防凍是化工企業(yè)冬季安全生產(chǎn)的最大問題，近日全國各地普遍降溫，多地更是大雪紛飛，溫度驟降。在這樣的嚴(yán)寒里，化工廠或化工裝置最重要的就是防寒防凍！防寒工作未落實好，容易使水管、冷卻管凍裂，為火災(zāi)、爆炸事故埋下隱患。本文整理了三起CSB總結(jié)的調(diào)查事故，其中無效的防寒防凍措施和方案是造成事故的主要原因。

01

杜邦拉波特化工裝置有毒化學(xué)品泄漏事故

2014年11月，德克薩斯州拉波特的一家農(nóng)藥制造公司發(fā)生有毒甲硫醇泄漏事件，導(dǎo)致4名工人死亡。

事發(fā)前幾天，水與液態(tài)甲硫醇在管道中混合。由于休斯頓地區(qū)天氣寒冷，這種混合物形成了固體水合物，堵塞了管道。雖然工廠知道有這種潛在的風(fēng)險，但并未對管道及時進(jìn)行伴熱，也沒有采取其它保護(hù)措施以防止固體水合物堵塞管道。

當(dāng)時工廠成立了一個小組并制定了清除計劃：通過向管道噴灑熱水融化水合物來清除堵塞物。而為了防止管道的熱膨脹危險，按照計劃需要打開液體管道到蒸汽排放管道系統(tǒng)的閥門。

2014年11月15日，工人們徹夜加班加點清除管道內(nèi)的水合物堵塞。由于一次開車失敗，工人們停下來休息。休息期間，工廠遇到了另外一個問題：通風(fēng)管道壓力過高。該工廠2011年安裝的通風(fēng)管道長期存在問題，為了解決這些問題，工人們每天都需要將生產(chǎn)樓內(nèi)的通風(fēng)管道中的液體排出。事發(fā)當(dāng)晚，工人們并沒有意識到管道內(nèi)的水合物堵塞已經(jīng)清除，而當(dāng)時液態(tài)甲硫醇和蒸汽排放管道系統(tǒng)之間的閥門已經(jīng)打開，當(dāng)液態(tài)甲硫醇從打開的閥門中排出后，樓內(nèi)頓時被有毒蒸汽籠罩，兩名工人當(dāng)場死亡。一名工人撥打了求救電話，有兩名工人在接到電話趕來處置過程中死亡。

02

Valero煉廠丙烷火災(zāi)

2007年2月，德克薩斯州杜馬斯鎮(zhèn)附近發(fā)生了一場大型煉油廠大火， 這場大火造成3名工人嚴(yán)重受傷，煉油廠被迫關(guān)停2個月，導(dǎo)致數(shù)百英里范圍內(nèi)出現(xiàn)汽油短缺

火災(zāi)發(fā)生在一個使用了大量高壓液態(tài)丙烷的裝置中。幾年前煉廠對該裝置進(jìn)行重新改裝后，形成了一個死角（盲管段，即沒有液體介質(zhì)流通的一段管道），盲管段特別容易受到冰凍的危害。

當(dāng)時這個盲管段被另外一側(cè)一個閥門堵住了（在后續(xù)進(jìn)行事故調(diào)查后發(fā)現(xiàn)這個閥門是處于泄漏狀態(tài)）。日復(fù)一日，液態(tài)丙烷中所含的少量的水穿過泄漏的閥門，積聚在下部的管道內(nèi)。

2017年月15日，室外氣溫降至華氏6度（-14.4℃）。這些水結(jié)冰膨脹，導(dǎo)致管道凍裂。第二天隨著天氣轉(zhuǎn)暖，冰融化了，丙烷開始從破裂的管道中噴射而出并被引燃，大火吞噬了整個區(qū)域，經(jīng)濟(jì)損失超5000萬美元。

03

Bethlehem鋼鐵公司冷凝液火災(zāi)爆炸事故

2001年2月，印第安納州切斯特頓的一家鋼鐵廠發(fā)生了一起火災(zāi)事故。這起事故的起因源于1992年，當(dāng)時該廠切斷了一個以焦?fàn)t煤氣為燃料的熔爐。曾經(jīng)為熔爐供氣的一段25英尺長（約7.6米）的管線被閑置在原地，其底部有一個關(guān)閉的10英寸（約25cm）閥門，形成了一個死角（盲管段）。

2001年冬天，盲管段內(nèi)積水結(jié)冰，導(dǎo)致閥門凍裂。該廠作業(yè)人員嘗試從閑置的焦?fàn)t煤氣管線上拆除盲板和破裂的閥門時,可燃液體（氣體冷凝液）泄漏并被點燃?；馂?zāi)造成2名工人死亡，4名工人受傷。

▲可燃液體泄漏示意圖

水和可燃液體都是從焦?fàn)t煤氣中冷凝出來的。由于之前管道上的保溫材料被移除，氣體系統(tǒng)的排水管被冰堵塞，導(dǎo)致液體的積聚速度加快。

▲閥門破裂可能是由于閥門上部盲管段內(nèi)積聚的水被凍結(jié)凝固并膨脹引起的，當(dāng)冰融化后，發(fā)生了泄漏

? CSB:冬季防寒防凍經(jīng)驗教訓(xùn)

這三起嚴(yán)重事故表明：對于煉油廠、化工廠和其它化工設(shè)施而言，制定有效的防寒防凍方案非常重要。

■ 必須對盲管段進(jìn)行檢查，最好是將其拆除或永久有效隔離。

■ 對于在寒冷天氣下容易結(jié)冰或形成水合物的設(shè)備，應(yīng)加以識別并進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆篮幚恚绫鼗虬闊帷?/p>

■ 企業(yè)應(yīng)通過工藝危害分析（PHA）、變更管理（MOC）評價、開車前的安全審查和操作規(guī)程，制定正式的書面防寒措施或方案，以此識別和控制冰凍危害。

美國石油學(xué)會(API)推薦實踐(RP)2001《煉油廠消防》中為煉油廠的防凍計劃提供了指導(dǎo)。附錄B中列出了冰凍天氣中可能遇到的潛在風(fēng)險，并列出了推薦的典型防凍方案的要素，包括：

● 識別和記錄易受冰凍天氣影響的設(shè)備；

● 評估和選擇防凍方案；

● 制定針對特定設(shè)備的書面計劃；

● 指定一個負(fù)責(zé)方來執(zhí)行該計劃。

● 確定備選方案的優(yōu)先順序，在適用的情況下實施這些方案，并利用MOC原則進(jìn)行記錄。

● 定期審計方案執(zhí)行情況；

● 制定正式的、書面的防凍保護(hù)方案。

API RP 2001規(guī)定，凍結(jié)防護(hù)方案應(yīng)：

● 建立正式的書面計劃，排查容易發(fā)生凍凝的設(shè)備設(shè)施和工藝管線等。

● 為技術(shù)、操作和維修人員提供教育和培訓(xùn)，幫助他們了解和認(rèn)識潛在的風(fēng)險。

● 確?，F(xiàn)場設(shè)備維保或操作人員能夠識別潛在的凍結(jié)風(fēng)險，并及時進(jìn)行預(yù)防性整改。

● 對技術(shù)和維護(hù)人員開展針對性的培訓(xùn)教育，使他們能夠在改造設(shè)備、修改設(shè)計或設(shè)計新設(shè)備時考慮周全，不能忽略凍凝存在的風(fēng)險。

● 系統(tǒng)地對停用的管線或裝置開展仔細(xì)審查，找出潛在的風(fēng)險并加以整改；

● 在設(shè)計中摒棄（“Design-out”）盲管段，包括工藝旁路管道

工廠還應(yīng)該系統(tǒng)地審查工藝裝置，檢查管道系統(tǒng)是否存在死角（盲管段），并確保這些盲管段隔離、拆除或做好防凍措施。盲管段的防凍措施未正確落實將導(dǎo)致破裂、碳?xì)浠衔镄孤┎⒁l(fā)嚴(yán)重的事故。