郭红志
中国石化集团石油商业储备有限公司天津分公司大港商储库 天津 300271
摘要:近些年,随着生活水平的提高,对各种资源的需求量逐渐增加。现阶段,某联合站在清洗原油储罐安全附件阻火器时发现上面附着黄色异物,随后对该物质取样化验分析得出,主要成分为硫单质、硫化亚铁以及铁的氧化物等物质,这些物质的存在极易引起自燃和爆炸事故,对原油储罐运行具有极大的安全风险隐患。针对上述问题,该联合站将阻火器材质升级为316#不锈钢,将定期清洗时间缩短为一季度一次,并制定了科学的管理措施以避免异物的产生。此外,还对原油处理工艺流程进行了改造,脱除原油中的大部分硫化氢;在降低化学反应所需物质条件的同时,还能生产出副产品混烃50t/d,增加了经济效益。通过以上举措,可从源头上消除阻火器存在的安全隐患,保障原油储罐安全运行。
关键词:原油储罐;阻火器;隐患;措施
引言
对于原油的运输以及储存来说,储罐是否安全可靠,直接影响了日常的工作运转,如果出现安全隐患,有可能会导致大面积事故发生,给当地居民及工作人员带来生命及财产危害。所以,必须让储罐的建设品质符合行业标准,并且有完善的安全保护手段,这样才能够确保原油运输及储存的安全性。只有针对易发生问题的环节进行预防,才能确保原油储罐的安全。从确保安全的出发点,对原油储罐各方面的外在隐患进行解析,尝试改善原油现有的保护策略,让原油事故发生得几率降低,保障居民生命及财产的安全。
1原油储罐危险性分析
原油的闪点范围比较宽,闭口闪点在-30℃~34℃,按照可燃液体的火灾危险性可分为甲、乙丙类,闪点小于28℃可燃液体为甲类危险液体。原油归为甲B类易燃液体,火灾危险性与汽油、石脑油同级。加热和发生火灾时,热波现象明显,当含水量在0.3%~4%时,容易产生沸溢或喷溅,同时原油还具有易膨胀、易扩散、易流溢、易聚集静电荷等特性,这就说明火灾爆炸危险性是大型原油储罐主要也是最重要得危险因素。
目前原油分类:按硫含量划分为高硫原油、含硫原油和低硫原油。按重质划分:分为轻质原油、中质原油和重质原油。目前我们国家进口原油多数为轻质高硫原油。进口原油所占比例已经超过50%以上。
发生着火事故的三个必要条件为:着火源、可燃物和空气。着火源的问题可通过加强管理来解决,可燃物泄漏问题则必须在储罐设计建设过程中和投运安全检查及使用过程中采取有效的措施加以预防和控制。泄漏的原油暴露在空气中,即构成可燃物。原油泄漏,在储运中发生较为频繁,主要有冒罐跑油,脱水跑油,设备、管线、阀件等泄露和损坏跑油,以及密封不良造成油气挥发,另外还存在着罐底开焊破裂、浮盘沉底等特大型泄漏事故的可能性。腐蚀是发生泄漏的重要因素之一。对原油储罐内腐蚀情况初步调查的结果表明,罐底腐蚀情况最为严重,大多为溃疡状的坑点腐蚀,主要发生在焊接热影响区、凹陷及变形处;罐顶腐蚀次之,为伴有孔蚀的不均匀全面腐蚀,罐壁腐蚀最轻,为均匀点蚀,主要发生在油水界面,油与空气界面处。相对而言,储罐底部的外腐蚀更为严重,主要发生在边缘板与环梁基础接触的一面。
2原油储罐阻火器隐患措施
2.1静电的危害及防护措施
2.1.1带电原理
静电存在于自然界任何地方,虽然原油自身没有静电存在,但是原油在进入管道时会与管道之间的接触面产生摩擦,从而形成一种极性的电荷在管壁上吸附,另一种极性电荷在扩散在油管内,一般吸附在管壁上的电子难以被原油带走,但是在扩散层的大部分电子因为存在于原油内部,而可以轻易随着原油四处流动,就会当原油的某一部分电荷量出现不均等现象,这就原油是静电产生的原因。
2.1.2产生静电的方式
原油内静电产生方式:液体沉降带电。在原油的杂质进入油管后,会向下沉降,则在这个过程中出现了正负电荷分离的现象,从而引起静电发生。
一般这种情况时存在于储罐内;流动带电。原油通过油管时,带走扩散层的电子,从而产生静电;喷射带电,当原油从储罐引出或者进入储罐时,都会因为压力作用而产生了束状的液体,这些细微的液体长时间停留在储罐四周的空气中,从而产生静电;摩擦带电,当对原油进行搅拌、发泡等操作时,会因为设备与原油之间的摩擦产生正负电子,从而出现静电现象。
2.1.3解决措施
要避免大量静电囤积在原油储罐或储罐四周空气中,就必须在建立原油储罐的时候,安装导体链接储罐与地面,以让大量的静电从罐体上转移到地面,同时对储罐中气相空间的凸起物进行消除,以阻止形成高电势现象。操作原油前,一定要对相关设备进行静电的消除,操作人员需要穿戴静电服。在对原油进行装卸中,一定要注意原油的流速,并且要消除各方面原因所造成的静电电荷。并且所有直接进入储油罐或者在进行原油操作的人员,一定要穿防静电服以及配电相应的防静电配饰。并且要在操作间通过静电桩来将携带工具或者人体上的静电进行消除。
2.2雷电起火及预防措施
2.2.1雷电危害
和静电一样,雷电也是很容易引起油罐发生火灾爆炸的一个重要因素。在油罐上空发生雷击时会放电并产生一个瞬间冲击电压,在没有完善的安全设施将此电压立即消除的情况下就极有可能引发油罐的爆炸,如果此时罐区空气中含有一定量的原油轻组分,同时有雷击的放电提供足够引燃空气的能量时火灾便不可避免地发生。
2.2.2防雷措施
原油储罐建设时,施工团队应遵照《建筑物防雷设计规范》、《石油库设计规范》等相关行业规范进行施工作业,还要参考美国的《地上储罐防雷保护》中先进的防雷技术,这样才能够让原油储罐的防雷指数保持在较高水平。如果没有严格按照上述要求操作,并且防雷主管部门也没有积极参与原油储罐的完工验收及审核,就会出现因油罐顶孔阻火器关闭不严或没有安装阻火器、油罐接地体与罐体之间的高度未超过3m,油罐及相关的附属设施未接地或油罐的钢筋混凝土未安全电气闭合设置等问题。
2.2.3需特别注意
①罐体和浮顶之间,要有电气相连,如使用2软铜线对齐进行贯通,而在保持铜线自然伸展状态的同时,还要避免因为铜线的电感应导致缠绕现象,确保罐体与浮顶之间没有小间隙的存在。不要再设置导静电铜刮板,这些刮板一旦因为雷击作用,就会产生火花让罐区的气体瞬间大量产生,从而出现爆炸隐患。②在安装油罐时,应设置至少2个接地点,接地点间的间距≤30m,接地电阻≤30Ω。并且油罐的附件如量油孔、呼吸阀、光孔及阻火器等,需要保持等电位链接的状态。而当油罐的顶板厚度≤4mm时,需要在油罐顶部安装避雷针,防雷的接地引线要有断接卡的设置,并且需要将其安放在外部位置,以便于维修及控制。③油罐的铺设需要对输油管的开、末端,以及拐弯、分支位置安装防雷设备,要配备足够长的接地引线,保证这类材料的统一,以消除放电现象。上述要求都是在油罐建设时完成的,所以隐蔽性较强不容易被发现,在油罐完工后一定要有防雷设备以及接地引线的设计蓝本,蓝本需要包含:接地体的形状、材料、数量、接地位置及铺设的分布方位,以及后续维护、修理、控制的内容。
结语
根据某联合站油罐阻火器上发现异物这一现象,通过化学检测以及分析推断,最终找出异物形成的主要原因为原油伴生气中所含H2S与阻火器材质在有氧潮湿环境下发生一系列化学反应所致,具有极大的安全风险隐患。为此,针对油罐阻火器上的附着异物采取了系列措施,从本质上杜绝了该现象的再次发生,保障了油罐的安全运行。
参考文献
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