關于油罐安全運行的思考

關于油罐安全運行的思考

隨著石油和石化公司的發(fā)展，為了保證正常的生產(chǎn)和轉移需求，油罐組的總容量和單份容量正變得越來越大。據(jù)統(tǒng)計,世界上最大的原油儲備庫總容量約700×104m3,單罐容量為24×104m3。我國最大的石油庫總容量已達百萬方,單罐容量最大為10×104m3。蘊含如此巨大能量的石油庫一旦發(fā)生重大事故,后果將不堪設想。因此,如何加強油罐防火防爆措施,保障油庫安全,預防油罐火災爆炸事故的發(fā)生,是目前國內(nèi)大型油庫安全管理工作亟待解決的問題。一、油罐的防火防爆問題1、防止電化學氧化我國近年來油罐火災統(tǒng)計資料表明,雷擊引起的火災事故占14%。規(guī)范要求儲油罐應設置靜電接地及防雷設施,儲罐防雷接地點不應少于兩點,接地電阻應小于10Ω。為了便于正確檢測,接地線應作可拆裝連接。然而,在油罐安全檢查中發(fā)現(xiàn),一些油罐接地線暴露在外面的螺絲和連接處的接觸面,長期經(jīng)受風吹、雨淋、日曬,容易引起氧化,從而增大了接觸電阻,使避雷接地裝置既起不到防雷電作用,又容易遭雷擊。如果防雷接地不符合規(guī)范要求,當大量帶電雷云接近油罐時,較高些的金屬設施上感應出與雷云所帶電荷符號相反的靜電荷,而當雷云放電后,電場立即失去平衡,金屬物上的感應電荷不能順暢地導入地下,在絕緣比較薄弱的地方或小間隙處發(fā)生靜電擊穿現(xiàn)象,產(chǎn)生電火花,從而引起油氣的燃燒爆炸。因此,在連接大罐接地線時,不能忽視這一防止金屬氧化的有效措施,以確保防雷接地裝置的可靠性。在檢查油庫安全措施時發(fā)現(xiàn),大罐接地連接的材質規(guī)格較亂,有鋼板、鋁板和多股銅絲等,規(guī)格有寬有窄,接觸面有大有小,表面有經(jīng)過處理的,也有未經(jīng)過處理的,堅固螺栓很多都不符合規(guī)范要求。1997年6～9月,某石化總廠一座5×104m3的外浮頂金屬原油罐發(fā)生兩次雷擊起火事故,該油罐上有6支避雷針,每支高6m,分析其事故原因為,避雷針保護半徑不夠,浮頂與罐體(含接地)連接的兩條銅絞線銹蝕嚴重,有可能在導通雷電流過程中產(chǎn)生火花,引起火災。2、油罐安全設施管理不到位大型原油儲罐一般安裝有呼吸閥、液壓安全閥和阻火器等安全附件(浮頂罐除外)。呼吸閥設計工作壓力正壓為1800Pa,負壓為200Pa。液壓安全閥動作正壓和負壓均比呼吸閥高5%～10%。阻火器的作用原理是,當火焰、火花進入阻火器通過截面積很小的金屬網(wǎng)或玻璃紋板的過程中,火焰熱量被分解、吸收、冷卻、熄滅。如果不對這些油罐安全設施加強科學管理,就不能對油罐起到保護作用,甚至產(chǎn)生其它反作用。(1)呼吸閥和液壓安全閥的維護管理在油罐的正常維護和檢查過程中,有時常發(fā)現(xiàn)呼吸閥、液壓安全閥誤動作,誤認為呼吸閥的重力閥太重,為了讓呼吸閥動作,采取減輕呼吸閥閥盤重量或干脆取消閥盤的措施,這樣,雖然呼吸閥動作自如了,但油罐安全附件的作用卻被完全破壞,另外,液壓安全閥頻繁動作,隔離液很容易被氣吹出液槽,日積月累,隔離液越來越少,液壓安全閥動作越來越頻繁,而且隔離液容易變質,因此,這樣誤操作會給油罐安全生產(chǎn)造成了很大的隱患。(2)阻火器的安全維護有的油罐投產(chǎn)后,沒能很好的維護和保養(yǎng),以至阻火器年久失修,氧化腐蝕嚴重(有的內(nèi)芯沾滿油污、灰土和其它雜物),根本起不到阻火作用。二、儲油罐技術的特點是防火、防水、安全1、進行油罐燃燒時必須配合油氣體燃燒在油罐(以固定頂油罐為例)收油操作過程中,由于罐內(nèi)原油表面不斷攏動上升,原油蒸發(fā)速度加快,氣體空間容積不斷減小,油氣混合氣壓力不斷增大,當壓力增大到一定程度,呼吸閥動作,向罐外排出濃度較大且較穩(wěn)定的油氣混合氣,一旦收油罐在排氣處發(fā)生火炬燃燒后,首先應根據(jù)火焰燃燒的特點,判斷在短期內(nèi)油罐是否會爆炸,一般火焰呈桔黃色,發(fā)亮有黑煙時不會爆炸,此時混合氣體濃度超過爆炸上限,且因混合氣體缺氧燃燒不完全,故有黑煙冒出,還伴有燒得火紅的微小顆粒,使火焰顯得發(fā)亮,這類火災很容易用干粉撲滅;當火焰呈蘭色不亮無黑煙時,說明罐內(nèi)混合氣體濃度在爆炸極限范圍內(nèi),有可能在短時間內(nèi)發(fā)生爆炸,這類火災采用干粉滅火必須快速進行,以避免回火,特別需要注意的是,當油罐發(fā)生火炬燃燒時,不要輕易改變油罐工藝,將油外輸,這樣將使罐內(nèi)形成負壓,罐外燃燒火焰易被吸入罐內(nèi)而引起爆炸。2、表面蒸發(fā)和燃燒在油罐發(fā)油操作過程中,罐內(nèi)儲存液體逐漸減少,氣體空間逐漸增大,油氣混合氣壓力逐漸減小,當負壓超過呼吸閥真空度時,呼吸閥動作,油罐開始吸入空氣,罐內(nèi)油蒸氣濃度降低,同時油表面蒸發(fā)也相對加快,此時,油罐吸入空氣量遠大于油品蒸發(fā)量,如有火源被吸入呼吸閥,根據(jù)燃燒爆炸機理,一般有兩種情況可能發(fā)生。一種情況是在油罐呼吸閥配套安裝的阻火器完好的情況下,進入呼吸閥的火源被熄滅。另一種情況是阻火器損壞,不能正常發(fā)揮作用,火源通過呼吸閥進入罐內(nèi)油氣混合氣區(qū)域,一般先發(fā)生爆炸,罐頂爆飛,然后形成穩(wěn)定燃燒,此時油罐內(nèi)蒸氣濃度一般都在爆炸極限范圍內(nèi)。據(jù)統(tǒng)計固定頂油罐的火災爆炸,約有40%的罐頂被掀掉,撲救這種火災困難較大,必須及時撲救,否則,時間越長,越容易形成油品沸溢,造成嚴重的火災事故。三、一些建議1、油罐內(nèi)油氣空間大小對防火安全性的影響對現(xiàn)有金屬固定頂油罐進行改造,淘汰非金屬油罐,推廣采用金屬浮頂油罐。不同的油罐設計技術結構,對防火防爆有明顯的差別。表1為不同類型的油罐防火安全性能比較。從油罐的結構特點可以分析出,油罐防火安全性的大小主要取決于罐內(nèi)油氣空間大小,油罐內(nèi)油氣空間越大,罐內(nèi)儲存油品的蒸發(fā)空間越大,越容易形成大量易爆的油氣混合氣,故危險性就越大,反之則相反。例如,1989年8月12日黃島油庫火災事故中,4號非金屬罐一觸火星即發(fā)生猛烈爆炸。兩座5×104m3金屬浮頂罐被地面流淌的油火包圍了5h以上,露在外面的罐體鋼板已被烤變色,而罐體內(nèi)儲存的1.5×104m3原油卻安然無恙,未發(fā)生爆炸。2、油罐安全附件和維護油罐安全附件的維護要求見表2。3、消除靜電靜電是引起油罐火災爆炸的一個重要原因,在油罐生產(chǎn)運行中必須采取措施消除靜電產(chǎn)生的條件,如采取控制流速、油品進罐應從底部進入、罐內(nèi)油面上不應有漂浮物、在收發(fā)油品時必須設有消靜電等裝置。4、油罐與油泵房、要素標準規(guī)范是保障工程質量和生產(chǎn)安全的重要法規(guī),必須嚴格執(zhí)行,否則,就會產(chǎn)生嚴重事故。例如:1985年5月6日陜西省某醫(yī)療儀器廠發(fā)生的一起石油庫油罐爆炸事故。事故的主要原因如下。(1)油庫內(nèi)建、構筑物的防火間距不符合規(guī)范要求(如1000m3油罐與油泵房的距離僅為3m,距發(fā)電機房1.5m,距地下油池不到0.5m,距居民平房僅1m)。(2)油庫四周無防火堤,油罐附件不齊全。(3)所有電氣設備(如電動機、燈具、開關)都不防爆。(4)油庫內(nèi)沒有有效的消防設施,更無消防通道。(5)油庫建設沒有正規(guī)的設計、施工和驗收程序,油庫未經(jīng)有關主管部門驗收就投入生產(chǎn)運行。(6)嚴重違反操作規(guī)程,將非防爆的電動泵放到油罐中去抽原油,造成油罐爆炸起