摘 要

储存石油最常用的方法是使用油罐进行储存，但是由于石油本身的物理和化学性质，使得石油在储存的过程中存在很多的安全隐患。油库作为油气储存的重要场所，其安全管理十分重要，若是油库出了意外，那一定会带来特别严重的破坏。本文就以英国邦斯菲尔德油库事故为研究对象，分析其发生的原因，总结此类安全事故发生的普遍规律，提出能预防该类事故的发生的应对手段。

本文对邦斯菲尔德油库的基本概况有一个大致的介绍，结合各篇报道还原了事故发生的大致经过，分析出了导致事故发生的主要因素。之后为总结此类事故发生的规律，建立了油库火灾爆炸事故的事故树模型进行分析。最后根据分析结果，结合我国油库现状提出了几项改进的建议。

研究结果表明：导致邦斯菲尔德事故发生的主要原因有油料的泄露、蒸气云的形成等。通过对油库火灾爆炸事故树的分析，结合我国油库现状，可以得到许多启示。例如优化储罐结构设计、确保防火堤的密闭性等。

本文特色在于：运用了事故树分析理论，建立了邦斯菲尔德油库火灾爆炸的事故树模型，通过定性分析理清燃烧爆炸事故与基本事件之间的逻辑关系，各项基本事件的结构重要度排序，找到导致此类油库火灾爆炸事故发生的重点隐患，并针对性地提出了一些预防措施。

关键词：油库；储罐区；火灾爆炸；事故树；定量分析

Abstract

The most common method for storing oil is to use oil tanks for storage, but due to the physical and chemical nature of oil, there are many safety risks in the process of oil storage. The oil depot serves as an important place for oil and gas storage, and its safety management is very important. If an accident occurs in the oil depot, it will certainly cause serious damage. This article takes the British Buncefield oil storage accident as the research object, analyzes its causes, summarizes the general rules of the occurrence of such safety accidents, and proposes the countermeasures that can prevent the occurrence of such accidents.

This article has a general introduction to the basic situation of Buncefield oil depot, combined with various reports to restore the general course of the accident, and analyze the main factors leading to the accident. Afterwards, in order to sum up the regularity of such accidents, an accident tree model for oil and gas fire and explosion accidents was established. Finally, according to the analysis results, combined with the status of China's oil storage, several suggestions for improvement are proposed.

The results of the study indicate that the main causes of the Buncefield accident were the leakage of oil, the formation of vapor clouds, etc. Through the analysis of the oil and gas fire and explosion accident tree, combined with the status of China's oil depot, we can get a lot of inspiration. For example, optimizing the design of the tank structure, ensuring the tightness of the fire levees, etc.

The characteristic of this article is to use the accident tree analysis theory to establish a fault tree model of the fire and explosion of the Buncefield oil depot. Qualitative analysis is used to clarify the logical relationship between the combustion explosion event and the basic events, and the structural importance of each basic event is ranked. To find the key hidden dangers that led to such accidents, and put forward some preventive measures.

Key Words：oil depot；tank area；fire and explosion；fault tree；quantitative analysis

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究的内容及方法 3

1.3.1 研究的内容 3

1.3.2 研究的方法 3

第2章 邦斯菲尔德油库事故回顾 5

2.1 邦斯菲尔德油库概况 5

2.1.1 区域布置 5

2.1.2 平面布置 5

2.1.3 事故相关设施 6

2.2 事故发生时间表 8

2.3 事故原因分析 9

2.3.1 溢油的发生 9

2.3.2 蒸气云的形成 10

2.3.3 点火源 16

2.3.4 防火堤的失效 16

2.3.5 区域布置与平面布置的不足 16

2.3.6 应急准备方面的不足 17

2.3.7 排水系统缺陷 18

2.4 事故造成的后果 18

2.4.1 爆炸 18

2.4.2 火灾 19

第3章 事件的事故树分析 22

3.1 事故树分析法 22

3.2 油库火灾爆炸事故影响因素分析 22

3.2.1 人为因素 22

3.2.2 事物因素 22

3.2.3 环境因素 22

3.2.4 管理因素 22

3.3 油库火灾事故树建立 23

3.3.1 油库火灾事故树事件 23

3.3.2 油库火灾事故树模型 24

3.3.3 结构函数与结构重要度分析 24

3.3.4 基于结构重要度提出建议 26

第4章 事故带来的启示 27

4.1 邦斯菲尔德油库事故经验总结 27

4.1.1 储罐的设计与运行 27

4.1.2 油库选址 27

4.1.3 防火堤设计 27

4.1.4 事故应急能力 27

4.2 该事故对我国油库安全建设发展的启示 28

第5章 结论与展望 30

5.1 主要结论 30

5.2 展望 30

参考文献 31

致谢 33

第1章 绪论

• 1. 研究的目的及意义

油库作为油气储存的重要场所，其安全性无疑是我们需要首先保障的重中之重。

大量案例表明，油库的安全事故往往会造成极为重大的损害。例如，在2003年4月7日，美国康菲公司的某油库在一场意外爆炸事故中，将近损失了7600桶（桶为石油的计量单位）柴油，而其附近的居民也被强制迁离了现场，大约产生了合计236万美元的损失。2009年10月29日，印度位于 Rajasthan Jaipur 的一座大型油库因设备损坏发生了大面积的火灾爆炸，其后果是12人死亡，至少150人不同程度负伤，大约造成了7.58亿美元的巨额经济损失。2010年1月7日，甘肃兰州石化公司316罐区的储罐发生火灾爆炸事故，同时还烧毁了周边的5个油罐，结果1人受重伤，5人受轻伤，并给周围的25个储罐造成了严重的威胁。

而英国邦斯菲尔德事故也是石油行业的一个影响恶劣的经典案例。2005年12月11日凌晨6点左右，由于安装在储罐内的液位监控报警装置出现了不明异常，使当时位于邦斯菲尔德油库A罐区内的#912储罐一直处于充装状态，在该罐内的油品液位高度已经超过了设定好的安全高度后，也依旧没有警报声响起，导致当天值班的工作人员也没有立即注意到异常，随后过度充装的油料就都从#912储罐的顶部溢出，经过折流板和罐体上防风梁的冲击，形成了一道覆盖整个油罐的大型瀑布，油料分子就在这个过程中与空气剧烈混合（在靠近罐底形成的冲击区域中尤为剧烈），形成可燃性的蒸气云，随着过程的进行，可燃性蒸气云的浓度在该区域不断升高，同时也陆续向周边扩散，最后由于接触到了火源，可燃性蒸气云瞬间被引燃，造成多次大范围的爆炸，并随之产生持续将近了60h的惨烈火灾。据事后统计，本次事故中有四十三人负伤，二十多个储罐被损毁，总计损失约达到十亿英镑。

为杜绝类似事故的发生，本次选题的研究目的，主要是以邦斯菲尔德事故为例，结合国内外学者的研究成果及媒体报道，分析事故发生的原因，总结其经验教训并整理出一些具有普遍意义的油库安全整改措施，以加强我国油库的安全性，降低其安全隐患。

• 1. 国内外研究现状

对于邦斯菲尔德事故的发生与影响，国内外众多学者都做出了分析。

首先是事故发生的原因方面，朱辑认为，英国媒体在事故发生后剖析发生大爆炸原因有几种可能：

1. 纵火。
2. 管道故障 。
3. 人员失误。
4. 储油罐故障。
5. 飞机坠入。
6. 恐怖袭击。

显然这只是英国政府的初步推测.国内学者郎需庆\刘全桢则更为深刻地分析出了导致本次事故的主要原因：

1. 储罐结构不合理。
2. 监控系统失效。
3. 防火堤失效。
4. 应急预案准备不足。

他们在分析事故原因的同时，也结合了我国的油库管理现状提出了相应的建议与应该重点开展的工作。

而国外学者Graham Atkinson指出，起初警方调查以为是一个大型炸弹引发的爆炸，经过后续的调查以及科研人员的分析得知，是912储罐的计量装置出现了问题，溢出的油品形成瀑布式的扩散，挥发到空气中，经由“瀑布式”的冲击，形成一道蒸汽流，在风速很低的情况下，蒸汽流可以扩散很大的范围并且本身没有明显的稀释，这就很可能构成了云爆炸的条件。Graham Atkinson通过结合爆炸现场的平面图及泄露的储罐的结构图建立了CFD（流体动力学）模型，提出了在极低或零风速下的泄油可能是许多损失事件的最坏情况，应该普遍列入风险评估。

而在影响方面，经中国记者马建国的报道，2005年12月11日凌晨6点发生的爆炸异常强烈，直接造成了43人的受伤，而英国政府针对此事无比重视，这起爆炸成了大众介入的突发新闻，而政府也在后续过程中发表了一系列的文章，打消了“恐怖袭击”的猜测，回复了“水质污染”的质疑，这一报道无疑侧面说明了此次事故的影响的严重性。

李军则主要从环境污染的角度分析了这次油库爆炸事故带来的影响，由于英国政府第一时间的反应与介入，本次事故产生的生态污染不太严重。经过调查，事故后油库周围的河流水质基本符合安全标准，而爆炸产生的大量黑烟，经检测也是毒性很低，它们会慢慢散去，不会危及人们的生命。

而对于爆炸事件的事后分析来看，张鹤然等就英国邦斯菲尔德油库的事故，联系了国内油库安全研究现状，提出了一些针对此类事故的应对手段，例如优化储罐的设计和运行、优化事故应急预案等，文献最后还提出了一些对于大型油库具有普遍意义的整改措施。

此外，代玉杰等也结合我国的油库管理现状，分析得出了此次事件中值得我国借鉴学习的地方，比如英国政府对此次事故的应急处理方法就很有效率，包括事故调查、设立专门网站等。也从这起事故中总结了一些经验教训，只有不断完善管理的制度，提高设备的质量，才能真正意义上去做到保障油库的安全。而苏国胜等也认为这次的英国油库爆炸事件有不少值得我们学习借鉴的地方，比如油库的应急预案必须有明确的指挥领导系统才能有效运行，事故救援过程中应该永远把人的生命放在第一位等，由于他们的视角是从事发之后英国政府的后续行动中分析总结，故而得出了在事后救援方面值得我们借鉴。

Jérôme Taveau则是在事件之后得到启发，为什么爆炸发生之前的风险的评估没有那么严重的后果呢？他表示应用简易爆炸评估的方法对Buncefield事故来进行分析是有难度的，因为在分析了油库平面布置图以及漏油油罐的结构图之后他发现这次的爆炸存在着非常大的可燃云以及周围植被对爆炸烈度的未知影响。而他想向大家表明的观点是，风险评估是一项很重要的工作，务必要结合当地实际情况做出综合分析，只有这样才能在最大程度上避免灾难的发生。

• 1. 研究的内容及方法
     1. 研究的内容

油库作为油气储存的重要场所，安全管理十分重要，本文在查阅、分析国内外学者关于英国邦斯菲尔德油库火灾爆炸事故研究文献的基础上，对导致油库火灾爆炸事故原因进行系统研究，针对事故预防和处理过程中的不足加以总结，归纳出这类事故发生的普遍规律。之后根据分析出的普遍规律，针对性地提出一些预防该类事故的改进措施，让结论具有普遍意义。

• • 1. 研究的方法

选取油库的火灾爆炸事故作为顶事件建立事故树模型，列举出有可能导致顶事件发生的中间事件和基础事件，根据逻辑关系完成事故树，并利用定性分析求得所有基本事件的结构重要度排序，找到导致此类油库事故发生的重点隐患，之后就可以以此为依据提出预防该类事故的改进措施。

第2章 邦斯菲尔德油库事故回顾

2.1 邦斯菲尔德油库概况

2.1.1 区域布置

邦斯菲尔德地区地属伦敦，算得上是一个油料的大型储存地点，并且某些程度上甚至还可以用作战略储备油库。这个地方同时具有多个石油储备公司，根据当地的英国法典，油库区建设的模式是以已确立的危险源作起点，以环形不断向外规划安全的区域，同时限定了在程度不同的安全区域内的土地使用方法。而由于政府只批准这些工厂在最小的安全范围里面建设，这就导致了陆续建立的多家储油公司在某种程度上十分靠近，同时互相渗透，这才造成了现在该地区的奇特油库区现状。

邦斯菲尔德油库位于樱桃树路和邦斯菲尔德路之间，其西部和班得瑞大道中间地区建造了许多的办公楼和居民楼（因事故损毁严重）。图 2-1 为邦斯菲尔德油库的区域布置图。

图 2-1：邦斯菲尔德油库的区域布置图

2.1.2 平面布置

哈福德郡储油有限公司，即HOSL，共具有东区与西区两个大区，而其中西区就是该事故的发生地点和火灾的中心，其具有 A、B、C、D 共四个罐区。

英国管道运行公司（BPA）被分别为樱桃树路北方的北区和南方的南区，而这两个区都在这次灾难中损毁严重。

英国石油公司（BP）的储罐处在邦斯菲尔德南方区域，因为距事发地点HOSL西区最远才没有遭受损失。

2.1.3 事故相关设施

(1) 储罐测量监控系统（Automatic Tank Gauging，ATG）

912号油罐具有ATG系统，即油罐监测与控制系统。ATG能监控油罐的液面高度、温度与其各阀门的状态，同时也能做到远程操控。并且ATG也能接收源于系统外部的报警信号然后做出相应的回应措施。而监控得到的数据（包括异常数据）一般情况下都会被保存数月。

油罐中安装的ATG系统包含有设置在油罐顶部的伺服液位计和设置在油罐底端的热电偶温度计，其工作监测到的数据会发送至ATG，HOSL全部油罐的液位与温度的数据都与ATG连通，而油库里的操作人员则是经由ATG进行日常监测作业。图2-2展示了储罐的结构和ATG组件的安装位置。

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