储运安全技术第5章.ppt

第1节防火防爆基本原理与措施第2节雷电 静电危害与预防第3节防火防爆安全装置第4节油气储运安全动火及抢修技术第5节储运设备灭火实战技术 第5章防火防爆安全技术 7 16日照工厂爆炸事故 2020 2 10 2 2020 2 10 3 8 12天津爆炸事故 2020 2 10 4 第1节防火防爆基本原理与措施 一 基本原理与思路1 基本原理采取措施避免或消除引发火灾的条件 引发爆炸的条件 从而防止或消除火灾 爆炸事故 引发火灾的条件 可燃物 氧化剂和点火能源同时存在 相互作用 引发爆炸的条件 爆炸品或可燃物与空气的混合物与引爆能源同时存在 相互作用 2020 2 10 5 2 防火防爆措施1 预防性措施使可燃物 氧化剂与点火 引爆 能源没有结合的机会 从根本上杜绝着火 爆炸 的可能性 预防性措施是最理想 最重要的措施 也是防火防爆工作的重点 2020 2 10 6 该措施是指通过设置专门的装置 设施等 使得在一旦发生火灾爆炸时 能够起到限制火灾爆炸事故蔓延 扩大的作用 2 限制性措施 例如 在设备上或者在生产系统中安装阻火 泄压装置 在建筑物中设置防火墙等 采取限制性措施能够有效地减少事故损失 2020 2 10 7 3 消防设施按照法规或规范的要求 采取的灭火措施 一旦火灾初起 就能够将其扑灭 避免发展成大的火灾事故 2020 2 10 8 4 疏散性措施预先设置安全出口及安全通道 使得一旦发生火灾爆炸事故时 能够迅速将人员或者重要物资撤离危险区域 以减少损失 如在建筑物中或者飞机 车辆上设置安全门 疏散通道等 2020 2 10 9 二 预防火灾爆炸事故的基本措施 1 消除导致火灾爆炸事故的物质条件1 尽量不使用或少使用可燃物较为常见情况是 以不燃或难燃溶剂代替可燃或者易燃溶剂 一般说来 沸点较高 110 的液体 常温 20 下不会达到爆炸极限浓度 使用起来比较安全 2 生产设备及系统尽量密闭化正压设备或系统要防止泄露 负压设备或系统要防止空气的渗入 2020 2 10 10 3 采取通风除尘措施对于因某些生产系统或设备无法密闭或者无法完全密闭 可能存在可燃气 蒸气 粉尘的生产场所 要设置通风除尘装置以降低空气中可燃物浓度 要确保将可燃物浓度控制在爆炸下限以下 2020 2 10 11 4 在可能发生火灾爆炸危险的场所设置可燃气 蒸气 粉尘 浓度检测报警仪器一旦浓度超标 一般将报警浓度定为气体爆炸下限的25 即报警 以便采取紧急防范措施 2020 2 10 12 5 惰性气体保护惰性气体有氦 氖 氩 氪 氙等 常用的是氮气和水蒸气 有时还可以用烟道气 在存有可燃物料的系统中 加入惰性气体 使可燃物及氧气浓度下降 可以降低或消除燃爆危险性 6 对燃爆危险品的使用 储存 运输等都要根据其特性采取有针对性的防范措施 2020 2 10 13 2 消除或控制点火源1 防止撞击 摩擦产生火花机器上转动部件的摩擦 钢铁的相互撞击或钢铁与水泥地面的碰撞 带压管道或钢铁容器瞬间破裂时 物料高速喷出与容器壁摩擦等 都可能产生高温或者火花 成为火灾 爆炸的起因 在危险区域可采取的措施 严禁穿钉鞋进入 严禁使用能产生冲击火花的工具 在机械设备中 凡可能发生撞击 摩擦的部分应采用不同的金属 如钢与铜 钢与铝 等 火药 炸药工房应铺设不发火地面等 2020 2 10 14 2 防止因可燃气体绝热压缩而着火主要由于可燃气体绝热压缩而使温度急剧上升而自燃着火 如氢气或者乙炔气等从钢瓶泄漏喷到空气中时 因喷气流猛撞空气 其一瞬间受到绝热压缩 温度上升而引起自然着火 2020 2 10 15 3 防止高温表面引起着火工业生产中的加热装置 高温物料容器或者管道以及高温反应器 塔等 表面温度都比较高 其他常见的高温表面还有通电的白炽灯泡 因机械摩擦导致发热的转动部分 烟筒烟道 熔融金属等 如果可燃物与这些高温表面接触或接近时间较长 就可能被引燃 为防止发生这类火灾 高温表面应当保温或隔热 可燃气排放口应远离高温表面 禁止在高温表面烘烤衣物等 此外 应注意清除高温表面的油污 以防其分解 自燃 2020 2 10 16 4 防止热射线 日光 直射的太阳光通过凸透镜 弧形 有气泡或者不平的玻璃灯 都会被聚焦形成高温焦点 可能会点燃可燃物 为此 有爆炸危险的厂房及库房必须采取遮阳措施 如将门窗玻璃涂上白漆或采用磨砂玻璃 2020 2 10 17 5 防止电气火灾爆炸由于电气方面的原因引起的火灾爆炸事故 在火灾爆炸事故中占相当大的比例 6 消除静电火花静电指的是相对静止的电荷 是一种常见的带电现象 7 预防雷电 2020 2 10 18 8 防止明火生产过程中的明火主要指加热用火 维修用火以及其他火源 1 加热用火的控制加热可燃物时 应避免采用明火 宜采用水蒸气 热水或者其他热载体 导热油 联苯醚等 间接加热 如果必须采用明火加热 加热设备应当严格密闭 燃烧室应当与加热设备分开设置 设备应定期检查 特别是注意防止可燃物的泄漏 生产装置中加热设备的布置 应当按照规定 与可能发生可燃气体 蒸气 粉尘 的工艺设备和罐区保持足够的安全距离 并应布置在容易散发可燃物料设备 系统的下风向或侧风向 两个以上的明火加热装置 应当将它们集中布置在生产装置的边缘 并于其他设备 系统保持安全距离 风频玫瑰图 风频 某一风向的次数占总的观测统计次数的百分比 风向 从外部吹向地区中心的方向 2020 2 10 20 2 维修用火维修用火主要指焊接 切割以及喷灯作业等 在油气储运 石油化工等企业中 因维修用火引发的火灾爆炸事故较多 因此 对于维修用火一般都制定了严格的管理规定 必须严格遵守 2020 2 10 21 3 其它火源对于其它出现明火的设备要经常检查 防止烟道窜火等 例如沥青熬炼设备 要注意烟囱飞火 注意选择适当的熬炼地点 并应指定专人看管 严格控制加热温度 此外 要特别注意的是 在生产场所 因烟头 火柴引起的火灾也时有发生 应当引起足够的重视 防止此类事故的发生 2020 2 10 22 第2节雷电 静电危害与预防 一 雷电危害及预防1 雷电现象一种常见的大气放电现象 在夏天的午后或傍晚 地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高空 形成大范围的积雨云 积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷 形成雷雨云 而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应 也会带上与云底相反符号的电荷 当云层里的电荷越积越多 达到一定强度时 就会把空气击穿 打开一条狭窄的通道强行放电 2020 2 10 23 当云层放电时 由于云中的电流很强 通道上的空气瞬间被烧得灼热 温度高达6000 20000 所以发出耀眼的强光 这就是闪电 而闪电上的高温会使空气急剧膨胀 同时也会使水滴汽化膨胀 从而产生冲击波 这种强烈的冲击波活动形成了雷声 2020 2 10 24 2020 2 10 25 2020 2 10 26 美国科罗拉多州丹佛市 2020 2 10 27 军事摄影师乔恩 胡斯曼和伊利奥特 法布里齐奥在美国 斯坦尼斯 号航空母舰上捕捉到这一道巨大的闪电 2020 2 10 28 美国加利福尼亚州帕姆代尔市 闪电和彩虹同时出现在天空 2020 2 10 29 美国纽约帝国大厦遭到强雷暴袭击 2020 2 10 30 高塔是闪电最常光顾的目标 因为塔和云之间作为绝缘体的空气稀薄 图为南非约翰内斯堡希尔布洛电信塔被闪电光顾的瞬间 2020 2 10 31 2 雷电形成原因通常所谓雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷云层 或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电 科学工作者的测试结果表明 大地被雷击时 多数是负电荷从雷云向大地放电 2020 2 10 32 3 雷电危害一次雷击或者一次云闪所释放出的能量大约在300千瓦以上 如果把这些能量全部利用起来 可供一个普通家庭使用2个月以上 由于雷电释放的能量相当大 它所产生的强大电流 灼热的高温 猛烈的冲击波 剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们带来了多种危害 2020 2 10 33 有关雷电的参考数据 2020 2 10 34 1 由于接触和跨步电压造成生物触电 2 物理损害 火灾 爆炸 机械损坏和化学物品泄漏等 3 电气和电子系统由于过电压而失效或故障 雷电损害类型 2020 2 10 35 1992年澳大利亚墨尔本市的一家化工厂因雷击而爆炸 导致毒气泄漏1992年6月20日20 05中国气象局气象中心大楼落雷 避雷装置和建筑物完好 但大型计算机和小型机网络中断 6条北京同步线路被击断 计算机系统工作中断6小时 不仅经济损失数十万元 还造成中央电视台气象预报成为空白 其影响很大 1989年我国黄岛油库遭雷击引发特大火灾 死亡19人 伤78人 直接经济损失数千万元我国鄂伦春林区火灾有半数以上是由雷击引起1981年日本 马特 导弹发射后遇到落地雷 导弹坠毁 操作人员也受雷击倒毙 2020 2 10 36 4 雷击的选择 1 高耸突出的建筑物 2 排出导电尘埃的厂房和废气管道 3 建筑物突出的地方 4 建筑群中 特别潮湿的建筑物和地下水位比较高的地方 5 屋顶为金属结构 地下埋有金属管道 内部有大量金属设备的厂房 2020 2 10 37 2020 2 10 38 5 雷击形式第一种是直击雷 第二种是雷电感应 也叫感应雷 在雷电交加的雷雨天气里 偶尔还会出现紫色 殷红色 灰红色 蓝色的 火球 在空中漂移 它就是人们常说的 球形雷 它能在几秒到几分钟内通过烟囱 开启的窗户 门或缝隙进入室内 碰到人畜会造成严重的烧伤和死亡事故 建筑物造成严重破坏 2020 2 10 39 2020 2 10 40 德国专家希曼斯基在 过电压保护理论与实践中 提出了现代防雷保护的三道防线 外部保护 将绝大部分雷电流直接引入地下泄散 内部保护 阻塞沿电源线或数据线 信号线引入的侵入波危害设备 过电压保护 限制被保护设备上雷电过电压幅值 雷电预防 2020 2 10 41 直击雷的防护 防直击雷的有效措施是避雷装置 俗称避雷针 避雷针是人为设立的最突出的良导体 在雷云的感应下 针的顶端形成的电场强度最大 所以最容易把雷电流吸引过来 完成避雷针的接闪作用 2020 2 10 42 1752年富兰克林风筝实验 2020 2 10 43 法国旅行家卡勃里欧别 戴马甘兰1688年所著的 中国新事 一书中记有 中国屋脊两头 都有一个仰起的龙头 龙口吐出曲折的金属舌头 伸向天空 舌根连结一根细的铁丝 直通地下 这种奇妙的装置 在发生雷电的时刻就大显神通 若雷电击中了屋宇 电流就会从龙舌沿线运行至地底 避免雷电击毁建筑物 2020 2 10 44 避雷针结构 有三个组成部分 接闪器 引下线和接地体原理 将雷电能量沿设计的路线导入大地接闪器 设置在建筑物最高处的金属物 用以吸引雷电 引下线 连接接闪器和接地体的金属导线 用以将雷电导入大地 接地体 保持与大地接触的金属导体 2020 2 10 45 通过对不同屋顶坡度建筑物的雷击分布情况调查发现 对于那些屋顶平整 又没有突出结构 如烟囱等 的建筑物 雷击部位是有一定规律性的 通过试验发现 不论屋顶坡度多大 都是屋角和檐角的雷击率最高 屋顶坡度愈大 则屋脊的雷击率也大 避雷带就是对建筑物雷击率高的部位 进行重点保护的一种接闪装置 避雷带 2020 2 10 46 避雷网 带 分明装和暗装两种 明装避雷网 带 一般可用直径8mm的圆钢或截面12 4mm2的扁钢做成 为避免接闪部位的振动力 宜将网 带 支起10 20cm 支持点间距取1 1 5m 应注意美观和伸缩问题 暗装时可利用建筑内不小于3mm的钢筋 避雷网 当建筑物较高 屋顶面积较大但坡度不大时 可采用避雷网作为屋面保护的接闪装置 2020 2 10 47 鸟巢 外表平滑 没有普通大型建筑上突起的避雷针 实际上 它的整个 钢筋铁骨 构成了理想的 笼式避雷网 钢结构就成为了一个巨大的接收闪电的装置 能把闪电迅速导入地下 2020 2 10 48 接闪器的高度与保护区域 2020 2 10 49 2020 2 10 50 2020 2 10 51 2020 2 10 52 2020 2 10 53 2020 2 10 54 避雷针处于地面建筑物的最高处 与雷雨云的距离最近 由于它与大地有良好的电气连接 所以它与大地有相同的电位 使避雷针附近空间的电场强度比较大 容易吸引雷电先驱 使主放电都集中到它的上面 从而保护附近比它低的物体遭受雷击的几率大大减少 而避雷针被雷击的几率却大大的提高 避雷针不但不能避雷反而引雷 它自身多受雷击而保护周围免受雷击 注意 2020 2 10 55 由于避雷针与大地有良好的电气连接 能把大地积存的电荷能量迅速传递到雷雨云层中泄放 或把雷雨云层中积存的电荷能量传递到大地中泄放 使雷击而造成的过电压时间大大的缩短 从很大程度上降低了雷击的危害性 这就是避雷针的工作原理 但需要说明 避雷针必须足够可靠 并且有接地电阻尽量小的引下线接地装置与其配套 否则 它不但起不到避雷的作用 反而增大雷击的损害程度 雷击是一种严重的自然灾害 目前世界各国专家都在研究消除雷击的新技术 以提高防雷效率 经过多年努力 发明了一些新型装置 例如 电离防雷装置 放射性同位素避雷针 高脉冲避雷针 激光防雷装置 半导体少长针消雷器等 这些新型的防雷装置效能如何 还要靠实践来验证 2020 2 10 56 二 静电危害及预防在石化工业 美国从1960年到1975年由于静电引起的火灾爆炸事故116起 1969年底在不到一個月的时间内荷兰 挪威 英国三艘20万吨超级邮轮洗仓时产生的静电引起爆炸 引起了世界科学及对静电防护的关注 2020 2 10 57 1 静电产生原因常见的静电来源 A 粉末状的物质通过滑槽或气力输送器输送 B 湿蒸汽 含有颗粒物质的空气或气体气流通过管道或软管的开口流动 C 运动中的不导电皮带或传送带 D 运动中的车辆 E 接触表面相对位置变化的各种运动 通常是不同液体或固体的接触表面 2020 2 10 58 燃气储罐的静电带电现象 燃气的静电带电现象很多 在燃气作业场所常见的有以下几种 1 从小孔喷出时带电燃气从小孔喷出时 喷出的介质会与喷嘴摩擦而带电 并会在喷嘴附近形成浮游的空间电荷 这时 若碰到绝缘物体或没有接地的导体 这些物体会带电 电位不断上升 在一定距离内人体接触喷嘴喷出的液化石油气蒸气时 人体电位可达5000V 处于压力状态下的燃气进入封闭的储罐或容器时 由于内部空间电荷的电离作用 会促使电荷密度上升 从而导致危险性放电 2020 2 10 59 2 由泵向储罐内灌注时带电当液态的燃气由泵向储罐或瓶内灌注时 液化燃气会在流动中带电 并将电荷带进容器内引起电荷聚集 3 转动的皮带带电在燃气储罐的储存作业中 输转所用的烃泵 压缩机等与电机的机械传动 大都是用绝缘的皮带来进行的 然而飞速旋转的皮带会因运动中释放自由电子而产生很高的静电电位 据测试 旋转的皮带产生的静电电位可高达20kV 此时的静电荷如不能及时导出而积聚 会产生很强的静电火花 2020 2 10 60 4 操作人员穿脱化纤服装及穿着化纤服装行走时放电 当人体穿新皮鞋在尼龙地毯上行走时 人体电位为 慢步行走 2400V 快步行走 2700V 穿合成革皮鞋行走时 2900V 在地板砖 大理石上行走时 1000 1500V 人们穿化纤衣料坐在人造革沙发上 微微晃动时电位1000V 脱去化纤上衣 5000V 2020 2 10 61 某炼油厂液化石油气充瓶车间 因未设通风设备 充装散漏的大量液化气充满了整个房间 达到爆炸极限浓度 当一名女工用手推动尼龙头巾的时候产生静电火花 引起整个充装车间爆炸 案例 2020 2 10 62 2010年1月27日13时15分 一辆装载着1 5吨柴油的小型油罐车给该加油站的1号储油罐输油时 因防静电设备老化 发生放电爆炸 喀什地区泽普县兵团三运司加油站发生爆炸 2020 2 10 63 中国石油兰州石化公司303厂原料罐区静电引起 造成员工5人失踪 1人重伤 5人轻伤 2020 2 10 64 2 静电危害 1 静电放电产生电火花引起可燃气体的燃烧或爆炸当流动的气体被金属氧化物或锈皮颗粒等污染 或被液体颗粒或喷雾污染时 就可能导致起电 如果静电积聚足够多 当电压达到300伏以上 就可能产生电火花 如果静电火花发生在易燃蒸汽 空气的混合物中 就可能导致引燃 2020 2 10 65 静电起电和由此引起而形成的正负电荷引起的各种效应 可能构成着火和爆炸的危险 静电作为点火源必须具备以下4个条件 A 必须存在产生静电的有效途径 B 必须存在积聚分离的电荷条件 并保持一定的电位差 C 必须有足够能量的电火花 D 静电必须出现在可引燃的混合物中 2020 2 10 66 2 静电对人体的危害静电电击可能导致不适感觉 且在某些情况下由于不自觉的反应可能造成伤害 自身的放电对人并没有危险 但可能造成不自觉的反应 导致跌倒或与运动机械缠在一起引发事故 2020 2 10 67 2020 2 10 68 3 静电的防护一般主要有以下两种途径 1 限制静电的产生 2 防止静电的积累 2020 2 10 69 1 搭接和接地导电物体可以直接接地 或将它搭接到已经接地的其他导体上 通过搭接把导电物体之间的电位差减小到最小 通过接地建立产生静电的物质和大地连接 与大地等电位 以保证所产生的静电能迅速导入地下 注意 这种方式对绝缘体没有效果 实现方法 2020 2 10 70 2 增加介质导电性静电荷可能在低电性材料的表面聚集 增加导电性 即降低电阻率 在静电荷积聚到危险程度以前 这些电荷可以被消散 在液体燃料中 可以使用静电添加剂控制电荷的聚集 混合在燃料中的添加剂通常在低浓度下是极性的 在使用温度下 电导率大于50pS m 一般不会导致静电的积累 2020 2 10 71 一 燃气储存的防静电保护燃气的电阻率在1010 1018 cm 属于非导体气体或液体 在储运过程中非常容易产生静电 资料 液化石油气从小孔口喷出时 产生的静电电压可达9000V 特别是气体中伴有其它微粒物质时 其静电危险性更大 而当带电体与不带电或静电电位很低的物体相接近时 只要电位差达到300V以上 就会发生静电放电现象 并产生火花 液化石油气 丙烷 的最小点火能0 25mJ 2020 2 10 72 2 燃气储存的静电防护措施 1 设备接地 及时导除静电所有储存和输转燃气的金属设备 容器 管道 包括装卸液烃的胶管两端 接头与金属管之间 烃泵和压缩机及外部的金属护罩等 都应有良好的电气连接和接地 跨接铜线截面积不能小于6mm2 防静电接地的接地电阻应小于100 但当与防雷接地共用时 其接地电阻应小于10 2020 2 10 73 2 控制流速 减少静电和产生 液化石油气在输转过程中应严格控制流速 一般允许流速为0 8 2 5m s 最大不超过3m s 3 分离电场 抑制放电 大于50m3的储罐 应设置能中和罐内静电荷的设施 如金属内梯 栏杆等 4 改善传动设备的导电性能一般方法是在皮带内侧涂炭黑为主的涂料 5 操作人员穿戴防静电服装 鞋帽 2020 2 10 74 2020 2 10 75 第3节防火防爆安全装置 防火防爆设备可以分为阻火设备 装置 与防爆泄压设备 装置 两大类 一旦发生火灾爆炸事故 这些设备 装置 能够起到阻止事态蔓延 扩大 减少事故损失的的作用 属于限制性措施 2020 2 10 76 一 阻火装置 阻火装置又称为火焰隔断装置 包括安全液 水 封 水封井 阻火器及单向阀等 其主要作用是防止外部火焰窜入存有燃爆物料的系统 设备 容器及管道内 或者阻止火焰在系统 设备 容器及管道之间蔓延 2020 2 10 77 1 安全液封 安全液封通常采用的液体为不燃液体 一般是水 也可以采用水与甘油 矿物油的混合液 或者用食盐 氯化钙的水溶液 安全液封一般安装在压力低于0 02MPa的管线与生产设备之间 常用的安全液封有开敞式和封闭式两大类 阻火原理 液封中装有不燃液体 无论在液封两侧的哪一侧着火 火焰蔓延到液封就会熄灭 从而阻止火势蔓延 2020 2 10 78 开敞型水封原理图 一般安装在气体管线与生产设备之间 开敞式适用于压力较低的燃气系统 2020 2 10 79 2 阻火器 阻火器的阻火层主要由拥有许多能够通过气体的 均匀或不均匀的细小通道或孔隙的固体不燃材料构成 阻火器的阻火原理 当燃烧开始后 在没有外界能量作用的情况下 火焰在管道中的传播速度是随着管径减小而降低的 当管径小到某个临界值时 火焰就不能传播 也就是熄灭 因此 影响阻火器阻火性能的主要因素是阻火层的材料 厚度及其中的管径或者孔隙的大小 阻火器有金属网型阻火器 砾石阻火器 波纹金属片阻火器及平行板阻火器等多种形式 2020 2 10 80 3 单向阀 单向阀又称止逆阀 止回阀 它的作用是仅允许流体向一个方向流动 若有逆流时即自动关闭 可以防止高压窜入低压引起设备 容器 管道的破裂 单向阀在生产工艺中有很多用途 阻火也是用途之一 单向阀通常设置在于可燃气 蒸汽 管道或与设备相连接的辅助管线上 压缩机或油泵的出口管线上 高压系统与低压系统相连接的低压方向上 等等 2020 2 10 81 4 阻火闸门 阻火闸门是为了阻止火焰沿通风管道或生产管道蔓延而设置的阻火装置 在正常情况下 阻火闸门受环状或条状的易熔金属的控制 处于开启状态 一旦着火 温度升高 易熔金属即会熔化 此时闸门失去控制 受重力作用自动关闭 将火阻断在闸门一侧 2020 2 10 82 二 防爆泄压装置 防爆泄压装置 生产系统内一旦发生爆炸或压力骤增时 可以将超高压介质放出去的装置 包括 安全阀 防爆片等 2020 2 10 83 1 安全阀 安全阀是为了防止非正常压力升高超过限度而引起爆裂的一种安全装置 安全阀是一种常闭的阀门 平时利用机械荷载的作用 弹簧 重块等 来维持阀门的关闭状态 而当内部压力达到安全阀的排放压力时 阀门打开 内部介质喷出 达到泄压的目的 作为维持正常状态下关闭的方式之一 弹簧使用最广泛 此类安全阀称为弹簧式安全阀 2020 2 10 84 2020 2 10 85 2020 2 10 86 设置安全阀时应注意的五个问题 1 新装安全阀应有产品合格证 安装前 应由安装单位复校后加铅封 并出具安全阀校验报告 2 当安全阀的入口处装有隔断阀时 隔断阀必须保持常开状态并加铅封 3 如果容器内存在两相物料 安全阀应安装在气相部分 防止排出液相物料发生意外 4 在存有可燃物料 有毒 有害物料或高温物料等的系统 安全阀排放管应连接安全处理设施 不得随意排放 5 一般安全阀可就地放空 但要考虑放空口的高度及方向的安全性 2020 2 10 87 2 爆破片 爆破片 又称防爆膜 防爆片 利用法兰安装在受压设备 容器及系统的放空管上 当设备 容器及系统因某种原因压力超标时 爆破片即被破坏 使过高的压力泄放出去 以防止设备 容器及系统受到破坏 2020 2 10 88 爆破片与安全阀的作用基本相同 但安全阀可根据压力自行开关 压力过高开启泄放后 待压力正常即自行关闭 而爆破片的使用则是一次性的 如果被破坏 需要重新安装 2020 2 10 89 应特别注意的是 由于钢 铁片破裂时可能产生火花 系统内存有燃爆性气体时不宜选用钢 铁片作为爆破片 在存有腐蚀性介质的系统 为防止腐蚀 可以在爆破片上涂一层防腐剂 2020 2 10 90 第4节油气储运安全动火及抢修技术 2020 2 10 91 2020 2 10 92 一 工业动火定义在油气 易燃 易爆危险区域和油气容器 管线 设备或盛装过易燃 易爆危险品的容器上 使用焊割等工具 能够直接或间接地产生明火的施工作业 二 工业动火遵循规范 石油工业动火作业安全规程 2020 2 10 93 根据动火部位爆炸危险区域危险程度 影响范围以及事故发生的可能性 动火分为四级 1 一级工业动火原油储量在10000m3以上 含10000m3 的油库 联合站 围墙以内爆炸危险范围内的在用油气管线及容器本体动火 容量大于5000m3储罐 含5000m3 包括原油罐 污油罐 含油污水罐 含天然气水罐等 容器本体及附件动火 天然气柜和容量大于400m3 含400m3 的石油液化气储罐动火 容量大于1000m3 含1000m3 成品油罐和轻烃储罐的动火 三 动火分级 2020 2 10 94 直径大于426mm 含426mm 长输管线 在输油 气 干线上停输动火或带压不停输更换管线设备的动火 天然气净化装置 集输站及场内的加热炉 溶剂塔 分离器罐 换热设备的动火 天然气压缩机厂房 流量计间 阀组间 仪表间 天然气管道的管件和仪表处动火 天然气井井口无控部分动火 2020 2 10 95 2 二级工业动火 原油储量在1000m3 10000m3的油库 联合站 围墙以内爆炸危险区域范围内的在用油气管线及容器本体动火 容量小于5000m3储罐 容器本体及附件的动火 容量小于400m3石油液化气储罐的动火 容量小于1000m3成品油罐和轻烃储罐的动火 容量1000m3 10000m3原油库的原油计量标定间 计量间 阀组间 仪表间及原油 污油泵房的动火 铁路槽车油料装卸栈桥 汽车罐车油料灌装油台及卸油台 输油码头及油轮码头内外设备及管线上的动火 输油 气 站 石油液化气站站内外设备及管线上以及液化气充装间 气瓶库 残液回收库等的动火 2020 2 10 96 原油储量小于1000m3 含l000m3 的油库 集输站围墙以内爆炸危险区域范围内的在用油气管线及容器动火 容量小于1000m3 含1000m3 的油罐和原油库的计量标定间 计量间 阀组间 仪表间 污油泵房的动火 在油气生产区域内的油气管线穿孔正压补漏动火 采油井单井联头和采油井井口处动火 钻穿油气层时没有发生井涌 气侵条件下的井口处动火 输油 气 干线穿孔微正压补漏 腐蚀穿孔部位补焊加固的动火 焊割盛装过油 气及其他易燃易爆介质的桶 箱 槽 瓶的动火 制作和防腐作业中 使用有挥发性易燃介质为稀释剂的容器 槽 罐等处的动火 3 三级工业动火 2020 2 10 97 在天然气集输站 场 输油泵站 计量站 接转站等生产区域内非油气工艺系统动火 钻井作业过程中未打开油气层 试油作业未射孔前 距井口10m以内的井场动火 除一级 二级 三级动火外 其他非重要油气区生产和在严禁烟火区域的生产动火 4 四级工业动火 2020 2 10 98 动火作业前 由施工单位负责办理并填写 工业动火申请报告书 按审批权限上报审查 批准后方可动火 1 一级动火前 由施工单位填写动火申请报告书 见图A 1 经二级生产单位主管安全技术的领导或其授权人组织有关部门审查后上报 由局级安全部门审查 报主管安全技术的局领导或其授权人批准 2 二级动火前 由施工单位填写动火申请报告书 见图A 2 经二级生产单位生产技术部门 安全部门组织审查后 报二级生产单位主管安全技术的领导或其授权人批准 四 工业动火审批 2020 2 10 99 3 三级动火前 由施工单位填写动火申请报告书 见图A 3 经二级生产单位技术 安全部门组织审查后 报二级生产单位安全技术部门批准 4 四级动火前 由施工单位填写动火申请报告书 见图A 4 经生产单位上一级安全部门组织审查后 报生产单位上一级安全技术部门批准 2020 2 10 100 2020 2 10 101 2020 2 10 102 2020 2 10 103 2020 2 10 104 注意事项 1 动火申请报告书后要附上气体分析单 2 动火申请报告书的时效性 2020 2 10 105 3 动火申请报告书一式四份 分别留存 2020 2 10 106 五 油气管线动火的特点与作业方法 一 油气管道动火的特点 1 抢修和流程改造时间的紧迫性 2 泄漏介质的易燃易爆性和有毒性 3 抢修机具的可靠性和操作人员的熟练性 2020 2 10 107 二 作业方法动火之所以比较危险是因为施工动火处存在易燃易爆物 火源与其相遇容易发生事故 要解决这个矛盾就要采取措施不让火源与易燃易爆物接触 现场施工常采取的办法就是封堵和清洗清扫 所谓堵就是采取措施将易燃易爆物堵在动火点以外 使其与火源隔离 所谓清就是将动火的管道内以及施工现场的易燃 易爆物清理干净 通过 堵 与 清 即将带油气动火转化为了无油气动火 2020 2 10 108 1 动火管段的隔离 1 关闭阀门法隔离动火管段管道停输后 关闭有关阀门 尽量缩短动火点前后的管段长度 减少存油量 2 封堵法隔离动火管段 2020 2 10 109 2 隔离管段油气清洗在动火施工前应将管道内油品等易燃物清理干净 一般有如下几种方法 1 利用位差放空管内存油 2 顶部吸油清扫 3 用水清洗 置换 4 气体扫线 2020 2 10 110 为了达到动火时火源与易燃 易爆油气介质完全隔离 在动火管段的隔离和清扫过程中应该注意的问题有 1 关闭阀门时要防止因阀门关闭不严或内漏造成的事故 在法兰处应加设盲板 采用封堵器时 要认真检查封堵器的密封胶垫及皮囊的完好程度 2 动火前要认真检查管内油品残留情况 注意检查管段最低点的残留物和最后排出的油品 判断排空的程度 3 检查管内可燃气体浓度 若隔离清扫不够 应采取其他辅助措施及相应的保护措施 三 动火前的检查 2020 2 10 111 一 停输抢修程序 1 发现事故 及时上报 2 确定事故点 设定警戒区 3 管段隔离和清扫 4 修补动火或更换管段 5 进行恢复地貌工作 同时清理事故现场的油污 2020 2 10 112 二 不停输抢修程序对于管道的微小泄漏 小裂缝等事故可以采用不停输抢修作业 同时对于管输介质物性不允许停输的管道事故 也必须采用不停输抢修 不停输抢修程序和停输抢修程序基本相同 只是在封堵设备的选用上必须采用不停输型封堵设备 如HPZ法 EXP法 对于管道的微小泄漏 也可以采用修补法直接进行管道的抢修作业 值得注意的是对不停输管道的抢修作业 在抢修前应查明事故点所在站段的纵断面高程 管道动态 压力 流速及管道壁厚 2020 2 10 113 1 损坏类型 穿孔泄漏 渤西天然气管道穿孔小漏 天然气海管不停输带压破损修复 例子 2020 2 10 114 2 断裂大漏 WZ12 1 11 4A海管断裂大漏 2020 2 10 115 3 管道变形 JZ9 3海底管道变形情况 2020 2 10 116 不停输开孔封堵技术作业流程 1 在准备修复的海管处进行冲泥作业 要求冲泥范围能满足维修作业需要 一般在维修更换段左右增加2米 宽度和深度为海管外壁净宽1 5米以上 如下图所示 2020 2 10 117 2 在海底冲泥的基础上清除海底管道混凝土配重层及管线表面的防腐层并对管线表面进行处理 达到表面平滑 如图所示 2020 2 10 118 3 然后在已清理的海管表面进行海管直度和椭圆度测量 满足要求后 在海管的一端安装水下机械三通和开孔机 在开孔作业前为了防止管线的震动 将管线底部用沙袋等支撑好 然后在不停产的情况下开孔 2020 2 10 119 4 在管线表面已清理好的情况下按照时钟进行壁厚检测 然后在另一端安装另一个机械三通 开孔机安装好以后 在不停产的情况下开孔 2020 2 10 120 5 水下安装封堵机和旁路三通 2020 2 10 121 6 在旁路管线预制后 按照压力试验的要求进行试压 然后安装旁通管线 2020 2 10 122 7 打开三文治阀 用封堵机堵住需更换的管线 使原油从旁路通过 2020 2 10 123 8 将需更换的管线泻压 并检查封堵的密封度 9 用氮气将需更换管段处的原油进行置换 2020 2 10 124 10 在安全的情况下用冷切割锯把需更换的管段切除 11 在管线的两个切割端分别安装法兰连接器 2020 2 10 125 12 测量两个法兰之间的长度 按此长度准备带球形法兰的管段 13 在不停产的情况下安装球形法兰 2020 2 10 126 14 调整平衡管线压力 15 将封堵头打开 并关闭三明治阀 2020 2 10 127 16 将旁通管线减压并去除旁通管线 17 清除封堵机 2020 2 10 128 18 放入内锁塞柄 19 封好盲板 2020 2 10 129 20 后续工作通过以上工序 海底管道的封堵作业和损坏管段的更换 基本上完成了海底管道的修复工作 最后对海底管道冲泥区域进行海床表面的复原 包括必要的砂袋覆盖等 2020 2 10 130 4 油罐动火方法及安全措施 一 储管清洗方法人工清洗法 蒸汽蒸罐清洗 热水泵循环清洗和热油循环清洗 2020 2 10 131 二 储罐动火安全措施 1 拆除进出油管线 实现和其他管线和设备的脱离 2 对储罐进行彻底清洗清扫 3 检测罐内油气浓度 进行气样分析 4 对临近油罐进行保护 5 预防中毒 6 注意消防根据动火情况 准备足够的消防器材 必要时备用消防车在线场监护 2020 2 10 132 三 油罐带油动火当油罐无法抽空 只能带油动火检修时 除满足上述安全措施外 还应注意一下几点 1 动火点位于油面以上 严禁动火 极易发生燃烧和爆炸 2 补焊前要先测定壁厚 补焊处的厚度应满足焊接不被烧穿的要求 一般应 3mm 3 根据测得的壁厚选择合适的焊接电流 防止电流过大 烧穿补焊处导致冒油着火 电焊机接地线应尽可能靠近被焊钢板 4 动火前应用铅或石棉绳将裂缝塞严 外面再用钢板补焊 2020 2 10 133 四 动火结束后的注意事项 1 必须认真检查是否还有焊 割的任务 以免遗漏 否则进油后再发现无法处理 2 对焊补的部位进行严格的质量检查 一旦发现问题要及时进行补焊 3 认真清理现场 防止铁器等杂物遗留在油罐内 是否有残留火种 4 确认一切正常后 进行投产 第一次进油 流速不能太高 2020 2 10 134 第5节储运设备灭火实战技术 1 灭火作战计划及指挥原则一 灭火作战计划 1 灭火作战计划的定义灭火作战计划是灭火指挥的重要依据 也是灭火战斗准备的基础工作 是针对重点部位可能发生的火灾 根据灭火战斗的指导思想和战术原则以及现有的器材装备而拟定的灭火战斗行动预案 2020 2 10 135 2 灭火计划的制定原则 要遵循确保重点部位的原则 重点保卫部位的依据是 各部位的火灾危险性 发生火灾可能造成的经济损失 发生火灾后可能造成的人员伤亡 2020 2 10 136 3 灭火作战计划的内容灭火作战计划内容主要包括 重点单位或部位基本情况 重点保卫部位的火灾特点 火情预想 灭火力量部署 灭火措施 2020 2 10 137 二 灭火组织指挥原则1 统一指挥的原则 2 迅速果断的原则 3 集中力量的原则 4 确保重点的原则 5 科学决策的原则 2020 2 10 138 2 油库大型储油罐灭火技术 一 油罐火灾类型 沸溢燃烧连续爆炸燃烧 二 石油火灾的特点 1 爆炸危险性大 2 火焰温度高 辐射强 3 易形成大面积火灾 4 具有复燃 复爆性 5 重质油品存在沸溢喷溅现象 2020 2 10 140 三 重质油品油池火灾 一 重质油品及其特点1 重质油品轻质油品 一般为单质油品 如汽油 煤油和柴油等 重质油品 它是由不同烃类及水分等物质组成的复杂混合物 如原油 重油和沥青油等 2020 2 10 141 2 重质油品的特点 1 沸点复杂由于重质油品是一类复杂混合物 因此 它的沸点是一个温度段 可分为初沸点 终沸点 初沸点 是指原油中最轻的烃类沸腾时的温度 也是原油中的最低沸点 终佛点 是指原油中最重的烃类沸腾时的温度 也是原油的最高沸点 沸程 是指原油中不同密度不同沸点的成分 馏份 变为蒸气时的最低和最高沸点的温度范围 沸程只有在由多种液体组成的混合物时才可能存在 对于轻质油 如汽油 煤油和柴油 基本上是单质液体 只有沸点 无明显沸程存在 2020 2 10 142 2 含有一定水分 粘度较大重质油中水分常以乳化水状或水垫层分布于原油中或储油罐底部 2020 2 10 143 1 初起阶段在原油储油罐油层面上 由于轻质油的蒸发形成一定的蒸气 当被点火源 摩擦 电火花 雷击 等 作用起火时 开始火源面积较小 烟和蒸气流动 对流 缓慢 火焰不高 燃烧强度弱 燃烧放出辐射能较低 火焰向周围蔓延速度较慢 此时 若能及时发现 扑灭比较容易 二 重质油品 原油 油池火灾的发展油池火灾的发展过程都是由小到大 发展的快慢与范围取决于物质燃烧时所散发出的热量大小 在油罐式油池中 火灾燃烧的发展过程可分为初起 发展 猛烈 下降和熄灭等四个阶段 2020 2 10 144 油料火灾发展速度快 初起阶段时间短 如果没有及时扑救 火灾很快发展 燃烧强度增大 温度升高 处于油表面的轻馏分先被烧掉 剩余的重馏分则一边受火焰辐射加热 一面下沉 把热量带到下面 使整个油品逐层往深部加热 这种现象称为热波 热油与冷油分界面称为热波面 热波面处的温度可达150一300 c 由于辐射热和热波同时作用 原油很快达到它的沸点 开始沸腾 在这同时 原油中以乳化水状存在的水分 由于热波高温作用而被气化 原油火灾约经过半个小时燃烧 由于原油与乳化水被气化 油罐出现沸腾状的沸溢现象 热原油开始溢出油罐 火灾扩大 2 发展阶段 2020 2 10 145 随着时间延长 燃烧温度急剧上升 燃烧面积迅猛扩展 使火焰包围整个燃烧面 燃烧速度最快 燃烧辐射热最强 原油中的热波以较快速度下降 当热波高温面到达原油底部水热层时 使水垫迅速气化 水蒸气体积比水增大1700倍 从而造成油管内喷溅式火灾 油品大量外溢 猛烈喷出 把着火油品带入空中 形成巨大火柱 高度可达70 80m 所以 原油油罐一旦形成沸溢和喷溅 不仅造成人员伤亡 而且由于火场辐射大量增加 会引起临近油罐燃烧扩大灾情 3 猛烈阶段 2020 2 10 146 4 下降和熄灭阶段 随着沸溢和喷溅出现以后 管内可燃物大量减少 燃烧速度减慢 直至逐渐熄灭 但此时燃烧空间内温度仍然很高 如果此时罐内吸入许多新鲜空气 就可能发生爆炸 2020 2 10 147 三 油池火灾的蔓延 当油罐火灾如果有强烈风的作用将会形成旋风状火带 在下风向扩大火灾 有风时油罐燃烧火焰形状 无风时火焰形状 2020 2 10 148 当油品处于猛烈燃烧阶段 热辐射极强 有可能会导致临近油罐火灾 在有些情况下 油池的高温燃烧 导致油罐破裂 油品从容器中流出并着火 边流动边燃烧 形成流淌火灾 这种火灾燃烧表面很大 释热速率极高 发展方向不易确定 可以对建筑物和设备造成极大破坏 燃烧油罐对邻近油罐的高温辐射 2020 2 10 149 四 沸溢和喷溅现象1 热波现象 沸溢 喷溅热波 油品燃烧时 处于表面的轻馏分被燃烧掉 剩下的重馏分则逐渐下沉 并把热量带到下面 从而使油品逐层往深部加热 这种现象称为热波 2020 2 10 150 沸溢 由于原油 或重油 的燃烧速度小于轻质油品的燃烧速度 也小于油品表层以下被加热的速度 小于2 4倍 当热波面与油中悬浮水滴相遇 水被加热气化并形成气泡 这种表面含有油品的气泡 由于水被气化时体积迅速增加为原体积的千倍以上 急剧上升到油面 对油面形成强烈的搅拌 这种外包有油品薄膜的气泡形成沸溢 从而将油品携带出罐外 在油罐四周地面扩散 2020 2 10 151 喷溅 当热波面逐渐向下传递 到达油罐底部水垫层高度