油罐火灾原因及对策.doc

第4期蒋仲华油罐火灾原因及对策37薇蚇肆膄虿袃羂膃荿蚆袈膂蒁袁膇芁薃蚄肃芀蚅袀罿艿莅蚂羅艿薇羈袁芈蚀螁腿芇荿羆肅芆蒂蝿羁芅薄羄袇莄蚆螇膆莃莆薀肂莃薈螆肈莂蚁蚈羄莁莀袄袀莀蒃蚇膈荿薅袂肄蒈蚇蚅羀蒇莇袀袆蒇葿蚃膅蒆蚁衿膁蒅螄螁肇蒄蒃羇羃肀薆螀衿肀蚈羅膈聿莈螈肄膈蒀羄羀膇薂螆袆膆螅蕿芄膅蒄袅膀膄薇蚇肆膄虿袃羂膃荿蚆袈膂蒁袁膇芁薃蚄肃芀蚅袀罿艿莅蚂羅艿薇羈袁芈蚀螁腿芇荿羆肅芆蒂蝿羁芅薄羄袇莄蚆螇膆莃莆薀肂莃薈螆肈莂蚁蚈羄莁莀袄袀莀蒃蚇膈荿薅袂肄蒈蚇蚅羀蒇莇袀袆蒇葿蚃膅蒆蚁衿膁蒅螄螁肇蒄蒃羇羃肀薆螀衿肀蚈羅膈聿莈螈肄膈蒀羄羀膇薂螆袆膆螅蕿芄膅蒄袅膀膄薇蚇肆膄虿袃羂膃荿蚆袈膂蒁袁膇芁薃蚄肃芀蚅袀罿艿莅蚂羅艿薇羈袁芈蚀螁腿芇荿羆肅芆蒂蝿羁芅薄羄袇莄蚆螇膆莃莆薀肂莃薈螆肈莂蚁蚈羄莁莀袄袀莀蒃蚇膈荿薅袂肄蒈蚇蚅羀蒇莇袀袆蒇葿蚃膅蒆蚁衿膁蒅螄螁肇蒄蒃羇羃肀薆螀衿肀蚈羅膈聿莈螈肄膈蒀羄羀膇薂螆袆膆螅蕿芄膅蒄袅膀膄薇蚇肆膄虿袃羂膃荿蚆袈膂蒁袁膇 油罐火灾原因及对策蒋仲华（中石化股份公司长岭分公司安环处）摘要：根据石油化工物料的性质，结合石油化工企业的实际情况，探讨了油罐火灾的基本原因，提出了防止油罐火灾的基本措施。关键词：油罐 火灾 爆炸 防范措施随着石油化工行业的不断发展，储运能力将随之增大。油罐是石油化工储存油料最为重要的设备，是当前炼油企业应用最普遍的一种储油方式。目前长岭分公司单个油罐的容量达到了30km3，单个罐区的容量达到了295km3。油罐内储存的油品一般都具有易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸等特性，一旦发生火灾，必将造成重大的损失。1 油罐火灾的危险性分析（1）罐中油品主要由碳氢化合物组成，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。石油产品的蒸气与空气的混合比例达到爆炸下限浓度时，通火花即能爆炸。（2）石油产品的电阻率在1012m左右，最易在装卸、罐装、泵送等作业过程中积聚静电荷，导致油罐燃烧爆炸。（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）石油产品受热后蒸气压升高、体积膨胀，若罐装过满或储存于密闭容器中，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，燃烧的油品有的大量外溢，有的从罐内猛烈喷出形成高达70-80m的巨大火柱，火柱顺风喷射距离可达120m左右，容易直接烧至邻近油罐，扩大受灾面积。 消防部门对国内炼油厂进行调查的结果表明：在全部油罐火灾中，原油罐占40，汽油罐占32，柴油罐占8，重质油品储罐占20。闪点低于28的油品占全部油罐火灾的72%。立式钢质油罐顶盖全部掀开占40%，而大多数情况下是油罐的顶盖部分掀开，造成一定的危险性。2 油罐火灾的主要原因及防护措施收稿日期：2005-11-18作者简介：蒋仲华，安环处安全主管工程师。从事安全管理工作。2.1 明火引燃、引爆 车辆喷出的火星、燃放鞭炮、烧纸的飞火、罐区内违章吸烟，动火、电气焊作业等极易引燃泄露在地面的油品或引爆弥漫在空气中的油蒸气。 油罐区必须严格控制明火作业，严格执行公司的动火管理规定，加强罐区进出车辆的控制，坚决避免没有佩带防火帽的车辆进入罐区内。加强罐区操作人员安全教育，避免油品冒顶事故的发生。定期检查油罐呼吸阀上的阻火器，使其保持良好的阻火性能，防止外火传人罐内，引起燃烧或爆炸。2.2 静电火花引起爆炸 当油品与固体、油品与气体之间、油品与不相混的液体之间，由于搅拌、沉降、喷射、飞溅、发泡、流动等接触分离的相对运动时会在油品中产生静电。这种静电对易燃油品是一种潜在的火源。2.2.1 影响油品带电的因素（1）电阻率对油品带电的影响 油品的流动带电与电阻率的大致关系是：电阻率1015cm或1010cm 时很难起电。而电阻率在1011m至1015m 之间容易带电。（2）油品内水分对带电的影响 在高电阻率的油品里混入水分，不论是在输送管中还是在储油罐里，都增加了带电危险性，一般认为水分并不是直接与油起作用增加静电的，而主要是分散后界面增多及荷电能力强等间接的影响。（3）管壁的粗糙程度、锈蚀程度等对油品带电也有不同的影响 在使用绝缘管线时尤其要注意静电起电问题。实验表明不同电阻率的油品在聚乙烯管中流动产生的电流有不同的变化规律，对于电阻率大于1012m的油品它所产生的电流随时间的延伸而减少，对于低电阻率(1010m)其电流基本不随时间变化。 流动状态对油品带电也有影响，湍流、涡流等流动状态的改变，由于本身的热运动和碰撞可能产生新的电荷。2.2.2 影响油面电荷局部集中的因素（1）绝缘导体 加油时如果油罐中出现与地绝缘金属或其它导体，将是十分危险的。试验表明，在这种场合油面电位只要1-2kV就可以出现引燃性的放电。 孤立的绝缘导体具有特别的危险性，原因有三：第一，这类导体具有“电容器”作用，在油罐内可以收集电荷，使介质电荷局部集中，所以这类导体有时称作“电荷收集体”；第二，加油中孤立导体游弋不定，容易接近接地罐壁，形成适宜的放电间隙；第三，金属电极间的放电能量强，容易点燃可燃混合气。（2）油面上方金属突出物 通常油罐内电荷分布比较均匀，由于油罐中心电容较小，该处电位略高于其它液面电位，如果液面上方有金属突出物的话，下方局部区域的静电电容将显著提高(从pf级增加到f级)，油面电位下降，此时，周围电荷在电场力的作用下将移向该处，以使液面电位保持相对的平衡，这就是金属突出物下方积聚较多电荷的原因。电荷积聚的程度和金属突出物的结构尺寸，形状与液面的距离等因素有关。金属突出物尺寸投影面积越大，与液面的距离越近，液面处积聚的局部电荷密度就越高。 金属突出物下方积聚电荷的现象，对加油作业的安全性有较大的威胁。首先在这种场合一旦出现静电放电，释放出的电荷相对多些，放电能量及占燃率都较高。其次，金属电极的引入也将改变蒸汽空间的电场分布，金属电极附近电场畸变，局部电场强度增高，容易发生静电放电。 用接地的金属尺进行油品检尺，用绝缘的采样绳进行采样，都是很不安全的操作。2.2.3 油罐静电防护措施 从静电引燃条件可得出，去除引燃三要素中的任何一项，都可以达到静电防灾的目的。理论上，在静电发生静电积聚静电放电的过程中，杜绝或减缓其中任何一个环节的过程，都可以达到消除静电灾害的目的。而在每一个环节中，都可以根据设备条件和操作条件，采取有针对性的技术措施。 （1）对于高绝缘的油品，接地不是防止静电产生的措施，而是泄漏设备静电电荷，应该采取将系统电荷引入大地，并使金属设备与地建立等电位的措施。对油罐来说，接地电阻要兼顾防雷接地的要求，一般不能大于10。（2）跨接是保证系统各个部分处于接地状态的措施。在油罐的下列部分应注意采取跨接措施：管线法兰之间、零部件与管线之间、管线与设备的活动连接部分、浮顶油罐的浮顶等。跨接电阻不得大于0.03。如果法兰的连接螺栓超过五个，则可以不进行跨接，但法兰间的接触电阻不得大于0.03。跨接的目的，除了保证系统各部分充分接地之外，还可以防止设备接地不连续处在加油中出现跳火的现象。 （3）根据液体石油产品静电安全规程(GB13348-92中第5.l.4条规定，对于电导率低于50pSm的液体石油产品，在注入口未浸没前，初始流速不应大于1ms，可逐步提高流速，但最大流速不应超过7ms。如果采用其它有效防静电措施，可不受上述限制。 （4）根据液体石油产品静电安全规程GB13348-922)中第5.1.3条规定，轻质油品的进油出油口必须接近油罐底部。（5）油罐加完油后，罐内电荷的泄散要有一个过程。为了避免剩余电荷可能引起的静电灾害，油罐加完油后要规定一个静置时间。这项措施对于加完油后还要进行检尺、测温、取样等罐上作业更为必要。静置时间的长短，主要取决于油品的电导率和油罐尺寸的大小，油品电导率越低，油罐尺寸越大，电荷越不容易泄散，静置时间就应越长。 （6）油品静电消除器是专门用以消除油品中静电电荷的设施。 （7）油罐区的操作人员必须按规定着装，采样现测温绳、检水绳均应采用防静电绳，绳的全长电阻值不得大于108。（8）油罐的扶梯口处以及油罐上部的采样口附近必须安装人体静电消除器。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，外浮顶端没有接地连线，混凝土油罐中钢筋未能安全电气闭合等，在雷击时易引起火灾或爆炸。 油罐区必须按下列方法进行防雷： （1）装有可燃液体与气体的钢罐，必须作环形防雷接地，其接地点不应小于两处，接地沿罐周长的间距不宜大于30m，罐的接地电阻不宜大于10。 （2）装有阻火器的地上固定顶钢罐，当顶板厚4mm时，可不装设避雷针(线)，当顶板厚度4mm时，应装设避雷针(线)，避雷针(线)的保护范围应包括整个油罐。 （3）没有阻火器的地上固定顶钢罐，必须安装阻火器。若安装阻火器有困难，则可装设避雷针(线)。 （4）浮顶油罐或内浮顶油罐可不装设避雷针(线)，但应该将浮顶与罐体用两根截面不小于25mm2的软铜绞线作电气连接。连接线的两端必须分别与浮盘和罐体紧密连接，其连接处的接触电阻不应大于0.03。 （5）装有可燃液体与气体的钢罐，防雷接地引下线上必须设有断接卡。接地断接卡必须暴露在明处，不得埋入水泥中或地下，断接卡必须用2个M10的螺栓连接并固定。断接卡与接地线不得水平放置在地面上，断接卡距地面高度为0.3至0.8m之间，断接卡的接触电阻值不得大于0.03。 （6）罐区内的法兰、阀门的连接处应设金属跨接线，其跨接接触电阻值不大于0.03。当法兰用5根以上螺栓连接时，法兰可不用金属线路连接，但必须构成电气通路，其法兰间的电阻值不大于0.03。（7）地上钢罐的温度、液位等测量装置，应采用铠装电缆或钢管配现电缆外皮或配线钢管与罐体应作电气连接，铠电缆的埋地长度不应小于50m。（8）各种储罐顶部附件(机械呼吸阀、液压安全阀、阻火器等)的对接法兰必须用48mm2多股铜线跨接。2.4 碰撞和摩擦火花引起火灾 若油罐的量油孔口没用有色金属制做，钢尺放入或拉出时易与量油孔口边缘摩擦而发生火花，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相互撞击产生火花易引燃泄漏的油蒸气。装卸油鹤管头部(不是有色金属制做的)与油罐或油船舱口撞击产生的火星引燃油蒸气；铁路车辆“研轴”、油泵空转造成壳体过热引燃油蒸气。因此，量油口必须采用有色金属制作，开启油罐孔必须采用防爆工具。在油罐区作业时必须避免金属的碰撞火花作业，操作人员不能穿带有金属钉的鞋。2.5 电气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，若发生短路、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易点燃泄漏的油蒸气。为了消除电气火灾必须做到以下几点： （1）必须严格执行电气安全规定，避免电气设备打火现象。 （2）油罐区电气设备必须采用防爆电气设备。要根据不同危险区域确定不同防爆等级，采用不同防爆形式的防爆电气。 （3）检查油罐区的防爆电气设备的安装方式，不正确的安装方式将影响防爆电气设备的防爆效果与性能。 （4）对在用时间较长的防爆电气设备，要检查防爆性能。 （5）要严格按规定进行电缆敷设，防爆接线盒与金属管的连接，一定要用防爆挠性管连接。2.6 自燃引起火灾常见的情况如油罐中含硫油品的沉积物在消除时发生自燃，重油加温时温度超过闪点而自燃。为了消除油品自燃事故，必须严格按照安全规定进行操作。操作人员应熟练掌握操作规程与各种油品的特性。3 结束语因明火引燃的火灾是油罐火灾最主要的原因。要避免油罐火灾，在日常工作中重点应该做好以下几个方面的工作：操作人员应该熟练掌握油罐内各种油品的特性，认真仔细的按照操作规程进行操作，确保操作安全。经常检查油罐、泵房设备、管线有无损坏、泄漏等现象，及时处理发现的问题。 坚决消除违章作业和违章动火现象。严密监视油罐附近火源情况，火源与油罐必须保证一定的安全距离。要确保油罐区防雷防静电设施完好。 确保油泵电机、现场仪表、罐区照明灯具、泵房灯具、开关等用电设备的防爆等级。严格控制机动车辆进入罐区。 袈膁芁蚀袈芃蒇薆袇羂芀蒂袆膅薅蒈袅芇莈螇袄羇薃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅羂芄莅螃羁羃膇虿羀肆莃蚅罿芈膆薁羈羈蒁蒇羇肀芄螆羆膂葿蚂羆芅节薈肅羄蒈蒄肄肆芁螂肃腿蒆螈肂莁艿蚄肁肁薄薀蚈膃莇蒆蚇芅薃螅蚆羅莅蚁螅肇薁薇螄膀莄蒃螄节膇袂螃肂莂螈螂膄芅蚄螁芆蒀蕿螀羆芃蒅蝿肈葿螄