王春茂 沈冬奎
(1.山東省特種設備檢驗研究院有限公司 濟南 250101)
(2.山東省安泰化工壓力容器檢驗中心 濟南 250014)
近年來全國特種設備事故保持了總量持續下降的態勢,全國特種設備安全形勢總體平穩①。目前的事故統計更多地以特種設備類別劃分,還沒有專門針對某一行業的具體統計分析,本課題的研究期望專門針對我國氮肥行業的安全事故進行統計分析,以期帶來客觀準確的數據,更加有效的評估氮肥企業風險,減少氮肥企業事故,最大限度的保障安全生產。
為了更好地反映我國氮肥企業的安全現狀,本研究從氮肥企業日常生產中的安全故障和全國氮肥企業安全事故兩個方面進行了統計分析。
為了更加客觀的分析全國氮肥企業,本課題以全國230家氮肥企業為主要對象,選取可公開檢索文獻內容進行統計。鑒于事故的原因是多方面的,本研究只選取引起事故的直接因素作為事故原因進行統計分析。經統計,共歸納1976~2015年氮肥企業事故111起,這些事故共造成人員死亡252人,受傷中毒461人②。
根據發生事故的設備類型,統計如圖1所示。可以看出,壓力容器和壓力管道是造成惡性事故的主要原因,共有75起,占到了事故總數的67.6%。而平時故障率較多的壓縮機等動設備引起的事故11起,僅占事故總數的9.9%。從事故造成的死亡人數看,壓力容器和管道造成的事故死亡人數為190人,占到了事故總死亡人數的75.4%,而動設備造成的死亡人數占到總數的2.8%。從事故造成的中毒和受傷人數看:壓力容器和管道造成的事故受傷人數為392人,占到了事故總受傷人數的85.0%,而動設備造成的受傷人數占到總數的6.5%。
從中可以看出,壓力容器和壓力管道是造成氮肥企業事故損失的主要設備,其危險性顯著高于其他類別設備。

圖1 發生事故設備類型統計
對氮肥企業事故原因統計分析如圖2所示。可以看出由于違規作業、巡檢不仔細、操作失誤、檢修質量差、檢修不足等人為引起的故障一共88起,占到了事故總數的79.3%,可見在氮肥企業中人的因素是維護安全運行的主要方面之一。

圖2 事故失效原因分析圖
從圖3的事故發生統計圖可以看出,檢修、開停車事故為63起,占到了氮肥企業事故比例的57%,每年氮肥企業檢修時間不到一個月,但發生的事故和開停車加起來,占到了總事故的57%,其事故發生概率是平常運行發生概率的近15倍。大修期間,需要開停車,需要外來人員協作打磨防腐、檢驗檢測和技術改造等,這一切都構成了檢修期間事故率相對高發的因素。
此外從事故類型看,爆炸事故為71起,占到了事故總數的64%。氮肥企業原料的易燃性、反應性和毒性本身導致了爆炸事故的發生。壓力容器的爆炸,以及燃燒傳播速度超過音速時的爆轟,都會造成破壞力極強的沖擊波,會使建筑物部分倒塌、墻壁崩裂,進一步加劇了事故的損失。

圖3 事故發生環節統計圖
本課題從山東24家較大規模氮肥企業中選取了具有相當代表性的山東某氮肥企業LC廠為對象進行了日常生產中安全故障統計。該企業1976年建廠,占地面積255800萬平方米,具有3套尿素裝置,年產尿素50萬噸,并自備25000kW的熱電聯產裝置,分為供氣車間、熱電車間、壓縮車間、循環水車間、合成車間、尿素車車間和包裝車間等,共有壓力容器919臺,壓縮機等運轉311臺。現將LC廠2012年至2015年共四年時間的廠內安全故障通報共87起進行了統計③。這些故障雖都夠不上特種設備事故,但就工藝操作而言,已經造成了停車、減產等損失,影響了工藝的平穩正常運行,構成了潛在危險性。

圖4 發生故障設備類型餅狀圖
根據發生故障的設備類型,統計如圖4所示。從中可以看出,壓縮機等動設備引起的故障占到了36起,約占總數的41.4%。而容易引起惡性事故的壓力容器和壓力管道及其閥門引起的故障一共34起,占到了總數的39.1%。
設備發生故障的失效原因分析如圖5所示。可以看出由設備本身失效引起的故障一共6起,僅占總數的6.9%。而由于檢修質量差、維護不到位、操作失誤、檢修不足等人為引起的故障一共80起,占到了事故總數的92.0%,可見目前在氮肥行業中人的因素是維護安全運行的主要方面之一。

圖5 設備失效原因統計圖
從故障年份統計圖6可以看出,整體而言,故障數隨著管理水平的提高逐年減少。但安全是相對的,故障潛在發生的可能性很難根除,只能針對性的采取措施,降低故障發生的概率。

圖6 設備故障年份統計圖

圖7 設備故障月份統計圖
另外對故障具體發生時間進行了統計分析,如圖7所示。故障發生的時間看似相對無序,但發生在4、5、6月份的故障相對集中,這主要和該企業歷年多集中于4、5、6月大修有關。這從圖8所示的故障環節統計反映的更加直觀。這與上部分對全國氮肥企業事故統計結果相類似,進一步佐證了氮肥行業在檢修期間安全隱患較大,發生事故概率較高的現狀。

圖8 設備故障環節統計
隨著安全意識的不斷提高,安全隱患和安全事故都在逐年下降,但由于氮肥行業高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、易燒傷等危害因素眾多,其安全一直是一個需要引起足夠重視的難題。通過上面的統計分析可以看出:
1)壓力容器和壓力管道是氮肥企業故障和事故的主要源頭,加強其檢驗檢測和安全管理,是提高氮肥企業安全的一個重要方面;
2)人員素質因素是提高氮肥行業整體安全不可忽視的關鍵一環。由于我國氮肥行業多數是由小氮肥歷經多次升級改造而來,全面加強操作人員相關安全教育,加大安全投入已經刻不容緩;
3)檢修環節是氮肥行業安全事故的高發環節,全面加強安全制度建設,提高管理水平是減少停車檢修安全隱患,提高整體安全水平的一個有效措施。
① 質檢總局辦公廳2017年4月10日第23期情況通報《質檢總局關于2016年全國特種設備安全狀況情況的通報》。
② 國家質檢總局科技計劃項目《氮肥企業設備安全概率統計及潛在風險分析》(項目編號:2012QK239)。
③ 山東聊城氮肥企業生產設備部《廠內安全通報》,詳見《氮肥企業設備安全概率統計及潛在風險分析》(項目編號:2012QK239)。