鐵路油罐車充裝過程火災爆炸危險分析

1、鐵路油罐車充裝過程火災爆炸危險分析添加日期：2007-4-25 11:29:28   作者或來源：王宇 李巖熱點排行   進入在線安全系統(tǒng)   打印   關(guān)閉    鐵路是我國成品油運輸最重要的工具，每年通過鐵路運輸?shù)某善酚驼计漭斔涂偭康?0%以上，這中間又以車用汽油等輕質(zhì)油品占絕大多數(shù)。成品油充裝過程是鐵路油罐車運輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，因此，在鐵路油罐車充裝過程中要重點考慮其防火防爆問題。成品油充裝過程中發(fā)生的火災爆炸事故具有較大的危險性，因

2、為成品油閃點、燃點和自燃點較低，具有比煤炭、木材等物質(zhì)易燃燒的特性，成品油熱值越大，火焰溫度就越高，輻射熱強度也越大，油蒸氣的大量排放更是火災、爆炸等惡性事故的隱患。油品的蒸氣在空氣中達到爆炸極限時，遇火即能爆炸。爆炸極限越低，危險性就越大。著火過程中，燃燒和爆炸又往往交替進行。一般是先發(fā)生爆炸，然后轉(zhuǎn)為燃燒。超過爆炸上限時，遇火源先燃燒，待濃度下降到爆炸極限時，即會發(fā)生爆炸?；饒黾捌涓浇挠凸捃囀艿交鹧孑椛錈岬淖饔?，如不及時冷卻，也會因膨脹爆裂增加火勢，擴大災害范圍。強熱輻射易引起相鄰油罐及其他可燃物燃燒，還嚴重影響滅火戰(zhàn)斗行動，因此對鐵路油罐車充裝過程火災爆炸危險性分析是十分必要的。

3、60;   1 鐵路油罐車的充裝過程危險性分析    1.1 鐵路油罐車的充裝工藝    根據(jù)我國鐵路油罐車的現(xiàn)狀，擔負運輸?shù)闹餍凸捃囍饕蠫6、G9、G10、G11、G12、G14、G15、G17、G17A、G50、G60等10余種，鐵路油罐車裝油方式大體分為：底部裝油或稱潛流裝油；上部裝油或稱噴濺裝油。前者較為合理，但底部裝油也可能產(chǎn)生新電荷，特別是當容器底部有沉積水或有其他品種的殘余油品時，也會產(chǎn)生很高的靜電電位。后者更易產(chǎn)生靜電，因為當油品從鶴管高速噴出時，將因發(fā)生液體分離而產(chǎn)

4、生電荷，當油品沖出到容器壁還會造成噴濺飛沫而產(chǎn)生靜電。同時上部裝油促進油霧的產(chǎn)生，也易使油氣、霧氣混合物達到爆炸濃度范圍。此外，頂部裝油還會使油面局部電荷集中，容易產(chǎn)生放電。因此，在裝油工藝中，應盡量采用潛流裝油，要控制流速，還要在裝油前清理干凈容器。但是目前國內(nèi)在用的鐵路油罐車裝油方式多采用噴濺裝油，一般裝油時鶴管僅伸入槽車口 1 m左右。開啟油儲罐的放油閥門，啟動裝油車油泵，油品經(jīng)輸油管送到鐵路裝車棧橋總管，由罐裝工人放好鶴管后，開啟鶴管閥門，油品輸送入罐車測量油位符合要求后，關(guān)閉鶴管閥門，充裝結(jié)束。充裝油品工藝如圖1。      

5、;  1.2 鐵路油罐車的充裝過程火災爆炸事故樹分析    通過鐵路專用線油罐車充裝油品過程火災爆炸事故樹模型分析“可知，構(gòu)成其火災爆炸事放發(fā)生的基本事件見表1。        根據(jù)事故樹的結(jié)構(gòu)重要度分析，每一基本事件的重要順序可以排列為：        由上述所得事故樹的結(jié)構(gòu)重要度大小順序可知，基本事件X7，X8、X9、X10、X11、X12重要順序大于其他基本事件，而這6個

6、基本事件正是引起靜電火花產(chǎn)生的主要原因，因此，對鐵路罐車充裝過程火災爆炸的預防，應重點考慮對靜電火花的控制。    2 鐵路油罐車充裝過程靜電危害危險性分析    2.1 靜電引燃起因    據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)較大的成品油靜電事故中，鐵路油罐車裝油事故占首位，其次是油儲罐裝油事故，因而對鐵路油罐車裝油時的靜電要特別注意。成品油產(chǎn)品在流動、過濾、混合、霧、噴射沖洗、加注、晃動等情況下，由于靜電荷的產(chǎn)生速度高于靜電荷的泄漏速度，從而積聚靜電荷。當積聚的靜電放電的能量大于可燃混合物的最小引

7、燃能，并且在放電間中油品蒸氣和空氣混合物處于爆炸極限范圍時，將引起靜危害。    2.2 噴濺裝油靜電危險性分析    目前我國鐵路油罐車車型比較復雜。它們的容積一般為5060 m3，如G50及G60型。油罐車多為上裝上卸，只新生產(chǎn)的G17型黏油、輕油兩用車有下卸口。上裝上卸的式對防止靜電事故是個不利因素。通過對潛流裝油和噴濺裝油這2種充裝方式下各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的靜電荷量值可以看出，潛流裝油系統(tǒng)產(chǎn)生的電荷從泵開始大量地產(chǎn)生，在過濾器處達到高峰，然后進入管線，最后進入槽車。如果管線較長的話，高峰可能小一些。噴濺裝油系統(tǒng)與泵

8、式不同之處在于沒有因泵而使靜電荷急劇增加的環(huán)節(jié)，這使得進入過濾器的初始電荷值較小。兩者都存在著過濾器位置的設(shè)計問題，一般希望把它置于離裝油棧臺100m以外，以便有充裕的時間逸散電荷，或者設(shè)法降低流速以減少電荷的產(chǎn)生。    在噴濺裝油的過程中，活動套筒式小鶴管可以伸到槽車底部裝油，但在實際操作中一為方便，二為減少油品損失（鶴管頭不深入油內(nèi)造成鶴管里阻力增加，油會從套管間溢出），所以都沒有把鶴管插入槽車底部。甚至有的單位明確規(guī)定鶴管頭要離開油面200mm以上，顯然這是很不妥當?shù)摹Ｒ驗檫@會使鶴管口附近的油面上集聚更多的電荷，電位梯度增大，容易放電。應該采用底

9、部裝油或?qū)ⅩQ管伸至接近罐底，理由是：可以避免油柱流車經(jīng)體中部電容最小位置時（此時油在管內(nèi)）所產(chǎn)生的最大電位。在裝油后期油面電位達到最大值時，油面上部沒有突出接地體，可避免局部電場增高。在局部范圍內(nèi)可避免因油柱集中下落形成較高的油面電荷密度。減少噴濺、泡沫，從而減少新產(chǎn)生的靜電荷。減少油品的霧化及蒸發(fā)，可避免在低于閃點溫度時點燃。    2.3 鶴管類型及其產(chǎn)生靜電情況分析    目前我國鐵路罐車裝油臺使用的鶴管按口徑可分為2大類。Dg100mm以下的稱為小鶴管，Dg200 mm的稱為大鶴管。小鶴管按車位布置平均12

10、m左右設(shè)置1臺，可以同時裝車30多臺；大鶴管一般設(shè)置2個鶴位集中裝油。小鶴管雖然管徑較小，但由于多臺同時裝充，所以裝車流速并不算高，    一股在3.54 m/s裝1臺時間大致是35min左右，裝1列車約需30120 min。由于操作上的種種原因，滿車順序總有先后。因此，1列車中總有部分車位出現(xiàn)流速不均勻，有時可達68m/s，有時甚至高達13 m/s，這是小鶴管在操作中要特別注意的時刻。對于大鶴管，由于管徑大，流量大，58 min就可以裝完2臺車，相對而言流速較高。所以，大鶴管裝車時槽車油面電位較高。大鶴管雖然使用的歷史不長范圍不廣，但出現(xiàn)的事故較多，應該給予充分

11、的注意。    2.4 油罐車內(nèi)靜電分析    油料的電導率較大時，車內(nèi)各部分油料的電荷密度容易趨向均勻。因電荷有同性排斥的作用，油中的電荷有流向油面的趨勢，又因液體表面張力的緣故，油面電荷較多，這就是所謂的趨表效應。由于油罐車內(nèi)各點電容不同，因而同樣數(shù)量的電荷在電容較小的部位就會有較高的電位。較高電位處的電荷將向低電位處流動而使電位趨向平衡。當油品流動較慢時，車內(nèi)各部位的電位易趨向均勻，而電荷不均勻的現(xiàn)象較明顯。但在油品流動較快時，各部分電荷易趨向均勻，電位差別較大的現(xiàn)象就增加。鶴管裝油時接近油面，其管口末端形成

12、的不同對局部電容有不同的影響，從而引起電荷密度及電位的差異。油罐車在裝油的整個過程中，油面電位是隨著液面上而變化。最高電位出現(xiàn)在1/23/4容積處。油面電位的數(shù)值，主要取決于所在位置電荷和電容數(shù)值的大小。一般說來，在鶴管油柱下落處的電荷密度較大，在車內(nèi)中部位置電容較小(有爬梯時稍有增加)，所以油罐車中心部位電位較高。    3 成品油充裝過程其他危害危險性分析    在成品油充裝過程中，火車裝卸棧臺可能發(fā)生的火災有：油罐車罐口起火，地面流散液體著火，油罐車翻車著火。引發(fā)火災的原因有以下幾十方面：車輛未經(jīng)過檢測，車況

13、不佳，違章操作等；使用的各種油類物質(zhì)，遇到高溫、明火、雷電、靜電等因素引起火災；在有可燃氣體和易燃物存在的場合，靜電放電、雷電放電均可引爆火源，導致火災、爆炸事故的發(fā)生；由于油品中含有一定量的腐蝕性物質(zhì)，它們對貯罐具有較強的腐蝕性，同時還受到電化學腐蝕，從而導致貯罐跑、冒、滴、漏，遇火源而發(fā)生事故；裝卸油鶴管頭部，不是有色金屬制作，如果操作時不慎，與油罐車碰擊發(fā)火引燃油蒸氣；開啟油罐車頂時使用鐵制工具，由于不慎磕碰發(fā)火，也易引燃油蒸氣；裝卸油品時，使用不防爆的工具；裝卸中，未安裝導除靜電裝置或靜電導除裝置失靈，由于油品沖擊，在車壁上集聚靜電荷放電打火；油罐車在敞蓋作業(yè)的條件下，外來火種飛入或接

14、近敞口油罐車，引燃油蒸氣，引起火災爆炸事故。    4 成品油充裝過程火災爆炸事故預防對策措施    4.1 成品油充裝過程預防靜電危害的技術(shù)措施    (1)鐵路裝油棧橋的固定設(shè)備原則上要求在多個部位上進行接地。其接地點應設(shè)2處以上，接地點應沿設(shè)備外圍均勻布置，其間距不應大于30 m。    (2)貯罐內(nèi)壁應使用防靜電防腐涂料，涂料體電阻率應低于100 M.m(面電阻率應低于1G)。    (3

15、)輕質(zhì)油品的進出口管必須接近貯罐底部。    (4)對于電導率低于50 pS/m的油品，在注入口未浸沒前，初始流速不應大于1 m/s，當注入口浸沒200mm后，可逐步提高流速，但最大流速不應超過7 m/s。如采用其他有效防靜電措施，可不受上述限制。    (5)在裝油前，必須先檢查罐車內(nèi)部，不應有未接地的浮動物。    (6)裝油鶴管、管道、槽罐必須跨接和接地。    (7)頂部裝卸油時，裝卸油鶴管應深入到槽罐的底部裝油速度宜滿足關(guān)系：

16、V.2 n0.8。其中，V為油品流速，m/s；D為鶴管管徑，m。    (8)裝油完畢，宜靜置不少于2 min后，再進行采樣，測溫、檢尺、拆除接地線等。    (9)鐵路油罐車未經(jīng)清洗不宜換裝油品。    (10)工作人員充裝操作時要身穿防護服，裝油時鶴管應插到罐車內(nèi)底部不高于0.2 m處，油品流速應小于4.5 m/s，以防產(chǎn)生大量靜電。    4.2 預防靜電危害的管理措施    (1)成品油庫

17、的安全技術(shù)部門應會同有關(guān)職能部門制定防靜電危害具體實施方案，并加以監(jiān)督檢查。負責管理工作的人員必須掌握靜電安全技術(shù)知識，當發(fā)現(xiàn)靜電可能釀成事故時，有權(quán)采取有效措施，并上報主管領(lǐng)導。    (2)所有防靜電設(shè)備、測試儀表及防護用品，要定期檢查、維修，并建立設(shè)備檔案。    (3)油品靜電檢測主要項目有：貯器的泄漏電阻、人體的泄漏電阻、管線的接地電阻、油品靜止電導率；油品油面靜電位；可燃蒸氣與空氣混合物濃度；油品溫度，氣溫及大氣相對溫度。    4.3 充裝過程其他危害對策措施&

18、#160;   (1)嚴格控制火源的對策措施：嚴格執(zhí)行動火制度。維修、施工在禁區(qū)動火，必須執(zhí)行動火審批，辦理動火證有專人負責，專人監(jiān)護以至采取必要的救護消防措施。電氣設(shè)備均應符合防爆等級要求，達不到防爆等級規(guī)定的電器設(shè)備，如電機、電線、照明燈具、配電盤、開關(guān)等均不能使用。電器設(shè)備、設(shè)施老化或損傷應及時處理或更換。嚴格執(zhí)行安全規(guī)章制度，嚴禁把明火源帶入禁火區(qū)域，嚴禁在禁火區(qū)域內(nèi)吸煙。定期檢查、檢測防雷、防靜電的連接件和接地設(shè)施始終處于良好狀態(tài)。鐵路專用線油品充裝棧橋上的翻梯應裝膠墊或膠輪，無膠墊或膠輪嚴禁使用。鐵路專用線油罐車在充裝作業(yè)前必須在車輛兩端或盡頭線來車一端不少于20m處，在車方向左側(cè)鋼軌上安裝帶脫軌器的紅色防護信號。作業(yè)完畢清除線路障礙物后，方可撤除。防止車輛誤進有充裝罐車的線路。鐵路油品充裝棧橋爬梯口設(shè)置消除人體靜電握把(球