原油儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)研究

摘要：本文以實(shí)際10萬(wàn)方原油儲(chǔ)罐為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)常見(jiàn)的原油儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)罐發(fā)生事火災(zāi)爆炸的故案例進(jìn)行對(duì)比研究，提出切實(shí)有效的對(duì)策措施。借助有限元分析方法建立10萬(wàn)方原油儲(chǔ)罐的有限元模型，并在標(biāo)準(zhǔn)狀況下模擬分析了外浮頂原油儲(chǔ)罐浮艙頂部與罐壁形成的半圍閉空間聚集可燃?xì)怏w產(chǎn)生火災(zāi)爆炸時(shí)的溫度場(chǎng)的分布特點(diǎn)，研究結(jié)果表明在發(fā)生可燃?xì)怏w火災(zāi)爆炸時(shí)浮艙頂部和罐壁之間溫度增加顯著，但是罐壁外側(cè)溫度均無(wú)明顯變化。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)爆炸；風(fēng)險(xiǎn)；浮艙；有限元

中圖分類號(hào)：X932 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）003-000-01

一、引言

石油庫(kù)安全運(yùn)行一直都受到政府和石油公司高度重視，一旦石油庫(kù)發(fā)生事故不僅會(huì)涉及到財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡，也可能給周邊環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重影響。可燃?xì)怏w導(dǎo)致的火災(zāi)爆炸的發(fā)生往往給石油庫(kù)及周邊環(huán)境帶來(lái)災(zāi)難性的后果。賈文寶[1]和張宏宇[2]等人在石油火災(zāi)原因分析方面做了較為全面的研究。呂東[3]通過(guò)對(duì)外浮艙儲(chǔ)罐低液位時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)油氣爆炸研究，得出低液位儲(chǔ)罐內(nèi)油氣爆炸對(duì)罐內(nèi)溫度增加較大，對(duì)罐區(qū)影響較小的結(jié)論。實(shí)際生產(chǎn)中油庫(kù)的由于儲(chǔ)罐呼吸作用、一二次密封不嚴(yán)或泄露、收發(fā)油時(shí)流速控制不當(dāng)、高位報(bào)警失靈油液冒頂益出、浮艙由于嚴(yán)重銹蝕底穿孔等原因在浮艙頂部或內(nèi)部可能聚集大量可燃?xì)怏w，而油庫(kù)火災(zāi)爆事故很多是由于雷電或靜電導(dǎo)致浮艙頂部附近可燃?xì)怏w爆炸，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)浮艙頂部可燃?xì)怏w爆炸研究的較少，本文借助被國(guó)內(nèi)外學(xué)者在研究可燃?xì)怏w火災(zāi)爆炸方面廣泛應(yīng)用的有限元軟件對(duì)浮艙頂部可燃?xì)怏w爆炸進(jìn)行模擬[4-5]。

二、油庫(kù)火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)分析

原油閃點(diǎn)較低，容易發(fā)生燃燒且在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中如果遇到儲(chǔ)油庫(kù)、管線、設(shè)備發(fā)生泄漏或者設(shè)備密封損壞，揮發(fā)出的油蒸氣與空氣的混合物有可能發(fā)生蒸氣云爆燃或爆炸；原油大多數(shù)是儲(chǔ)存在外浮頂罐中，油品不可完全能充滿整個(gè)儲(chǔ)罐，必然都留有一定的空間，這個(gè)空間充滿了油蒸氣和空氣的混合物。如達(dá)到爆炸極限條件后遇有點(diǎn)火源，就可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故并且原油儲(chǔ)罐單個(gè)容量大，儲(chǔ)備原油量較多，容易發(fā)生連鎖的燃燒和爆炸現(xiàn)象。

1.裝卸油品過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)分析

油品收發(fā)是石油庫(kù)企業(yè)正常經(jīng)營(yíng)中的一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)，也是油品安全防事故的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。從大量的火災(zāi)爆炸事故中我們發(fā)現(xiàn)，裝油的過(guò)程中，必須做到合理安排庫(kù)容，如果流速過(guò)快或油庫(kù)的液位控制不當(dāng)，可能出現(xiàn)冒頂漏油事故，在油庫(kù)的頂部或周圍聚集大量可燃?xì)怏w，一旦遇到點(diǎn)火源即有可能產(chǎn)生火災(zāi)爆炸事故。同時(shí)如果油庫(kù)出現(xiàn)混油，有肯能出現(xiàn)由于不同品種油品之間的能量差導(dǎo)致過(guò)熱或者電荷釋放，引爆或引燃油庫(kù)。卸油過(guò)程如有流速過(guò)快可能造成庫(kù)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，甚至引起油庫(kù)變形，進(jìn)而導(dǎo)致密封不產(chǎn)生嚴(yán)泄，也可在油庫(kù)頂部、周圍、內(nèi)部出現(xiàn)可燃?xì)怏w達(dá)到爆炸極限。

2.報(bào)警或監(jiān)測(cè)失效風(fēng)險(xiǎn)分析

一方面在收發(fā)油作業(yè)中如果高位報(bào)警設(shè)備損壞，可能導(dǎo)致不能準(zhǔn)確掌握油庫(kù)液位，容易在裝油過(guò)程中出現(xiàn)冒頂，使油庫(kù)頂部或周圍聚集大量油品和其揮發(fā)出的可燃?xì)怏w；另一方面如果可燃?xì)怏w檢測(cè)設(shè)備失效，由于密封不嚴(yán)、呼吸作用、泄露等原因?qū)е碌目扇細(xì)怏w濃度超標(biāo)不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，在可燃?xì)怏w濃度聚集到爆炸極限時(shí)，如存在點(diǎn)火源就可能產(chǎn)生火災(zāi)爆炸。

三、油庫(kù)火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)措施

1.裝卸油品過(guò)程措施

因此在裝卸油期間要嚴(yán)格按照操作規(guī)程的要求合理控制流速、加強(qiáng)作業(yè)過(guò)程巡檢、及時(shí)監(jiān)控罐內(nèi)液位及浮頂上升和下降速度、避免流程切換錯(cuò)誤導(dǎo)致冒頂沉船。

2.報(bào)警或監(jiān)測(cè)失效措施

庫(kù)區(qū)每個(gè)罐組應(yīng)設(shè)置固定式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀，并定期對(duì)可燃?xì)怏w檢測(cè)儀檢查、校驗(yàn)、確保能正常使用，定期組織人員對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)、維護(hù)。

3.雷擊、靜電措施

作業(yè)人員應(yīng)注意采取一切措施預(yù)防靜電的產(chǎn)生，嚴(yán)格按規(guī)定穿防靜電工作套裝，嚴(yán)禁穿化纖服及使用化纖類工具；在清罐作業(yè)前，應(yīng)先用靜電消除器及時(shí)導(dǎo)除作業(yè)人員身上的靜電，并對(duì)油庫(kù)的靜電接地情況及用于排除油蒸氣的管道進(jìn)行檢查，確保管道與油庫(kù)的可靠連接，使用的機(jī)械及電器設(shè)備也應(yīng)進(jìn)行可靠接地及時(shí)地消除靜電的危害。

4.一二次密封不嚴(yán)或失效

巡檢過(guò)程中要對(duì)一次和二次密封進(jìn)行重點(diǎn)檢查，采用手動(dòng)氣體檢測(cè)設(shè)備定期測(cè)定油氣濃度，如果油氣濃度超標(biāo)及時(shí)處理。

5.計(jì)量期間操作措施

計(jì)量工程要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，進(jìn)入罐區(qū)前要穿著防靜電勞保用品并通過(guò)金屬接地設(shè)備導(dǎo)出人體靜電，選用合適的計(jì)量工具。

6.清罐過(guò)程措施

清罐過(guò)程中要保證安全，必須嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)程實(shí)施操作，帶進(jìn)防火堤內(nèi)的電器設(shè)備都必須符合安全規(guī)定的要求，以防止引爆堤內(nèi)的油蒸氣，并注意加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)護(hù)力度。在作業(yè)過(guò)程中禁用黑色金屬制工具，而使用銅制或木制等與鋼鐵碰撞不產(chǎn)生火花的工具。當(dāng)必須使用黑色金屬工具時(shí)，須將可燃?xì)鉂舛瓤刂圃诘陀谠试S值。清罐時(shí)，除了在罐壁人口處安裝防爆電燈外，在罐內(nèi)作業(yè)只允許使用被批準(zhǔn)的移動(dòng)式燈具。從油庫(kù)中清除出的油泥、銹渣等雜質(zhì)在收集前應(yīng)用水淋濕，集中后應(yīng)立即送至罐區(qū)外的安全地帶妥善處理，嚴(yán)禁放在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以防止其中的可燃物自燃，引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈文寶.淺析石油備庫(kù)的防火與防爆[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào).2012.8（7）：119-122.

[2]張宏宇，周俊良.油庫(kù)火災(zāi)原因分析[J].中國(guó)化工貿(mào)易.2013.11（11）：341.

[3]呂東，王婕，李晉.10萬(wàn)方外浮頂罐低液位時(shí)罐內(nèi)油氣爆炸研究科[J].工業(yè)安全與環(huán)保.2013.39（2）：50-52.

作者簡(jiǎn)介：王鵬程（1983-），性別：男，民族：滿，天津人，研究方向：安全管理，職稱：中級(jí)工程師，學(xué)歷：碩士研究生，工作單位：中海石油化工進(jìn)出口有限公司。