長慶油田分公司第二輸油處慶咸首站安全風險評估

李國鋒，高莉維，肖麗娜，劉 丹

(1.長慶油田分公司第二輸油處，甘肅 慶陽 745000；2.隴東學院 化學化工學院,甘肅 慶陽 745000)

1 慶咸首站基本情況

慶咸首站位于慶陽市董志鄉(xiāng)西肴村，該站與長慶油田分公司第二采油廠西二聯(lián)合站聯(lián)合建站(其中西二聯(lián)合站設置有300m3儲油罐3具，同時作為慶咸首站的備用泄放罐)。站內供熱、消防依托西二聯(lián)合站，站外消防依托采油二廠消防中隊距本站約3km。站區(qū)占地面積52.31畝，其中生產區(qū)域占地面積42m2,罐區(qū)占地面積27637.5m2。罐區(qū)內有5000m3單盤式地上立式外浮頂油罐6具，總庫容30×104m3,罐高19.48m,內徑60m。罐區(qū)防火堤為混凝土結構，高2m，每具浮頂罐罐頂處設固定式PC8型泡沫產生器8個，其邊緣部分設環(huán)狀固定式壁淋冷卻水系統(tǒng)，所有消防系統(tǒng)使用均依托西二聯(lián)合站，站內設500m3應急池1座，并依托慶陽石化1座30000m3的消防應急池，是長慶油田分公司一級防火單位。主要負責接收鐵西末站、西二聯(lián)、莊一聯(lián)的凈化原油，對其計量、加熱、加壓后外輸至咸陽、慶陽石化公司[1]。

慶咸首站距周莊35kV變電所200m，其南側距儲罐外壁150m為30戶居民，西側距儲罐外壁350m為3戶居民，北側距儲罐外壁40m為西二聯(lián)輕烴廠生產裝置，760m為慶陽石化生產裝置區(qū)，800m處為慶陽石化辦公樓，地理位置非常重要并且特殊。站內主要設備有50000單盤式地上立式外浮頂油罐6具、SM1325/01x5型外輸泵2臺、SM1375/02x5型外輸泵1臺、ZSY550-80A型喂油泵2臺、TS2020-520型喂油泵1臺、去慶陽石化ZSYS50-80A型轉油泵2臺、外輸浮頭式換熱器2具、大型石油儲罐主動安全防護系統(tǒng)2套(每套控制3具儲罐)、60m3氮氣儲罐1具[2]。站內生產操作均可利用SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)生產的全方位監(jiān)控和遠程控制，年輸送原油能力可達800萬噸，是長慶第二輸油處設備最先進、科技含量最高、庫容量最大的輸油站。慶咸首站設有輸油崗、化驗崗、維修崗和資料崗4個崗位，由站領導為組長的QHSE小組擔負著全站的安全環(huán)保工作。

2 危險源評估方法、等級劃分

2.1 危險源評估方法

以預先危險分析方法確定慶咸首站存在的危險源。預先危險性分析，也稱初始危險分析，是安全評價的一種方法。是在每項生產活動之前，特別是在設計的開始階段，對系統(tǒng)存在的危險性因素、出現(xiàn)的條件、事故產生的相關后果等進行概略地分析，盡可能地評估出潛在的危險性因素[3]。我們要進行預先危險分析的目的是能夠盡可能地早些發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的潛在風險等因素，從而確定出系統(tǒng)的危險性等級，能夠相應地提出對應的防備措施，以免這些危險因素導致事故的發(fā)生以及相關人員考慮不周所形成的危害損失。

2.2 等級劃分

根據(jù)危險以及有害因素造成事故的危害程度,我們將危險和有害因素一般劃分為四個危險等級[4],等級劃分如表1所示。

表1 危險等級劃分

3 主要風險評估

3.1 原油的風險評估

3.1.1 原油的易燃性

原油屬于易燃液體，其組成組分比較復雜，通常在液體狀態(tài)下不需要很高的溫度，甚至常溫下就會蒸發(fā)出烴類物質，一般在空氣中只需較小的點燃能就會發(fā)生燃燒。

3.1.2 原油的易爆性

原油揮發(fā)出的石油(混合總經(jīng))，其主要成分是丙院氣體，經(jīng)試驗表明原油的蒸汽與空氣混合到1.1%～6.4%時，遇到較小的點火能就會引起爆炸。也經(jīng)驗測丙烷氣體與空氣混合物的爆炸下限比較低，發(fā)生爆炸的危險性很大，且爆炸的傳播速度可達到2000m/s～3000m/s。油品在儲罐等相對密閉的空間燃燒的過程中，儲罐中氣體空間的油氣濃度隨著燃燒狀態(tài)而不斷發(fā)生變化，因此油品的燃燒速度和爆炸也往往是相互轉化、交替進行的。

3.1.3 油的毒性

原油屬于微毒類物質，對人體有一定的毒害作用，其中石油氣的毒害作用最嚴重，這主要是由不飽和烴和芳香烴造成的。石油氣對人的皮膚以及粘膜等有刺激性，如果不小心吸入大量的石油氣會出現(xiàn)麻醉、興奮、醉酒樣、步態(tài)不穩(wěn)，并伴有惡心、嘔吐等癥狀。

3.1.4 原油的熱膨脹性

當原油獲得足夠的熱量后，溫度會上升，從而體積發(fā)生膨脹[5]。如果儲罐裝載過滿，當管道輸油后不及時得到排凈，又無泄壓裝置，這會造成儲罐和管件的耗損及磨壞。另外，溫度下降、體積縮小等也會使儲罐發(fā)生變形，造成損壞。比如空氣溫度突然下降，油罐呼吸閥的真空網(wǎng)盤因一些原因沒有立即打開或安全閥失效，這些原因都有可能造成油罐凹陷抽癟的現(xiàn)象。所以，如果儲罐或管道內的原油盛裝得過滿，當溫度升高到一定程度時，就有可能因體積的膨脹造成設備的破裂、原油的泄漏，從而引發(fā)火災、爆炸等事故。

3.1.5 原油的靜電荷積聚性

原油的電導率是比較低的，相應的其電阻率也比較大，大多數(shù)都大于1012Ω·cm,在一系列作業(yè)過程中很容易產生和積聚電荷，且消散的速度也比較緩慢。如果積聚的靜電荷放電量超過可燃混合物的最小引燃能，并且在放電間隙中原油蒸汽和空氣混合物處于爆炸極限范圍時,將引發(fā)油氣燃燒,進而引發(fā)爆炸事故[6]。

在原油的輸送過程中存在靜電積聚的危險[7]。液體自身摩擦或與管道、容器、油泵、過濾介質以及與水、雜質、空氣等發(fā)生摩擦、碰撞，特別是輸送速度過快時，都有可能造成靜電積累，如果防靜電措施不好，就有可能引起火災等事故。

靜電造成的危害主要為靜電放電，如果靜電放出的電所產生的電火花能達到或大于油氣的最小點火能且油氣濃度正處于燃燒、爆炸極限范圍內時，就會立即引起燃燒、爆炸，而原油在泵送、倒罐作業(yè)過程中，由于油品的流動噴射、沖擊等緣故所產生油面電位，可達到20kV～30kV,遠遠超過其最低點火能，因此應高度重視靜電危險。

3.1.6 原油的易沸溢性

原油在長時間著火燃燒時會發(fā)生沸溢爆噴的現(xiàn)象，燃燒的油料因產生沸騰突溢而大量外溢，或從儲罐內猛烈噴出，在空中形成巨大火柱，這種現(xiàn)象通常稱為“突沸”，燃燒的油罐一旦發(fā)生“突沸”，不僅造成撲救人員傷亡數(shù)的增加，而且由于輻射熱大量升高，容易直接或間接的燃燒鄰近的油罐，從而擴大災情的面積[8]。

3.1.7 原油的易蒸發(fā)性

原油如果發(fā)生意外泄露，由于它的沸點比較低，而在常溫下具有較大的蒸汽壓，則在環(huán)境溫度下將立馬由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，體積急劇性地發(fā)生膨脹。蒸發(fā)溢出的油品蒸汽則會在短時間內與空氣發(fā)生混合，向周圍擴散開來，從而造成一系列災難。

3.2 輔助設施風險評估

輔助設施風險評估如表2所示。

表2 輔助設施單元事故風險評估

3.3 儲存設施風險評估

儲運設施風險評估如表3所示。

表3 儲存設施風險評估

3.4 儲運過程中風險評估

儲運過程中風險評估如表4所示。

表4 儲運過程中風險評估

3.5 自然災害風險評估

3.5.1 雷電災害

雷和電是我們大自然中所存在的靜電放電現(xiàn)象，當廠內相關裝備、設施以及設備遭到雷電的撞擊時，極其容易產生極高的電壓和極大的電流。在其所涉及的范圍之內，則有可能造成設備或設施的毀壞，當嚴重時也會造成火災和爆炸等危險的發(fā)生，也有可能直接或間接地造成人員的傷亡。因此，預防雷電的撞擊也是一項極其重要的安全舉措，要值得注意的是這對油田生產來說尤為重要。石油工程對建筑物、構筑物防雷分類是按照現(xiàn)行國標《石油與石油設施防雷安全規(guī)范》來規(guī)定劃分防雷場所的。第一類工業(yè)建筑物和構筑物以及第二類工業(yè)建筑物和構筑物應具備防直擊雷、防雷電感應和防雷電波侵入的措施；第三類工業(yè)建筑物和構筑物應該具有防直擊雷和雷電波侵入的措施。

3.5.2 洪澇災害

該站場所處的黃土高原地區(qū)，降雨大體集中在7月份和8月份，當多次降臨暴雨時，可能會爆發(fā)山洪。如果沒有有效的防洪措施，將會直接威脅到站場設施和輸送管道的安全，也有可能造成設備損壞、管道破裂、管輸易燃液體泄漏、人員傷亡等事故。

3.5.3 大風災害

大風會吹折或吹倒電桿等細高直立的物體，它們在跌倒過程中有可能砸傷人員、砸毀房屋或設施和設備、以及引發(fā)二次事故[9]。更為嚴重的是，特大的風力還可能直接摧毀建筑物及大型設施。

3.5.4 暴雪災害

北方地區(qū)由于冬季氣溫較低，受西伯利亞寒流影響氣候變化異常，時有暴風雪發(fā)生。當暴風雪發(fā)生時，由于落下來的暴雪迅速堆積，造成儲罐及大型建筑物頂部大量附著積雪，若未能及時清理，當達到一定厚度時，有可能發(fā)生積雪壓垮儲罐和建筑物，因此導致原油儲罐及建筑物損毀，帶來財產損失和人員傷亡。

3.5.5 地質災害

該站場所處的黃土高原具有土層深厚、土質疏松、多孔腺、地形破碎、基雨頻繁等地理特征。黃土顆粒細小，質地疏松，遇水侵蝕后容易發(fā)生崩塌和解體，它們的抗蝕力也很低。因此，該站的設施和建構筑物的基礎應充分考慮到該地質特征，并采取相應的防濕陷性措施，否則可能發(fā)生濕陷性事故，造成設備、建筑物基礎損壞。另外，在道路修筑、場地平整等作業(yè)過程中，應采取防護措施，消除地質塌方和滑坡等災害事故。

3.5.6 地震災害

對石油的生產而言，地震具有損失高額經(jīng)濟、次生災害突出、污染范圍大的危害，地震也會造成油井的毀壞、儲罐的開裂或傾覆、管道及相關閥件的斷裂，以及塔類容器的傾斜或內襯散落等一系列危害。因此，遭受地震不僅損壞率極高，而且還會伴隨火災和爆炸等嚴重的次生災害。所以說，預防地震也是油田安全生產管理中一個非常重要的方面。

3.5.7 土壤腐蝕影響

本站所在地的各類土壤含水量較低，輸油管道敷設地段大部分為早田，屬于中低等腐蝕性土壤。腐蝕是管道穿孔泄漏事故發(fā)生最常見的，也是最大的危險因素。腐蝕分為內腐蝕和外腐蝕兩種，其外腐蝕與土壤環(huán)境等因素有關。所以腐蝕對輸油管道的影響要給予高度的重視，采取強制且可行的防腐保護措施，能保證管道的安全運行，防止由于管道腐蝕而帶來的管道泄漏等災害。

3.6 安全管理方面風險評估

3.6.1 人的不安全因素

在人和物以及相關環(huán)境所產生的不安全因素中，人為造成的危險因素無可厚非是首當其沖的，大量的統(tǒng)計數(shù)字表明，70%～75%的事故都是由人為過失引起的，若管理和技術人員造成過失，則有可能發(fā)生災難性事故。人所造成的不安全因素主要體現(xiàn)在意識警惕性、技術熟練性、心理素質高度性等方面。也就是說，他們有時候根本意識不到“安全第一”這個號召在生產中的真正意義，比如思想上麻痹大意、技術上的生硬不熟練、違章作業(yè)、缺乏處理事故的經(jīng)驗、過度疲勞或帶病上崗、酒后上崗，以及長期野外作業(yè)造成的情緒波動和逆反心理等也易造成事故的發(fā)生[10]。

3.6.2 安全管理的不安全因素

安全管理方面的因素常表現(xiàn)為管理制度的不健全、防范措施的不具體、執(zhí)行的不落實以及修訂的不及時四個方面。

3.7 其他風險評估

3.7.1 火災、爆炸

導致火災事故的因素主要有:明火、靜電、電氣火災、雷電和機械火花。原油屬易燃液體，其蒸汽與空氣混合可形成爆炸性氣體。在儲存及運輸過程中易流動、膨脹，易產生靜電，暴露于空氣中易形成爆炸性氣體混合物，一旦遇明火、高熱就會爆炸或燃燒，對周圍人員和財產構成威脅。

3.7.2 機械傷害

維修人員在使用鉆、鉗、刺、剪等設備進行維修時，發(fā)生人員傷害事故。

3.7.3 觸電

(1)私拉亂接電線，接觸人員操作時發(fā)生觸電事故。

(2)配電人員操作失誤，造成人員觸電事放。

(3)操作人員不顧雷雨天氣進行作業(yè)，造成雷擊事故。

3.7.4 灼傷

操作人員未佩戴齊全個人防護用品進行操作。

3.7.5 高處墜落

操作、檢修人員在罐頂作業(yè)時，因為疏忽大意、棧橋欄桿缺失以致發(fā)生高處墜落的事故，罐車直梯、罐頂平臺缺失、損壞，也有可能造成高處墜落的事故。

3.7.6 中毒、窒息

罐區(qū)儲存的原油對人體有較大的毒害。若儲罐、輸送泵或管道發(fā)生泄漏，有可能腐蝕設備，造成人員灼傷。

4 結語

本文利用預先危險分析方法確定慶咸首站存在的危險因素，對慶咸首站進行安全風險評估，安全風險評估是對于預防事故發(fā)生，減少財產以及人員傷亡的前提工作和重要措施。因為只有正確辨識出危險因素，找出所存在的問題，不斷優(yōu)化安全管理系統(tǒng)，才能阻止事故的發(fā)生，最大限度減少人員的傷亡和財產的損失。我們要善于發(fā)現(xiàn)問題所在，更要找到解決的辦法，堅決杜絕各種危險的發(fā)生。