆炸,造成163人死亡,也是因隔离不当引起的。当班工人将准备维修的安全阀拆下,在开口处加装了盲板,接班的工人不知道安全阀已
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