張微明｜摘譯

2019年10月26日，石油公司Aghorn在得克薩斯州奧德薩市的注水站內(nèi)，司泵員A響應(yīng)了1號(hào)注水泵警報(bào)。1號(hào)泵所處的建筑叫泵房。響應(yīng)期間，司泵員A關(guān)閉了泵的出口閥，入口閥半關(guān)閉，希望將泵與過(guò)程隔絕開(kāi)，但操作前未執(zhí)行上鎖掛牌程序，沒(méi)有把泵與電源斷開(kāi)。當(dāng)晚，泵自動(dòng)啟動(dòng)，含有硫化氫（H2S）的水從泵里泄漏出來(lái)。司泵員A因H2S暴露死亡，隨后其妻子進(jìn)入注水站尋找，也暴露在了有毒氣體中，不幸身亡。

美國(guó)化學(xué)品安全與危害調(diào)查委員會(huì)（CSB）事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水和有毒氣體是從活塞破損處泄漏的，但無(wú)法確定泄漏發(fā)生在司泵員A到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)前，還是發(fā)生在關(guān)閉閥門(mén)的過(guò)程中。

基本信息

注水站

事故發(fā)生在福斯特D注水站（見(jiàn)圖1、圖2），它由Aghorn公司運(yùn)營(yíng)。注水站從該區(qū)域68個(gè)原油井接收采出水（石油開(kāi)采的副產(chǎn)品），再將采出水用泵加壓注回到巖層，以提高采油速率。

圖1 福斯特D注水站

圖2 福斯特D注水站流程圖

注水過(guò)程

公司先在地面打井從地下巖層中抽取原油。開(kāi)采時(shí)，巖層中的天然氣和水會(huì)因地下自然高壓順著井來(lái)到地面。隨著石油、天然氣和水的流出，地下壓力下降，提取到地面的原油也減少。通過(guò)向低壓地層注水提高壓力，就能提高原油的開(kāi)采速率。注水作業(yè)通過(guò)注水泵實(shí)現(xiàn)。

泵房

泵房?jī)?nèi)有3個(gè)排量式泵，編號(hào)為1～3號(hào)（見(jiàn)圖3）。Aghorn公司同時(shí)讓兩個(gè)泵運(yùn)行，第三個(gè)泵作為備用。事發(fā)時(shí)，1號(hào)和3號(hào)已安裝好，2號(hào)被移走維護(hù)。

圖3 泵房示意圖

泵房的東北角是控制室（見(jiàn)圖4），里面有一個(gè)可編程邏輯控制器（PLC），監(jiān)控著同一控制面板上的所有過(guò)程設(shè)備，并根據(jù)吸入罐的液位自動(dòng)控制泵的運(yùn)行。

圖4 控制室布局

控制面板的開(kāi)關(guān)有3個(gè)擋位：手動(dòng)、關(guān)閉、自動(dòng)。根據(jù)Aghorn向CSB提供的信息，事發(fā)時(shí)，PLC被設(shè)置為當(dāng)吸入罐液位超過(guò)預(yù)設(shè)值后自動(dòng)打開(kāi)1號(hào)和3號(hào)泵。1號(hào)泵先自動(dòng)運(yùn)行，15秒后，3號(hào)泵也自動(dòng)運(yùn)行。

操作員通過(guò)PLC觸控板設(shè)定運(yùn)行參數(shù)和報(bào)警閾值。事發(fā)時(shí)，警報(bào)被觸發(fā)，自動(dòng)電話系統(tǒng)便呼叫了值班的司泵員。

注水站安裝了H2S監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)激活后，泵房上紅色的警報(bào)燈會(huì)亮起，自動(dòng)電話通知系統(tǒng)也會(huì)告知值班人員H2S發(fā)生泄漏。

泵房有較大的艙門(mén)，門(mén)對(duì)面的墻上安裝了排氣扇，四面的外墻上各有自然通風(fēng)口。艙門(mén)和排氣扇是主要的通風(fēng)渠道。CSB采訪事故公司聯(lián)絡(luò)員后得知，這些艙門(mén)通常會(huì)半敞開(kāi)或敞開(kāi)3/4，但CSB無(wú)法驗(yàn)證事故事發(fā)時(shí)排氣扇是否在運(yùn)行。

活塞泵

活塞泵包括4部分：電機(jī)給泵提供動(dòng)力；傳動(dòng)裝置將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗竭\(yùn)動(dòng)；液體端內(nèi)部有閥門(mén)和密封裝置來(lái)給液體加壓；活塞支架是敞開(kāi)的，連接了液體端和傳動(dòng)裝置。

傳動(dòng)裝置推動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將采出水從吸入罐抽出，加壓后通過(guò)管道排出去?；钊麨樘沾芍疲ㄒ?jiàn)圖5）。

圖5 備用的陶瓷活塞

圖6 活塞脫落處和陶瓷碎片

圖7 大門(mén)旁邊的警告標(biāo)志

1號(hào)泵事發(fā)前的最后一次維護(hù)是2019年10月4日。當(dāng)時(shí)，對(duì)泵的整個(gè)液體端進(jìn)行了評(píng)估，替換了所有的閥門(mén)、密封圈墊，活塞也重新安裝了一遍。

事后CSB調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其中一個(gè)活塞從傳動(dòng)裝置上脫落了一段，陶瓷活塞也已破碎（見(jiàn)圖6）。1號(hào)泵的排泄閥把手顯示處于95%關(guān)閉的狀態(tài)，進(jìn)口閥處于50%關(guān)閉的狀態(tài)。

上鎖掛牌

事發(fā)時(shí)，Aghorn公司沒(méi)有書(shū)面的上鎖掛牌政策和作業(yè)流程。公司副總裁、作業(yè)領(lǐng)班在采訪時(shí)解釋說(shuō)，作業(yè)要求只在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)口頭傳達(dá)。其中一人描述了公司對(duì)泵進(jìn)行上鎖掛牌的步驟：

1. 將控制面板上的電源開(kāi)關(guān)調(diào)整到“ 關(guān)閉 ”的位置；

2. 關(guān)閉主要供電開(kāi)關(guān)；

3. 將橙色的旗子放到主要供電開(kāi)關(guān)上；

4. 將控制面板上的電源開(kāi)關(guān)調(diào)整到“手動(dòng)”的位置；

5. 檢查并確保泵沒(méi)有啟動(dòng)；

6. 如果泵沒(méi)有啟動(dòng)，再將控制面板上的電源開(kāi)關(guān)調(diào)回至“ 關(guān)閉 ”的位置。

但事發(fā)當(dāng)晚，控制面板的電源開(kāi)關(guān)和主要供電開(kāi)關(guān)都沒(méi)有在“ 關(guān)閉 ”位置。

現(xiàn)場(chǎng)安保

注水站的安保設(shè)施包括臨近公路的大門(mén)、馬路邊的鐵絲網(wǎng)圍墻，注水站設(shè)備四周還有鐵柵欄。大門(mén)左側(cè)有警示標(biāo)志，包括可能存在H2S的警告內(nèi)容（見(jiàn)圖7）。其他標(biāo)志都在鐵柵欄入口的左側(cè)。標(biāo)志牌很可能不防腐，也不反光，也沒(méi)有燈光，光線差的情況下很難看清。另外，夜晚通過(guò)內(nèi)外兩個(gè)門(mén)口的車(chē)輛可能看不到這些標(biāo)志，因?yàn)闃?biāo)志牌并不在駕駛員視線前方。

Aghorn告訴CSB，公司希望每天作業(yè)完成后把兩個(gè)門(mén)都鎖上。如果有員工在作業(yè)，門(mén)通常是敞開(kāi)的。事發(fā)當(dāng)晚，兩個(gè)門(mén)也都是敞開(kāi)的，因?yàn)樗颈脝TA還在泵房工作。

H2S監(jiān)測(cè)

注水站配備了H2S監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，共有8個(gè)氣體探測(cè)點(diǎn)：6個(gè)在儲(chǔ)罐和建筑周?chē)?個(gè)在泵房?jī)?nèi)。任何探測(cè)點(diǎn)的濃度超標(biāo)被監(jiān)測(cè)到，就會(huì)自動(dòng)激活2個(gè)獨(dú)立的警報(bào)系統(tǒng)：電話通信系統(tǒng)和泵房屋頂?shù)臒艄饩瘓?bào)。

CSB調(diào)查員詢(xún)問(wèn)應(yīng)急響應(yīng)人員和Aghorn員工是否聽(tīng)到或看到過(guò)任何警報(bào)，比如屋頂燈光，但所有人都說(shuō)沒(méi)看到。

事發(fā)后，CSB對(duì)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示所有的探測(cè)器都不能和警報(bào)控制面板實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。但校準(zhǔn)后，測(cè)試信號(hào)成功傳到了控制面板上，屋頂?shù)木瘓?bào)燈也亮了起來(lái)。如果事發(fā)前傳感器及其相關(guān)原件可以發(fā)揮作用，警報(bào)就能成功激活。

CSB還提出查看Aghorn公司的所有維護(hù)和校準(zhǔn)記錄，公司回復(fù)說(shuō)它們沒(méi)能找到相應(yīng)的文件。

便攜式H2S檢測(cè)儀

Aghorn公司為員工提供了便攜式個(gè)人H2S檢測(cè)儀。但事后沒(méi)有在司泵員A身上發(fā)現(xiàn)它，應(yīng)急人員最后在司泵員A的作業(yè)車(chē)上找到了一個(gè)H2S檢測(cè)儀。從車(chē)上拿下來(lái)后，檢測(cè)儀發(fā)出警報(bào)聲，意味著當(dāng)時(shí)的H2S已經(jīng)超標(biāo)。

2019年2月13日，Aghorn公司對(duì)員工開(kāi)展了H2S培訓(xùn)。公司告訴CSB，員工“ 不僅學(xué)習(xí)了H2S的性質(zhì)，包括氣味，還學(xué)習(xí)了在含有H2S的環(huán)境中作業(yè)會(huì)面臨的危害以及佩戴個(gè)人H2S檢測(cè)儀的重要性?！眴T工還接受了書(shū)面測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容包括通過(guò)嗅覺(jué)能判斷出H2S的濃度和持續(xù)時(shí)間、H2S暴露的癥狀、H2S檢測(cè)儀和呼吸防護(hù)裝備的使用方法。

但事發(fā)時(shí)，Aghorn并沒(méi)有正式的政策要求員工在注水站作業(yè)時(shí)佩戴H2S檢測(cè)儀。

事故描述

2019年10月26日晚，司泵員A第二次進(jìn)入注水站。18時(shí)38分，1號(hào)泵曲軸箱油位警報(bào)被PLC激活。18時(shí)43分，電話系統(tǒng)自動(dòng)向司泵員A發(fā)出語(yǔ)音消息“警報(bào)狀況3，請(qǐng)知曉。”警報(bào)狀況3意味著泵出現(xiàn)了某種故障。為了確定具體警報(bào)信息，司泵員A被要求前往注水站，查看控制室內(nèi)的PLC。他之后在手機(jī)上摁了“ 555 ”，表示收到警報(bào)。

根據(jù)前文信息，CSB認(rèn)為隨后發(fā)生了如下事件：

司泵員A開(kāi)車(chē)前往注水站，下車(chē)后未攜帶H2S檢測(cè)儀，徑直走進(jìn)泵房。隨后在控制室的PLC面板上看到了警報(bào)提示文字：1號(hào)泵曲軸箱油位異常。他嘗試關(guān)閉過(guò)程閥門(mén)，希望將1號(hào)泵與系統(tǒng)隔開(kāi)。當(dāng)晚，泵又自動(dòng)運(yùn)行，含有H2S的水從泵中泄漏出。

司泵員A的妻子幾小時(shí)沒(méi)收到丈夫的消息，非常擔(dān)心，便開(kāi)私家車(chē)帶著兩個(gè)孩子前往注水站。路上，她撥通了司泵員B的電話，對(duì)方告訴她去采出水接收處尋找，但沒(méi)找到。司泵員B又告訴她去泵房查看。就在她去泵房的途中，司泵員B便和她失去了聯(lián)系。

司泵員B隨即撥通了另外一名作業(yè)人員的電話，讓他報(bào)警。21時(shí)58分，報(bào)警電話撥出。

應(yīng)急響應(yīng)

應(yīng)急人員接到報(bào)警后，從奧德薩市消防救援局派出一輛救護(hù)車(chē)。22時(shí)4分，救護(hù)車(chē)到達(dá)。消防隊(duì)救護(hù)員開(kāi)車(chē)進(jìn)入大門(mén)，開(kāi)到一半就聞到了H2S的氣味。到了泵房附近，聞到了極強(qiáng)的H2S味道，他們決定撤出。車(chē)剛掉頭，他們就在救護(hù)車(chē)頭燈的照耀下發(fā)現(xiàn)了司泵員A妻子的車(chē)，看到后座的兩個(gè)孩子意識(shí)還清醒。鑒于H2S味道很強(qiáng)，響應(yīng)人員把救護(hù)車(chē)開(kāi)回到公路上，并計(jì)劃立即回到私家車(chē)那里。

其中一名救護(hù)員在馬路邊設(shè)立了事故指揮站，另外一人穿上自給式空氣呼吸器走到了私家車(chē)的位置，打開(kāi)車(chē)門(mén)發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)孩子。在附近區(qū)域快速檢查后未發(fā)現(xiàn)其他人，他便把私家車(chē)開(kāi)到事故指揮站。

22時(shí)9分、24分，其他應(yīng)急隊(duì)也陸續(xù)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，在事故指揮站匯合。幾次往返泵房和指揮站期間，消防人員攜帶了氣體檢測(cè)儀。其中一次走向泵房時(shí)，檢測(cè)儀顯示H2S讀數(shù)為150 ppm （150×10-6），其他設(shè)備的讀數(shù)超過(guò)了自身量程。

后來(lái)，Aghorn的員工也到了現(xiàn)場(chǎng)，其中一人看到1號(hào)泵還在運(yùn)行，水從泵里不斷涌出。公司副總裁通過(guò)電話指示員工關(guān)閉注水站和所有油井之間的閥門(mén)。23時(shí)，副總裁到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，又指導(dǎo)員工關(guān)閉了所有的泵。一位員工穿上自給式空氣呼吸器，走到泵房控制室，把1號(hào)泵的電源開(kāi)關(guān)調(diào)到了“ 關(guān)閉 ”位置。他還看到1號(hào)泵的主要供電開(kāi)關(guān)在開(kāi)著，將其關(guān)閉后就撤離了現(xiàn)場(chǎng)。

2019年10月27日9時(shí)前后，Aghorn公司副總裁與奧德薩消防救援局在注水站門(mén)口見(jiàn)面了。幾名消防員穿上空氣呼吸器走進(jìn)注水站，他們報(bào)告稱(chēng)仍然能看到水從泵里流出，并測(cè)量了H2S的濃度。為了止住水流，副總裁指示消防員關(guān)閉了吸入罐底部的閥門(mén)，隨后水不再泄漏。

事故分析

CSB調(diào)查后認(rèn)定，天氣并不是引發(fā)事故的重要因素。另外，由于缺乏證據(jù)，CSB無(wú)法確定泵失效和泄漏到底發(fā)生在司泵員A到達(dá)注水站之前，還是發(fā)生在他關(guān)閉閥門(mén)的期間。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)的主要安全問(wèn)題如下：

未使用個(gè)人H2S檢測(cè)儀

司泵員A進(jìn)入泵房時(shí)沒(méi)有佩戴個(gè)人H2S檢測(cè)儀，事后在他的作業(yè)卡車(chē)上找到了檢測(cè)儀，并且還處于報(bào)警狀態(tài)，這意味著它檢測(cè)到了高濃度的H2S。

未上鎖掛牌

司泵員A作業(yè)前沒(méi)有執(zhí)行上鎖掛牌流程。他關(guān)閉了1號(hào)泵的出口閥，又半關(guān)閉了入口閥，而此時(shí)PLC上1號(hào)泵的開(kāi)關(guān)處于自動(dòng)運(yùn)行的位置。PLC自動(dòng)啟動(dòng)1號(hào)泵之后，發(fā)生了泄漏。

H2S被限制在泵房?jī)?nèi)

泵房通過(guò)兩個(gè)艙門(mén)通風(fēng)。事發(fā)當(dāng)晚，艙門(mén)敞開(kāi)了60%，加上其他通風(fēng)手段，也未能把H2S從建筑內(nèi)排出，導(dǎo)致司泵員A和他的妻子暴露在高濃度有毒氣體中。CSB無(wú)法確定泵房的排氣扇在事發(fā)時(shí)是否在運(yùn)行。

安全管理項(xiàng)目缺失

CSB要求Aghorn公司提供“公司正在執(zhí)行的所有書(shū)面政策和作業(yè)程序文件”，對(duì)方提供的材料包括手機(jī)使用規(guī)定、警報(bào)響應(yīng)流程、事故后還制定了上鎖掛牌政策和作業(yè)程序、H2S危害宣傳冊(cè)。除此之外，沒(méi)有任何正式的安全或運(yùn)行相關(guān)的政策和流程。

H2S監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)故障

CSB測(cè)試了H2S監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)所有傳感器都不能向控制面板傳送信息。有些傳感器還處于測(cè)試模式，也無(wú)法發(fā)送信號(hào)。

安保存在漏洞

公司說(shuō)，正常情況下員工離開(kāi)注水站后會(huì)把門(mén)鎖上，但司泵員A作業(yè)期間，兩個(gè)門(mén)都是敞開(kāi)的，這很大程度上導(dǎo)致了他的妻子沒(méi)看到到警告標(biāo)志，一是標(biāo)志已被腐蝕；二是夜晚光線太弱。安保本是最后一道防線，但敞開(kāi)的門(mén)讓司泵員A的妻子直接把車(chē)開(kāi)進(jìn)了注水站內(nèi)部，并進(jìn)入泵房。

可能的原因

CSB認(rèn)為，可能的原因包括Aghorn未強(qiáng)制要求操作員在可能發(fā)生H2S泄漏的設(shè)備附近作業(yè)時(shí)佩戴個(gè)人H2S檢測(cè)儀，公司未制定上鎖掛牌程序，未開(kāi)展針對(duì)性培訓(xùn)，導(dǎo)致操作員在通電的泵上作業(yè)。

事故的誘發(fā)因素還包括設(shè)備的物理和運(yùn)營(yíng)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，未能將H2S從泵房?jī)?nèi)排出；公司的安全管理項(xiàng)目存在缺陷。除此之外，公司未對(duì)H2S監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和正確校準(zhǔn)。公司允許司泵員的妻子進(jìn)入作業(yè)場(chǎng)所，表明其現(xiàn)場(chǎng)安保較差，這也導(dǎo)致了事故后果進(jìn)一步惡化。

事故建議

Aghorn公司

所有會(huì)導(dǎo)致人員H2S暴露濃度超過(guò)10 ppm（10×10-6）的注水站，都要強(qiáng)制要求使用個(gè)人H2S檢測(cè)儀。員工和訪客在靠近設(shè)施前要為其提供個(gè)體防護(hù)裝備包，檢測(cè)儀在使用時(shí)要符合制造商的說(shuō)明書(shū)要求。

公司所有工廠都要制定正式的、完整的上鎖掛牌項(xiàng)目，內(nèi)容要包括公司政策、作業(yè)程序、培訓(xùn)。確保項(xiàng)目符合29 CFR 1910.147《危險(xiǎn)能量控制標(biāo)準(zhǔn)（上鎖掛牌）》的要求，項(xiàng)目也要包括能量控制程序和定期檢查的內(nèi)容。

所有會(huì)導(dǎo)致人員H2S暴露濃度超過(guò)10 ppm（10×10-6）的注水站，都要開(kāi)展獨(dú)立且全面的設(shè)施設(shè)計(jì)分析，確保發(fā)生有毒氣體泄漏后，作業(yè)人員不會(huì)暴露在其中。

要制定安全管理項(xiàng)目，涵蓋H2S風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)削減和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)相關(guān)的設(shè)計(jì)、作業(yè)程序、維護(hù)和培訓(xùn)。項(xiàng)目必須符合29 CFR1910.1000《空氣污染物》和29 CFR1910.147《危險(xiǎn)能量控制（上鎖掛牌）》的要求。

要確保有H2S監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，且要正確地維護(hù)、校準(zhǔn)；還要制定針對(duì)性的監(jiān)測(cè)預(yù)警項(xiàng)目，并按照設(shè)備廠商的說(shuō)明書(shū)、現(xiàn)行法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)指導(dǎo)文件制定相關(guān)的作業(yè)程序。項(xiàng)目必須包括檢測(cè)和預(yù)警設(shè)備的安裝、校準(zhǔn)、檢測(cè)、維護(hù)保養(yǎng)、培訓(xùn)和日常運(yùn)行。

所有會(huì)導(dǎo)致人員H2S暴露濃度超過(guò)10 ppm（10×10-6）的注水站，要確保H2S檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有多層預(yù)警，比如使用聲光報(bào)警，讓附近人員都收到預(yù)警信息。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要符合設(shè)備廠商的說(shuō)明書(shū)、當(dāng)前的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)指導(dǎo)文件。

同時(shí)，要制定并實(shí)施安保項(xiàng)目，防止雇員之外的陌生人進(jìn)入作業(yè)場(chǎng)所，先從要求員工進(jìn)出大門(mén)后隨即鎖門(mén)開(kāi)始。

美國(guó)職業(yè)安全與健康管理局

發(fā)布安全信息通告，提醒危險(xiǎn)氣體和危險(xiǎn)能量防護(hù)的相關(guān)要求。

得克薩斯州鐵路委員會(huì)

向轄區(qū)內(nèi)所有石油天然氣運(yùn)營(yíng)商發(fā)送通知，通報(bào)本次事故調(diào)查報(bào)告中的安全問(wèn)題，包括未使用個(gè)人H2S檢測(cè)儀，未上鎖掛牌，H2S氣體未能從泵房中排出、安全管理項(xiàng)目缺失、H2S監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)未發(fā)揮作用、現(xiàn)場(chǎng)安保存在漏洞。安