臧泉龍 張傳合 李新松 吳亮 王耀祿

（中海石油環(huán)保服務(wù)（天津）有限公司，天津 300452 ）

0 引言

L N G 是指液化石油天然氣（溫度一般約為-162 ℃），通常來講，LNG 需要重新氣化為氣態(tài)才能用于工業(yè)和生活中，在LNG 氣化過程中伴隨著相變會(huì)產(chǎn)生巨大的冷能（據(jù)估算理論上約為830 kJ/kg），其利用方式主要包括發(fā)電、冷能空分、制取液態(tài)CO2或干冰、冷庫或制冰、輕烴分離、空調(diào)制冷、人造滑雪場(chǎng)、海水淡化和低溫粉碎等[1]。

研究發(fā)現(xiàn)，空氣分離所處的溫區(qū)在-190℃～-150℃之間，因此LNG 氣化所產(chǎn)生的冷能能夠滿足空氣分離的能量需求。將LNG 的冷能用于空氣分離是一種較為合理的利用方式，不僅能夠有效利用來之不易的低溫冷能，同時(shí)還大大減少了傳統(tǒng)LNG 接收站利用海水氣化LNG 而對(duì)周邊海域產(chǎn)生的熱污染。

1 LNG冷能空分裝置簡(jiǎn)介

本文所述中海油某LNG 冷能空分裝置是利用與四川空分集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)的具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LNG 冷能空分專利技術(shù)。該裝置主要工藝單元包括空氣過濾及壓縮系統(tǒng)、空氣純化系統(tǒng)（含再生氣加熱系統(tǒng)）、氧氮精餾系統(tǒng)(含無氫制氬系統(tǒng))、LNG 換熱系統(tǒng)、低溫液體貯存系統(tǒng)、乙二醇循環(huán)冷卻系統(tǒng)、儀電控系統(tǒng)等幾個(gè)部分[2]。

由于空分系統(tǒng)是氧氣富集區(qū)，天然氣作為碳?xì)浠衔铮瑢?duì)空分系統(tǒng)而言是極為敏感的有害物質(zhì)。因此，對(duì)LNG 冷能的利用需要采用中間介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)，從而避免LNG 與空分系統(tǒng)的直接接觸。本裝置采用的中間介質(zhì)為壓力氮?dú)猓磸目辗盅b置下塔中抽取壓力氮?dú)?，與LNG 換熱器中來的壓力液氮換熱并被液化后返回下塔頂部，將冷量由LNG 傳遞到空分系統(tǒng)，并由此獲得液氧、液氬及液氮產(chǎn)品。

2 情景構(gòu)建技術(shù)的內(nèi)涵與方法

2.1 重大事故情景構(gòu)建技術(shù)的定義

重大事故情景構(gòu)建技術(shù)是指基于事故的發(fā)生發(fā)展規(guī)律以及歷史事故案例，利用底線思維推演完成事故情景的描述。情景構(gòu)建技術(shù)的核心三要素為情景分析、任務(wù)梳理和能力評(píng)估[3-6]。

情景構(gòu)建通過情景篩選、情景開發(fā)、情景評(píng)審和情景改進(jìn)等一系列措施完成事故場(chǎng)景的搭建，分析在事故潛伏期、顯現(xiàn)期、爆發(fā)期、減弱期、消退期等不同階段內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)、事故特點(diǎn)，然后梳理消除或降低風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)列表，最后將能力需要與能力實(shí)際現(xiàn)狀對(duì)比分析，尋找應(yīng)急能力的不足與差距，并提出針對(duì)性的提升建議[7-9]。

3 情景構(gòu)建過程

3.1 河南義馬氣化廠“7·19”重大爆炸事故簡(jiǎn)介

2019 年7 月發(fā)生的河南義馬氣化廠“7·19”重大爆炸事故，根據(jù)事后的事故調(diào)查報(bào)告指出，義馬氣化廠的事故直接原因是某空分裝置冷箱閥門泄漏而沒有及時(shí)處置，富氧液體泄漏至珠光砂中，低溫液體造成冷箱支撐框架低溫冷脆，在冷箱超壓情況下發(fā)生劇烈噴砂而導(dǎo)致冷箱倒塌，砸裂液氧儲(chǔ)槽，大量液氧泄漏，遇周邊可燃物發(fā)生第一次爆炸，爆炸產(chǎn)生的能量使得富氧環(huán)境下的鋁質(zhì)材料發(fā)生二次爆炸，事故共計(jì)造成15 人死亡、16 人重傷，爆炸沖擊波導(dǎo)致周圍群眾175人被玻璃劃傷、重物砸傷，直接經(jīng)濟(jì)損失超過8 170萬元。

3.2 假設(shè)條件

本次情景構(gòu)建的假設(shè)條件如下：

1）氣象條件假設(shè)：夏季，東南風(fēng)向，風(fēng)速2 m/s；氣溫25 ℃；當(dāng)日無降水；大氣中度穩(wěn)定，天氣晴，多風(fēng)。

2）作業(yè)情況假設(shè)：裝車區(qū)1 輛液氧槽車裝車作業(yè)。

3）應(yīng)急情況假設(shè)：空分裝置因氧氣泄漏發(fā)生結(jié)構(gòu)低溫脆斷，砸中液氧儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐破裂大量氧氣泄漏，遇易燃物發(fā)生爆炸；爆炸造成裝車區(qū)人員重傷和死亡，辦公樓員工輕傷；同時(shí)爆炸造成LNG 輸送管線泄漏著火。

3.3 情景概述

情景構(gòu)建主要設(shè)置關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括冷箱泄漏、冷箱倒塌、液氧儲(chǔ)罐破裂、爆炸、周邊管道次生火災(zāi)。每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的事故影響主要從人員是否受傷、是否造成次生災(zāi)害、環(huán)境是否受到污染、是否造成輿情或恐慌等4 方面影響考慮。

本次情景構(gòu)建主要信息為：冷能空分冷箱泄漏，泄漏液體積聚，體積迅速膨脹導(dǎo)致冷箱變形開裂，冷箱內(nèi)珠光砂外噴。冷箱構(gòu)件發(fā)生低溫脆斷，在自重作用下失穩(wěn)坍塌，砸中2 000 m3液氧儲(chǔ)罐，導(dǎo)致液氧大量泄漏，遇周邊可燃物發(fā)生爆炸。爆炸造成裝車區(qū)1 名操作人員和1 名槽車司機(jī)死亡，3 名裝車區(qū)人員重傷，辦公樓玻璃受爆炸沖擊波破環(huán)，造成10 名辦公室員工受傷；同時(shí)爆炸造成LNG 輸送管線泄漏著火。

相關(guān)事故信息如表1所示。

3.4 事故演化過程

3.4.1 孕育階段

某年8 月某日， 8 時(shí)整，冷能空分正常生產(chǎn)作業(yè)，廠區(qū)生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)施均正常運(yùn)行，所有在線監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)均顯示正常；裝車區(qū)正在有1 輛液氧槽車進(jìn)行裝車作業(yè)。

9 時(shí)整，空分裝置發(fā)生液氧滲漏。

3.4.2 發(fā)生階段

9 時(shí)55 分，寧波冷能空分冷箱泄漏，中控冷箱密封氣壓力報(bào)警。

表1 冷能空分裝置火災(zāi)爆炸事故信息簡(jiǎn)表

9 時(shí)56 分，外操現(xiàn)場(chǎng)工作人員確認(rèn)冷能空分冷箱泄漏，并將事故信息反饋給中控。

9 時(shí)57 分，中控上報(bào)給冷能空分單位應(yīng)急辦公室主任，應(yīng)急辦公室主任上報(bào)冷能空分單位總經(jīng)理。

9 時(shí)58 分，冷能空分單位總經(jīng)理宣布啟動(dòng)公司應(yīng)急預(yù)案，具體處置措施包括啟動(dòng)停車處置方案；廣播通知；通知上游LNG 接收站；停止裝車作業(yè)及施工作業(yè)；廠區(qū)裝車及施工人員撤離；應(yīng)急辦公室向上級(jí)單位報(bào)告等。

9 時(shí)59 分，冷能空分單位組織對(duì)主冷箱上塔底部泄壓排液。

10 時(shí)整，冷能空分冷箱泄漏，泄漏液體積聚，體積迅速膨脹導(dǎo)致冷箱變形開裂，冷箱內(nèi)珠光砂外噴。

3.4.3 發(fā)展階段

10 時(shí)05 分，冷箱構(gòu)件發(fā)生低溫脆斷，在自重作用下失穩(wěn)坍塌，砸中2 000 m3液氧儲(chǔ)罐，導(dǎo)致液氧儲(chǔ)罐大量泄漏。

10 時(shí)06 分，氧氣云團(tuán)遇周邊可燃物發(fā)生爆炸。爆炸造成裝車區(qū)1 名操作人員和1 名槽車司機(jī)死亡，3 名裝車區(qū)人員重傷，辦公樓玻璃受爆炸沖擊波破環(huán)，造成10 名辦公室員工受傷；同時(shí)爆炸造成LNG 輸送管線泄漏著火。

10 時(shí)07 分，冷能空分單位開展應(yīng)急處置，具體措施如下：

1) 現(xiàn)場(chǎng)組織開展人員清點(diǎn)，搜救失聯(lián)人員，撥打120 救護(hù)車請(qǐng)求救援；

2) 現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)冷能空分消防系統(tǒng)，利用消防水槍對(duì)著火管線及周邊設(shè)備降溫，撥打119 請(qǐng)求支援；

3) 確認(rèn)LNG 接收站停止外輸，請(qǐng)求接收站消防隊(duì)進(jìn)行支援；

4) 對(duì)著火管線進(jìn)行泄壓并利用惰性氣體進(jìn)行置換，保證管線微正壓，防止管線回火爆炸；

5) 通知槽車運(yùn)輸單位事故情況。

10 時(shí)09 分，冷能空分向?qū)俚貞?yīng)急管理局事故報(bào)告并請(qǐng)求支援；屬地政府啟動(dòng)應(yīng)急，調(diào)集應(yīng)急管理局、生態(tài)環(huán)境局、公安局、醫(yī)院、消防隊(duì)等救援力量支援。

10 時(shí)10 分，冷能空分單位向上級(jí)單位報(bào)告事故并請(qǐng)求擴(kuò)大應(yīng)急救援。

10 時(shí)12 分， LNG 接收站消防隊(duì)和醫(yī)療救助站抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，開展救援支持。

10 時(shí)30 分，街道邊防派出所抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)廠區(qū)周邊道路實(shí)行交通管制。

10 時(shí)40 分，消防隊(duì)抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，接管現(xiàn)場(chǎng)消防救援指揮權(quán)。

10 時(shí)45 分，醫(yī)院救護(hù)車抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，開展人員救護(hù)。

10 時(shí)50 分，應(yīng)急管理局等政府部門抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，成立現(xiàn)場(chǎng)指揮部，接管現(xiàn)場(chǎng)指揮權(quán)。

11 時(shí)00 分，某網(wǎng)絡(luò)大V 利用抖音等自媒體軟件發(fā)布的關(guān)于本次事故的不實(shí)報(bào)道引發(fā)輿論關(guān)注及恐慌。

11 時(shí)01 分，冷能空分單位向上級(jí)單位報(bào)告救援進(jìn)展、政府接管指揮權(quán)以及網(wǎng)絡(luò)輿情等問題。

3.4.4 減弱階段

12 時(shí)整，傷員均被轉(zhuǎn)移至醫(yī)院進(jìn)行治療，傷情穩(wěn)定。

14 時(shí)整，現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)撲滅，無次生衍生事故發(fā)生的可能。

16 時(shí)整，集團(tuán)公司聯(lián)合屬地政府新聞辦公室組織召開新聞發(fā)布會(huì)，主動(dòng)對(duì)外信息公開。

第2 天，輿情信息逐漸平息，冷能空分單位組織開展現(xiàn)場(chǎng)清理、消防廢水處置、保險(xiǎn)理賠及配合政府部門的事故調(diào)查工作。

一個(gè)月后，傷員恢復(fù)健康出院。

半年后，冷能空分單位組織恢復(fù)正常生產(chǎn)，事件平息。

3.5 事故影響

3.5.1 財(cái)產(chǎn)損失

該次事故造成的財(cái)務(wù)損失主要包括以下4方面：一是設(shè)備設(shè)施損失。事故直接造成空分裝置、液氧儲(chǔ)罐、生產(chǎn)流程、LNG 輸送管線、辦公樓等嚴(yán)重?fù)p壞。二是救援費(fèi)用。主要包括事故發(fā)生后動(dòng)用周邊消防力量、應(yīng)急設(shè)備設(shè)施進(jìn)行人員救護(hù)及事故搶險(xiǎn)的相關(guān)費(fèi)用和政府罰款。三是賠償費(fèi)用。主要是指事故發(fā)生后，傷亡人員撫恤安置及日后恢復(fù)需要賠償。四是間接財(cái)產(chǎn)損失。主要包括公司停產(chǎn)、減產(chǎn)造成的經(jīng)濟(jì)效益損失，傷亡人員的工作價(jià)值損失，補(bǔ)充新員工的培訓(xùn)費(fèi)用等。

3.5.2 經(jīng)濟(jì)影響

1）由于公司面臨巨額罰款、賠償以及該事故對(duì)公司聲譽(yù)造成的損害，未來發(fā)展不被投資者看好，有可能導(dǎo)致企業(yè)的資金鏈斷裂，造成財(cái)務(wù)狀況惡化。

2）企業(yè)受事故影響難以按計(jì)劃完成企業(yè)的規(guī)劃和目標(biāo)，嚴(yán)重制約了企業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)企業(yè)未來的盈利能力很難評(píng)估。

3.5.3 社會(huì)影響

事故發(fā)生后，由于謠言傳播，導(dǎo)致大量公眾恐慌，同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)謠言的放大，事故所在區(qū)域大量公眾產(chǎn)生心理問題。另外，在事故發(fā)生后，由于網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)不實(shí)傳言，導(dǎo)致局部地區(qū)出現(xiàn)生活必需品搶購現(xiàn)象。

3.5.4 長(zhǎng)期健康問題

1）人員心理健康影響。事故中的幸存者在面臨死亡威脅時(shí)產(chǎn)生的心理崩潰、驚懼、恐慌等巨大心理沖擊容易在日后演變成多種心理疾病，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù)。

2）人員身體健康影響。直接涉事人員在事故中因燒傷、機(jī)械傷害等重大傷害，對(duì)身體健康造成了包括毀容、殘疾、臟器損害等巨大影響。

4 應(yīng)急能力差距分析

通過對(duì)不同事故情景的應(yīng)急任務(wù)梳理分析可以發(fā)現(xiàn)，企業(yè)在事故初期的先期處置措施包括：監(jiān)測(cè)與預(yù)警、廣播通知、工藝關(guān)斷與隔離、現(xiàn)場(chǎng)人員疏散、事故上報(bào)；在事態(tài)擴(kuò)大后的主要處置措施包括：人員救助、消防滅火、管道搶維修和輿情應(yīng)對(duì)。

基于每項(xiàng)應(yīng)急任務(wù)，對(duì)企業(yè)的應(yīng)急現(xiàn)狀水平與國內(nèi)外良好作業(yè)實(shí)踐對(duì)比分析可以得出，企業(yè)在應(yīng)急準(zhǔn)備工作的薄弱環(huán)節(jié)主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

1) 本質(zhì)安全設(shè)計(jì)：由于冷箱支撐結(jié)構(gòu)在泄漏情況下存在低溫冷脆的風(fēng)險(xiǎn)，建議針對(duì)支撐框架采用低溫鋼材料，提升抗低溫能力；研討制定冷箱傾倒方向的預(yù)防性措施，如優(yōu)化平面布置、增加輔助支撐等避免冷箱倒塌造成液氧儲(chǔ)罐破裂。

2) 監(jiān)測(cè)預(yù)警：目前空分裝置冷箱密封氣氧含量的分析與監(jiān)測(cè)有待進(jìn)一步加強(qiáng)，特別是針對(duì)于液氧泄漏的報(bào)警裝置有待進(jìn)一步提升。

3) 消防救援：企業(yè)消防依托周邊LNG 接收站消防隊(duì)和政府專業(yè)消防隊(duì)，能夠滿足在5 min 抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的要求，但企業(yè)針對(duì)液氧儲(chǔ)罐重大危險(xiǎn)源事故的消防聯(lián)動(dòng)演練較少，建議與周邊單位和政府消防隊(duì)定期開展聯(lián)動(dòng)實(shí)戰(zhàn)演練；同時(shí)在消防員戰(zhàn)斗服的基礎(chǔ)上，建議現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)增加消防隔熱服的配備。

4) 管道搶維修：企業(yè)缺少專業(yè)的管道搶維修隊(duì)伍的支持，可以依托LNG 接收站與專業(yè)救援力量簽訂協(xié)議，同時(shí)關(guān)注良好的低溫應(yīng)急堵漏設(shè)備的推廣與應(yīng)用，適量配置相關(guān)資源。

5 結(jié)語

情景構(gòu)建技術(shù)基于事故發(fā)生發(fā)展規(guī)律，通過情景分析、任務(wù)梳理和能力評(píng)估等工作，系統(tǒng)完善事故衍化場(chǎng)景。通過冷能空分裝置火災(zāi)爆炸事故的重大事故情景構(gòu)建與推演，可使企業(yè)對(duì)于自身重大事故風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)更加清晰，通過有針對(duì)性培訓(xùn)、演練和措施整改，將大大有助于企業(yè)利用底線思維有效預(yù)防及應(yīng)對(duì)重特大事故的發(fā)生。