油品罐區(qū)工程安全條件論證

＊楊 娟（山東齊信安全評(píng)價(jià)有限公司 山東 255000）

油品罐區(qū)工程安全條件論證

＊楊 娟（山東齊信安全評(píng)價(jià)有限公司 山東 255000）

安全風(fēng)險(xiǎn)是大型油庫(kù)建成投用運(yùn)行中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)。本論文主要研究油品罐區(qū)工程建成后存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。分析了原油儲(chǔ)運(yùn)過程中發(fā)生安全事故的危險(xiǎn)性和危險(xiǎn)因素，主要工藝過程和設(shè)備存在的危險(xiǎn)有害因素。論證了項(xiàng)目建成后安全風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步在建設(shè)工藝和設(shè)備、儲(chǔ)存過程配套和輔助工程等方面提出設(shè)計(jì)和投用后的安全對(duì)策措施。

油品；罐區(qū)；安全；風(fēng)險(xiǎn)

油品罐區(qū)工程項(xiàng)目為新建項(xiàng)目，該項(xiàng)目擬建在山東省青島市某港區(qū)，主要設(shè)備有28座儲(chǔ)罐，主要儲(chǔ)存燃料油、原油和重柴油，其中10×104m3的外浮頂儲(chǔ)罐24座儲(chǔ)存原油或燃料油，5×104m3的外浮頂儲(chǔ)罐2座、2×104m3的外浮頂儲(chǔ)罐1座、1×104m3的外浮頂儲(chǔ)罐1座儲(chǔ)存重柴油。本工程的油品運(yùn)輸主要分為船運(yùn)、汽車運(yùn)輸及火車運(yùn)輸。

為了研究油品罐區(qū)工程建成后安全風(fēng)險(xiǎn)，提出設(shè)計(jì)和投用后的安全對(duì)策措施，需要進(jìn)行安全條件論證。

1.油品庫(kù)區(qū)基本情況

本項(xiàng)目采用的儲(chǔ)罐為鋼制焊接外浮頂油罐，雙盤浮頂結(jié)構(gòu)。為了使油罐內(nèi)油品加熱均勻，每臺(tái)油罐設(shè)置環(huán)流攪拌器，在油品加熱時(shí)運(yùn)行。采用大排量、低揚(yáng)程的高效離心泵作為油品輸送泵。采用導(dǎo)電聚合物柔性陽(yáng)極對(duì)罐底進(jìn)行保護(hù)。由控制系統(tǒng)發(fā)出指令，順序自動(dòng)啟、停泵，實(shí)現(xiàn)工藝流程的自動(dòng)切換、聯(lián)鎖保護(hù)，以及裝船、外輸中轉(zhuǎn)任務(wù)。

該項(xiàng)目主要為28座儲(chǔ)罐及輔助設(shè)施，庫(kù)區(qū)為長(zhǎng)方形設(shè)置，南北長(zhǎng)東西短。輔助區(qū)在庫(kù)區(qū)的南側(cè)，汽車裝卸區(qū)在庫(kù)區(qū)的西北角，其余的為儲(chǔ)罐區(qū)。該項(xiàng)目所在地常風(fēng)向?yàn)镹W向，頻率11．2%，次常風(fēng)向?yàn)镹NW向，頻率8．52%。輔助區(qū)布置在全年最大風(fēng)頻的上風(fēng)向。

罐區(qū)共分5個(gè)罐組，其中4個(gè)罐組是分別由6座10×104m3外浮頂油罐組成，用于儲(chǔ)存原油及燃料油等油品，布置在罐區(qū)的北部；另1個(gè)罐組由2座5×104m3外浮頂油罐、1座2×104m3外浮頂油罐、1座1×104m3外浮頂油罐組成，用于儲(chǔ)存柴油，布置在罐區(qū)的東南角。

庫(kù)區(qū)設(shè)置2個(gè)物流、1個(gè)人流出入口，分別設(shè)置在庫(kù)區(qū)的北部、西側(cè)和南部。庫(kù)區(qū)南部主要為人流出入口，北部和西側(cè)主要為物流出入口。

2.主要危險(xiǎn)、有害性分析

(1)工藝過程危險(xiǎn)、有害因素分析

油庫(kù)的工藝過程包括卸船、裝車、裝船、倒罐等。根據(jù)對(duì)油庫(kù)事故的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，泄漏跑油和火災(zāi)爆炸是油庫(kù)的主要風(fēng)險(xiǎn)，其中泄漏跑油發(fā)生頻率較高，而火災(zāi)、爆炸造成的事故損失較大，由于重質(zhì)原油輕組分含量較燃料油多，其滲透性更好，發(fā)生泄漏的危險(xiǎn)性較燃料油高。

裝、卸船、倒罐操作時(shí)處于付油或收油過程，如果油罐液位控制不好、儀表失靈或發(fā)生誤操作都存在發(fā)生冒頂跑油事故的危險(xiǎn)。

在付油操作浮盤落地時(shí)，一般要求浮盤下降速度控制在1m/h，如果付油速度過快，存在吸癟浮盤下的危險(xiǎn)；在收油階段，浮盤上升速度如果大于1m/h，原油或油沫會(huì)經(jīng)呼吸閥噴出，嚴(yán)重時(shí)甚至淹沒浮盤造成浮盤“沉沒”，由于重質(zhì)原油粘度大，存在堵塞呼吸閥的危險(xiǎn)。

收油操作中管線入口線速如果大于4．5m/s，油流會(huì)強(qiáng)烈沖擊浮船，導(dǎo)致浮船偏轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成浮盤“沉沒”，同時(shí)，高速油流因摩擦?xí)a(chǎn)生大量靜電，靜電累積得不到釋放會(huì)引發(fā)靜電放電，存在火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)。

汽車裝車過程中要頻繁開關(guān)閥門，易發(fā)生誤操作和跑油事故，裝油時(shí)司機(jī)在車頂作業(yè)，存在高處墜落的危險(xiǎn)，特別是外來車輛司機(jī)和押運(yùn)人員混雜，其安全意識(shí)普遍不高，安全管理難度較大，存在將煙火、手機(jī)帶入裝車棧橋或者入場(chǎng)車輛防火帽不合格的現(xiàn)象，使裝車過程中發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性增大。重質(zhì)原油的閃電較低，裝車時(shí)危險(xiǎn)性比燃料油大。

儲(chǔ)罐在加熱過程中如果發(fā)生油品超溫會(huì)引起油品突沸，嚴(yán)重時(shí)可造成冒罐甚至油罐撕裂跑油事故。

(2)主要設(shè)備、系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析

儲(chǔ)罐危險(xiǎn)性分析：

儲(chǔ)罐是油庫(kù)的主要設(shè)備，使用過程中存在以下危險(xiǎn)因素：

①儲(chǔ)罐吸癟：油罐的呼吸閥失靈或呼吸管路堵塞等造成罐內(nèi)真空度過大會(huì)引起儲(chǔ)罐吸癟，吸癟事故通常發(fā)生在儲(chǔ)罐驗(yàn)收、發(fā)油、空罐閑置和氣溫驟降等時(shí)候，輕則引起儲(chǔ)罐的變形，重則引起油罐嚴(yán)重凹癟，不能繼續(xù)使用。

②油罐滲漏：儲(chǔ)罐滲漏不但造成油品損失，而且油品滲漏到油罐外壁防腐層和罐底瀝青砂墊層后，不利于儲(chǔ)罐防腐，影響油罐的壽命。滲漏的形式主要有裂紋、砂眼和腐蝕穿孔。

A．裂紋通常出現(xiàn)在罐體下圈板豎、平焊縫的焊接接頭和罐底弓形邊緣板上。裂紋不僅破壞儲(chǔ)罐的嚴(yán)密性，而且裂紋擴(kuò)張會(huì)引起油罐的破壞。產(chǎn)生裂紋的原因有焊接熱應(yīng)力、應(yīng)力集中、焊接缺陷、儲(chǔ)罐基礎(chǔ)不均勻沉降、收發(fā)油速度過快引起儲(chǔ)罐超壓或真空度過大等。B．砂眼一般由于鋼板質(zhì)量不合格、焊接時(shí)用潮濕焊條或焊接技術(shù)不高以至焊縫產(chǎn)生氣泡而形成。C．儲(chǔ)罐腐蝕有三種形式：介質(zhì)腐蝕、大氣腐蝕和土壤腐蝕。

介質(zhì)腐蝕發(fā)生在與儲(chǔ)存介質(zhì)或儲(chǔ)存介質(zhì)蒸發(fā)后蒸汽直接接觸的金屬表面。油庫(kù)儲(chǔ)存的重質(zhì)原油含硫4．97%wt（比燃料油高），為高硫油品，加之油品中含水，電化學(xué)腐蝕問題較燃料油嚴(yán)重，由于儲(chǔ)存油品中的水會(huì)逐漸沉降到罐底，沉降過程中會(huì)富集油中的硫化物和鹽類，使沉降到罐底的水呈弱酸性，造成罐底酸性腐蝕、電化學(xué)腐蝕較罐體其他部位嚴(yán)重，因此罐底出現(xiàn)腐蝕穿孔的機(jī)會(huì)較多。大氣腐蝕發(fā)生在置于大氣環(huán)境中的金屬表面，如罐外壁、罐頂外表面等。青島地區(qū)屬海洋氣候，空氣濕度大、含鹽量高，鹽霧聚集在金屬表面會(huì)形成一層導(dǎo)電性良好的薄液膜，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。

③．浮頂 “沉沒”事故

除上述破壞形式外，浮頂罐還存在浮盤“沉沒”的危險(xiǎn)，造成沉沒的原因有以下幾個(gè)方面：

A．操作問題：在操作時(shí)進(jìn)油高度超高，浮盤超過高液位運(yùn)行會(huì)頂住消防泡沫發(fā)生器、直梯等器件造成卡盤。繼續(xù)進(jìn)油，油品會(huì)從密封膠帶與罐壁間隙以及浮盤上的自動(dòng)呼吸閥溢流到浮盤上，使之下沉，造成“沉沒”。儲(chǔ)罐收油時(shí)，如果收油速度過快，油料進(jìn)罐時(shí)形成渦流，會(huì)對(duì)浮盤產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，使之扭轉(zhuǎn)，嚴(yán)重的可使浮盤和導(dǎo)向管變形或損傷，長(zhǎng)期下去可導(dǎo)致卡盤、“沉沒”事故。B．浮頂罐排水裝置不完善，在暴風(fēng)雨時(shí)浮盤上的雨水不能及時(shí)排出，積水達(dá)到一定高度會(huì)引起沉沒事故。

④火災(zāi)爆炸、中毒窒息事故

A．在需要進(jìn)入油罐等設(shè)備內(nèi)進(jìn)行檢查、維修、清理時(shí)，如果不按安全作業(yè)規(guī)程要求辦理設(shè)備內(nèi)安全作業(yè)票證，不采取隔離、清洗、置換，不采取通風(fēng)、檢測(cè)等安全措施，致使設(shè)備內(nèi)氧氣含量不足18%，或毒害氣體濃度超標(biāo)、氧氣含量不足，會(huì)發(fā)生中毒、窒息事故。B．在油罐清理和動(dòng)火時(shí)，如果不按安全作業(yè)規(guī)程要求辦理設(shè)備內(nèi)安全作業(yè)票證，不置換或置換不凈時(shí)，容易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

⑤加熱器危險(xiǎn)性分析

油庫(kù)內(nèi)的儲(chǔ)罐均設(shè)置了盤管加熱器對(duì)油品進(jìn)行加熱，加熱器在使用過程中由于溫度變化會(huì)引起盤管脹縮，使管線的法蘭、接頭以及通過罐壁焊縫處發(fā)生泄漏。蒸汽如果大量泄漏到儲(chǔ)罐中輕則影響油品質(zhì)量，重則造成油品超溫引起突沸；停汽后原油會(huì)經(jīng)漏點(diǎn)進(jìn)入蒸汽管線中，威脅供熱系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.安全條件論證

油庫(kù)位于沿海地區(qū)，可能對(duì)油庫(kù)構(gòu)成危害的自然因素有：地震、風(fēng)暴潮、雷暴、海洋大氣腐蝕、地下水對(duì)鋼筋混凝土腐蝕等。

(1)地震：港區(qū)地區(qū)地震基本烈度為7度，地震是一種破壞力極強(qiáng)的自然災(zāi)害，發(fā)生強(qiáng)震時(shí)會(huì)造成供電、供水、交通中斷。在地震時(shí)若發(fā)生油品泄漏著火事故，在水、電、交通中斷的情況下將很難進(jìn)行火災(zāi)處理。

(2)風(fēng)暴潮：風(fēng)暴潮是一種災(zāi)害性的自然現(xiàn)象。由于劇烈的大氣擾動(dòng)，如強(qiáng)風(fēng)和氣壓驟變（通常指臺(tái)風(fēng)和溫帶氣旋等災(zāi)害性天氣系統(tǒng)）導(dǎo)致海水異常升降，使受其影響的海區(qū)的潮位大大地超過平常潮位(油庫(kù)內(nèi)場(chǎng)地設(shè)計(jì)地坪高程7．5m，油罐基礎(chǔ)頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高高出所處地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高1．2m。)，可引起海水倒灌，由于海水浸泡會(huì)造成通信、交通、電力等中斷，設(shè)備銹蝕、損壞，造成繼發(fā)性次生災(zāi)害。

(3)雷暴：油庫(kù)所在地年平均雷暴日20．7d。油庫(kù)是易燃易爆場(chǎng)所，一旦遭受雷擊，可能引起火災(zāi)、爆炸事故。雷電瞬間放電電壓可高達(dá)上億伏，沖擊電流高達(dá)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安培，放電溫度可高達(dá)20000℃。如果儲(chǔ)罐防雷接地不良，在遭受感應(yīng)雷時(shí)會(huì)發(fā)生火花放電，從而引起火災(zāi)、爆炸事故。

(4)海洋大氣腐蝕：青島地區(qū)屬海洋氣候，空氣濕度大、含鹽量高，鹽霧聚集在金屬表面會(huì)形成一層導(dǎo)電性良好的薄液膜，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生比較嚴(yán)重的腐蝕。

潮濕的海洋大氣對(duì)裸露的電子設(shè)備金屬表面具有很強(qiáng)的腐蝕性，會(huì)使電子元器件絕緣降低甚至短路，導(dǎo)致設(shè)備故障。

4.安全對(duì)策與建議

(1)為防止罐區(qū)、各油池、事故池等處的原油滲漏，應(yīng)采取高密度聚乙烯土工膜為防滲層進(jìn)行防滲處理。

(2)大型儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置一次密封和二次密封，應(yīng)盡可能減小一次密封和二次密封之間的油氣空間。一次密封宜采用軟密封。

(3)儲(chǔ)罐主要進(jìn)出口管道，應(yīng)采用撓性或柔性連接方式，并應(yīng)滿足地基沉降和抗震要求。

(4)大型儲(chǔ)罐物料進(jìn)出口管道靠近罐根處應(yīng)設(shè)一個(gè)總切斷閥，應(yīng)便于開啟。每根儲(chǔ)罐物料進(jìn)出管道上還應(yīng)設(shè)一個(gè)操作閥。

(5)大型儲(chǔ)罐放水管應(yīng)設(shè)雙閥；中央排水管出口應(yīng)安裝鋼閘閥。

(6)防爆區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》要求選用防爆型電氣設(shè)備，不可使用非防爆電氣，建議防爆電氣選型選用ExdⅡBT4。配電室應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，且必須加強(qiáng)防鼠板以及防小動(dòng)物進(jìn)入設(shè)施的管理。

(7)設(shè)計(jì)時(shí)電氣線路與設(shè)備熱力管線要保持一定的安全距離，防止熱力管線損壞電氣線路，引發(fā)事故。

5.結(jié)束語(yǔ)

大型油庫(kù)一旦發(fā)生事故，難于施救，后果嚴(yán)重，因此必須針對(duì)人為的和自然環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)采取嚴(yán)格的控制措施，才能杜絕嚴(yán)重事故的發(fā)生。

[1]張海峰．危險(xiǎn)化學(xué)品安全技術(shù)全書第2版[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008年．

[2]俞志明．新編危險(xiǎn)物品安全手冊(cè)[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000年．

楊娟（1977～），女，山東齊信安全評(píng)價(jià)有限公司，研究方向：化工安全。

(責(zé)任編輯宋小蒙）

Discussion of the Engineering Safety Condition in Oil Tanker Area

Yang Juan
（Shandong QiXin Safety Assessment co., LTD, Shandong, 255000）

Safety risk is the main risk in the oil putting-in-service of large-scale of finished oil stock. This paper mainly studies the security risks after the completion of the oil tank project and analyzes the danger and risk factors of safety accidents occurred in the process of oil storage and transportation, besides, also discusses the main process and existing danger and harmful factors for equipment. Furthermore, it demonstrates the risk after the completion of project and puts forward the safety countermeasures of design and putting-in-service in the aspects of construction process and equipment, supporting equipment for storage process and auxiliary engineering etc.

oil；tanker area；safety；risk

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