浅析大型原油储罐火灾危险性及预防措施

随着我国石油化工工业的发展以及国家原油战略储备库项目的实施, 大型石油储罐规模和容量也不断增加。石油库的原油储罐主要以大型浮顶罐装置, 我国于1985年应用10×104m3浮顶罐的设计和施工技术, 现在10×104m3浮顶罐已经屡见不鲜, 目前国内15×104m3原油储罐也已不少。如此巨大的油罐一旦发生火灾爆炸, 将会导致严重的人员伤亡和财产损失。

一、原油储罐及原油的基本特征

1. 原油储罐的基本特征

在我国常见的油罐类型有对拱顶罐、外浮顶罐、内浮顶罐、卧式罐和非金属罐五种类型的罐。由于浮顶罐在浮顶和液面之间不存在空间, 罐内不易积聚油气, 且能缓解内压的增加, 因此这类罐不易爆炸起火, 着火爆炸的危险性大大降低, 所以目前大型原油储罐大都是浮顶罐。

2. 原油的理化特性

原油, 它是一种由各种烃类组成的黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质。原油由不同的碳氢化合物混合组成, 其主要组成成分是烷烃, 此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。原油为中闪点易燃液体, 火灾危险性分类为甲B类。原油具有挥发性, 原油蒸气与空气所形成的可燃性混合物, 遇有引火源时都有火灾、爆炸危险。原油的基本理化特性如下:

二、原油储罐发生火灾爆炸的原因

大型原油库储备单个原油储罐容量大, 储备原油量较多, 由于原油属于甲B类易燃易爆物质、在原油储运工程中容易发生火灾爆炸的危险。

1. 原油储罐火灾危险点

原油闪点为-6.67~32.2℃, 闪点较低, 容易发生燃烧。如果遇到储油罐、管线发生泄漏或者设备密封损坏, 挥发出的油蒸气与空气的混合物有可能发生蒸气云爆燃或爆炸;另一方面, 油罐可能因火焰烘烤或热辐射的作用, 使罐内物料迅速升温、压力增大, 进而导致大量油气挥发、一旦遇明火或高温, 发生连锁的燃烧和爆炸现象。

2. 着火源形成原因

原油储罐点火源形成的原因主要包括:防静电的防护设施设置不好或设施损坏;防爆电气设备损坏或不防爆, 电气电路的开启或切断、短路、过载等引起的电气火花、电弧、过热;电气焊作业, 打磨和其他可能产生明火火花的施工作业等。

另外雷电也可能作为点火能量, 主要为直击雷, 球状闪电 (雷) 的危害难以预防。随着大型储罐的增多, 雷击起火事件频率增加。如:2007年7月, 某原油罐受雷暴天气影响, 油罐产生感应放电并引爆了积累在罐顶密封装置间的可燃油气与空气的混合物, 爆炸导致二次密封损坏严重, 部分呼吸阀断裂, 泡沫堰板变形, 爆炸连锁引燃了罐内油品。

三、油罐火灾的危害性

油罐火灾的危害极大, 主要是因为油品燃烧产生的热值高, 容易发生爆炸。由于现在油库油罐数量较多, 一旦着火油罐发生爆炸, 势必危及周围原油储罐, 后果将相当严重、损失将相当巨大。油罐着火后灭火难度较大, 而且流出的油品会造成环境污染。例如:1989年8月的黄岛油库火灾给我国带来巨大损失, 14名消防战士和5名油库职工牺牲, 66名官兵和12名油库职工受伤, 烧毁油罐5座, 原油34.6万吨老罐区所有配套设施, 造成直接经济损失3540万元。

四、原油储罐火灾的预防措施

1. 加强原油储罐的可视化水平

通过计算机、工业电视完成对库区的监控、调度、自动化管理。一旦发生原油泄漏、火灾, 该系统能在第一时间发出报警, 工业电视监控系统能自动定位到着火点。同时应加强对油库内储罐各种数据采集、监控、控制、安全联锁保护。

2. 从人员操作上消除火灾爆炸隐患

加强安全管理、消除着火源、避免火灾爆炸事故的发生。

(1) 控制原油流速, 防止流速过快产生静电。

(2) 定期检测静电接地设施的接地电阻值, 所有人员上储罐前要消除身体所带静电。

(3) 原油罐区断绝一切火源, 不得携带火种进入罐区。严格控制、监管好罐区内的用火作业。

(4) 及时对储油罐进行检查, 加强维护保养, 确保储罐正常使用。

3. 从物 (环境) 上消除火灾爆炸隐患

(1) 定期对储罐设备进行检查、防止出现跑、冒、滴、漏等现象及电气设备出现绝缘老化现象。

(2) 做好储罐的防雷接地、静电接地保护接地, 并确保连线牢固可靠、无锈蚀、无松动。

(3) 每个罐组应设置固定式可燃气体检测仪, 并定期对可燃气体检测仪检查、校验、确保能正常使用。

(4) 设立火灾报警系统, 并定期组织人员对火灾报警系统检测、维护。

(5) 在储罐浮顶二次密封圈处设置光纤光栅感温探测器, 加强对油罐一二次密封处油气浓度的检测, 防止油气浓度超标。

4. 确保消防设施完好

消防设施的完好状态, 是保证油罐安全生产的最后一道屏障, 一旦发生火灾爆炸事故, 完好的消防措施能在最少的时间里, 扑灭火灾, 防止事故发生。

(1) 定期对罐区固定、半固定式消防设备及阀门进行维护与检修, 确保设备正常使用。

(2) 定期检查泡沫灭火系统, 确保泡沫量充足。

(3) 大型原油储罐区应设置消防稳高压系统及消防自动控制系统。定期检查消防水量, 确保消防水量充足。

(4) 有条件的原油罐区可以采取区域联防, 提高消防作战力量。

5. 加强安全管理, 强化安全意识

加强职工的安全教育、防火教育工作, 不仅要使职工把握防火防爆知识及灭火技能, 更重要的是要提高人员的安全技术素质及遵章守纪的自觉性, 从本质上提高员工的安全意识。同时要加强应急预案的演练, 锻炼队伍、磨练配合意识, 切实提高应急救援水平, 一旦出现意外情况可以在第一时间开展应急救援, 及时处理险情, 确保储罐安全。

摘要：针对原油储罐和原油的理化特性、分析了油罐发生火灾爆炸的原因, 依据实际大型原油储罐安全生产的经验, 提出防火防爆的措施。

关键词：储罐,火灾,爆炸

参考文献

[1] GB50183-2004, 石油天然气工程设计防火规范[S].

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