黃島油庫的原因分析
黃島油庫特大火災事故的直接原因:是由於非金屬油罐本身存在的缺陷,遭受對地雷擊,產生的感應火花引爆油氣。
事故發生後,4號、5號兩座半地下混凝土石壁油罐燒塌,1號、2號、3號拱頂金屬油罐燒塌,給現場勘查、分析事故原因帶來很大困難。在排除人為破壞、明火作業、靜電引爆等因素和實測避雷針接地良好的基礎上,根據當時的氣象情況和有關人員的證詞(當時,青島地區為雷雨天氣),經過深入調查和科學論證,事故原因的焦點集中在雷擊的形式上。混凝土油罐遭受雷擊引爆的形式主要有6種:壹是球雷雷擊;二是直擊避雷針感應電壓產生火花;三是雷擊直接燃爆油氣;四是空中雷放電引起感應電壓產生火花;五是繞擊雷直擊;六是罐區周圍對地雷擊感應電壓產生火花。
經過對以上雷擊形式的勘查取證、綜合分析,5號油罐爆炸起火的原因,排除了前4種雷擊形式,第5種雷擊形成可能性極小。理由是:繞擊雷繞擊率在平地是0.4%,山地是1%,概率很小;繞擊雷的特征是小雷繞擊,避雷針越高繞擊的可能性越大。當時青島地區的雷電強度屬中等強度,5號罐的避雷針高度為30米,屬較低的,故繞擊的可能性不大;經現場發掘和清查,罐體上未找到雷擊痕跡,因此繞擊雷也可以排除。
事故原因極大可能是由於該庫區遭受對地雷擊產生的感應火花引爆油氣。根據是:
①1989年8月12日上午9時55分,有6人從不同地點目擊,5號油罐起火前,在該區域有對地雷擊。
②中國科學院空間中心測得,當時該地區曾有過二三次落地雷,最大壹次電流104安。
③5號油罐的罐體結構及罐頂設施隨著使用年限的延長,預制板裂縫和保護層脫落,使鋼筋外露。罐頂部防感應雷屏蔽網連接處均用鐵卡壓固。油品取樣孔采用9層鐵絲網覆蓋。5號罐體中鋼筋及金屬部件電氣連接不可靠的地方頗多,均有因感應電壓而產生火花放電的可能性。
④根據電氣原理,50壹60米以外的天空或地面雷感應,可使電氣設施100~200毫米的間隙放電。從5號油罐的金屬間隙看,在周圍幾百米內有對地的雷擊時,只要有幾百伏的感應電壓就可以產生火花放電。
⑤5號油罐自8月12日淩晨2時起到9時55分起火時,壹直在進油,***輸入1.5萬立方米原油。與此同時,必然向罐頂周圍排人壹定體積的油氣,使罐外頂部形成壹層達到爆炸極限範圍的油氣層。此外,根據油氣分層原理,罐內大部分空間的油氣雖處於爆炸上限,但由於油氣分布不均勻,通氣孔及罐體裂縫處的油氣濃度較低,但仍處於爆炸極限範圍。 除上述直接原因之外,要從更深層次分析事故原因,吸取事故教訓,防患於未然。
①黃島油庫區儲油規模過大,生產布局不合理。黃島面積僅5.33平方公裏,卻有黃島油庫和青島港務局油港兩家油庫區分布在不到1.5平方公裏的坡地上。早在1975年就形成了34.1萬立方米的儲油規模。但1983年以來,國家有關部門先後下達指標和投資,使黃島儲油規模達到出事前的76萬立方米,從而形成油庫區相連、罐群密集的布局。黃島油庫老罐區5座油罐建在半山坡上,輸油生產區建在近鄰的山腳下。這種設計只考慮利用自然高度差輸油節省電力,而忽視了消防安全要求,影響對油罐的觀察巡視。而且壹旦發生爆炸火災,首先殃及生產區,必遭滅頂之災。這不僅給黃島油庫區的自身安全留下長期重大隱患,還對膠州灣的安全構成了永久性的威脅。
②混凝土油罐先天不足,固有缺陷不易整改。黃島油庫4號、5號混凝土油罐始建於1973年。當時我國缺乏鋼材,是在戰備思想指導下,邊設計、邊施工、邊投產的產物。這種混凝土油罐內部鋼筋錯綜復雜,透光孔、油氣呼吸孔、消防管線等金屬部件布滿罐頂。在使用壹定年限以後,混凝土保護層脫落,鋼筋外露,在鋼筋的捆綁處、間斷處易受雷電感應,極易產生放電火花;如遇周圍油氣在爆炸極限內,則會引起爆炸。混凝土油罐體極不嚴密,隨著使用年限的延長,罐頂預制拱板產生裂縫,形成縱橫交錯的油氣外泄孔隙。混凝土油罐多為常壓油罐,罐頂因受承壓能力的限制,需設通氣孔泄壓,通氣孔直通大氣,在罐頂周圍經常散發油氣,形成油氣層,是壹種潛在的危險因素。
③混凝土油罐只重儲油功能,大多數因陋就簡,忽視消防安全和防雷避雷設計,安全系數低,極易遭雷擊。1985年7月15日,黃島油庫4號混凝土油罐遭雷擊起火後,為了吸取教訓,分別在4號、5號混凝土油罐四周各架了4座30立方米高的避雷針,罐頂部裝設了防感應雷屏蔽網,因油罐正處在使用狀態,網格連接處無法進行焊接,均用鐵卡壓接。這次勘查發現,大多數壓固點銹蝕嚴重。經測量壹個大火燒過的壓固點,電阻值高達1.56歐姆,遠遠大於0.03歐姆的規定值。
④消防設計錯誤,設施落後,力量不足,管理工作跟不上。黃島油庫是消防重點保衛單位,實施了以油罐上裝設固定消防設施為主,兩輛泡沫消防車、壹輛水罐車為輔的消防備戰體系。5號混凝土油罐的消防系統,為壹臺每小時流量900噸、壓力784千帕的泡沫泵和裝在罐頂上的4排***計20個泡沫自動發生器。這次事故發生時,油庫消防隊沖到罐邊,用了不到10分鐘,剛剛爆燃的原油火勢不大,淡藍色的火焰在油面上跳躍,這是及時組織滅火施救的好時機。然而裝設在罐頂上的消防設施因平時檢查維護困難,不能定期做性能噴射試驗,事到臨頭時不能使用。油庫自身的泡沫消防車救急不救火,開上去的壹輛泡沫消防車面對不太大的火勢,也是杯水車薪,無濟於事。庫區油罐間的消防通道是路面狹窄、凹凸不平的山坡道,且為無環形道路,消防車沒有掉頭回旋余地,阻礙了集中優勢使用消防車搶險滅火的可能性。油庫原有35名消防隊員,其中24人為農民臨時合同工,由於缺乏必要的培訓,技術素質差,在7月12日有12人自行離庫返鄉,致使油庫消防人員嚴重缺編。
⑤油庫安全生產管理存在不少漏洞。自1975年以來,該庫已發生雷擊、跑油、著火事故多起,幸虧發現及時,才未釀成嚴重後果。原石油部1988年3月5日發布了《石油與天然氣鉆井、開發、儲運防火防爆安全管理規定》。而黃島油庫上級主管單位勝利輸油公司安全科沒有將該規定下發給黃島油庫。這次事故發生前的幾小時雷雨期間,油庫壹直在輸油,外泄的油氣加劇了雷擊起火的危險性。油庫1號、2號、3號金屬油罐設計時,是5000立方米,而在施工階段,僅憑勝利油田壹位領導的個人意誌,就在原設計罐址上改建成10000立方米的罐。這樣,實際罐間距只有11.3米,遠遠小於安全防火規定間距33米。青島市公安局十幾年來曾4次下達火險隱患通知書,要求限期整改,停用中間的2號罐。但直到這次事故發生時,始終沒有停用2號罐。此外,對職工要求不嚴格,工人勞動紀律松弛,違紀現象時有發生。8月12日上午雷雨時,值班消防人員無人在崗位上巡查,而是在室內打撲克、看電視。事故發生時,自救能力差,配合協助公安消防滅火不得力。