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联合站储油罐区火灾危险性分析及维修控制安全探讨

2010-04-16   来源:《中国安全生产科学技术》    热度:   收藏   发表评论 0

  摘要:本文分析了联合站储油罐区的火灾危险性,阐明了引起火灾的各种原因如明火、静电火花、雷击、碰撞和摩擦火花、电气设备故障、自燃等。一旦发生火灾,具有爆炸危险性大、易形成大面积燃烧、燃烧速度快、扑救难度大,损失大等特点。对储油罐动火维修的安全控制提出建议。

  关键词:储油罐;火灾;原因分析;安全控制

  1储存油品的火灾危险性

  联合站储油罐区中储存的为原油。原油油品主要为中质油和轻质油的混合体,闪点低于2℃,火灾危险性为甲B类可燃液体。

  其火灾危险性在于以下几个方面:(1)罐中油品主要是由碳氢化合物组成,受热、遇火以及与氧化剂接触都有发生燃烧的危险。油品的闪点和自燃点越低发生燃烧的危险越大。油品液面上程度不同地存在着可燃气体蒸气,与空气的混合比例达到爆炸浓度时,遇火花即会发生爆炸。(2)油品的电阻率高,最易在装卸、罐装、泵送等作业过程中产生静电荷积聚,可能导致油罐燃烧,甚至爆炸。(3)粘度低的油品流动扩散性强。如有渗漏会很快向四周流散,油品的扩散、流淌性是导致火灾的危险因素。(4)油品受热后蒸气压升高、体积膨胀。若容器罐装过满或储存在密闭容器中,会导致油罐膨胀,甚至爆炸引起火灾。(5)油罐中重质或含有水分的油品燃烧时,会形成沸溢,形成大面积火灾;有些甚至从罐内猛烈喷出形成高达70~80m的巨大火柱,火柱顺风向喷射距离可达120m左右,容易直接烧至邻近油罐,扩大受灾面积。

  2发生火灾的主要原因分析

  2.1明火引燃、引爆

  油罐附近的加热炉烟道的火星,车辆喷出的火星、放鞭炮和烧纸的飞火、违章吸烟、动明火、电气焊作业等极易引燃泄漏在地面的油品或引爆弥漫在空气中的油蒸气。

  2.2静电火花引起爆炸

  多数油品因其电阻率较大,很容易产生静电荷并造成静电聚集,而且消散慢。下列情况下会产生静电:(1)高温高压设备在超温超压下运行;(2)油品的过滤;(3)槽车、油罐的顶部;(4)油品的快速蒸发、泄漏;(5)油品在泵内流过;(6)油罐水洗后,水自一定体积的油品中沉降;(7)采样或运输等晃动、震荡;(5)人体带的静电;(9)穿脱化纤衣服;(10)塑料桶罐装油品等。

  如果油罐接地电阻过大(大于10Ω),或消除静

  电的装置失灵,或孤立的导体与罐体接触不良,静电电荷很容易积聚,一旦放电形成火花,足以引燃或引爆弥漫的油蒸气。

  2.3雷击引起火灾或爆炸

  由于油罐顶孔口关闭不严或未安装阻火器,避雷装置设计不合理或发生故障,金属罐接地电阻过大(大于10Ω)静电荷消除不掉,混凝土油罐中钢筋未能安全闭合电气,在雷击时容易引起火灾或爆炸。

  2.4碰撞和摩擦火花引起火灾

  若油罐的量油孔口没有用有色金属制作,钢尺放人或拉出时与量油孔口边缘摩擦发生火花,可引燃油罐内油蒸气;用钢铁造的工具开启油罐孔口或搬运时互相撞击产生火花易引燃泄漏的油蒸气;油泵空转造成壳体过热引燃油蒸气。

  2.5电气设备原因引起火灾

  油罐的主要电气设备如输电设备、线路、泵房电机照明设备等,若发生断路、漏电、接地、过负荷等故障时,产生的电弧、电火花、高热极易引燃泄漏的油及油蒸气。若泵房电机、灯具、开关等采用非防爆型或防爆等级不够也会点燃泄漏的油蒸气。

  2.6自燃引起火灾

  油罐中含硫油品的沉积物在消除时易发生自燃,润滑油及重油加热时温度超过闪点而自燃。

  根据统计资料,石油储运系统发生的火灾,主要原因中明火引燃占67%,静电引燃占13%,雷电引燃占8%,电气故障及其他原因占12%。由此看出各种明火引燃是油罐火灾最主要的原因。

  3油罐区火灾的危害和燃烧特点分析

  3.1爆炸危险性大

  爆炸是油罐区火灾的一个显著特点,储罐主要是钢材制造的,当强火焰作用时间超过1分钟,钢制框架、储罐、管道将会出现坍塌或破裂,形成大面积的油品流淌火灾。此外,在火场强辐射的作用下,装有气态或液态物料的容器、管道内部压力会剧增而导致物理性爆炸,并因此引发一系列爆炸。爆炸和燃烧经常相互伴随,使储罐、建筑结构倒塌,人员伤亡,管道设备移位破裂,燃料喷洒流淌,使火场情况更为复杂,给扑救火灾带来很大的困难。

  3.2易形成大面积燃烧

  油品具有良好的流动性,当其从设备内泄漏时,便会四处流淌扩散,遇火源形成大面积燃烧;火灾中周边设备或容器的爆炸飞火、装置的倒塌等都会造成大面积火灾。

  3.3燃烧速度快

  发生火灾后,燃烧速度快,蔓延迅速。其原因,一是发生爆炸,在可能的范围内形成高温燃烧区,火势迅速向各个方向蔓延,甚至引起再次爆炸,进一步形成更大面积的燃烧。二是油品热值大,燃烧后产生的热辐射,迅速加热周围毗邻的容器设备,致使相邻容器管道内的物料迅速增压、挥发或分解,为火势扩大创造了条件。三是油品流淌扩散性强,特别是可燃气体的扩散,增加了火势瞬间扩大的危险性。

  3.4火灾扑救难度大

  油罐区火灾的爆炸特点决定了其火灾扑救的难度。火灾现场油品泄漏造成喷溅流淌,严重影响着灭火行动,给火灾扑救带来了很大的困难。火灾发生后,如果在初期得不到控制,则多以大火场的形式出现。因此,为控制发展迅猛的火势,需投人较多的灭火力量。

  3.5火灾损失大

  油罐区火灾造成的直接经济损失和管输停工及恢复生产的间接经济损失,一般高于其它类型的火灾。重特大火灾还会造成持久的紧急损失,并对环境造成恶劣影响。

  4油罐区维修检查的安全控制

  4.1提高清洗质量,减少油气挥发源

  与事故发生直接有关的首先是清洗油罐,储存油品的粘附性决定清洗的难度。特别是会在罐内死角处残留有较多油品。但在测量时由于检查不标准、方法不正确等主观原因,罐内可燃气体的浓度完全可能达到爆炸下限的5%甚至1%以下,使维修检查工作能够顺利地进行,但这样做却留下了隐患。

  因此,要防止油罐维修中爆炸事故的发生,首先要提高清洗质量,坚持标准,严格把关。

  4.2加强通风,确保除气

  油罐经清洗后需进行自然或机械通风,才能保证测爆合格,从这个意义上讲,测爆合格是通风除气的结果。对油罐而言,经测爆油气浓度在爆炸下限1%以下,就具备了进行动火作业的条件,但并不排除罐内继续产生油气而达到爆炸下限的可能。因为对油罐来说,虽然经过比较好的清洗,但罐壁及构件上总会或多或少残留一些油品。同时油品还会侵人罐壁及支架表面锈蚀部分,在环境温度和动火作业的影响下,仍会继续挥发油气。由于油气一般比空气重1.5倍,挥发出的油气会在罐内聚集。同时由于管道、阀体内的残油、油气一般难以清除,所以在拆卸管道、阀体时往往会散发出大量油气。为此,对油罐进行维护修理施工过程中的通风必须作为油罐修理中防止爆炸事故发生的先决条件,而且必须是有效的通风,既要有一定的进风量,又要使进风能达到罐体底部。

  4.3及时测爆、有效监控

  油气检验合格后签发动火作业票,是指罐内的易燃气体在检测时处于相应的安全范围,并不是该罐内油气在检测后保持不变。为此,对于需要进行动火作业的罐区,在施工前及施工过程中应对施工区域,包括其影响区域,随时进行复测,同时应采取必要的防火措施,并严格控制动火范围。在实际工作中往往存在这样的情况,一是有些修理主管人员认为测爆合格后就可以保证整个施工过程合格,即使局部动了管道、阀体,油气浓度也达不到足以引起爆炸的程度,所以忽视了申请复测。二是测爆人员在测爆时未按测爆的基本要求进行,特别是死角。

  所以每次施工前和施工中,特别是进行了管道、阀体的拆卸后,必须及时进行认真的复测,发现异常应立即停止施工,加强通风,待再次复测合格后方能继续施工。

  4.4严格控制着火源

  (1)盲目对管道、阀体进行明火切割、电焊,从而引起燃烧、爆炸,或是拆卸管道、阀体时近处明火或有明火溅落引起燃烧、爆炸。原因是大部分管道、阀体内存有残油、油气,所以对管道及阀体的拆卸切忌贸然动火,而是要先采用手工方法进行拆卸,再清油、除气经测爆合格后,才能动用明火。

  (2)施工现场使用非防爆照明。在油罐内施工需要照明。按要求,施工照明必须为防爆型,但许多维修主管及施工人员往往忽视这一点。施工人员用的普通手电或常规照明,一旦油气达到爆炸浓度时,就会由于手电开关时所产生的电火花或照明灯碰碎的灯丝高温引发爆炸。所以在施工过程必须使用防爆电器,非防爆的电器一概不得带人现场。

  (3)施工人员违章将火种带人并使用。由于有些施工人员严重缺乏防火意识、消防常识和自我保护意识,硬是将香烟、打火机随身携带进罐内,并在油气浓度已达到爆炸范围的施工现场抽烟或用打火机照明,引起爆炸,造成人员伤亡。对此,为杜绝此类情况的发生,必须对有关施工人员进行消防安全专项培训,特别是对从事相关作业的外来农民工的教育培训一定要落到实处,使之能自觉遵守规章制度,防止类似自杀性爆炸事故的发生。

  (4)未穿着防静电服、鞋。工作期间必须穿防静电服、鞋,防止人身聚集静电造成危害。

  (5)的不按操作规程操作。施工人员不按操作规程,野蛮施工,导致施工机具过热、过压等引起火灾。

  5结束语

  油罐区区施工是一件非常危险的工作,只有严格按照规定,严格控制可燃气体浓度和着火源,才能保证施工的安全。