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、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，同時還大大減少了傳統(tǒng)LNG 接收站利用海水氣化LNG 而對周邊海域產(chǎn)生的熱污染。

1 LNG冷能空分裝置簡介

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?，對空分系統(tǒng)而言是極為敏感的有害物質(zhì)。因此，對LNG 冷能的利用需要采用中間介質(zhì)來實現(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)為壓力氮氣，即從空分裝置下塔中抽取壓力氮氣，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)梳理和能力評估[3-6]。

情景構(gòu)建通過情景篩選、情景開發(fā)、情景評審和情景改進(jìn)等一系列措施完成事故場景的搭建，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、事故特點，然后梳理消除或降低風(fēng)險的任務(wù)列表，最后將能力需要與能力實際現(xiàn)狀對比分析，尋找應(yīng)急能力的不足與差距，并提出針對性的提升建議[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，砸中液氧儲罐，儲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、液氧儲罐破裂、爆炸、周邊管道次生火災(zāi)。每一個關(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)施均正常運行，所有在線監(jiān)測設(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 時整，空分裝置發(fā)生液氧滲漏。

3.4.2 發(fā)生階段

9 時55 分，寧波冷能空分冷箱泄漏，中控冷箱密封氣壓力報警。

表1 冷能空分裝置火災(zāi)爆炸事故信息簡表

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

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

9 時58 分，冷能空分單位總經(jīng)理宣布啟動公司應(yīng)急預(yù)案，具體處置措施包括啟動停車處置方案；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)急辦公室向上級單位報告等。

9 時59 分，冷能空分單位組織對主冷箱上塔底部泄壓排液。

10 時整，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液氧儲罐，導(dǎo)致液氧儲罐大量泄漏。

10 時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；同時爆炸造成LNG 輸送管線泄漏著火。

10 時07 分，冷能空分單位開展應(yīng)急處置，具體措施如下：

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

2) 現(xiàn)場啟動冷能空分消防系統(tǒng)，利用消防水槍對著火管線及周邊設(shè)備降溫，撥打119 請求支援；

3) 確認(rèn)LNG 接收站停止外輸，請求接收站消防隊進(jìn)行支援；

4) 對著火管線進(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) 通知槽車運輸單位事故情況。

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

10 時10 分，冷能空分單位向上級單位報告事故并請求擴(kuò)大應(yīng)急救援。

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

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

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

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

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

11 時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)于本次事故的不實報道引發(fā)輿論關(guān)注及恐慌。

11 時01 分，冷能空分單位向上級單位報告救援進(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 時整，傷員均被轉(zhuǎn)移至醫(yī)院進(jìn)行治療，傷情穩(wěn)定。

14 時整，現(xiàn)場火災(zāi)撲滅，無次生衍生事故發(fā)生的可能。

16 時整，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，主動對外信息公開。

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

一個月后，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 財產(chǎn)損失

該次事故造成的財務(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。二是救援費用。主要包括事故發(fā)生后動用周邊消防力量、應(yīng)急設(shè)備設(shè)施進(jìn)行人員救護(hù)及事故搶險的相關(guān)費用和政府罰款。三是賠償費用。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，傷亡人員的工作價值損失，補(bǔ)充新員工的培訓(xùn)費用等。

3.5.2 經(jīng)濟(jì)影響

1）由于公司面臨巨額罰款、賠償以及該事故對公司聲譽造成的損害，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，造成財務(wù)狀況惡化。

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

3.5.3 社會影響

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，在較長一段時間內(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)測與預(yù)警、廣播通知、工藝關(guān)斷與隔離、現(xiàn)場人員疏散、事故上報；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。

基于每項應(yīng)急任務(wù)，對企業(yè)的應(yīng)急現(xiàn)狀水平與國內(nèi)外良好作業(yè)實踐對比分析可以得出，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個方面：

1) 本質(zhì)安全設(shè)計：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，建議針對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罐破裂。

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

3) 消防救援：企業(yè)消防依托周邊LNG 接收站消防隊和政府專業(yè)消防隊，能夠滿足在5 min 抵達(dá)現(xiàn)場的要求，但企業(yè)針對液氧儲罐重大危險源事故的消防聯(lián)動演練較少，建議與周邊單位和政府消防隊定期開展聯(lián)動實戰(zhàn)演練；同時在消防員戰(zhàn)斗服的基礎(chǔ)上，建議現(xiàn)場適當(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)梳理和能力評估等工作，系統(tǒng)完善事故衍化場景。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)對于自身重大事故風(fēng)險的認(rèn)識更加清晰，通過有針對性培訓(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)對重特大事故的發(fā)生。