5起过程安全事故的教训（下）

阿尔伯特·奈斯｜文 王梦蓉｜译

台塑集团氯乙烯泄漏事故

2004年4月23日，美国伊利诺伊州奥波利斯镇的台湾台塑集团聚氯乙烯装置（PVC）发生重大火灾和爆炸，导致5人死亡，3 人受重伤，PVC装置大部分被摧毁，附近仓库中的PVC树脂被引燃。因担心继发火灾产生的烟尘对居民造成伤害，附近社区被迫疏散2日。

氯乙烯单体（VCM）易燃又具有致癌性，是制造PVC的主要原材料。该公司利用VCM生产PVC树脂，而VCM在此次爆炸火灾事故中却成了燃料。

事故经过

PVC是在间歇式反应器中通过对VCM、水、悬浮剂和反应器引发剂加压加热后生产出来的。厂房内共有24台反应器，每组4台，每2台反应器由1个控制站进行控制（见图6）。反应器的反应结束后，通过底部阀门将PVC溶液输送到下一个过程容器中。

图6 1人在反应器上部进行监控，1人在底部进行控制和排空

每次PVC传输完成，都要通过人孔对反应器内的危险性气体进行吹扫，并对反应器内部进行强力清洗。清洗污水通过反应器底部的阀门和排污阀排到下水道中。所有步骤都为人工操作。

事发当天，D306号反应器的反应结束，清洗作业也已完成，操作员到楼下将反应器排空。据称他到达楼梯底部后，走错了方向，走到了4个相同反应器中正在发生反应的反应器旁（见图7）。该操作员很可能试图打开D310反应器底部的阀门和排空阀。阀门受连锁保护，反应器压力超过69 kPa时会保持关闭状态。由于该反应器正在生产PVC，阀门没未被打开。

出现紧急状况（如反应器超压）时，操作员会按照应急转料程序的要求，打开反应器底部阀门和转料阀门，与空的反应器连接。但这种情况下，反应器压力都要高于69 kPa，安全联锁会阻止底部阀门打开。鉴于此，公司增加了手动联锁旁路，操作员在紧急情况下可以打开阀门给反应器泄压。旁路将快接接头连接到空气软管上，操作员可以把阀门执行器与控制器断开，将应急空气软管直接连到执行器上打开阀门。

图7 D306和D310反应器位于布局相同的设备室的不同位置

当时，操作员很可能认为自己操作的是正确的反应器（D306），只不过是反应器底部阀门不好用。发现阀门打不开，他切换到了备用空气供应并超驰控制联锁。但在进行这些操作的过程中，他却未与楼上的反应器操作员和值班长沟通，也没有检查反应器的实际运行状态。

反应器底部的阀门被打开后，VCM倾泻而出，整座厂房迅速充满液体和气体，灭火喷淋系统启动。厂房内的VCM探测器也检测到VCM含量超出最大测量值。值班长和反应器操作员忙于处理泄漏却未采取任何疏散措施。VCM气体遇到点火源后发生多次爆炸。继发的火灾蔓延到PVC仓库，燃烧持续数小时，大量刺激性烟雾漂到附近社区。

事故原因

操作员对联锁进行了超驰控制，导致高温高压VCM泄漏。对容器的联锁管理未建立综合标准，例如联锁变更要获得当班班长的批准等。员工也不知道如何应对重大事故。

导致事故发生的其他因素有反应器组的平面布置相似，反应器下方的操作员未配备无线对讲机，与楼上负责反应器控制的操作员沟通不畅。

关键教训

操作员和工程师必须遵守各项程序和协议。过程发生超范围运行时，应停止作业，听从有经验的员工的建议，必要时将过程停下来。该操作员在超驰联锁时应获得班长的许可。

此外，该事件中，反应器布置的设计问题也给操作员造成了困惑。应急转料程序必须通过反应器底部阀门连锁旁路完成，因此工厂就设计出了“方便易行”的办法。实际上，设计工程师和运行工程师应采用工程控制方式，而且要对联锁旁路的记录和日志进行监测。此外，操作员进行操作的楼层则应设立反应器状态指示，而且要严格执行操作程序和联锁管理要求。

操作员未配备相关工具（不同楼层之间通讯用无线电对讲机），很难按程序作业。管理层有责任为员工提供安全作业所需的工具和控制措施。

台塑集团接手该厂后，人员安排发生变化，员工减少，岗位责任也发生变化。但该公司没有对这些变化的潜在影响进行组织管理变更审查。

从这起爆炸事故中还可以看出应急计划的重要性。VCM泄漏后，厂房中的气体检测器和防火喷淋系统均启动。操作员当时一心处理泄漏，而正确的方法应是先疏散人员。

海格纳士公司可燃粉尘闪燃事故

2011年，美国海格纳士公司位于田纳西州加勒廷市的工厂，发生了几起严重的铁粉闪火和氢气爆炸事故。工厂主要是将废金属熔化，生产各种金属粉末。3起事故共造成5人死亡，3人受伤。

工厂的主要产品是纯度为99%的铁。生产过程中，首先将废铁熔化，再将熔化后的铁冷却打磨成粗铁粉，之后再将粗铁粉用30 m长的传送带送入退火炉。退火炉内的临氢环境在还原氧化物的同时还可以防止氧化。氢气由地沟中的管道送入退火炉，地沟上面覆盖了金属板。最后，从退火炉出来的铁饼将在铁饼粉碎机内被压成粒径为45～150μm的铁粉。

第1起事故

2011年1月31日，操作员怀疑输送铁粉的斗式提升机脱轨（即料斗带跑偏，由于扭矩加大有可能导致电机过热）。将电机停掉后，1名维修工和1名电工开始检查设备，发现料斗带没有跑偏，于是让操作员重新启动电机。电机启动过程中产生的震动使设备上和地面上的粉末散开，迅速发生闪火，2名工人被大火吞噬死亡。

图8 废铁加工厂设备和厂房架构表面上堆积的铁屑

第2起事故

2011年3月29日，该厂1名工程师和1名承包商正在更换退火炉的点火器，由于气体管线无法连通，工程师用锤子敲击管线。附近作业表面的大量粉尘被锤击分散后迅速燃着，工程师被烧伤，承包商得以逃生。工程师当时幸好穿着防火服，由此躲过一劫。图8是2011年2月3日，即事发前2个月左右在工厂拍摄的照片，从中可看到装置表面积聚了一层厚厚的粉尘。

第3起事故

2011年5月27日，退火炉附近作业的操作员发现有气体从地沟中泄漏，该地沟中除了有退火炉排空气管线外，还有氢气管线、氮气管线和冷却水排水管。机修工被派往现场查找泄漏点，进行维修，1名外操当时也在周围作业。尽管维修人员知道氢气管线也在该地沟中，但想到最近工厂的氮气管线泄漏过，所以认为这次泄漏的仍然是不易燃的氮气。但实际却是氢气。地沟的盖子很沉，必须用叉车，在将地沟盖吊起的瞬间，摩擦产生火花，引发了爆炸。氢气爆炸后使堆积在椽子上和厂房高处构架表面的大量粉尘散开。部分粉尘燃着后形成闪火。3名工人被大火吞噬，均不治身亡。

关键教训

了解危险和风险是基于风险的过程安全管理的重中之重。事后调查发现，铁粉的爆炸危险性很小，并且不太易燃。但从此次事故可以看出，即使不易爆、又很难点燃的粉尘也是可燃的，也具有危险性，并且在燃着后会导致伤亡。像这种事故，可能公司了解必要的安全信息，但工人却不知晓可燃粉尘的危险和风险。

从以往事故中学习，是基于风险的过程安全管理的核心内容。该厂在1992年曾出现过与2011年的第3起事故相似的情况，但却未吸取任何教训。

对于生产加工固体材料的车间，现场保洁也非常重要。这3起事故，都是因为有大量可燃粉尘存在而加重了事故后果。而后果较严重的事故中，大多数也都是因现场保洁不好所引起。此次事故的工厂也存在粉尘排放和现场保洁问题。虽然已经安装了袋式除尘器，但系统经常出现故障，此外，除尘过程中还会有粉尘泄漏。

由于粉尘控制不力，加上现场保洁工作不完善，粉尘堆积的厚度远远超出了闪火所需的燃料量。这也是事故原因之一。

结语

从上下篇连载的5起事故可以看出过程安全管理的重要性。这些沉痛的教训让我们反思，必须防止类似事故。享誉全球的过程安全专家特雷弗·克莱兹（Trevor Kletz）曾说：“企业没有记忆——但人有。”希望这些事故能时刻提醒我们，不让悲剧重演。

大多数的过程在设计阶段就会提供多个保护层，但没有任何保护措施能确保万无一失。就像瑞士奶酪片一样，每层都会有孔洞。当多个问题或多个孔洞串成一条线时，就会发生事故。过程安全管理的目标就是尽量减小、减少孔洞。同时，事故也都表明，仅依赖技术无法预防事故，管理体系和公司文化也起着至关重要的作用。安