英国北海阿尔法油气平台爆炸事故
高前进赵建民
1988年7月6日21时50分,英国北海油田,派佩.阿尔法(PiperAlpha)油气
平台发生多次爆炸,油气火灾,造成167人死亡。
1.事故背景简介
派佩.阿尔法(PiperAlpha)是一座固定式大型油气平台,位于英国北海水域,
距在阿伯丁海岸东北方177公里水深144米,建于1970年,油井平台被建成用
防火墙隔开的A,B,C,D四个模块区域,顶部平台的为宿舍生活区,可以
容纳240人。
阿尔法平台是一个油气收集设施平台,通过高压油气提升管收集附近海域其
它相邻的两个油气生产平台的油气,和自己平台产生的油气一起通过管道送到海
岸上。
有两个凝析油泵(G200A和B)位于甲板的下层,用来将来自油气分离罐中的
液态烃通过输油管道送到海岸上。如果这两个泵不能正常运转,派佩.阿尔法
(PiperAlpha)平台和其它两个相邻的平台(Tartan和Claymore平台)必须停止
油气生产、输送。
凝析油泵的正上方是油气压缩C模块区,相邻的为控制室所在的D模块区。
用来隔开四个模块的防火墙只能用来防火,耐不了冲击波不防爆。
2.事故过程描述
1988年7月6日早上,凝析油备用A泵(G200A)的电机和相连的工艺阀门
都被隔离且上锁了,因为有一项例行的维修工作要做。
维修工作中的一部分是拆下泵出口的安全泵PSV504检验。这个安全泵位于凝
析油泵上方甲板的C模块区,在凝析油泵所在的甲板上是无法看到的。
安全阀拆下检验工作一开始被认为会在当天的白班完成,所以安全阀的管口
的只是用临时的法兰封上,螺栓只是用手紧了一下,因此是不防漏的。
7月6日晚上交接班时,因没有吊车安全阀无法回装,维修主管将工作许可
票交回给控制室,因看到工艺主管和操作人员正在讨论,维修主管在工作许可票
上写上“未完成”就离开了,操作倒班人员关于安全阀的状态信息也没有交接。
21:45分,位于下层甲板上的在用凝析油泵G200B故障跳停,因看到一张未
执行的工作许可证,操作人员认为泵G200A的维修工作还没有开始,于是解除
了备用泵G200A上的工艺隔离,对G200A送电,启动了泵G200A,因泵G200A
的出口安全阀(位于B模块)拆走,管口的盲法兰螺栓未上紧导致大约有30—80kg
的的可燃液体泄漏喷出。
21:00在C模块区形成可燃蒸汽云VCE并发生着火爆炸,爆炸摧毁了与C模
块区相隔开的防火墙,造成相邻的D模块区控制室的人员大量伤亡。
火势迅速蔓延到Tartan油气提升管道区域,20分钟后约22:20分,大火烧
坏来自海底的油气提升管道,导致油气提升管道破裂,大量油气喷出着火。
22:50火势加剧继续迅速蔓延,Piper平台自己的油气采出的提升管道也发
生爆裂,爆裂的碎片飞出800米外,击中一个小的救生快艇,除一人外快艇上其
余人员全部丧生。
相邻的Tartan和Calymore平台的操作人员也看到了Piper平台上着火,但他
们没有停止向PiperAlpha平台输送油气物料,因为他们认为没有海岸上人员的
指令,他们不能停下油气物料输送。直到23:10,这两个平台才停止向着火的
PiperAlpha平台送油气物料。但是火势一直在持续,因为PiperAlpha平台已有
大量的油气存在。
PiperAlpha平台上的宿舍生活区域,是离火场的最远的区域,这时大量的人
员都涌向此区域,等待直升飞机前来救援。但是平台上着火的浓烟让直升飞机无
法降落。这个生活区没有设计成防烟区,由于缺乏培训,不停地有人在开关与下
方模块区相连的隔离门,导致着火的浓烟串进生活区域。一些人员试图逃跑,但
发现所有的逃生路口和救生船都被浓烟和火焰封住。同时在缺乏任何其它指令的
情况下,他们跳入大海(甚至从53米的高处)。61人用此法成功逃生,被支援
船的小艇救起。丧身的167人中的大部分死于宿舍生活区的浓烟和一氧化碳中毒。
自第一次爆炸发生3小时后,包括那个生活区在内整个平台全部被烧毁沉到
海平面以下,只有钻井平台还保留在那里。三个小时的事故中,死亡167人,受
伤66人,整个英国油气产量减少了12%。
PiperAlpha油气平台着火爆炸后的照片
3.事故分析CLC(事故原因综合分析表)
3.1直接原因
3.1.1CLC-3.6保护装置、警示系统或安全装置被拆除
−安全阀处的盲法兰未上紧泄漏:
压缩机房内的凝析油备用泵G200A上的安全阀拆下检修,装上一块临
时盲板封住裸露的管口,但因为估计当天就能完成此项工作,所以维
修人员对法兰的螺栓只是用手拧了一下,并没有用工具把紧上死。当
天白班因没有吊车导致安全阀没有在当天白班回装到位。当夜班在用
泵G200B故障跳停不能启动时,备用泵G200A紧急启动时,凝析油从
未上紧的临时盲法兰处泄漏喷出,泄漏出的大约有30—80kg的可燃液
体,形成可燃蒸气云VCE,遇明火在C模块区着火爆炸。
安全阀管口盲法兰螺栓未上紧事故示意图
事故现场计算机模拟场景视频截图
3.2系统原因
3.3.1CLC23.4工作小组之间的沟通不够
−维修主管没有将安全阀没有加装的信息传达给夜班生产人员,白班和
夜班之间没有对安全阀维修作业的信息进行交接,有一张未进行的工
作许可票的信息倒班人员也没有讨论沟通。
安全阀校验工作未完成,安全阀未安装就位,但维修主管只是将安全
阀的维修作业票放在了控制室,没有和操作人员和生产主管沟通就离
开了,导致夜班的生产人员不清楚安全阀的信息;有一张未进行的工
作许可票放在了控制室,白班和夜班的操作人员也没有对这张未进行
的工作许可票的信息进行交接,造成夜班操作人员错误地判断备用泵
G200A的维修工作没有开始进行,备用泵G200A的状态是安全的,可
以解隔离投用。
3.3.2CLC21.3装置/设备没有检查
−夜班操作人员启动备用凝析油泵G200A前没有对相关流程进行确认:
在看到一张未开展工作的维修作业票后,夜班操作人员误认为维修工
作还没开始做,在启动G200A前,没有对现场G200A的相关流程进行
检查确认(泵G200A出口的安全阀位于甲板上方的C模块区),紧急
情况下匆匆启动了备用凝析油泵G200A。
3.3.3CLC23.1任务的标准/规范/程序缺乏
−作业许可系统缺少严格的上锁/挂牌(LO/TO)制度:
派佩-阿尔法平台有一套作业许可系统,但执行上有欠缺,制度上不完
善有漏洞。在作业许可系统,没有要求维修工作对相应的隔离系统上
锁,隔离系统单方面由生产工艺人员控制,维修工作人员对隔离系统
没有约束力。拆下安全阀的维修人员应有自己的锁锁在泵G200A的开
关上,这样就会提醒夜班操作人员安全阀已拆走,夜班操作人员也不
能对正在维修的泵G200A的电机解除隔离,也无法启动。在作业许可
制度的设计上存在双重控制的漏洞。
3.3.4CLC18.1技术设计不正确
−模块区域互相隔开,用的只是防火墙,没有防爆抗冲击能力。
在模块之间,尤其是生产区域的压缩模块C与人员工作区的控制室
模块D之间的防火墙不抗冲击防爆,设计的风险识别阶段对油气设施
的着火爆炸工艺风险分析(PHA)不够,没有执行抗冲击波的防爆措
施。
−平台上的宿舍生活区没有防火防烟设计
平台下层的油气生产区域着火后,连接的隔离门不能有效阻止火灾
烟气串进宿舍生活区,没有封闭的通风换气系统。
−油气管道及其它平台框架设施没有防火面耐高温保护
在火灾出现后,因油气管道没有防火耐高温保护,管道失去强度破
裂,更多更大量的油气泄漏,使着火面积扩大,火灾后果严重恶化。
3.3.5CLC18.2所采用的设计标准、规格或规范不正确
−人员宿舍生活区域距离油气生产装置太近,没有采用本质安全设计
火灾事故发生后,大量的着火浓烟很快蔓延到人员宿舍生活区,飞
行员无法看清油井平台上人员的位置及可降落的地点,使救援直升飞
机无法降落着陆,无法实施救援。
3.3.6CLC16.10对风险的分析或接受程序不妥
−管理上容忍了重大隐患的存在:
火灾喷淋系统的水喷头被灰尘堵死,着火时海水喷淋系统没自动
喷水灭火,管理上没有对这一应急设施的隐患及进排查整改;
应急设施(消防水泵)开关长时间隔离处于手动位置不能自启动,
潜水维修工作早已结束,但消防水泵的隔离(开关处在手动位)没有
及时解除,在应急管理上,人员的风险意识不够;
维修工作临时在平台的格栅板上铺设的橡胶垫子未及时拆走,使
泄漏的油品不能漏到大海中,积聚在平台上造成更大范围更大面积的
池火,延长了着火的时间,最终使平台烧毁沉入大海;
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