摘 要:对液化石油气火车装车栈桥装车安全风险进行分析,并提出安全控制对策,以减少栈桥区域事故隐患,为液化石油气铁路运输安全提供有力保障,最大限度减少人员伤亡和国家财产的损失。
关键词:液化石油气;装车栈桥;安全风险;对策
1 前言
液化石油气装车是频繁进行装车操作作业的场所,具有一定的危险性。据统计,在我国,因装卸作业引起的火灾爆炸事故占油品储运事故的8%,因装车隐患发生的道路运输事故也时有发生。本文针对液化石油气装车中存在风险,从着火三要素、火灾爆炸原因及静电产生原因等科学原理进行分析,制定合理安全管理措施,保证安全。
2 液化石油气装车栈桥存在安全风险分析
2.1 火灾爆炸风险
液化石油气火灾爆炸的实质是化学爆炸,液化石油气泄露后与空气混合,遇明火发生爆炸。液化石油气发生火灾爆炸的原因,可用以下原理进行分析:①着火的三要素:存在可燃物、助燃物、火源;②油品火灾爆炸条件:油气混合物浓度在爆炸极限内、存在火源。从以上原理入手,结合栈桥生产现状,分析引起火灾爆炸的风险因素。
(1)引起火灾爆炸的风险因素一:液化石油气泄漏(即存在可燃物)。①液化石油气为带压介质,液化石油气装车系统管网密集,阀门管件较多,在长期使用中阀门管件会存在泄漏风险;②装车过程鹤管连接不良产生泄漏风险;③槽车损坏、槽车车体及安全附件存在缺陷引起液化石油气泄漏。如果槽车车体及安全附件存在缺陷,且装车人员对槽车安检不到位,装车过程中或铁路运输中发生油品泄漏。
(2)引起火灾爆炸的风险因素二:形成爆炸燃烧混合物即油气浓度在爆炸极限内。①栈桥区域油气泄漏并在有限空间积聚形成爆炸燃烧混合物(液化石油气的爆炸极限为2.25%-9.65%);②液化石油气槽车内形成爆炸混合物。
(3)引起火灾爆炸的风险因素三:栈桥区域存在火源。进站人员带入火柴、打火机及非防爆通讯设施如手机、摄象机、照相机等器材是栈桥区域存在火源的主要因素。
2.2 静电放电风险
静电的泄放有两个途径:导走和放电。放电即是电能转换成热能。放电产生的热量会引燃油品引起着火爆炸,危害人身安全,严重的还会导致设备设施的破坏。静电引起着火爆炸的形成过程为:①电荷积聚并形成静电场;②电场强度足够强时能形成静电放电;③放电能量能点燃可燃物,如果放电空间有适宜的燃烧爆炸混合物时造成火灾爆炸事故。
2.3 过量充装引起爆炸风险
液化石油气的蒸汽爆炸是一种因液化石油气泄放而引起的物理爆炸,当液化气突然降压时,储罐中的液化石油气处于相对过热状态,如果过热度较大,会造成过热液体的猛烈蒸发,引起蒸气爆炸。
液化石油气的蒸汽爆炸,归纳起来必须具备三个前提。一是槽车罐内液相部分要处于过热状态,且过热液体的量要大;二是槽车罐内液温与常压沸点之间的温差要大;三是槽车罐内液面上方气相空间处的金属罐壁产生较大的裂缝,致使内压急剧下降。液化石油气的热膨涨系数很大,约为水的10-15倍,以30℃为基础,温度每升高1℃,体积膨胀约0.3%-0.4%,气压就会增大0.02-0.03Mpa。国家规定液化石油气在常温下的灌装量应不超过槽车体积的85%,留有15%的膨胀空间,以防止槽车受热膨胀时压力超过罐车设计压力,引起槽车罐壁薄弱处形成裂缝,如裂口较大且泄漏较快引起蒸汽爆炸。在实际装车量计算中,罐车的最大载重量,除不得超过力辆底架和转向架所允许折承外,应符合下两个条件并取较小值。
条件一:不得超过按下式计算所确定的允许最大充装量W:
W=фV
式中,W为罐车的允许最大充装重量,t;V为罐车罐体的设计容积,立方米;ф为重量充装系数,t/m液化石油气重量充装系数,Φ取0.42。
条件二:罐车的最大载重量不得超过罐车载重量的85%。
2.4 高空坠落、栈桥油气管网冻堵损坏、机械碰撞风险
液化石油气栈桥高近3m,存在高空坠落摔伤风险。液化石油气由液态变为气态时体积增大约250-300倍,并吸收大量的热量,因此液化气管网中如残留有液化石油气及水时,易使管网发生冻堵,严重时会造成储输管线及设施的破坏。机械碰撞会使栈桥装车设备及槽车受损,引起油品泄露,在液化石油气栈桥,机械碰撞风险主要存在于栈桥进车、拖车及装车过程中。
3 液化石油气装车栈桥安全风险防范对策
3.1 防止火灾爆炸对策
(1)液化石油气装车为密闭装车,连接鹤管过程应严格按照装车规程要求进行操作,保证气、液相鹤管连接密封良好、连接可靠,防止装车过程油气泄漏。应加强栈桥日常生产中的巡回检查工作,要定期检查栈桥阀门、管件连接件等是否完好无损,是否可靠、无泄漏。通过不断安全培训和安全文化的教育,加强员工风险意识和责任感,对漏点做到早发现、早处理、早控制、早消除。
(2)在装车之前,装车人员应对槽车外观及槽车安全附件(安全阀、液面计、紧急切断装置、压力表)进行认真检查,保证槽车安全附件合格无破损、槽车外观无腐蚀及缺陷,检查槽车检定日期合格,罐车底架无超期未修现象后,方可进行装车作业,否则不予充装。
(3)对于栈桥发生的泄漏点及时整改,对已经泄漏的区域进行有效通风并做好隔离工作。油气大面积泄漏时应启动消防系统对泄漏液化石油气进行稀释,并对泄漏区域进行隔离,同时应及时控制消除漏点,防止油品大量泄漏积聚形成爆炸燃烧混合物。栈桥区域地下管网及阀井、阀池均应密闭良好,防止油气进入积聚。
(4)在槽车装车前详细检查槽车内含氧量,液化石油气槽车内气体含氧量应不超过3%。检查槽车出厂记录,确认槽车残液性质。槽车内余压要保证不低于0.05 MPa,防止装车过程中槽车内形成爆炸燃烧混合物。
(5)栈桥区域要杜绝一切火源。对于进站人员,禁止带入烟火、禁止将火柴、打火机及非防爆通讯设施如手机、摄像机、照相机等器材带入。必须使用站内配备的防爆照明灯禁用非防爆型灯具。所有电气开关应采用防爆开关,电路连接要符合防爆规定。栈桥上的固定或移运的电气设备、自控仪表及通讯设施必须是防爆的。应加强栈桥日常生产中的巡回检查工作、要定期检查栈桥阀门、管件连接件等是否完好无损,是否可靠、无泄漏。
3.2 防止静电放电对策
从原理分析,采取有效防静电危害安全防范措施如下:
(1)栈桥上所有的设备、铁轨和管道均应采取接地措施,防止静电积聚,接地电阻不得大于10 Ω,每年检测一次。栈桥区域应设置合适的消除静电装置。
(2)必须穿站内配备的防静电服和防静电鞋。在栈桥区域设置静电消除装置,进入栈桥区域前,要触摸消除静电装置导除身体静电。
(3)操作和维修要采用防爆工具。如作业工具应是由铜或铝等软金属制成的工具,不得使用钢铁制工具,以免碰撞产生火花。
(4)鹤管对位时要避免撞击,装车时每个罐车均应连接静电传导装置,且静电接地电阻不得大于10 Ω。
(5)控制油品装车流速,防止流速过快产生静电积聚引起放电火花。液化石油气自流装车流速不大于3m/s。
(6)由于油品在管线中流动通过过滤器、充装口喷射时均会产生大量的静电。因此管线阀门、法兰两端、鹤管上均应采用铜线跨接,及时导走静电,防止静电积聚。
3.3 防止过量充装引起爆炸对策
为保证液化石油气铁路运输安全,应坚决杜绝超装现象。加强培训使装车人员充分了解超装的危险性,严格按以上公式计算并控制装车量,防止盲目地多装,避免造成严重的后果。
3.4 防止高空坠落、栈桥油气管网冻堵损坏、机械碰撞风险对策
防止高空坠落对策:装车过程栈桥活动踏梯应采用挂链及挂绳锁紧。员工装车操作时应防止疲劳作业。在栈桥存在坠落风险区域(如竖梯处)设置警戒牌。
防止栈桥油气管网冻堵损坏风险对策:液化石油气由液态变为气态时体积增大约250-300倍,并吸收大量的热量,因此液化气管网中如残留有液化石油气及水时,易使管网发生冻堵,严重时会造成储输管线及设施的破坏。栈桥装车完毕后,应及时将装车管网内液化石油气进行放空,防止管网冻堵凝固。在放空过程中应有专人实施放空监护工作,保证油气管网完好。
防止机械碰撞风险对策:①加强栈桥管理,推槽车进站及拉重车出站前应检查栈桥装车鹤管、梯子、静电连接固定良好无异常情况下,通知机车进(出)站。装车人员在装车完后确认装车鹤管、梯子、静电连接线全部收回并固定牢固后方离开栈桥。防止火车机车推槽车进站及牵引重车出站过程中碰撞栈桥设施(鹤管、悬梯等),损坏罐车,发生油品泄漏;②装车过程严格按章操作,防止鹤管对位、连接过程中碰撞损害罐车及罐车安全附件。
4 日常安全管理要求
(1)为了能及时扑灭装卸作业过程可能发生的初期火灾,装卸栈桥应放置合理数量的灭火器材,沿栈桥每12m配备2具8Kg手提式干粉灭火器,整个装卸栈桥设置的灭火器不应少于2具。栈桥区域还应要配备快速有用的消防系统,包括消防灭火器材、消防炮,地下消防栓等。此外,栈桥区域要有可远程控制的消防系统。栈桥区域的动火时要办理动火手续,经分析合格后方可作业。外来施工人员进入栈桥区域和动火都必须有指定人员进行监护。并进行安全教育。
(2)盛装易燃、易爆介质的罐车遇到雷雨天气或附近有明火时及栈桥周围有易燃、有毒气体介质泄漏时。立即通知泵房停泵,停止作业并采取相应措施。
(3)针对罐车发生大量泄漏、着火、颠覆、撞车、爆炸等重要事故应及时上报并进行事故分析,并应对栈桥全面检查并开展有针对性的开展应急预案演练工作,抓紧对员工的风险识别教育安全培训工作,保证栈桥设施安全,并为液化气安全运输提供有力保障。
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