液化石油气储罐泄漏危害预防和控制的安全措施

液化石油气储罐泄漏危害预防和控液化石油气储罐泄漏危害预防和控 制的安全措施制的安全措施 随着石油化学工业的发展 液化石油气作为一种化工生产 的基本原料和新型燃料 已愈来愈受到人们的重视 液化石油 气属于甲类火灾危险性物质 常温高压下储存于压力容器中 火灾危险性极大 一旦泄漏极易引起火灾爆炸 造成人员伤亡 和巨大财产损失 近年来液化石油气储罐泄漏事故不断发生 例如 1998 年 3 月 5 日发生在西安市液化石油气站的爆炸火灾事 故 造成 12 人死亡 32 人受伤 直接损失 400 多万 2004 看 3 月 29 日 辽宁省葫芦岛市某天然气分离厂液化石油气储罐泄 漏 消防官兵抢险长达 8h 方排除险情 如何预防和控制液化 石油气储罐泄漏危害一直是倍受关注的安全问题 一 储罐的种类及特点一 储罐的种类及特点 1 卧式圆筒罐 卧式圆筒罐主要是由筒体 封头 人孔 支座 接管 安 全阀 液位计 温度计及压力表等部件组成 圆筒体是一个平 滑的曲面 应力分布均匀 承载能力较高 且易于制造 便于 内件的设置和装拆 广泛应用于中小型液化石油气储配站 2 球形罐 球形罐主要由壳体 人孔接管及拉杆等组成 其壳体由不 同数量的瓣片组装焊接而成 球形罐受力均匀 在相同壁厚的 条件下 球形壳体的承载能力最高 但制造比较困难 工时成 本高 对于大型球罐 由于运输等原因 要先在制造厂压好球 瓣 然后运到现场组装 由于施工条件差 质量不易保证 因 此 球形罐用于大型液化石油气储配站 二 储罐泄漏火灾风险分析二 储罐泄漏火灾风险分析 1 泄漏物质易燃易爆 液化石油气具有很强的挥发性 闪点低于 60 具有易燃 特性 最小点火能量为 0 2 0 3mj 一旦遇到火源 极易发生 燃烧爆炸事故 当液化石油气发生泄漏时 1m3 液化石油气可转变成 250 300m3 的气态液化石油气 液化石油气的爆炸极限按 2 9 的近似值计算 则 1m3 的液态液化石油气漏失在大气 中 将会变成 3000 15000m3 的爆炸性气体 液化石油气泄漏 形成为爆炸性气体遇火源发生化学性爆炸 其爆炸威力是 tnt 炸药当量的 4 10 倍 爆速可达 2000 3000m s 由于液化石 油气热值大 1m3 发热量是煤气的 6 倍 火焰温度高达 1800 因此 液化石油气爆炸起火后 会迅速引燃爆炸区域的一切可 燃物 形成大面积燃烧 造成重大破坏和人员伤亡 液化石油 气的化学性爆炸比物理性爆炸的破坏作用更大 储罐内液化石油气在一定温度 压力条件下保持蒸气压平 衡 当罐体突然破裂 罐内液体就会因急剧的相变而引起激烈 的蒸气爆炸 当储罐 设备或附件因泄漏着火后 其本身以及 邻近设备均会受到火焰烘烤 受热膨胀后压力超过储罐所能承 受的强度时 致使破裂 内部介质在瞬间膨胀 并以高速度释 放出内在能量 引发物理性蒸气爆炸 喷出的物料立即被火源 点燃 出现火球 产生强烈的热辐射 若没有立即点燃 喷出 的液化气与空气混合形成可燃性气云 遇邻近火源则发生二次 化学性爆炸 2 易发生泄漏 造成储罐泄漏的原因很多 质量因素泄漏 如设计不当 选材料不符 强度不足 加工焊接组装缺陷等 工艺因素泄漏 如高流速介质冲击磨损 反复应力作用 腐蚀破坏 冷脆断裂 老化变质 内压超高等 储罐的排污阀 因其处于储罐的最低 部 最容易被冻裂 并且经常操作易损坏发生泄漏 储罐本体 第一道法兰垫片 因未及时脱水而导致冬季冻裂 或因法兰垫 片质量问题破裂造成泄漏 外来因素破坏 如外来车辆撞击 基础下沉或倾斜等 操作失误引起泄漏 如误开闭阀门 对液 位监测错误或不及时 超量灌装引起储罐超压 导致储罐本体 破裂或法兰垫片破裂泄漏 违章检修等 辽宁省葫芦岛市某天 然气分离厂液化石油气储罐泄漏就是因为在检修时误将不带温 井的温度表卸下 导致液化石油气储罐泄漏 3 受热易膨胀导致泄漏 液化石油气液态时的热膨胀系数远大于气态 体积膨胀系 数是水的十几倍 温度越高 膨胀越大 在邻近火灾的烘烤下 或夏季高温的作用下 液相的液化石油气易受热体积膨胀而使 其饱和蒸气压增大 造成储罐 管道破裂 引起液化石油气大 量释放至大气中 4 泄漏气体易积聚 气态的液化石油气气体比空气重 为空气的 1 5 2 0 倍 泄漏后沿地面扩散 容易停滞集聚在地面的空隙 管道 下水 道等低洼处 不易逸散 即使在平地上 也能沿地随风漂流而 不易逸散到空气中 远处的明火也能将泄漏出来的液化石油气 点燃并回燃 增加了发生火灾爆炸的危险性 5 泄漏事故具有隐蔽性 液化石油气体无色无嗅 当储罐产生微小的裂纹 泄漏量 较小时 不易被发觉 只有当大量气体急骤散发时 可以见到 白雾或听到喷射声 遇明火发生燃烧爆炸时已经扩散了相当大 的面积 导致突发事故 6 泄漏物质具有毒害性 组成液化石油气的全体碳氢化合物均有较强的麻醉作用 吸入大量高浓度的气态液化石油气会引起人员中毒 出现头晕 乏力 恶心 呕吐等症状 严重者可出现麻醉及意识丧失 若 在相对密闭的空间内 液态液化石油气大量汽化 导致空气中 氧含量的减少 可使人员中毒窒息死亡 三 泄漏火灾风险预防控制措施三 泄漏火灾风险预防控制措施 1 加强设备质量管理 杜绝泄漏现象 液化石油气储罐的设计 选材 加工 制造和安装应符合 现行国家标准 钢制压力容器 gb150 钢制卧式容器 jb4731 和 压力容器安全技术监察规程 的有关规定 材料通 常按第三类压力容器要求选择 罐体应进行热处理 以消除焊 接过程中造成的应力变化 焊接要经过 100 的损探伤 安装 时应选择刚性不燃的坚固基础作为罐体基础 法兰 垫片和紧 固件的压力等级应高于设计压力 储罐本体第一道法兰垫片应 用符合聚四氟乙烯 不得采用其他耐油石棉法兰垫片 埋地储罐应采用严格的防腐措施 防腐设计应符合国家现 行标准 钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范 sy0007 的有 关规定 并应采用最高级别防腐绝缘保护层 储罐还应作阴极 防腐 采用电化学防腐措施后 引出管道的阀门后要安装绝缘 法兰隔断 储罐在投用以前 必须严格按照 压力容器安全技术监察 规程 进行强度和气密性试验 使用后 加强维护保养 定期 进行开罐检验 从根本上保证设备的安全运行 防止设备故障 导致泄漏 2 合理设置储罐 降低泄漏风险 液化石油气储罐或储罐区与明火或散发火花地点 建筑物 堆场的防火间距应符合 建筑设计防火规范 gbj16 87 2001 年版 的要求 储罐之间的防火间距不宜小于相邻较大罐的直 径 整个储罐的总容积超过 3000m3 时 应分组布置 组内储 罐宜采用单排布置 组与组之间的防炎 9 距不宜小于 20m 以 防止火灾蔓延和便于进行火灾扑救 储罐与储罐组四周应设防火堤 其高度为 1 0 2 2m 使储 罐漏液时不致于外流 并且通风较好 不会窝气 储罐区还应 设置宽度不小于 6m 的环形消防车道 并宜设置至少 2 个安全 出口 储罐区应设置备用储罐 以供发生事故时倒罐用或作为开 罐检查 检修的备用储罐 储罐的进液管道和液相回流管道直接接入储罐内的气相空 间 一旦管道发生泄漏事故 直接泄出去的是气体 其危害性 比直接泄漏出液体要小得多 储罐脱水排污应采用二次脱水装置 即脱水包 脱水包设 计压力不应小于储罐设计压力 储罐至脱水包之间要有切断阀 在寒冷和严寒地区 从储罐底部引出的脱水排污管的根部应加 装伴热或保温装置 以防止排污管阀门及其法兰垫片冻裂 在城市建成区内的加气站 液化石油气罐应埋地设置 可 减少暴露在地面上的易燃易爆化工设施 杜绝气站内因车辆频 繁出入而碰撞液化石油气设备 造成大量泄漏的意外情况发生 避免了夏季液化石油气受热后引起压力升高造成泄漏 同时减 小邻近火灾的影响 埋地储罐的阀件 管道等泄漏液化石油气 时 也容易进行有效的堵漏 有利于降低泄漏风险 提高安全 性 3 规范安全操作 减少泄漏量 制订一套切实可行的安全管理办法和各项操作规程 加强 操作人员的安全教育和业务培训 使之娴熟掌握操作技术及消 防故障和隐患的方法 杜绝误操作 违章行为的发生 进入储 罐区从事充气 检修和残液回收的操作人员应穿防静电服装和 鞋 储罐操作人员定时对罐区内储罐的压力 液位 温度和安 全装置及主要操作控制阀门进行安全巡查 严格执行动火检修 制度 夏季要根据储罐温度变化 及时开启喷淋装置 冬季要 注意排水防冻 4 防止泄漏气体聚集 液化石油气储罐区宜布置在本单位或本地区全年最小频率 风向的上风侧 不要建在窝风地带 应选择有良好通风的地段 以便泄漏出来的液化石油气能及时散去 液化石油气储罐宜露天设置 严禁设在室内或地下室内 以防止泄出来的液化石油气气体在室内积聚 形成爆炸性危险 气体 储罐区内要严格控制低洼点 除必须设置的储罐阀门 操 作井 地下卸液口 消防水池 地下消火栓 消防水泵接口等 设施外 严禁设置地下和半地下建 构筑物装置 5 设置防泄漏安全装置 储罐要设有液位 温度 压力测量仪表 液位测量应设高 低液位报警 压力测量应设压力上限报警 较大容积的储罐 液位和压力的测量宜设远传二次仪表 防止超温 超压 超液 位发生泄漏 液化石油气储罐必须设有全启封闭式弹簧安全阀 大于 100m3 的储罐宜设有 2 个处于工作状态的安全阀 防止储罐超 压泄漏 凡在安全阀与罐体间设置的阀 必须处于开启状态 并要有铅封 安全阀的开启压力不得超储罐的设计压力 安全 阀要每年检验一次 储罐区应设置紧急切断系统 该系统应能在事故状态下迅 速关闭重要的液化石油气管道阀门和切断液化石油气泵 压缩 机的电源 避免液化石油气大量外泄 在储罐的出液管道的进 液管道等部位设置管道内置的紧急切断阀 紧急切断按钮安装 在经常有人操作的区域附近 为了避免控制系统误动作 紧急 切断阀应能由手动启动的遥控切断系统操纵关闭 只能手动复 位 紧急切断阀宜为气动阀 储罐的进液管 液相回流管和气相回流管上应设止回阀 出液管上宜设过流阀 止回阀和过流阀有自动关闭功能 可有 效防止液化石油气管道发生意外泄漏事故 止回阀和过流阀设 在储罐内 增强了储罐首级关闭的安全可靠性 储罐内未设置 控制阀门的出液管道和排污管道 储罐的第一道法兰处最为危 险 应在该处配备堵漏装置 6 及时发现泄漏 为了能及时检测到液化石油气非正常超量泄漏 以便工作 人员尽快进行泄漏处理 应在储罐区 卸车点周围等危险场所 特别是低洼的阀门操作井 地下卸液口等容易积聚液化石油气 气体的地方 均应设置可燃气体浓度检测和报警装置 观察仪 表要设置在昼夜有人值班的安全场所 其报警值应取液化石油 气爆炸浓度下限的 20 罐区正常巡查的工作人员 应配备手 提式防爆型可燃气体浓度检测报警器 检漏报警装置应定期检 测保养 保证运转正常 7 设置消防给水及灭火设施 罐区消防供水洞庭湖采用环状管网 给水干管不应少于 2 条 管径不少于 150mm 为便于消防车向管网供水 还应设水 泵结合器 且至少 2 个 罐区内应设消火栓 其间距一般应为 60m 装罐区等重点部位附近应设箱式消火栓 其保护半径应为 30m 消火栓用水量为 20l s 45l s 视储罐大小而定 大型 罐区设固定带架水枪 其供水压力不小于 0 35mpa 对卧式罐 不小于 0 25mpa 储罐上安装消防喷淋和水喷雾设施 供灭火 和降温用 罐区内按规范配备相应的移动式灭火器材 如干粉 灭火器等 8 妥善处置泄漏事故 当发生液化石油气泄漏时 及时有效地堵漏 是防止火灾 爆炸 人员中毒等事故发生和控制其严重程度的重要手段 可 采取关闭阀门 转移物料 带压堵漏 注水堵漏等多种措施进 行堵漏 如果通过关闭上游阀门可控制泄漏 应立即设法关闭 有关阀门 切断气源 如果储罐设有备用卸料储槽或与其他有 剩余空间的液化石油气储罐连通 可将泄漏罐内的液化石油气 转移 或打开火炬放空阀放空 以减缓泄漏速度和总的泄漏量 当液化石油气管道 法兰发生泄漏时 可利用预制的夹具和密 封胶及密封胶注入工具进行带压堵漏 参照有关带压堵漏技术 规定执行 当储罐底部或出口管线发生泄漏时 可通过底部的 注水管线注入高压水将液化石油气液面垫起 使水成