化工仪表安全事故浅析与警示一

2018年3月12日某石化企业爆炸着火事故

2018年3月12日16时14分，江西九江一石化企业柴油加氢装置原料缓冲罐(设计压力0.38MPa)发生爆炸着火事故，造成2人死亡、1人轻伤。

事故直接原因：经初步分析，是循环氢压缩机因润滑油压力低而停机后，加氢原料进料泵随即联锁停泵，但因泵出口未设置紧急切断且单向阀功能失效，加之操作人员未能第一时间关闭泵出口手阀，反应系统内高压介质(压力5.7MPa)通过原料泵出入口倒窜入加氢原料缓冲罐，导致缓冲罐超压爆炸着火。

事故暴露出以下突出问题：一是事故装置建成于1990年，其加氢原料进料泵出口当时没有设置紧急切断阀，在后来多次改造中也没有进行完善，本质安全水平低，埋下安全隐患；

很多老企业不断升级改造原有DCS或PLC系统后，由于系统原始设置的欠缺，进行不断扩容改造，很多的功能受原有系统软件系统、机柜、线路等现状限制很难实现高水平的改造目的。

二是设备设施维护保养不到位，未及时对泵出口单向阀进行检查维护，事故后拆检发现单向阀已失效；

单向阀长周期运行，受气量波动、气流影响，接触面一直和密封面碰撞、磨损就会造成密封面变形造成内漏现象。

三是风险管控不到位，应用HAZOP等分析工具进行风险辨识、评估和管控的能力不足，对加氢装置高压窜低压的危害认识不足；

很多加压设备设施都会在压缩机、泵进口设置原料缓冲罐，设置出口倒回进口缓冲罐的回路阀（用于开车时使用），在回路管道上设置单向阀（也叫止回阀），开机操作过程中回路在打开状态，一般的会逐步关小回路操作控制阀（憋压），待出口压力等于高于出口压力后，同时关闭回路控制阀打开压缩机出口阀，使压缩气体顺利送出。

四是应急处置不到位。循环复压缩机润滑油压低报警后，长时间未能排除故障，处理过程中引起润滑油压力低低联锁停机；

压缩机润滑油报警设置是一种压缩机最基础的安全设置，一般指压缩机断油、油压低、轴瓦温度高等报警，是一种停机安全联锁。

五是循环氢乐缩机停机后，未能第一时间关闭加氢原料进料泵出口手阀，切高压窜低压的通路。造成高压原料串入低压系统。

压缩机开停车过程中岗位操作人员必须在现场，出现突发情况必须第一时间处理。

工艺安全联锁：一般的安全连锁保护功能由DCS实现（一般指工艺安全联锁系统），设置在DCS系统中，通过系统报警触发联锁系统，进行系统局部切断或停车，一般设置在DCS系统中不独立设置。

但是较大规模DCS系统中对危险性较高，事故后果极其严重的岗位会设置独立的ESD系统（紧急停车系统）按照安全、独立的原则与DCS分开设置,其原因是:①降低控制功能和安全功能同时失效的概率,当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统。②大型装置或大型机械设备ESD的响应速度越快越有利于保护设备,避免事故扩大,也有利于分辨事故原因的记录；

ESD安全联锁：一般的安全联锁系统有ESD紧急停车系统（现在已经发展为SIS安全仪表系统），是按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别高于DCS。在正常情况下，ESD系统是处于静态的，不需要人为干预。作为安全保护系统，凌驾于生产过程控制之上，实时在线监测装置的安全性。只有当生产装置出现紧急情况时，不需要经过DCS系统，而直接由ESD发出保护联锁信号，对现场设备进行安全保护，避免危险扩散造成巨大损失。

ESG系统优点：独立于DCS系统，因为DCS系统要处理大量过程监测信息,难以快速响应；DCS是过程控制系统,是动态的,需人工频繁干预,这会引起人为误操作；而ESD是静态的,不需要人为干预,避免人为误操作。

SIS安全仪表系统：（1）符合国际安全协会规定的仪表的安全标准规定。(2)具有覆盖面广、安全性高、有自诊断功能，能够检测并预防潜在的危险。(3)容错性的多重冗余系统，SIS一般采用多重冗余结构以提高系统的硬件故障裕度，单一故障不会导致SIS安全功能丧失。(4)应用程序容易修改，可根据实际需要对软件进行修改。(5)自诊断覆盖率大，工人维修时需要检查的点数比较少。(6)响应速度快，从输入变化到输出变化的响应时间一般在10-50ms左右，一些小型SIS的响应时间更短。(7)可实现从传感器到执行元件所组成的整个回路的安全性设计，具有I/O短路、断线等监测功能。

安全仪表系统包括传感器、逻辑运算器和最终执行元件（SIS系统三大件），即检测单元（各种传感器）、控制单元（软件逻辑编程联锁系统）和执行单元（各种切断阀）。SIS系统可以监测生产过程中出现的或者潜伏的危险，发出告警信息或直接执行预定程序，立即进入操作，防止事故的发生、降低事故带来的危害及其影响。

紧急切断阀：气动切断阀都是起到快速切断的功能（一般用在DCS或ESD、SIS系统上），具有结构简单，反应灵敏，动作可靠等特点。广泛地应用在石油、化工、冶金等工业生产部门。气动切断阀的气源要求经过滤的压缩空气，流经阀体内的介质应该是无杂质和无颗粒的液体和气体。气动切断阀分类:普通型气动切断阀，快速紧急气动切断阀。

气动切断阀又称气动截止阀，其是自动化系统中执行机构的一种，由多弹簧气动薄膜执行机构或浮动式气动切断阀活塞执行机构与调节阀组成，接收调节仪表的信号，控制工艺管道内流体的切断、接通或切换。