4_英国邦斯菲尔德油库爆炸事故调查总结报告由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“英国油库爆炸案例分析”。
英国邦斯菲尔德地区油库火灾爆炸事故
调查总结报告
邦斯菲尔德地区油库爆炸事故调查总结报告
1.前言
2005 年 12 月 11 日凌晨位于伦敦的东北部的邦斯菲尔德油库由于充装过量发生泄 漏，并最终引发爆炸和持续 60 多小时的大火，事故摧毁了 20 个储罐，造成 43 人受伤和 高达 8.94 亿英镑（相当于 101 亿人民币）的经济损失，是英国和欧洲迄今为止遭遇的最 大火灾。2006 年 1 月成立的独立的事故调查委员会，自 2006 年 2 月 21 日发布
展，这使得先后发展的多家储油公司基本上毗邻建设，甚至互相渗透，形成今天邦斯菲 尔德地区独特的油库地区现状。
整个油库地区夹在樱桃树路（Cherry tree Lane）和邦斯菲尔德路（Buncefield Lane）之间，北部、东部和南部均为农田，在西部和班得瑞大道（Boundary Way）之间分布有 大量的公司和民房（在事故中遭到严重破坏），距离西部的外围墙在 120m 左右（英国 健康安全署按规定可以规划民房的最近距离）。图 3-1 展示了油库地区的周边情况。
事故池 消防泵房 A 罐区
樱桃树路 班 得 瑞 大 道
#12
民房 Fuji 公司
绿化带
围墙 #912 应急 发电机房
Northgate 公司
邦 斯 菲 尔 德 路
RO 公司
事故池
3COM 公司
B 罐区
图 3-1: 邦斯菲尔德库区区域布置图
3.2 平面布置
哈福德郡储油有限公司（HOSL），是道达尔英国公司和德士古石油公司合资经营 的。HOSL 分为西区和东区两个区，西区就是本次事故的发源地以及大火的中心，它分 布有 A、B、C、D 四个罐区。HOSL 被批准的最大储存量是 34000 吨车用燃料和 15000 吨煤油。依据重大危险源控制法案（COMAH）要求的安全评估报告在事故发生时正在 进程中，还未完成。
英国管道运行公司（BPA）是由壳牌和英国石油公司（BP）负责运营的管道公司，但它所管理的管道资产属于英国石油管道公司（UKOP）。BPA 在邦斯菲尔德地区的油 库被一条小路（樱桃树路，Cherry Tree Lane）分割为两个部分，分别是路北边的北区和
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南边的主区，都几乎被摧毁在大火中。BPA 被批准储存 70000 吨车用燃料和其他油品。COMAH 要求的安全评估报告已经完成。
英国石油公司（BP）的储罐位于整个邦斯费尔迪库区的南部，由于距离 HOSL 西区 最远得以在这场大火中幸免。BP 被允许储存 75000 吨车用燃料和来自 BPA 的所有油 品。COMAH 要求的安全评估报告已经完成。图 3.2 显示各个区域的相互关系。
整个邦斯菲尔德库区通过三条独立的输油管线输送油料，分别是：
• 10 英寸的 Finalline，首站在道达尔的 Lindsey 炼厂，末站在 HOSL 西区； • 10 英寸的 M/B 管线，首站在壳牌的 Stanlow 炼厂，末站在 BPA 北区； • 14 英寸的 T/K 管线，首站来自壳牌的码头和 Coryton 炼厂，末站在 BPA 主区。
三条管道均采用分批次顺序输送的方式进行输送，混油返回炼厂重新炼制或者直接 混入低品位油罐。油料到达 HOSL 后按不同种类储存在相应的的储罐，表 3.-1 显示了发 生事故的 HOSL 西区各罐区的储存情况。
车用燃料主要由 HOSL 西区、BP 和很少的一部分从 BPA 用油罐车运输出邦斯菲尔 德库区，航空煤油依靠一条 6 英寸和一条 8 英寸的管道从 BPA 输送至伦敦机场，图 3-3 显示了各个管线的相互关系。
3.3 主要安全设施和事故相关设施
3.3.1 储罐测量监控系统（Automatic Tank Gauging，ATG）
#912 储罐安装有 ATG 系统，这是一个储罐的监测和控制系统。ATG 可以监控储罐 液位、温度和阀门状态，并可以实现远程控制。同时 ATG 系统还可以接受来自系统外部 的报警信号并进行相应的动作。对于所监控的数据，包括异常事件和阀门状态均会被保 存数月。
ATG 系统前端包括一个安装在罐顶的伺服液位计和和安装在底部的热电偶温度计，测量数据被传送到 ATG，HOSL 所有的储罐的液位和温度数据均接入 ATG，由操作人员 在控制室通过 ATG 进行日常作业。图 3-4 显示了 ATG 系统的组件和安装位置。
3.3.2 液位超限报警装置
#912 储罐在顶部安装有一个独立的液位超限报警装置（安全仪表系统），当储罐液 位达到极限位置（实现设定）后该装置将向控制室发出声光报警并同时自动关闭储罐的 进料阀门，同时报警信号还会传向上游的 BPA 控制室，这时 BPA 将关闭通向西区的进 油主管线。
西区控制室还有一个优先选择开关可以阻止西区的关断信号传向 BPA，当优先选择 开关被确定为阻止时，会在控制面板上亮起一个红色的警示灯。
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3.3.3 通气孔
#912 储罐在顶部设置有 8 个 0.07m2 的三角形通气孔，一是为浮盘上方的油气提供足 够的与外界大气流通的面积；二是在事故状态下起到油品溢流作用。
3.3.4 消防水折流板
#912 储罐罐顶的外延设计有一圈消防水折流板，折流板的设计意图是为了让罐顶的 消防喷淋装置喷出的消防水可以程瀑布状流下，以最大程度的覆盖罐体；同时也在高温 天气用来冷却罐体温度。图 3-5 显示了折流板的安装位置和外观。
3.3.5 防风梁
#912 储罐的罐体中部有一个防风梁的结构设计，设计的目的是为了抵御来在罐体侧 面的风载荷，但它会在罐体的外部形成一个突起，图 3-5 显示了防风梁在罐体的位置和 外观。
3.3.6 防火堤
#912 储罐所在的 A 罐区（类似与其他罐区），设计有防火堤，防火堤的设计容量是 罐区内最大容量储罐的 110%，同时防火堤设计有雨水排出口。防火堤上存在管道的穿越 现象。
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HOSL 消防泵房
BPA #12 罐
BPA 事故池
HOSL 事故池
壳牌 BP HOSL 西区 BPA HOSL 东区
HOSL 西区 A 罐区 HOSL 西区 B 罐区
HOSL 西区 C 罐区
HOSL 东区事故池
BP 罐区
图 3-2: 邦斯菲尔德库区平面示意图
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T/K 管线 Finaline 管线 航空煤油外输管线
Finaline 管线计量区
M/B 管线计量区
T/K 管线计量区
M/B 管线
图 3-3: HOSL 库区来料管线示意图
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个通气孔
检查窗
伺服液位计
独立的液位安 全仪表装置
探测竖井
液位传感器
检查孔
内浮顶
热电偶 温度计
滑动密封
图 3-4: #912 储罐结构示意图
通气孔
消防水折流板
防风梁
图 3-5: #912 储罐外部
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表 3-1: HOSL 西区储存情况列表
罐区 A 储罐编号 910
介质 汽油 进料管线 T/K
A
912
汽油 T/K
A Finalline B Finalline B 915
汽油 911
汽油 913 柴油
B 914 柴油
B 916 柴油
C T/K C T/K C T/K C T/K C T/K D 901
汽油 902
汽油 903
汽油 904
汽油 905
汽油 906 混油
D 907 混油
D 908 柴油
D 909 混油
4.事故调查总结
4.1 事故发生经过
2005 年 12 月 10 日 19 时，HOSL 西区 A 罐区的#912 储罐照生产计划开始接受来自 于 T/K 管线的无铅汽油，输送速度为 550m3/h。
2005 年 12 月 11 日 0 时，该批次输送结束，并开始进行例行的液位检查。
2005 年 12 月 11 日 1 时 30 分，例行检查结束，一切正常，继续向#912 储罐输送。
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2005 年 12 月 11 日 1 时 3 时左右，ATG 的液位数据停止变化，至事故发生时一直显 示储罐液位在大约 2/3 处。由于 ATG 的数据一直没有发生变化，因此和 ATG 相联的警 报系统一直没有动作，致使充装一直继续。
2005 年 12 月 11 日 5 时 20 分左右，按照当时的充装速度和#912 储罐容量，储罐已 经完全充满。
2005 年 12 月 11 日 5 时 20 分左右，#912 储罐上安装的独立液位超限报警装置未动 作，充装继续，导致汽油开始从罐顶的通气孔向外溢出。
2005 年 12 月 11 日 5 时 38 分左右，溢出的汽油开始在 A 罐区内由#912 储罐位置向 西蔓延，从视频和目击者反映的证据显示，当时的蒸汽云厚度已经达到了大致 1m。
2005 年 12 月 11 日 5 时 46 分左右，液态的汽油开始从 A 罐区的围堰内溢出，蒸汽 云的厚度达到了 2m。
2005 年 12 月 11 日 5 时 50 分，蒸汽云扩散到 Northgate 公司和 Fuji 公司的停车场。
2005 年 12 月 11 日 5 时 54 分，由于通往金斯顿地区的阀门关闭，T/K 管线输向#912
储罐的流量由 550 m3/h 增加到 890 m3/h，溢油进一步扩大。
2005 年 12 月 11 日 6 时 01 分 32 秒，当地的地震记录仪记录到了最大的一次爆炸，随后又发生了多次爆炸以及持续的大火。
图 4-1 显示了事故发生过程的主要事件，图 4-2 显示了蒸汽云扩散过程。
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图 4-1: 事故发生过程
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4-2: Northgate
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4.2 爆炸发生时的安全设施及相关设施状态
事故发生时的三条管线状态如下：
• Finaline 管线以 220 m/h 向 A 罐区的#915 储罐输送汽油； • M/B 管线以 400 m/h 向 D 罐区的#908 储罐输送柴油；
• T/K 管线以 890 m/h 向 A 罐区的#912 储罐输送汽油。
33ATG 系统的数据显示，爆炸发生时#912 储罐的进口阀处于打开状态，液位处于 2/3
处，温度数据 3 时开始一直处于上升状态。
液位超限报警装置未发出任何报警动作，BPA 的控制室 SCADA 系统未接到自该系 统的报警信号。
4.3 事故后果
4.3.1 爆炸
最大的爆炸发生在西库区、Fuji 公司和 Northgate 公司之间的范围内。在持续的大火燃烧了 60 多个小时，烧毁了 20 余座储罐，烟尘和大火形成了高达 60m 的火柱，大火烧毁了防火堤的密封剂和防水剂，穿越防火堤的管线与防火堤之间的密封 也为破坏，导致大量的油料流出，加剧了火势的蔓延。
图 4-6 中
注：红色为一次超压，蓝色为二次超压
图 4-4: 爆炸产生的超压传播方向
周边建筑物 事故区
邦斯菲尔德油库范围 闪火影响范围
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图 4-5: 爆炸产生的闪火影响范围
图 4-6: 事故后现场及周边May 2011
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图 4-7: 被大火破坏的防护堤
图 4-8: 事故后罐区全景
5.事故原因分析
5.1 溢油的发生
从 ATG 系统记录的数据来看，自 11 时 3 时#912 储罐的液位数据不再发生变化，大 概停止在储罐 2/3 液位处，这直接导致控制室对#912 储罐液位失去有效的检测并获得错 误的数据，使 ATG 系统一直允许向#912 储罐充装直至开始溢油，甚至只要不发生爆炸 允许一直充装西区。
BPA 的 SCADA 系统显示事故发生时并没有接到来自西区的液位超限报警信号，通 过模拟一个超限报警信号，证明通向 BPA 的线路以及系统均是正常的，但是启动优先选 择开关，发现并不引发声光报警，但可以阻止信号向 BPA 控制室传送。
由于超限报警器以及系统的供电电缆已经被毁坏了，无法判断究竟是哪一部分发生 了故障。但可以肯定液位超限报警装置（安全仪表系统）在#912 储罐达到警戒液位后，未进行报警动作，导致#912 储罐在已经开始溢油后，控制室仍然继续向储罐充装直到爆 炸发生。
据管理资料显示超限报警器在事故发生前不久才被安装完毕，可能并没有被调试正 确，而且通过事后对同类产品的调研，该报警装置的正确运行完全取决一个核心传感器 在储罐内是否被正确安装。
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5.2 蒸汽云的形成#912 储罐的内浮顶有多处只需要很小的背压就可以穿透的潜在泄漏点，比如伺服液
位计探测竖井的环形密封，检查孔的密封等，使得汽油从这些地方溢出储罐并通过罐顶 通气孔开始向外泄漏。
在汽油开始从罐顶向往溢流后，有三个主要原因加剧了蒸汽云的形成：
• 罐顶外延的折流板阻碍了汽油的向下流动从而形成一个瀑布状的流动形态； • 罐体中部的防风梁
折流板
通气孔
防风梁
形成的瀑布加剧了汽油的挥发，并与空气混合形成可燃蒸汽云
在防火堤内形成的大面积液池，由于增大了传热面积，也加剧了 防火堤汽油的挥发并与空气混合 形成可燃蒸汽云
图 5-1: 可燃蒸汽云的形成过程
5.3 点火源
事故后证明是 HOSL 西区西门外的一位员工违规发动了汽车发动机，排气孔产生的 火星点燃了可燃蒸汽云，同时应急发电机房和消防泵房内的爆炸可能是由于非防爆电器 引起的。
5.4 防火堤的失效
在发生大面积长时间的池火后，导致防火堤本身的多处结构耐火等级是不够的，包 括防火堤的密封剂、防火堤排水口启闭设施、防火堤上穿管的密封剂等等，甚至防火堤 本身不能抵御如此长时间的大火。防火堤的失效导致燃烧的油料四处蔓延，将火势进一 步扩大。
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同时防火堤本身的容积并不能容纳如此大量的溢油，在着火前汽油已经满溢出了防 火堤并随地形向低处聚集，这导致
高风险区
低风险区
图 5-2: 邦斯菲尔德地区的风险规划图
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6.其他类似事故介绍
表 6-1 显示了其他一些类似事故的情况。
表 6-1: 事故情况列表
地点 时间 事故 爆炸过程
休斯顿，德克萨斯 1962 年 4 月 州，美国
一个汽油储罐泄漏了少许汽油，天 当时的报道为“爆 气基本无风，被一条附近的高速公 炸”。路上的汽车引燃。
贝敦，德克萨斯，1977 年 1 月 美国 27 日
一艘运油船发生充装溢油事故。
没有更多细节，发 生在不太开阔的空 间。
德士古，纽瓦克，1983 年 1 月 7 在向储罐充装无铅汽油时发生溢 新泽西州，美国 日零点 油，大约泄漏了 114-379m3（80-
265t）。小风，被 300m 外的点火 源点燃。
在最大的爆炸发生 前有三次小型的爆 炸，爆炸产生了很 高的超压，但没有 具体数值；发生在 开阔空间。
那不勒斯，意大利 1985 年 12 月 21 号
在向储罐充装无铅汽油时发生溢 油，大约泄漏了 700t。微风，2m/s。
在点燃前汽油已经 从顶部向外泄漏了 1.5 小时，爆炸超 压通过对事故后果 的反演确定至少大 于 48kPa；发生在 拥堵的空间。
圣艾尔布兰市，法
1991 年 10 月 国 7 日 4 点
一条运输管线发生泄漏，汽油进入 围堰，在 20 分钟后，被 50m 远的爆炸产生了很高的 超压，现场布置的停车场上的发动机点燃。风速小于 储罐加剧了超压的 1m/s，形成的可燃蒸汽云估计有 传播。23000m3。
杰克逊维尔，佛罗
1993 年 1 月 2 在向储罐充装无铅汽油时发生溢 里达州，美国 日 3 点 15 分 油，大约泄漏了 190m3（132t）。
爆炸产生了很高的 超压，但没有具体 数值。
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林查班，泰国 1999 年 12 月 在向储罐充装汽油时发生溢油。2 日 23 点 25 分
爆炸产生了很高的 超压，但没有具体 数值；发生在开阔 空间。
7.建议
通过以上的介绍与分析，我们可以看到邦斯菲尔德地区的 HOSL 油库其实并不缺乏 完善的安全保护措施，图 7-1 显示了它所采用的各种保护措施。
但是在7.1 安全完整性等级（SIL）分析评价
这次事故揭示的一个重要问题在于用于保证事故不会发生的液位安全仪表系 统（SIS）一旦发生故障，将产生无法遏制的风险，并最终产生严重的后果。对此事故调查 委 员 会 在设计 和操 作方面 建议 了最重 要的 风险管 理手 段 — 安 全 完 整性等 级（Safety Integrity Level, SIL）分析和评价。主要建议如下：
1)由于
• 非传统的液位超限检测手段，它将不依赖于系统中元件的安装位置，以及摆脱传统
仪表系统的例行检查、测试、可靠性和维护状态；
• 增加可靠性的液位检测系统，并且更可靠的传感器可以实现故障自检报警。
8)安全仪表系统（SIS）的原始数据记录均应得到很好的保存，并被定期的检查以确
保系统的运行达到了设计要求，检查的重点有：
• 记录应该可以被
7)防火堤对于罐区内其他储罐的消防水和冷却水是否有必要截留？防火堤的耐火等级 是否可以抵御长时间的池火?防火堤的密封剂或防水材料是否有足够的耐火强度？管 线穿过防火堤处是否有可燃的密封材料，或者没有足够的耐火等级？
8)当由于爆炸或火灾导致电力中断，所有油泵和电动阀失效时，库区内由于重力作用
而溢流出来的油品是否可以被阻挡在防火堤内？是否可以被控制住而不流出库区？
9)对于库区排水系统的排水能力、最终流向、可能被混入的来自其他地区的废水是否
进行了有效评估？
10)应建立在一级保护层失效后危险物质逸散到外部空间后的探测系统，不仅包括液态的还包括可燃性气体，业主应立即着手寻找并评估各种方法以确保最有效的抑制，比如有:
• 在可能出现大量高闪点可燃液体或可燃气体的罐区围堰内设置可燃气体探测系统； • 在溢油保护系统与气体探测系统之间建立联动，比如当检测到大范围的可燃气云团
时可以判定一级设防已经失效，这时通过联动再启动溢油保护系统可以阻止更大面 积的泄漏；
• 视频监视系统可以协助操作者判断一些早期的异常工况，可以将异常工况作为触发 事件，提醒操作者转到相应的画面来做进一步的判断。
11)当局和行业联合会应对以往的关于
将一线员工纳入这个系统，不单单是让他们可以掌握这些共享的信息，也是让他们 有义务、有职责去发现并更新这些内容，形成良好的学习氛围，可以让好的经验得 到共享。
7.3 关于区域布置和平面布置问题
这次事故反映出来的另外一个问题就是传统对于区域布置以及平面布置只是从距离 防范的角度考虑，而没有对危险源的风险进行有效的识别，这直接导致了这次事故的严 影响范围被扩大。事故调查委员会建议在土地规划以及内部布置设计时采用的一种风险 管理手段——量化风险评价（Quantitative Risk Aement, QRA）。
1)委员会建议在重大危险源周边或者重点保护建筑物周边的土体规划中应明确需要提
供正式的风险评估报告，并在可能情况下优先采用 QRA，同时英国健康安全署和行 业协会应不断更新用于 QRA 分析的各种资源，比如故障率的统计。
2)委员会员针对该事故采用 QRA 进行了分析，通过结果可以反映出可以很好的印证
本次事故，如果通过该结果进行优化将可以有效抑制事故的波及范围。
3)对于事故后果评估应全面估计可能发生的所有事故，并考虑周边的危险源是否会加
剧事故的后果，如果会应进行全面评估。
4)在风险评估方法中应该考虑安全仪表系统（SIS）可靠性的问题，也就是 SIL 等级的影响，同时应该考虑周边环境中特殊的敏感人群或者需要特别保护的人群或其他 设施（如急救资源）。
5)在风险方面应考虑社会风险和个体风险，并依据该结果对局域布置和平面布置进行
优化。
6)对于事故后果的判断准则优先采用个人死亡风险 IRPA（基于风险），而不是采用
传统的伤害后果（基于后果）。
7.4 关于应急能力
1)应对应急能力进行评估，确保例如灭火系统、事故池、手动报警开关的应急能力是
否满足要求。
2)对于来自外部的应急救援资源应该进行有效评估，以确保外部的应急计划是否满足
现实的各种事故状况。
3)应对事故后果进行准确的模拟，以此来支持应急准备的计划，应对所有的事故场景
进行设计，并应综合考虑事故发生的可能性。
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8.参考资料
[1] Accident Investigation Report(volume1), Buncefield Major Incident Investigation Board , UK , July 2008 [2] Accident Investigation Report(volume2a), Buncefield Major Incident Investigation Board, UK, July 2008 [3] Accident Investigation Report(volume2b), Buncefield Major Incident Investigation Board, July 2008 [4] Explosion Mechanism Advisory Group Report, Buncefield Major Incident Investigation Board, July 2008 [5] DNV Illustrative model of a risk based land use planning, DNV Energy,May 2008 5 May 2011
