防凍是化工企業冬季安全生產的最大問題，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、爆炸事故埋下隱患。本文整理了三起CSB總結的調查事故，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品泄漏事故

2014年11月，德克薩斯州拉波特的一家農藥制造公司發生有毒甲硫醇泄漏事件，導致4名工人死亡。

事發前幾天，水與液態甲硫醇在管道中混合。由于休斯頓地區天氣寒冷，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險，但并未對管道及時進行伴熱，也沒有采取其它保護措施以防止固體水合物堵塞管道。

當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的閥門。

2014年11月15日，工人們徹夜加班加點清除管道內的水合物堵塞。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：通風管道壓力過高。該工廠2011年安裝的通風管道長期存在問題，為了解決這些問題，工人們每天都需要將生產樓內的通風管道中的液體排出。事發當晚，工人們并沒有意識到管道內的水合物堵塞已經清除，而當時液態甲硫醇和蒸汽排放管道系統之間的閥門已經打開，當液態甲硫醇從打開的閥門中排出后，樓內頓時被有毒蒸汽籠罩，兩名工人當場死亡。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

2007年2月，德克薩斯州杜馬斯鎮附近發生了一場大型煉油廠大火， 這場大火造成3名工人嚴重受傷，煉油廠被迫關停2個月，導致數百英里范圍內出現汽油短缺

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

當時這個盲管段被另外一側一個閥門堵住了（在后續進行事故調查后發現這個閥門是處于泄漏狀態）。日復一日，液態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。

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

03

Bethlehem鋼鐵公司冷凝液火災爆炸事故

2001年2月，印第安納州切斯特頓的一家鋼鐵廠發生了一起火災事故。這起事故的起因源于1992年，當時該廠切斷了一個以焦爐煤氣為燃料的熔爐。曾經為熔爐供氣的一段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，盲管段內積水結冰，導致閥門凍裂。該廠作業人員嘗試從閑置的焦爐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。火災造成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爐煤氣中冷凝出來的。由于之前管道上的保溫材料被移除，氣體系統的排水管被冰堵塞，導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積聚的水被凍結凝固并膨脹引起的，當冰融化后，發生了泄漏

? CSB:冬季防寒防凍經驗教訓

這三起嚴重事故表明：對于煉油廠、化工廠和其它化工設施而言，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冰或形成水合物的設備，應加以識別并進行適當的防寒處理，如保溫或伴熱。

■ 企業應通過工藝危害分析（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。附錄B中列出了冰凍天氣中可能遇到的潛在風險，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備；

● 評估和選擇防凍方案；

● 制定針對特定設備的書面計劃；

● 指定一個負責方來執行該計劃。

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

● 定期審計方案執行情況；

● 制定正式的、書面的防凍保護方案。

API RP 2001規定，凍結防護方案應：

● 建立正式的書面計劃，排查容易發生凍凝的設備設施和工藝管線等。

● 為技術、操作和維修人員提供教育和培訓，幫助他們了解和認識潛在的風險。

● 確保現場設備維保或操作人員能夠識別潛在的凍結風險，并及時進行預防性整改。

● 對技術和維護人員開展針對性的培訓教育，使他們能夠在改造設備、修改設計或設計新設備時考慮周全，不能忽略凍凝存在的風險。

● 系統地對停用的管線或裝置開展仔細審查，找出潛在的風險并加以整改；

● 在設計中摒棄（“Design-out”）盲管段，包括工藝旁路管道

工廠還應該系統地審查工藝裝置，檢查管道系統是否存在死角（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致破裂、碳氫化合物泄漏并引發嚴重的事故。