液化石油氣儲罐泄漏危害預(yù)防和控制的安全措施.doc

液化石油氣儲罐泄漏危害預(yù)防和控制的安全措施隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，液化石油氣作為一種化工生產(chǎn)的基本原料和新型燃料，已愈來愈受到人們的重視。液化石油氣屬于甲類火災(zāi)危險性物質(zhì)，常溫高壓下儲存于壓力容器中，火災(zāi)危險性極大，一旦泄漏極易引起火災(zāi)爆炸，造成人員傷亡和巨大財產(chǎn)損失。近年來液化石油氣儲罐泄漏事故不斷發(fā)生，例如1998年3月5日發(fā)生在西安市液化石油氣站的爆炸火災(zāi)事故，造成12人死亡，32人受傷，直接損失400多萬。2004看3月29日，遼寧省葫蘆島市某天然氣分離廠液化石油氣儲罐泄漏，消防官兵搶險長達8h，方排除險情。如何預(yù)防和控制液化石油氣儲罐泄漏危害一直是倍受關(guān)注的安全問題。 一、儲罐的種類及特點1.臥式圓筒罐臥式圓筒罐主要是由筒體，封頭、人孔、支座、接管、安全閥、液位計、溫度計及壓力表等部件組成。圓筒體是一個平滑的曲面，應(yīng)力分布均勻，承載能力較高，且易于制造，便于內(nèi)件的設(shè)置和裝拆，廣泛應(yīng)用于中小型液化石油氣儲配站。2.球形罐球形罐主要由殼體、人孔接管及拉桿等組成，其殼體由不同數(shù)量的瓣片組裝焊接而成。球形罐受力均勻，在相同壁厚的條件下，球形殼體的承載能力最高，但制造比較困難，工時成本高，對于大型球罐，由于運輸?shù)仍?，要先在制造廠壓好球瓣，然后運到現(xiàn)場組裝，由于施工條件差，質(zhì)量不易保證。因此，球形罐用于大型液化石油氣儲配站。 二、儲罐泄漏火災(zāi)風(fēng)險分析1.泄漏物質(zhì)易燃易爆液化石油氣具有很強的揮發(fā)性，閃點低于-60，具有易燃特性，最小點火能量為0.20.3mJ，一旦遇到火源，極易發(fā)生燃燒爆炸事故。當(dāng)液化石油氣發(fā)生泄漏時，1m3液化石油氣可轉(zhuǎn)變成250300m3的氣態(tài)液化石油氣，液化石油氣的爆炸極限按29的近似值計算，則1m3的液態(tài)液化石油氣漏失在大氣中，將會變成300015000m3的爆炸性氣體。液化石油氣泄漏形成為爆炸性氣體遇火源發(fā)生化學(xué)性爆炸，其爆炸威力是TNT炸藥當(dāng)量的410倍，爆速可達20003000m/s。由于液化石油氣熱值大，1m3發(fā)熱量是煤氣的6倍，火焰溫度高達1800。因此，液化石油氣爆炸起火后，會迅速引燃爆炸區(qū)域的一切可燃物，形成大面積燃燒，造成重大破壞和人員傷亡。液化石油氣的化學(xué)性爆炸比物理性爆炸的破壞作用更大。儲罐內(nèi)液化石油氣在一定溫度、壓力條件下保持蒸氣壓平衡，當(dāng)罐體突然破裂，罐內(nèi)液體就會因急劇的相變而引起激烈的蒸氣爆炸。當(dāng)儲罐，設(shè)備或附件因泄漏著火后，其本身以及鄰近設(shè)備均會受到火焰烘烤；受熱膨脹后壓力超過儲罐所能承受的強度時，致使破裂，內(nèi)部介質(zhì)在瞬間膨脹，并以高速度釋放出內(nèi)在能量，引發(fā)物理性蒸氣爆炸。噴出的物料立即被火源點燃，出現(xiàn)火球，產(chǎn)生強烈的熱輻射。若沒有立即點燃，噴出的液化氣與空氣混合形成可燃性氣云，遇鄰近火源則發(fā)生二次化學(xué)性爆炸。2.易發(fā)生泄漏造成儲罐泄漏的原因很多。質(zhì)量因素泄漏，如設(shè)計不當(dāng)，選材料不符，強度不足，加工焊接組裝缺陷等。工藝因素泄漏，如高流速介質(zhì)沖擊磨損，反復(fù)應(yīng)力作用，腐蝕破壞，冷脆斷裂，老化變質(zhì)，內(nèi)壓超高等。儲罐的排污閥，因其處于儲罐的最低部，最容易被凍裂，并且經(jīng)常操作易損壞發(fā)生泄漏。儲罐本體第一道法蘭墊片，因未及時脫水而導(dǎo)致冬季凍裂，或因法蘭墊片質(zhì)量問題破裂造成泄漏。外來因素破壞，如外來車輛撞擊；基礎(chǔ)下沉或傾斜等。操作失誤引起泄漏，如誤開閉閥門；對液位監(jiān)測錯誤或不及時，超量灌裝引起儲罐超壓，導(dǎo)致儲罐本體破裂或法蘭墊片破裂泄漏；違章檢修等。遼寧省葫蘆島市某天然氣分離廠液化石油氣儲罐泄漏就是因為在檢修時誤將不帶溫井的溫度表卸下，導(dǎo)致液化石油氣儲罐泄漏。3.受熱易膨脹導(dǎo)致泄漏液化石油氣液態(tài)時的熱膨脹系數(shù)遠大于氣態(tài)，體積膨脹系數(shù)是水的十幾倍，溫度越高，膨脹越大。在鄰近火災(zāi)的烘烤下或夏季高溫的作用下，液相的液化石油氣易受熱體積膨脹而使其飽和蒸氣壓增大，造成儲罐、管道破裂，引起液化石油氣大量釋放至大氣中。4.泄漏氣體易積聚氣態(tài)的液化石油氣氣體比空氣重，為空氣的1.52.0倍，泄漏后沿地面擴散，容易停滯集聚在地面的空隙、管道、下水道等低洼處，不易逸散，即使在平地上，也能沿地隨風(fēng)漂流而不易逸散到空氣中，遠處的明火也能將泄漏出來的液化石油氣點燃并回燃，增加了發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險性。5.泄漏事故具有隱蔽性液化石油氣體無色無嗅，當(dāng)儲罐產(chǎn)生微小的裂紋，泄漏量較小時，不易被發(fā)覺，只有當(dāng)大量氣體急驟散發(fā)時，可以見到白霧或聽到噴射聲，遇明火發(fā)生燃燒爆炸時已經(jīng)擴散了相當(dāng)大的面積，導(dǎo)致突發(fā)事故。6.泄漏物質(zhì)具有毒害性組成液化石油氣的全體碳氫化合物均有較強的麻醉作用，吸入大量高濃度的氣態(tài)液化石油氣會引起人員中毒，出現(xiàn)頭暈、乏力、惡心、嘔吐等癥狀，嚴重者可出現(xiàn)麻醉及意識喪失。若在相對密閉的空間內(nèi)，液態(tài)液化石油氣大量汽化，導(dǎo)致空氣中氧含量的減少，可使人員中毒窒息死亡。 三、泄漏火災(zāi)風(fēng)險預(yù)防控制措施1.加強設(shè)備質(zhì)量管理，杜絕泄漏現(xiàn)象液化石油氣儲罐的設(shè)計、選材、加工，制造和安裝應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼制壓力容器GB150、鋼制臥式容器JB4731和壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。材料通常按第三類壓力容器要求選擇，罐體應(yīng)進行熱處理，以消除焊接過程中造成的應(yīng)力變化，焊接要經(jīng)過100的損探傷，安裝時應(yīng)選擇剛性不燃的堅固基礎(chǔ)作為罐體基礎(chǔ)。法蘭、墊片和緊固件的壓力等級應(yīng)高于設(shè)計壓力。儲罐本體第一道法蘭墊片應(yīng)用符合聚四氟乙烯，不得采用其他耐油石棉法蘭墊片。埋地儲罐應(yīng)采用嚴格的防腐措施，防腐設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕控制工程設(shè)計規(guī)范SY0007的有關(guān)規(guī)定，并應(yīng)采用最高級別防腐絕緣保護層，儲罐還應(yīng)作陰極防腐，采用電化學(xué)防腐措施后，引出管道的閥門后要安裝絕緣法蘭隔斷。儲罐在投用以前，必須嚴格按照壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程進行強度和氣密性試驗。使用后，加強維護保養(yǎng)，定期進行開罐檢驗，從根本上保證設(shè)備的安全運行，防止設(shè)備故障導(dǎo)致泄漏。2.合理設(shè)置儲罐，降低泄漏風(fēng)險液化石油氣儲罐或儲罐區(qū)與明火或散發(fā)火花地點、建筑物、堆場的防火間距應(yīng)符合建筑設(shè)計防火規(guī)范GBJ16-87（2001年版）的要求。儲罐之間的防火間距不宜小于相鄰較大罐的直徑，整個儲罐的總?cè)莘e超過3000m3時，應(yīng)分組布置，組內(nèi)儲罐宜采用單排布置，組與組之間的防炎9距不宜小于20m，以防止火災(zāi)蔓延和便于進行火災(zāi)撲救。儲罐與儲罐組四周應(yīng)設(shè)防火堤，其高度為1.02.2m，使儲罐漏液時不致于外流，并且通風(fēng)較好，不會窩氣。儲罐區(qū)還應(yīng)設(shè)置寬度不小于6m的環(huán)形消防車道，并宜設(shè)置至少2個安全出口。儲罐區(qū)應(yīng)設(shè)置備用儲罐，以供發(fā)生事故時倒罐用或作為開罐檢查、檢修的備用儲罐。儲罐的進液管道和液相回流管道直接接入儲罐內(nèi)的氣相空間，一旦管道發(fā)生泄漏事故，直接泄出去的是氣體，其危害性比直接泄漏出液體要小得多。儲罐脫水排污應(yīng)采用二次脫水裝置，即脫水包，脫水包設(shè)計壓力不應(yīng)小于儲罐設(shè)計壓力，儲罐至脫水包之間要有切斷閥。在寒冷和嚴寒地區(qū)，從儲罐底部引出的脫水排污管的根部應(yīng)加裝伴熱或保溫裝置，以防止排污管閥門及其法蘭墊片凍裂。在城市建成區(qū)內(nèi)的加氣站，液化石油氣罐應(yīng)埋地設(shè)置，可減少暴露在地面上的易燃易爆化工設(shè)施，杜絕氣站內(nèi)因車輛頻繁出入而碰撞液化石油氣設(shè)備，造成大量泄漏的意外情況發(fā)生，避免了夏季液化石油氣受熱后引起壓力升高造成泄漏，同時減小鄰近火災(zāi)的影響，埋地儲罐的閥件、管道等泄漏液化石油氣時，也容易進行有效的堵漏，有利于降低泄漏風(fēng)險，提高安全性。3.規(guī)范安全操作，減少泄漏量制訂一套切實可行的安全管理辦法和各項操作規(guī)程。加強操作人員的安全教育和業(yè)務(wù)培訓(xùn)，使之嫻熟掌握操作技術(shù)及消防故障和隱患的方法，杜絕誤操作，違章行為的發(fā)生。進入儲罐區(qū)從事充氣、檢修和殘液回收的操作人員應(yīng)穿防靜電服裝和鞋。儲罐操作人員定時對罐區(qū)內(nèi)儲罐的壓力，液位、溫度和安全裝置及主要操作控制閥門進行安全巡查。嚴格執(zhí)行動火檢修制度。夏季要根據(jù)儲罐溫度變化，及時開啟噴淋裝置，冬季要注意排水防凍。4.防止泄漏氣體聚集液化石油氣儲罐區(qū)宜布置在本單位或本地區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，不要建在窩風(fēng)地帶，應(yīng)選擇有良好通風(fēng)的地段，以便泄漏出來的液化石油氣能及時散去。液化石油氣儲罐宜露天設(shè)置，嚴禁設(shè)在室內(nèi)或地下室內(nèi)，以防止泄出來的液化石油氣氣體在室內(nèi)積聚，形成爆炸性危險氣體。儲罐區(qū)內(nèi)要嚴格控制低洼點，除必須設(shè)置的儲罐閥門、操作井、地下卸液口、消防水池、地下消火栓、消防水泵接口等設(shè)施外，嚴禁設(shè)置地下和半地下建、構(gòu)筑物裝置。5.設(shè)置防泄漏安全裝置儲罐要設(shè)有液位，溫度、壓力測量儀表。液位測量應(yīng)設(shè)高低液位報警；壓力測量應(yīng)設(shè)壓力上限報警，較大容積的儲罐，液位和壓力的測量宜設(shè)遠傳二次儀表，防止超溫、超壓、超液位發(fā)生泄漏。液化石油氣儲罐必須設(shè)有全啟封閉式彈簧安全閥。大于100m3的儲罐宜設(shè)有2個處于工作狀態(tài)的安全閥，防止儲罐超壓泄漏。凡在安全閥與罐體間設(shè)置的閥，必須處于開啟狀態(tài)，并要有鉛封。安全閥的開啟壓力不得超儲罐的設(shè)計壓力。安全閥要每年檢驗一次。儲罐區(qū)應(yīng)設(shè)置緊急切斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)能在事故狀態(tài)下迅速關(guān)閉重要的液化石油氣管道閥門和切斷液化石油氣泵、壓縮機的電源，避免液化石油氣大量外泄。在儲罐的出液管道的進液管道等部位設(shè)置管道內(nèi)置的緊急切斷閥，緊急切斷按鈕安裝在經(jīng)常有人操作的區(qū)域附近，為了避免控制系統(tǒng)誤動作，緊急切斷閥應(yīng)能由手動啟動的遙控切斷系統(tǒng)操縱關(guān)閉，只能手動復(fù)位，緊急切斷閥宜為氣動閥。儲罐的進液管、液相回流管和氣相回流管上應(yīng)設(shè)止回閥，出液管上宜設(shè)過流閥，止回閥和過流閥有自動關(guān)閉功能，可有效防止液化石油氣管道發(fā)生意外泄漏事故。止回閥和過流閥設(shè)在儲罐內(nèi)，增強了儲罐首級關(guān)閉的安全可靠性。儲罐內(nèi)未設(shè)置控制閥門的出液管道和排污管道，儲罐的第一道法蘭處最為危險，應(yīng)在該處配備堵漏裝置。6.及時發(fā)現(xiàn)泄漏為了能及時檢測到液化石油氣非正常超量泄漏，以便工作人員盡快進行泄漏處理，應(yīng)在儲罐區(qū)、卸車點周圍等危險場所，特別是低洼的閥門操作井、地下卸液口等容易積聚液化石油氣氣體的地方，均應(yīng)設(shè)置可燃氣體濃度檢測和報警裝置，觀察儀表要設(shè)置在晝夜有人值班的安全場所，其報警值應(yīng)取液化石油氣爆炸濃度下限的20。罐區(qū)正常巡查的工作人員，應(yīng)配備手提式防爆型可燃氣體濃度檢測報警器。檢漏報警裝置應(yīng)定期檢測保養(yǎng)，保證運轉(zhuǎn)正常。7.設(shè)置消防給水及滅火設(shè)施罐區(qū)消防供水洞庭湖采用環(huán)狀管網(wǎng)，給水干管不應(yīng)少于2條，管徑不少于150mm。為便于消防車向管網(wǎng)供水，還應(yīng)設(shè)水泵結(jié)合器，且至少2個，罐區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)消火栓，其間距一般應(yīng)為60m裝罐區(qū)等重點部位附近應(yīng)設(shè)箱式消火栓，其保護半徑應(yīng)為30m，消火栓用水量為20L/s45L/s（視儲罐大小而定），大型罐區(qū)設(shè)固定帶架水槍，其供水壓力不小于0.35MPa，對臥式罐不小于0.25MPa。儲罐上安裝消防噴淋和水噴霧設(shè)施，供滅火和降溫用。罐區(qū)內(nèi)按規(guī)范配備相應(yīng)的移動式滅火器材，如干粉滅火器等。8.妥善處置泄漏事故當(dāng)發(fā)生液化石油氣泄漏時，及時有效地堵漏，是防止火災(zāi)、爆炸、人員中毒等事故發(fā)生和控制其嚴重程度的重要手段，可采取關(guān)閉閥門、轉(zhuǎn)移物料、帶壓堵漏、注水堵漏等多種措施進行堵漏。如果通過關(guān)閉上游閥門可控制泄漏，應(yīng)立即設(shè)法關(guān)閉有關(guān)閥門，切斷氣源。如果儲罐設(shè)有備用卸料儲槽或與其他有剩余空間的液化石油氣儲罐連通，可將泄漏罐內(nèi)的液化石油氣轉(zhuǎn)移，或打開火炬放空閥放空，以減緩泄漏速度和總的泄漏量。當(dāng)液化石油氣管道、法蘭發(fā)生泄漏時，可利用預(yù)制的夾具和密封膠及密封膠注入工具進行帶壓堵漏，參照有關(guān)帶壓堵漏技術(shù)規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)儲罐底部或出口管線發(fā)生泄漏時，可通過底部的注水管線注入高壓水將液化石油氣液面墊起，使水成為泄漏物料，之后