張杰
(北京市勞動保護科學研究所, 北京 100054)
阻隔防爆橇裝式加油站綜合性評估研究
張杰
(北京市勞動保護科學研究所, 北京 100054)
對采用阻隔防爆橇裝式加油裝置的加油站進行綜合性評估,為采用該裝置的加油站的管理和安全運行提供參考。通過采用阻隔防爆橇裝式加油裝置的加油站與傳統加油站進行安全性、環保性、經濟性、實用性對比,闡述采用阻隔防爆橇裝式加油裝置的加油站的可行性和優勢,并對該類加油站發展提出合理可行的安全技術和管理建議,以利于該類加油站的安全運營,有助于為其在我國的進一步發展和推廣使用。
阻隔防爆;橇裝式加油裝置;評估
隨著城市汽車數量增加和城市建設的發展,加油站在人們的生產生活中發揮著重要的作用。然而傳統加油站作為城市中的危險源,不僅可能發生泄漏、火災、爆炸等安全事故,威脅周邊居民和設施,還可能發生地埋式油罐和輸油管泄漏,造地下水資源、土壤、空氣的嚴重污染。為此國內外開展了將地埋油罐改為地上油罐的研發工作,重點在于徹底解決地上油罐的安全問題,而對于采用阻隔防爆橇裝式橇裝加油裝置的加油站(以下簡稱橇裝式加油站)的研究逐漸成為一項熱門的課題,橇裝式加油站是集儲油罐、加油機、視頻監控為一體的地面可移動加油站,其儲油罐進行了阻隔防爆技術改造,將阻隔防爆材料(一般為特種鋁合金組成的一種網狀機構材料)按一定的密度方式填充在儲存有易燃、易爆液體的儲油罐中。
本文通過與傳統加油站進行類比,對橇裝式加油站的安全性、環保性、經濟性、實用性等進行綜合評估,并提出合理可行的安全技術和管理建議,以利于橇裝式加油站的安全運營,并為其在我國的進一步發展和推廣使用提供技術支持和依據。
1.1 傳統加油站危險性分析
加油站儲存的主要危險有害物質是汽油和柴油,屬于易燃易爆危險性物質,一旦泄漏就易在空氣中彌漫,形成爆炸性氣體混合物,如遇明火即可釀成火災爆炸事故,對社會造成惡劣影響,給國家財產造成重大損失。
根據對115例加油站事故統計分析可以看出[1]:加油站事故分為著火爆炸、油品流失、油氣中毒三種類型。其中著火爆炸事故100例,占87%,是加油站預防事故的重點。
從事故性質來看,主要分責任、責任技術、技術、案件四類。其中責任事故71例,占61.7%,責任技術事故31例,占27%。這兩類事故是加油站預防事故的重中之重。在責任事故中基本上是由于沒有落實操作程序、規章制度和管理規定引發的。在責任技術事故中的技術原因,基本上是由于缺乏專業知識。
從事故發生的作業環節看,主要作業環節包括卸油、加油、設備設施滲漏、拆除設備設施、設備設施安裝施工、設備設施檢修和焊接、油罐清洗和用汽油搓洗衣物、其它等。其中卸油49例,占39.1%;加油16例,占13.9%。設備設施滲漏9例,占7.9%。
從著火燃燒的燃燒物來看,主要是油氣和油品。其中油氣90例,占78.3%,可見,加油站防止油品和油氣失控形成爆炸性混合氣體,是預防著火爆炸事故的主要環節。
從著火爆炸事故點火源來看,主要有八類,即電氣、明火、焊接、靜電、雷電、發動機、吸煙和其他。其中電氣、雷電、靜電三類45例,占39.1%;明火、焊接、吸煙三類37例,占32.2%;發動機8例,占7%;其他10例,占8.7%。因此,加油站預防火災爆炸事故必須嚴格防止點火源失控。
1.2 橇裝式加油站的防爆性能測試
(1)儲油罐點火試驗。在儲油罐內注入一定數量的汽油,將油罐頂部的入孔蓋打開,進行點火試驗,此時,汽油只是平靜地燃燒,而且火焰高度不超過30cm。將入孔蓋蓋上,火焰立即熄滅。
(2)儲油罐槍擊、鉆孔、補焊試驗。在儲油罐內注入一定量的汽油,在靶場用步槍向儲油罐射擊,油罐中彈起火,立即用電焊對彈孔進行焊補,油罐安然無恙。用電鉆直接對儲油罐罐體鉆孔,鉆通后,由于摩擦產生的高溫導致鉆孔處起火,但油罐不會爆炸,用電焊補焊孔洞同樣安然無恙。
(3)加油槍帶火加油試驗。用防爆加油槍向已著火的受油桶加油,盡管火焰熊熊,但油桶不會爆炸。用阻燃布覆蓋即可輕松地將火撲滅。
(4)油桶鉆孔補焊試驗。選用一只200升的空油桶,內部填充阻隔防爆材料,倒入一定量的汽油之后,搖動幾分鐘,使桶內油氣與空氣混合。然后用電鉆在桶壁打孔,孔口處因摩擦生熱導致起火燃燒。此時,用電焊修補孔眼,油桶始終安然無恙。
2.1 加油站儲油罐泄漏現狀
據資料統計顯示,1989至1990年間,美國約有200萬個儲存汽油的地下儲油罐,其中被證實發生泄漏的有9萬個[2],到2001年有超過42萬個地下儲油罐被確認發現滲漏[3]。據美國環保局估計,至2004年3月,美國正在使用的地下儲存罐大約有68萬個,其中97%用于儲存石油類產品,包括一些己經使用過的油類。另外,還存在超過150萬個己經廢棄或關閉的儲油罐,70年代以前建成的加油站的地下儲油罐幾乎全部存在滲漏現象,而超過20年的儲油罐也大部分存在滲漏。殼牌石油公司曾宣布在英國的1100個加油站中有1/3對土壤和地下水造成了污染,類似這樣的滲漏在捷克、匈牙利以及南美洲的一些國家都有發生,加油站已成為全球地下水的最主要污染源之一[4]。
國內加油站自20世紀80年代以來,僅新建加油站就在10萬個以上,隨著經濟和交通的發展,加油站數量還在不斷增大,建設速度也在不斷加快[5]。
(1)據調查,有相當數量的加油站都存在油罐距建筑物過近、罩棚無避雷設施等事故隱患。同時,這些埋在地下的鋼制輸油管、罐,因銹蝕和腐蝕的問題沒有得到徹底解決,一般20年左右也會開始發生滲漏,留下了不少隱患。
(2)隨著時間的推移,部分建設時間較早的加油站,因地下儲油罐、輸油管等嚴重老化開始滲漏。2006年,打井檢測發現,半數以上的加油站都存在油品滲漏問題。以全國10萬座加油站為基數估計,整個大陸地區,滲漏的加油站至少有5萬座,天津部分加油站調查顯示,大部分地下水樣品中被檢出含總石油烴,檢出率為85%,超標樣品占地下水樣品總數的40%,所有這些使得我國加油站地下儲油罐發生泄漏油品燃燒爆炸和環境污染事故時有發生[6]。
(3)成品油的基本成分是烷烴,芳香烴等碳氫化合物,是公認的有毒致癌物質,硫在柴油中含量遠高于汽油,是有害氣體二氧化硫的主要來源之一。國外研究發現,生活在加油站或者汽車修理廠附近的孩子,患急性白血病的風險要高出平均水平4倍,而這些孩子得急性非淋巴細胞白血病的幾率比住在同一地區的孩子高7倍,中國有些石化工業地區民眾的癌癥發病率甚至高出十幾倍。
加油站泄漏的油料或以緩慢的速度,持續的污染土壤和地下水,或在短時間內形成突發性事故,造成生命和財產損失。由于加油站數量日漸龐大,分布日趨廣泛,如果不采取切實可行的防泄漏措施和泄漏檢測裝置,今后儲油罐油品泄漏事故的發生將會越來越頻繁,對人身和環境的危害會越來越嚴重,必將嚴重危害社會的穩定。
2.2 橇裝式加油站環保性評估
(1)橇裝式加油站作為整體產品設在地面,可有效避免傳統加油站地下油罐泄漏對地下水資源的污染。
(2)橇裝式加油站采用雙壁油罐,兩層罐壁之間的底部設有漏油監測裝置,可有效地預防油罐泄漏對空氣、土壤、地下水的污染。及時檢測、補救。
(3)橇裝式加油站采用的阻隔防爆材料具有特殊內表面積,能夠改善汽油分子間力,克服裂解汽油的內聚傾向,大幅度提高汽油的儲存安定性,保持汽油清澈透明,從而提高油品質量,改善汽油燃燒狀況,減少尾氣對環境的污染。
3.1 建站投資對比
傳統固定式加油站的建設視規模不同而決定了建站資金多少。根據調查,平均計算一座固定加油站點的投資不低于350萬~400萬元。依據相關統計數據,北京市近幾年新建加油站的平均總體投資為480萬(不含土地費用),平均占地面積2000m2,平均建設工期90天,平均建筑工作人員35人。
根據北京公交集團燃料供應分公司的數據,一座橇裝式加油站的設備投資不足60萬元,加上計算機聯網,視頻監控、IC卡加油配置等附屬設施,整體投資不超過100萬元。可見采用橇裝式加油站可以大幅度降低加油站的建設投資。
3.2 占地面積對比
加油站作為一種經營性房地產,其價格主要取決于位置,位置所在區域的土地價格是加油站房地產價格的主要構成部分。
固定加油站通常包括地下罐區、加油罩棚、辦公建筑及其他設施等區域,根據對11家加油站占地面積的測算統計,加油站平均占地面積為1304.6m2。可見一般固定加油站的建筑面積在平均在1000~2000m2左右。而一座橇裝式加油站設備占地面積僅為31.2m2,加上附屬占地面積,也不過50m2左右,可有效降低加油站在土地方面的投資。
橇裝式加油站采用標準集裝箱制式,整套裝置在工廠組裝完畢后,經過車輛運輸吊卸,前期工作只需要做地面的水泥固化以及電纜溝的施工,無土木工程建設,吊裝接電后,經相關政府部門驗收后即可投產使用。
因橇裝式加油站的安全性、可靠性,非營業時間無需再安排員工值守,這樣可以大大降低勞動力成本,橇裝式加油站的安全責任由屬地代管,視頻監控系統完成后,全部由后臺進行遠程監控。
橇裝式加油站便于檢查和維修,區別于地下油罐比較危險的地下作業,不僅簡化了工作程序,更有效的減少了工作中的風險。
目前,橇裝式加油站正在慢慢的被大眾接受,眾多橇裝式加油站在運營或者正在建設中,為了能夠更好的推進該類加油站的推廣,建立相關部門還應當采取一下措施。
(1)相關技術研發企業應當進一步改善橇裝式加油站的設計及制造工藝,徹底消除設計中出現的問題以及可能產生的事故隱患,提高橇裝式加油站的安全、環保等性能,切實保障橇裝式加油站的本質安全。
(2)相關技術研發企業加強對橇裝式加油站的售后服務質量與水平,根據不同客戶的實際需求,更新裝置的結構設置,提高裝置的實用型,更好地滿足用戶的需求,加快產品的推廣應用速度。
(3)有關部門雖然已制定了橇裝式加油站相關技術標準和規范,但從總體來看,技術標準和規范建設仍然滯后于技術發展的要求,這種滯后現狀增加了相關審核和監督檢查的難度,也制約了橇裝式加油站的推廣與應用。因此,建議有關部門根據橇裝式加油站的性能和特點,對相關標準和規范作適當的調整和修改,進一步完善相關標準體系,并根據相關技術標準和規范,完善和加強相關管理和監督措施,為橇裝式加油站的推廣應用創造良好的制度環境。
[1]范繼義.加油站百例事故分析.中國石化出版社,2005.4.
[2]宋賢生.實施埋地儲油罐滲漏監測.提升加油站HSE管理水平.現代職業安全,2008,82.
[3]胡利明,宋生奎.加油站污染環境的途徑與防治措施.環境保護,2006,1(15):42-44.
[4]周迅.蘇南地區加油站地下儲油罐滲漏污染研究.中國地質科學院碩士論文,2007.
[5]陳穎.加油站預防油品泄漏的措施.石油化工安全環保技術,2007,4(23):40-42.
[6]鄧麗.加油站滲漏之禍.鳳凰周刊,2007.8.