液氯冷卻器是一個(gè)由碳鋼材質(zhì)建造的立式管殼式換熱器，直徑大約1.83米，高2.44米。液氯走冷卻器的管程，冷卻劑走殼程。冷卻劑是循環(huán)流動(dòng)的，循環(huán)回路中包括冷卻劑儲罐、冷卻劑循環(huán)泵和其它相關(guān)的設備。我在文本中附上了上述工藝流程簡(jiǎn)圖.
2003年7月20日凌晨3:10分，在控制室內的操作工聞到了氯氣的氣味，一名操作工馬上到工藝區實(shí)地查看。他發(fā)現在液氯冷卻器的冷卻劑循環(huán)泵附近有氯氣泄漏，但是在他采取行動(dòng)前，控制室內、外的氯氣濃度已經(jīng)很高了，操作人員呼吸困難，來(lái)不及采取應急措施完成緊急停車(chē)，就被迫撤離了現場(chǎng)，當時(shí)工藝系統還在運行中。發(fā)現泄漏15分鐘內，工廠(chǎng)人員都撤離到大門(mén)口，幾分鐘后，工廠(chǎng)將事故的應急等級提高至最高級別，要求周?chē)用袷枭⒑驼埱笸獠恐г?/span>工廠(chǎng)應急反應小組啟動(dòng)了應急水噴淋系統來(lái)壓制泄漏到大氣中的氯氣，并嘗試阻斷泄漏源，但遇到了困難，因為氯氣進(jìn)入了控制室，腐蝕了工藝控制系統，應急人員不得不手動(dòng)執行緊急停車(chē)。工藝系統停車(chē)后，應急人員發(fā)現泄漏還在繼續，必須隔離液氯槽車(chē)才能阻止泄漏。在發(fā)生泄漏3.5小時(shí)以后，應急人員手動(dòng)關(guān)閉了液氯槽車(chē)出口管道上的緊急切斷閥，才終止了泄漏。估計有約6500千克液氯進(jìn)入了冷卻劑系統，一部分溶解在冷卻劑中，一部分被應急噴淋水吸收，剩余的部分通過(guò)冷卻劑循環(huán)泵泄漏進(jìn)入了大氣。我們一起來(lái)看一下，到底是哪些原因導致了這起氯氣泄漏事故。造成這起事故的直接原因，是液氯冷卻器的列管穿孔，也就是出現了機械完整性失效。在這起事故中，液氯冷卻器列管穿孔，發(fā)生了內漏，液氯從鐵路槽車(chē)持續進(jìn)入液氯冷卻器，再從冷卻器穿孔的列管漏入冷卻劑循環(huán)系統，液氯腐蝕了冷卻劑循環(huán)泵，并從損壞處泄漏進(jìn)入大氣。
在設計階段，H工廠(chǎng)沒(méi)有考慮液氯與冷卻劑循環(huán)泵相互接觸的情形，因此，冷卻劑循環(huán)泵采用了不耐液氯腐蝕的建造材質(zhì)。當液氯進(jìn)入這臺泵的時(shí)候，很快就造成了該泵腐蝕。這起事故中，液氯泄漏持續的時(shí)間很長(cháng)，經(jīng)過(guò)了大約3.5小時(shí)后，才關(guān)閉液氯槽車(chē)出口管道上的切斷閥，阻斷泄漏。為什么需要這么長(cháng)的時(shí)間才能阻斷泄漏呢？- 操作人員在泄漏發(fā)生后被迫撤離，在撤離前沒(méi)有找到泄漏源，因此沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉槽車(chē)出口管道上的切斷閥，以阻止泄漏；
- 氯氣進(jìn)入了控制室，腐蝕了工藝控制系統，工藝控制系統失效了；
- 提供液氯的鐵路槽車(chē)和反應器的緊急停車(chē)系統是彼此分開(kāi)的，所以，應急反應人員未能及時(shí)關(guān)閉鐵路槽車(chē)出口的切斷閥。
事故發(fā)生后，調查人員發(fā)現液氯冷卻器的列管上有三處穿孔，一處有大約12毫米長(cháng)，另外兩處的孔徑大約是6毫米左右。工廠(chǎng)采用目視檢查和漏磁探傷方法來(lái)定期檢測冷卻器列管的壁厚，調查人員認為，漏磁探傷方法對于冷卻器的列管測厚和探傷，并不是很可靠的方法。
在上面這些直接原因的背后，還有一些管理上的深層次根源:（1）H工廠(chǎng)完成的過(guò)程危害分析質(zhì)量不高。H工廠(chǎng)采用HAZOP分析方法，對液氯供應系統開(kāi)展了過(guò)程危害分析。在對工藝系統開(kāi)展工藝危害分析時(shí)，要識別工藝過(guò)程中的具體危害和因此可能造成的后果，以及識別有效的安全措施。它要辨識出工藝生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)活動(dòng)中可能導致火災、爆炸和有毒物泄漏的主要事故情景。但H工廠(chǎng)在對這套液氯供應系統開(kāi)展危害分析時(shí)，只是籠統地提到液氯可能發(fā)生泄漏，沒(méi)有就液氯冷卻器這樣的具體設備開(kāi)展分析和討論，而且，分析范圍也沒(méi)有包括冷卻劑循環(huán)系統這樣的公用工程部分。最初的HAZOP分析沒(méi)有識別出液氯冷卻器列管內漏的情景，后來(lái)，在2000年的過(guò)程危害分析復審中，考慮了反應器氯氣進(jìn)料系統泄漏的可能性，但還是沒(méi)有仔細研究液氯冷卻器列管穿孔的情景。當時(shí)，分析人員認為液氯漏入冷卻劑循環(huán)系統的后果很輕微，對廠(chǎng)界外的區域沒(méi)有影響。在過(guò)程危害分析的復審中，也沒(méi)有對公用工程（包括冷卻劑循環(huán)系統）開(kāi)展分析。而且，在過(guò)程危害分析中，H工廠(chǎng)分析小組主要依賴(lài)行政措施來(lái)降低風(fēng)險，例如，操作規程、應急反應程序、測試和檢驗等等。這些行政管理措施的可靠性不夠高，對于可能導致嚴重后果的事故情景，不足以將風(fēng)險降低到可以接受的水平，相反，應該優(yōu)先采用工程措施來(lái)降低風(fēng)險。最初，這套工藝系統的液氯來(lái)自一個(gè)容量為1噸的液氯鋼瓶，液氯鋼瓶出口管道上有緊急切斷裝置，可以遠程或手動(dòng)關(guān)閉切斷閥，它屬于整個(gè)反應系統的一部分。后來(lái),工廠(chǎng)將液氯鋼瓶換成了鐵路槽車(chē)，明顯增大了液氯的量，貯存量是最初設計的90倍之多，而且鐵路槽車(chē)是從工廠(chǎng)其它地方遷移過(guò)來(lái)的，它的緊急停車(chē)系統和反應器的緊急停車(chē)系統是分開(kāi)的，反應器的緊急停車(chē)系統不能關(guān)閉鐵路槽車(chē)出口管道上的緊急切斷閥。在變更期間，工廠(chǎng)采用What-if分析方法進(jìn)行了過(guò)程危害分析，分析人員沒(méi)有要求整合槽車(chē)和反應器的緊急停車(chē)系統。因此，在這起事故發(fā)生時(shí)，應急反應人員未能及時(shí)關(guān)閉鐵路槽車(chē)的出口閥，以阻斷液氯的持續泄漏。在發(fā)生這次事故5年前，工廠(chǎng)人員抱怨控制室內能聞到氯氣的味道，于是，H工廠(chǎng)將控制室改造成一個(gè)正壓房間，并且在這個(gè)房間內放置有逃生呼吸器，在發(fā)生液氯泄漏時(shí)，正壓房間可以為操作人員提供短時(shí)間的保護，讓他們在撤離前可以安全地完成應急操作。但是，在事故發(fā)生這一天，氯氣很早就進(jìn)入了控制室。調查發(fā)現，控制室空調系統的進(jìn)風(fēng)管位于屋頂上，這些風(fēng)管上有些孔洞，有些風(fēng)管是用膠帶連接的，時(shí)間一長(cháng)，這些膠帶就變干、變脆了，風(fēng)管連接處產(chǎn)生了縫隙，氯氣就從這里進(jìn)入了控制室。
造成這種結果的原因比較多，譬如，控制室的空調系統缺少定期的維護，盡管在過(guò)程危害分析時(shí)，將正壓控制室的空調系統列為了關(guān)鍵設備，但并沒(méi)有真正把它當成關(guān)鍵設備來(lái)維護；控制室有好幾扇門(mén)，都不是雙層門(mén)，無(wú)法有效與外界隔離；在控制室的空調采氣管道上，也沒(méi)有有毒氣體探測和報警裝置。
（1）H工廠(chǎng)的過(guò)程危害分析沒(méi)有考慮液氯冷卻器內漏的情景。
對于腐蝕性的介質(zhì)，盡管有機械完整性管理（包括定期的檢測和維護），還是需要考慮一旦機械完整性失效后可能造成什么樣的后果、我們有哪些方法來(lái)減緩后果。
在這起事故中，如果能在冷卻劑系統檢測液氯的泄漏，并且有適當的應急處置系統，就可以減輕事故的影響。
在實(shí)際工作中，如果液氯這樣的物質(zhì)有可能漏入水系統，一方面在選擇水系統的建造材質(zhì)時(shí)，要盡可能考慮潛在的腐蝕因素，還可以通過(guò)監測pH值等方式來(lái)盡早發(fā)現泄漏，以便及時(shí)采取控制措施。當然，也可以設置應急噴淋吸收等減緩后果的措施。
2、H工廠(chǎng)的控制室空調進(jìn)風(fēng)管道存在孔洞。
這些孔洞所在區域位于液氯泄漏點(diǎn)的下風(fēng)向處，當液氯泄漏后，導致控制室內氯氣濃度過(guò)高，失去臨時(shí)避難的功能。
在工廠(chǎng)平面布置時(shí)，我們需要留意人員占據率較高的地方，如控制室、加工間等等，避免它們位于有毒物質(zhì)潛在的泄漏地點(diǎn)的下風(fēng)向；而且，這些建筑物的空調采風(fēng)口也要布置在適當的地點(diǎn)，遠離有毒物質(zhì)潛在的泄漏地點(diǎn)。
3、H工廠(chǎng)在工藝變更后，鐵路槽車(chē)和反應器的液氯緊急停車(chē)系統沒(méi)有整合，是分別獨立的。
這種做法明顯影響了應急反應的效率。因此，在我們的工廠(chǎng)，對于關(guān)系密切的工藝單元，應該采用統一的緊急停車(chē)系統；如果因為客觀(guān)因素的限制，不能整合在一起，那么就需要在應急反應計劃中考慮到這種現狀，并且為應急反應人員提供更多的培訓，幫助他們熟悉如何協(xié)同操作。
H工廠(chǎng)之前發(fā)生過(guò)控制室內能聞到氯氣的情形，但工廠(chǎng)沒(méi)有調查造成這種情況的原因。在工廠(chǎng)里，如果在某處某種化學(xué)品的濃度意外超標，除了弄清楚它們的來(lái)源外，有必要通過(guò)調查，弄清楚為什么發(fā)生這種情況，這么做，有助于及早消除隱患或彌補管理上的缺陷。
如果你的工廠(chǎng)也用到液氯這一類(lèi)有毒和有腐蝕性的物質(zhì)，不妨思考一下，它們相關(guān)的工藝單元中，有沒(méi)有換熱器，譬如冷卻器、加熱氣化器等等。如果有，發(fā)生內漏會(huì )造成什么后果，你有沒(méi)有防止內漏和減緩事故后果的相關(guān)措施。
