危險品儲罐的安全風險及應急對策分析

2022-12-17 01:01:11梁濤

中國設備工程 2022年22期

梁濤

（新疆維吾爾自治區(qū)消防救援總隊，新疆烏魯木齊 830000）

貯存甲、乙類危險化學品的容器，具有易燃、易爆、易揮發(fā)、易產生靜電、易膨脹、有毒等特點。儲罐中儲存的物料數(shù)量都極大程度超過了主要危險源的臨界值，存在著巨大的安全隱患，并極易引發(fā)災難性火災。危險化學品儲罐的連續(xù)事故，在新聞報道中屢見不鮮。根據(jù)統(tǒng)計，石油化工企業(yè)發(fā)生儲罐連續(xù)反應事故數(shù)量較多。因此為了避免儲罐安全事故的發(fā)生，必須對儲罐的運行和維修全過程存在的安全風險進行全面的監(jiān)控，并完善特定的應急處置預案。

1 儲罐的形式

儲罐的外型有球罐、立式罐、臥式罐等，但不論其外形如何，按其作用可分為三大類：壓力罐、常壓罐以及冷凍罐。壓力罐可分為承壓罐、全壓力罐與氣罐；常壓油罐可分為浮頂灌（內浮頂及外浮頂）與固定罐；冷凍罐可分為半冷凍罐與全冷凍罐兩種。危險性最大、事故頻發(fā)的大多是全壓力罐與浮頂罐。

2 強化危險品儲罐安全管理的必要性

由于危險品具有易燃、易爆、有毒、有害、腐蝕等特性，在生產、運輸、使用、貯存、經營等各個環(huán)節(jié)中，如果操作不當，將會造成嚴重的安全事故。化學工業(yè)是一個不斷發(fā)展的行業(yè)，它所涉及的危險物品多種多樣，而且許多危險物品都是由其本身的化學性質所決定。隨著化學品生產的日趨復雜和多元化，對危險物品的需求也越來越大，其中大部分的危險物品都會對人類的身體健康產生很大的影響，如果儲罐的密封不到位，或者操作失誤，都有可能導致危險品儲罐泄漏，造成人員中毒或者傷亡，同時生態(tài)環(huán)境也面臨嚴重的污染。

3 危險品儲罐主要存在的安全風險分析

3.1 全壓力罐

全壓力罐（球罐）通常用于儲存液化氣制品，其工作壓力通常為3MPa以下。主要安全風險：材料泄漏導致的爆炸火災。泄漏的原因如下。

（1）存儲材質不能滿足存放材料的需要，經過一段時間后存儲材質的應力變化、腐蝕等因素導致材料發(fā)生斷裂而產生泄漏。蘭州某公司于1969年建成的316型C4球罐（R202）底端出口管道彎曲處開裂，C4型漏油遇到火源而發(fā)生爆炸。6人在這場事故中喪生，6人受傷。（2）扣件的螺釘材料不合格，造成螺栓破裂，造成滲漏。上海某公司，在使用過程中，由于螺栓斷裂，導致了一起火災。裂紋螺栓的裂紋類型為沿晶裂紋，裂紋螺栓的化學成分中的碳含量超過了標準的上限值，而鉻的含量低于標準的下限，且不能充分地進行固溶處理。（3）在檢查設備或在管道上翻轉、拆卸盲板等操作時未松開聯(lián)鎖，氣源和電動閥的電源被切斷，檢修時閥門的突然動作造成泄漏。上海某公司于2003年11月15日在C4球罐管道內拆除一塊蓋板時，由于沒有開啟聯(lián)動，導致氣體閥門關閉，導致氣體閥門突然開啟，導致大量C4泄漏，所幸沒有引發(fā)火災，未造成嚴重事故。（4）球罐在維修過程中不能完全與材料管道絕緣，容易造成串料，造成泄漏。（5）儀器故障，儀表除液位、壓力系統(tǒng)顯示和控制外，在現(xiàn)場安裝的易燃易爆氣體報警裝置一旦發(fā)生故障，儲罐的操作就會出現(xiàn)盲區(qū)。

3.2 浮頂罐

浮頂罐通常儲存甲、乙類危險品，其閃點較低，易揮發(fā)，易引發(fā)閃爆著火等意外事故。

（1）在儲罐工作過程中，經常出現(xiàn)超溫、超壓現(xiàn)象，尤其是在中段儲罐出現(xiàn)異常時，將高溫物料送入常壓罐，導致油品揮發(fā)，導致罐壓上升。造成的結果是儲罐頂部破裂，大量的石油和天然氣泄漏，并與火花發(fā)生爆炸，造成環(huán)境污染。（2）槽底板腐蝕穿孔，材料從槽底溢出，通過雨水管道排出罐區(qū)，遇到火花引起爆炸和火災。（3）儀器故障或工作人員操作不當，導致油品從雨水管道中排出，發(fā)生火花引起爆炸和火災。1993年10月21日，南京煉油廠油品分廠的一名操作員，本來應該開啟310號油罐的主控制閥，卻誤開了311號油罐的主控制閥，致使311號油罐噴出的油流入310油罐，致使310油罐冒頂外溢，汽油蒸汽在罐區(qū)和罐區(qū)外大面積擴散，遇手扶拖拉機排氣火花發(fā)生爆炸，事故造成2人死亡。（4）在操作過程中，由于材料的流動速度過快，導致靜電積累，從而導致事故。（5）在儲罐維修過程中，最大的危險是：①在儲罐清理過程中，容易發(fā)生中毒、窒息、火災等。南京梅山鋼鐵廠，于2012年2月23號上午11時50分左右，在清理煤氣柜時，由于回流管道上的盲板被拆除。造成氣體泄漏，造成6人喪生，7人受傷。2010年6月29日，遼陽某煉油廠在清理C1-7油罐時，因采用了非防爆燈，導致油罐中的油氣發(fā)生閃爆，導致5人死亡，5人燒傷。②材料沒有完全清除，底板腐蝕穿洞，底板下有材料，對儲罐進行動火或使用不能防止爆炸的電氣設備引起火災。2002年12月28日，國內某一家公司下屬油庫1個2000m3的油罐由于未對鋼板的腐蝕和穿孔進行處理，在焊接底板時發(fā)生了爆炸。③在涂裝工作中容易著火。1998年10月18日，在煉油車間北山油庫127儲罐涂裝時，因使用36V非防爆燈進行照明，造成7人死亡，5人受傷，1人重傷，4人輕傷。④含硫的容器，會生成硫化鐵，在滿足天然條件時，會引起天然反應。某煉油廠油品車間清理1座2000m3的不合格油罐，在抽干底油、加裝盲板、開啟通風孔時，罐底硫化亞鐵雜質發(fā)生燃燒，導致油罐發(fā)生爆炸。

4 危險品儲罐應急對策分析

4.1 采取一罐區(qū)一應急預案，確保罐體本體安全

（1）對儲存甲、乙類危險物品的儲罐，按照類別逐一制定應急預案，應在溫度、壓力、液位等方面設定兩種或兩種以上的報警。要建立二次警報，也就是現(xiàn)場控制和調度。以確保在發(fā)生報警的時候，能夠按照應急預案及時發(fā)現(xiàn)與處置。（2）在溫度、壓力、液位上設置聯(lián)動裝置，確保儲罐的正常使用。（3）操作中的儲罐應保持良好的狀態(tài)，如果出現(xiàn)故障，應立即停止操作。（4）對貯存含硫材料的罐體、管道、附件應根據(jù)實際情況進行檢查。確保罐體，管道，附件符合物料的貯存需求。避免由于硫磺的侵蝕造成意外。（5）《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規(guī)范》4.3.1規(guī)定，測量點應在排放源最低頻率風向的上風方向，并在此基礎上對其進行測量。這是最起碼的要求，石油化工公司每個儲罐的易燃氣體和有毒氣體報警器必須在四個方向上設置。確保全氣候探測。（6）儲罐安全閥、呼吸閥必須正常工作，定期檢查，并確保其完好。避免環(huán)境溫度的急驟變化使儲罐發(fā)生變形。

4.2 對運行儲罐進行事故預判，科學制定應急工藝處置流程

（1）根據(jù)物料特性確定生產工藝參數(shù)。根據(jù)工藝參數(shù)設置警報。當儲罐在運行過程中超出了技術參數(shù)的臨界值時，應立即停止操作。嚴禁超溫、超低、超壓以及高壓操作。（2）當儲罐貯存材料發(fā)生變化時，應調整溫度、壓力、液位的報警，調整溫度、壓力、液位的報警，并調整溫度、壓力和液位。（3）儲罐的收、放操作，要注意物料的流速，不能超過且不能同時放入多份物料。（4）對于沸點在45℃以下的甲類B級材料，禁止存放在常壓儲罐中。避免石油和天然氣的揮發(fā)，造成意外。（5）常壓儲罐貯存的甲B類材料，禁止甲A類材料串入儲罐內。（6）全壓力儲罐初次給料前，應先對槽中的氧氣進行分析，然后再進料。（7）石化企業(yè)污水罐、酸性水罐必須按照甲類和乙類儲罐進行管理。

4.3 分類分階段制定儲罐檢修過程中的應急處置預案

在儲罐維修過程中，最容易發(fā)生火災、中毒、窒息與環(huán)境污染等事故，為此必須分類分階段制定儲罐應急處置預案，明確操作流程和安全管控措施。

4.3.1 嚴格按照清罐方案和安全管理措施實施

（1）制訂清洗計劃，組織工藝、設備、安全、操作人員進行風險辨識，確定清洗的步驟，并制訂相應的處理措施。（2）儲罐內部應采用流動的防爆燈，以照明。禁止使用電線安全電壓、白熾燈、碘鎢燈等產生熱量的燈具。通過對儲罐故障的分析，發(fā)現(xiàn)儲罐維修過程中絕大多數(shù)的事故都是采用電纜進行安全電壓照明。安全電壓僅對人體無害，但是會引起足夠的火花，從而引燃容器中的易燃氣體。導線的絕緣會在運動時受到損傷，并會引起火花。（3）按照規(guī)定的步驟，進行清潔工作。前一步沒有結束，下一步不可進行。（4）在清潔操作之前，必須先將儲罐底部的油污清除。常用的處理方式有排污口排除底油、機械抽吸、墊水抽吸。同時，做好油氣排除工作，保證儲罐中的油氣完全釋放。（5）為了避免亞鐵的自燃，清除儲罐內的油泥、銹渣等雜物，在收集之前用水打濕，一定要保持潮濕，集中后及時運到罐區(qū)以外的安全區(qū)域進行處置，禁止堆放在工地，以免亞鐵的自燃引起火災。（6）夏季遇高溫天氣時應盡可能避免清理儲罐。需要采取相應的降溫措施，以及對操作時間的控制。在雷雨天，清罐工作要暫停。（7）貯存含硫的原油或硫磺的儲罐。油渣中存在著硫化氫。當工人翻轉儲罐底部的油泥時，應佩戴防毒面具，并攜帶便攜式硫化氫報警裝置。一旦有緊急情況，立刻疏散。（8）對具有高粘性的材料罐進行蒸罐加工。把附著在罐壁上的殘余物質溶入罐底。但是，在蒸罐過程中會有臭氣外溢，對環(huán)境產生的影響應采取相應的措施，以降低對環(huán)境的影響。

4.3.2 設立安全小組，強化入罐作業(yè)（有限空間）的應急處置

（1）開啟罐口的全部開口，保持充足的通風時間，使易燃有害氣體完全散發(fā)。（2）在首次進入罐中之前，要對罐中的可燃氣體、有毒氣體和氧氣進行采樣和分析。不能用手持工具在人孔上測量。人孔的位置并不能說明罐子里的狀況。（3）在有條件的情況下，對大修儲罐進行檢修，以降低風險。（4）進罐操作要有專人看守，進出的人員要做好清點、登記。

4.3.3 嚴控現(xiàn)場動火作業(yè)，科學實施常壓及帶壓處置檢修事故

（1）動火操作應滿足動火要求。（2）檢查槽應斷開與罐體相連的工藝管線、氮氣管線、氣相連通管線。常壓容器應拆下泡沫管道，隔離。通常情況下，泡沫管道內部為空心，并與其它罐體聯(lián)通。（3）仔細檢查罐底，發(fā)現(xiàn)有腐蝕的罐底要進行漏氣。有泄漏，一定是底部的油污，修改維修計劃。（4）在進入水箱時，首先要對浮板的浮筒進行檢查，看看有沒有剩余的油。如果有剩余的油料，一定要從儲罐中清除。浮盤的浮筒通常會有一些漏油。

4.3.4 嚴格管控涂裝過程中動火作業(yè)和人員數(shù)量，提高安全意識

（1）涂料操作時，應使用多少就進多少，不要為了方便而將涂料堆放在儲罐內。（2）在涂裝過程中，嚴禁同時進行動火作業(yè)。（3）嚴禁在工作人員進入油罐時將打火機藏在衣袋中。

事故是動態(tài)的，要想預防和預防意外，就必須對各個環(huán)節(jié)的危險進行有效的管理。安全管理其實是一種風險管理，每一項工作都存在著一定的風險。識別和控制風險是企業(yè)進行安全管理的基礎。

4.4 結合維護檢修，加強消防人員現(xiàn)場管理及應急處置技術提高。

一方面，專職消防人員要結合罐區(qū)維護檢修，積極參與到現(xiàn)場監(jiān)護及監(jiān)測，同時做好工藝流程熟悉，并結合應急預案，分步驟開展應急演練。另一方面，罐體維修方法與質量標準，要嚴格依據(jù)《容規(guī)》和相關標準，編制詳細的施工計劃，由各單位技術主管審批。維修所用的材料（母材，焊條，焊絲，焊劑等）和閥門，都要有質量證書。油罐安裝時，必須使用潤滑材料，并在緊固時按斜度順序進行。在完成維修和檢查后，可以進行防腐和保溫。

現(xiàn)場專職消防人員和工藝處置人員要熟悉維修工藝措施，一般有：（1）打磨法去除瑕疵；（2）補焊或補焊；（3）更換管節(jié)；（4）挖補；（5）快速封堵。特殊情況下，現(xiàn)場進行常規(guī)的補焊是無法解決的，并且危險性較高，使用置換介質進行再補焊，施工周期長、工人勞動強度大，會導致停機和停產的巨大損失。

在維護檢修過程中，如果現(xiàn)場一旦發(fā)生重大泄漏擴散事故，工藝處置小組要迅速采購措施處置，調集消防車輛和專用處置設備，現(xiàn)場力量不足，無法處置時，要及時報警，由消防救援人員增援處置。