麥基斯波特?zé)捰蛷S丙烷泄漏事故
化工707安全專欄（65期）
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目 錄：
一．凍堵事故案例
二．管線凍堵的分類
三．防凍方法
四．易結(jié)凍部位及特別提醒
五．常見解堵方法
六．凍堵的識別方法
七．解凍過程舉例
化工類裝置內(nèi)多數(shù)存在易燃、易爆和有毒物質(zhì)。室外管線主要介質(zhì)如水、油及其它低溫易凍凝化工原料在低溫環(huán)境下凍凝，嚴(yán)重困擾化工裝置正常安全生產(chǎn)。其中由于水和冰的密度不同，水在結(jié)冰后體積膨脹容易造成設(shè)備和管線膨脹開裂，導(dǎo)致介質(zhì)泄漏。當(dāng)這種情況發(fā)生在含水的烴類或有毒介質(zhì)系統(tǒng)，烴類和有毒介質(zhì)泄露，還有可能造成火災(zāi)、爆炸、中毒等重大事故的危害。
另外現(xiàn)場測量儀表是石油化工裝置的“眼睛”，因環(huán)境溫度過低，超出所使用儀表的正常工作溫度區(qū)間，直接影響到儀表測量的準(zhǔn)確性，甚至造成測量誤差，嚴(yán)重者可能引發(fā)中毒、火災(zāi)、爆炸等安全事故。
一．凍堵事故案例
麥基斯波特?zé)捰蛷S丙烷泄露事故案例
2007年2月16日， 瓦萊羅公司位于德克薩斯州麥基斯波特市太陽城附近的煉油廠的丙烷脫瀝青裝置發(fā)生了一起由于液態(tài)丙烷泄露導(dǎo)致的大火事故，事故導(dǎo)致3名員工和一名承包商受傷，大火造成了大量的設(shè)備損壞和社區(qū)疏散，最終導(dǎo)致麥基斯波特?zé)捰蛷S全面停車兩個月，丙烷脫瀝青裝置在事故發(fā)生一年后重建，事故導(dǎo)致直接經(jīng)濟(jì)損失5億美元。CSB對這起事故進(jìn)行了調(diào)查，認(rèn)為事故原因有：
丙烷泄漏是由于約15年沒有使用的控制閥組內(nèi)的高壓管線凍結(jié)導(dǎo)致的失效造成的，由于變更，控制閥組停用，但是隔離閥門受金屬碎片的影響關(guān)閉不嚴(yán)，丙烷中的水在控制閥組內(nèi)的低點(diǎn)集聚并在天冷的情況下凝結(jié)，凍結(jié)的水膨脹導(dǎo)致控制閥組進(jìn)口管線的一個彎頭破裂，但是凝結(jié)的冰堵塞了損壞的彎頭和管道，在事故發(fā)生當(dāng)天溫度回升，液態(tài)丙烷泄漏并被點(diǎn)燃。
麥基斯波特?zé)捰蛷S的防凍凝管理存在問題，沒有系統(tǒng)地對整個裝置進(jìn)行低點(diǎn)、不常用設(shè)備和管線易凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的識別。
麥基斯波特?zé)捰蛷S的變更管理存在問題，在事故發(fā)生的15年前對控制閥組停用的變更時(shí)沒有進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別，導(dǎo)致容易凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)沒有識別并采取正確的措施。
某有機(jī)化工裝置管線凍堵引發(fā)的事故案例
以下是一個有機(jī)化工廠的反應(yīng)器冷卻單元部分流程，反應(yīng)器為夾套冷卻（圖中紅色部分）。
反應(yīng)系統(tǒng)冷卻介質(zhì)為導(dǎo)熱油，氣態(tài)導(dǎo)熱油氣經(jīng)過油冷器冷凝后變?yōu)橐簯B(tài)導(dǎo)熱油進(jìn)入反應(yīng)器夾套，在夾套內(nèi)態(tài)導(dǎo)熱油吸熱變?yōu)闅鈶B(tài)后返回油冷器，
返回氣態(tài)導(dǎo)熱油會有很少的部分無法冷凝，這部分氣態(tài)油氣進(jìn)入后續(xù)的冷凝器進(jìn)行再次冷卻回收，最終會停留在會停留在貯水槽上部，通過人工進(jìn)行回收，同時(shí)避免了污染。
反應(yīng)器處導(dǎo)熱油夾套的爆炸發(fā)生寒冬時(shí)節(jié)，由于貯水槽出現(xiàn)故障，操作人員臨時(shí)將去往污水罐的閥門打開，對貯水槽進(jìn)行旁通隔離進(jìn)行維護(hù)。
此時(shí)旁通管線由于天氣寒冷發(fā)生凍堵。
水反流進(jìn)入溫度高的到熱油系統(tǒng)。
水遇熱氣化到熱油系統(tǒng)高壓，最終使得只有110psi設(shè)計(jì)壓力的到熱油系統(tǒng)爆炸，導(dǎo)熱油泄露引發(fā)火災(zāi)造成了兩個眼睛燒傷。
因此，低溫地區(qū)建設(shè)化工裝置首要解決的就是裝置防凍凝措施。
二．管線凍堵的分類
水堵：主要是由于天然氣攜液能力差，低位管線積液，導(dǎo)致堵塞；
冰堵：如果氣溫比較低，管線內(nèi)的積液就會結(jié)冰，造成管線冰堵；
水合物凍堵：主要是由于天然氣中的某些成分與水在高壓、低溫的環(huán)境下形成的籠型冰狀固體化合物，造成管線凍堵。
其中冰堵、水合物凍堵在冬季是比較常見的；水堵在夏季經(jīng)常發(fā)生。
三．防凍方法
冬季防凍的方法主要有三種：
1.保溫
保溫包括將管道埋入凍土層以下，加電伴熱，加蒸汽伴熱，蓋暖房等。
2.放凈
放凈指由低點(diǎn)放凈或用壓縮氣體吹凈。
3.循環(huán)
循環(huán)指循環(huán)流動或小流量滴流。
以上案例凍堵的管線應(yīng)采用保溫（伴熱）的方法進(jìn)行防凍處理。
四．易結(jié)凍部位及特別提醒
易結(jié)凍部位：不流動的含水和蒸汽管道。
比如管道的死端、停車的管道、備用的管線、壓力表、液位計(jì)等易結(jié)凍。間歇流動的含水和蒸汽管道。比如間歇使用的冷凝液、脫鹽水、蒸汽、生活水、堿液等管道易結(jié)凍。流速過低、管徑過小、溫度過低的含水和蒸汽管道。比如暖通管道等。
特別提醒：
1．裝置區(qū)長期停用的設(shè)備、管線與生產(chǎn)系統(tǒng)連接處要加好盲板，并同生產(chǎn)人員把積水排放、吹掃干凈。露天閑置的設(shè)備和敞口設(shè)備，防止積水積雪結(jié)冰凍壞設(shè)備。露天設(shè)備須增加巡回檢查要求生產(chǎn)增加盤車次數(shù)。
2．備用泵類設(shè)備的密封急冷處加強(qiáng)巡回檢查力度，泵冷卻水或低壓蒸汽不能中斷，伴熱、取暖保持暢通，壓力表、液位計(jì)要經(jīng)常檢查，蒸汽與水軟管接頭，甩頭、保持常冒汽長流水狀態(tài)。
3．電氣開關(guān)不動的閥門不能硬開關(guān)，機(jī)泵盤不動車，不得啟用。
4．施工用水用汽，要設(shè)法排到地溝或不影響通行的地方，檢修時(shí)附近地面遺留下的水及時(shí)清理，冰溜子要隨時(shí)打掉。
5．加強(qiáng)管理建立防凍防凝臺帳（包括易凍凝儀表、防凍防凝設(shè)備完好狀況、事故登記等）。
6．凡進(jìn)行登高作業(yè)，必須清除工作場所所有的積水、積雪、積冰后方可進(jìn)行。
7．對于凝固點(diǎn)很高的儀表，要有伴熱并定時(shí)檢查保溫內(nèi)部溫度。對于儀表保溫柜要及時(shí)檢查，防止凍表。
8．冬季長期備用設(shè)備，保溫系統(tǒng)不能停，防止生產(chǎn)人員“節(jié)能減排”，要及時(shí)與生產(chǎn)部長溝通，說明道理，杜絕因小失大。
9．做好個人防護(hù)工作，穿暖，裝置巡檢過程中做好上塔下塔防滑工作，可以在臺階上鋪好毛氈。
10．儀表方面，注意儀表液位計(jì)現(xiàn)場的液位計(jì)上下部角閥，有一個出現(xiàn)凍堵將會影響到真實(shí)的液位，遠(yuǎn)傳液位計(jì)表頭處出現(xiàn)凍堵將會影響機(jī)械傳動，電流傳導(dǎo)。影響真實(shí)液位。
11．巡檢時(shí)注意檢查循環(huán)水的溫度不易控制過低，不能低于8°低于八度后，會造成冷卻器副線凍堵現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)凍裂管線。
12．現(xiàn)場的壓力表在凍堵的情況也會出現(xiàn)假象，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)去判斷。
13．泵類設(shè)備使用干氣密封的，吹掃凍堵管線時(shí)，用蒸汽吹掃彎頭處。
14．統(tǒng)計(jì)無法排盡水的機(jī)泵，配合生產(chǎn)，必須用空氣吹掃干凈。
15．運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備能定期運(yùn)行的，督促生產(chǎn)，制定應(yīng)定期運(yùn)行工作，以保護(hù)設(shè)備。
16．備用壓縮機(jī)油池電加熱器、水站加熱蒸汽要常開，備用壓縮機(jī)的電機(jī)防凝露加熱器常開。
17．按時(shí)巡檢確保儀表、電機(jī)、機(jī)泵設(shè)備處在正常防凍狀況。
18．配合生產(chǎn)一起檢查，對離心泵、磁力泵的出口線加防凍循環(huán)跨線，備用泵的循環(huán)跨線保證介質(zhì)在備用泵中流動，以防凍凝。對運(yùn)行離心泵、磁力泵的冷卻循環(huán)水常開，連通閥稍開。對備用離心泵、磁力泵的冷卻循環(huán)水要稍開，保證過流，連通閥也要稍開。各計(jì)量泵保證熱水伴熱不斷以防凍凝。
19．協(xié)商生產(chǎn)，備用壓縮機(jī)冷卻器的循環(huán)水出入口閥要適度常開，保證冷卻器內(nèi)循環(huán)水過流。
20．柱塞泵泵體用熱水伴熱，常開保證不凍凝。
21．注氯、注水泵，保證伴熱常開。
22．冬季低溫時(shí)壓縮機(jī)用油為L-DAB150#，機(jī)泵軸承用潤滑油全部改為46#防銹汽輪機(jī)油。及時(shí)督促生產(chǎn)更換潤滑油型號。
23．儀表方面，所有壓力表隔離罐中采用冬季專用防凍液。
24．不能定期運(yùn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，必須定期手動盤車。
25．各處消防蒸汽管線的排凝閥或放空閥，應(yīng)微開排汽，防止凍凝。 對裝置的凈化風(fēng)，應(yīng)加強(qiáng)檢查切水工作，對各處的排汽的膠皮管應(yīng)接至下水井排凝。
26.裝置的洗眼器等安全設(shè)施，也需要進(jìn)行防凍。
五．常見解堵方法
水合物凍堵及冰堵解堵：
開水澆燙、蒸汽吹掃、注醇解堵、放空解堵、電磁解堵、電伴熱解堵等；
水堵解堵：
注醇、放空解堵。
設(shè)備的解凍：
設(shè)備解凍可使用搭帳篷、蒸汽、電伴熱、噴燈、火爐、暖風(fēng)機(jī)、熱太陽、架火爐等熱源。由于溫度較高，后幾種有管道爆裂的可能。鑄鐵管線和設(shè)備解凍應(yīng)緩慢以防爆裂。應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)結(jié)凍情況，盡早解凍，可避免管道凍裂。一端敞開，一端封閉的管道不易凍裂，帶壓且兩端封閉的管道易導(dǎo)致管道破裂。水管道解凍時(shí)可將蒸汽軟管從管道一端塞入管道內(nèi)進(jìn)行解凍。凍裂設(shè)備和管道不得在密閉情況下高溫加熱，以防爆裂。應(yīng)從低點(diǎn)一端開始一段一段解凍，邊解凍，邊排出管道內(nèi)的水。結(jié)、結(jié)凍的鑄鐵閥門不要強(qiáng)行開啟或關(guān)閉，要用溫水或少量蒸汽慢慢加熱，防止驟然損壞。長且直徑大的管道解凍時(shí)可采用臨時(shí)纏繞電伴熱并保溫，纏繞蒸汽管并保溫的方法來解凍。
六．凍堵的識別方法
1、利用DCS與現(xiàn)場儀表等
壓力識別法
如果裝置的設(shè)備和管線上的壓力表指示出現(xiàn)稍大幅度的變化，在排查設(shè)備故障外，最有可能放生的就是出現(xiàn)了凍凝現(xiàn)象。
流量識別法
流量如果一直保持在流量范圍內(nèi)，小幅度的波動，則為正常。如果出現(xiàn)流量變?yōu)椤?/span>0”，則可以判斷該產(chǎn)品線發(fā)生凍堵現(xiàn)象。
裝置流量DCS顯示
液位識別法
通過DCS曲線對比我們可以判斷凍凝事故已經(jīng)發(fā)生，那么如何能在最短的時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確地找到凍凝部位呢？
確定具體位置方法：
利用流量表、管線導(dǎo)淋相互配合的判斷方法，叫做分段排除法。
具體操作方法如下：
從凍堵管線物料的來料方起點(diǎn)處（即機(jī)泵出口)到流量表后第一個導(dǎo)淋伐，開導(dǎo)淋看流量顯示。
通知罐區(qū)關(guān)閉凍堵管線儲罐入口閥（防止物 流），繼續(xù)檢查下一個導(dǎo)淋并觀察流量表，以此類推如發(fā)現(xiàn)有物料而流量表不顯示，那就從上一導(dǎo)淋到此導(dǎo)淋中間管線檢查。重點(diǎn)部位有管線最低點(diǎn)、管欄架爬高部位、閥門及彎頭處。
以上為DCS和現(xiàn)場儀表進(jìn)行識別的方法。
２、現(xiàn)場的識別方法：
管線敲擊法：
常用于條件有限、管線較粗、凍堵嚴(yán)重的事故環(huán)境中。
敲擊工具可以使用防爆F扳手、防爆管鉗、或防爆錘等。如敲擊時(shí)發(fā)出聲音清脆基本不會出現(xiàn)凍堵。如敲擊時(shí)發(fā)出的聲音低沉，發(fā)悶就可以判斷為凍堵部位。
但此種方法缺陷是：
（１）需要一定的經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)不準(zhǔn)確。
（２）如管線較高或有保溫就會影響效果。
使用紅外線測溫儀進(jìn)行的溫度對比法：
紅外線測溫儀的缺點(diǎn)是：
（１）判斷位置不夠準(zhǔn)確，易出現(xiàn)偏差。
（２）如凍堵管線有保溫測溫比較困難。
七．解凍過程舉例：
1.試著將閥門打開，如打不開用蒸汽用蒸汽對導(dǎo)淋閥外壁進(jìn)行均勻加熱，蒸汽上下擺動方式，1-2分鐘后，用手試開閥門（箭頭所指處）。
2.對導(dǎo)淋進(jìn)行化凍處理，用蒸汽緩慢吹掃，人站在上風(fēng)口。如能打開，則只開1-2扣，否則繼續(xù)加熱，試開直到能打開。
3.用蒸汽對閥門上部管線均勻加熱，由近及遠(yuǎn)、上下左右反復(fù)加熱，直至將冰融化的水排凈。
4.如遠(yuǎn)端還有凍堵，則依次向下一個低點(diǎn)導(dǎo)淋吹掃，直至將冰水排凈。
5．如發(fā)現(xiàn)導(dǎo)淋閥排出的介質(zhì)是原管線輸送的介質(zhì)時(shí)，并帶有明顯的壓力，證明暢通。
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