油品罐區(qū)工程安全條件論證

＊楊 娟（山東齊信安全評價有限公司 山東 255000）

油品罐區(qū)工程安全條件論證

＊楊 娟（山東齊信安全評價有限公司 山東 255000）

安全風險是大型油庫建成投用運行中存在的主要風險。本論文主要研究油品罐區(qū)工程建成后存在的安全風險。分析了原油儲運過程中發(fā)生安全事故的危險性和危險因素，主要工藝過程和設備存在的危險有害因素。論證了項目建成后安全風險，進一步在建設工藝和設備、儲存過程配套和輔助工程等方面提出設計和投用后的安全對策措施。

油品；罐區(qū)；安全；風險

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

為了研究油品罐區(qū)工程建成后安全風險，提出設計和投用后的安全對策措施，需要進行安全條件論證。

1.油品庫區(qū)基本情況

本項目采用的儲罐為鋼制焊接外浮頂油罐，雙盤浮頂結構。為了使油罐內(nèi)油品加熱均勻，每臺油罐設置環(huán)流攪拌器，在油品加熱時運行。采用大排量、低揚程的高效離心泵作為油品輸送泵。采用導電聚合物柔性陽極對罐底進行保護。由控制系統(tǒng)發(fā)出指令，順序自動啟、停泵，實現(xiàn)工藝流程的自動切換、聯(lián)鎖保護，以及裝船、外輸中轉任務。

該項目主要為28座儲罐及輔助設施，庫區(qū)為長方形設置，南北長東西短。輔助區(qū)在庫區(qū)的南側，汽車裝卸區(qū)在庫區(qū)的西北角，其余的為儲罐區(qū)。該項目所在地常風向為NW向，頻率11．2%，次常風向為NNW向，頻率8．52%。輔助區(qū)布置在全年最大風頻的上風向。

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

庫區(qū)設置2個物流、1個人流出入口，分別設置在庫區(qū)的北部、西側和南部。庫區(qū)南部主要為人流出入口，北部和西側主要為物流出入口。

2.主要危險、有害性分析

(1)工藝過程危險、有害因素分析

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

裝、卸船、倒罐操作時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。

在付油操作浮盤落地時，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；在收油階段，浮盤上升速度如果大于1m/h，原油或油沫會經(jīng)呼吸閥噴出，嚴重時甚至淹沒浮盤造成浮盤“沉沒”，由于重質原油粘度大，存在堵塞呼吸閥的危險。

收油操作中管線入口線速如果大于4．5m/s，油流會強烈沖擊浮船，導致浮船偏轉，嚴重時會造成浮盤“沉沒”，同時，高速油流因摩擦會產(chǎn)生大量靜電，靜電累積得不到釋放會引發(fā)靜電放電，存在火災爆炸的危險。

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

儲罐在加熱過程中如果發(fā)生油品超溫會引起油品突沸，嚴重時可造成冒罐甚至油罐撕裂跑油事故。

(2)主要設備、系統(tǒng)危險性分析

儲罐危險性分析：

儲罐是油庫的主要設備，使用過程中存在以下危險因素：

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

②油罐滲漏：儲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。裂紋不僅破壞儲罐的嚴密性，而且裂紋擴張會引起油罐的破壞。產(chǎn)生裂紋的原因有焊接熱應力、應力集中、焊接缺陷、儲罐基礎不均勻沉降、收發(fā)油速度過快引起儲罐超壓或真空度過大等。B．砂眼一般由于鋼板質量不合格、焊接時用潮濕焊條或焊接技術不高以至焊縫產(chǎn)生氣泡而形成。C．儲罐腐蝕有三種形式：介質腐蝕、大氣腐蝕和土壤腐蝕。

介質腐蝕發(fā)生在與儲存介質或儲存介質蒸發(fā)后蒸汽直接接觸的金屬表面。油庫儲存的重質原油含硫4．97%wt（比燃料油高），為高硫油品，加之油品中含水，電化學腐蝕問題較燃料油嚴重，由于儲存油品中的水會逐漸沉降到罐底，沉降過程中會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、電化學腐蝕較罐體其他部位嚴重，因此罐底出現(xiàn)腐蝕穿孔的機會較多。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形成一層導電性良好的薄液膜，對設備產(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，造成沉沒的原因有以下幾個方面：

A．操作問題：在操作時進油高度超高，浮盤超過高液位運行會頂住消防泡沫發(fā)生器、直梯等器件造成卡盤。繼續(xù)進油，油品會從密封膠帶與罐壁間隙以及浮盤上的自動呼吸閥溢流到浮盤上，使之下沉，造成“沉沒”。儲罐收油時，如果收油速度過快，油料進罐時形成渦流，會對浮盤產(chǎn)生強烈的沖擊，使之扭轉，嚴重的可使浮盤和導向管變形或損傷，長期下去可導致卡盤、“沉沒”事故。B．浮頂罐排水裝置不完善，在暴風雨時浮盤上的雨水不能及時排出，積水達到一定高度會引起沉沒事故。

④火災爆炸、中毒窒息事故

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

⑤加熱器危險性分析

油庫內(nèi)的儲罐均設置了盤管加熱器對油品進行加熱，加熱器在使用過程中由于溫度變化會引起盤管脹縮，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罐中輕則影響油品質量，重則造成油品超溫引起突沸；停汽后原油會經(jīng)漏點進入蒸汽管線中，威脅供熱系統(tǒng)的安全運行。

3.安全條件論證

油庫位于沿海地區(qū)，可能對油庫構成危害的自然因素有：地震、風暴潮、雷暴、海洋大氣腐蝕、地下水對鋼筋混凝土腐蝕等。

(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的自然災害，發(fā)生強震時會造成供電、供水、交通中斷。在地震時若發(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行火災處理。

(2)風暴潮：風暴潮是一種災害性的自然現(xiàn)象。由于劇烈的大氣擾動，如強風和氣壓驟變（通常指臺風和溫帶氣旋等災害性天氣系統(tǒng)）導致海水異常升降，使受其影響的海區(qū)的潮位大大地超過平常潮位(油庫內(nèi)場地設計地坪高程7．5m，油罐基礎頂面設計標高高出所處地坪設計標高1．2m。)，可引起海水倒灌，由于海水浸泡會造成通信、交通、電力等中斷，設備銹蝕、損壞，造成繼發(fā)性次生災害。

(3)雷暴：油庫所在地年平均雷暴日20．7d。油庫是易燃易爆場所，一旦遭受雷擊，可能引起火災、爆炸事故。雷電瞬間放電電壓可高達上億伏，沖擊電流高達幾萬甚至幾十萬安培，放電溫度可高達20000℃。如果儲罐防雷接地不良，在遭受感應雷時會發(fā)生火花放電，從而引起火災、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形成一層導電性良好的薄液膜，對設備產(chǎn)生比較嚴重的腐蝕。

潮濕的海洋大氣對裸露的電子設備金屬表面具有很強的腐蝕性，會使電子元器件絕緣降低甚至短路，導致設備故障。

4.安全對策與建議

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

(2)大型儲罐應設置一次密封和二次密封，應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)儲罐主要進出口管道，應采用撓性或柔性連接方式，并應滿足地基沉降和抗震要求。

(4)大型儲罐物料進出口管道靠近罐根處應設一個總切斷閥，應便于開啟。每根儲罐物料進出管道上還應設一個操作閥。

(5)大型儲罐放水管應設雙閥；中央排水管出口應安裝鋼閘閥。

(6)防爆區(qū)域內(nèi)的電氣設備應根據(jù)《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》要求選用防爆型電氣設備，不可使用非防爆電氣，建議防爆電氣選型選用ExdⅡBT4。配電室應由專人負責，且必須加強防鼠板以及防小動物進入設施的管理。

(7)設計時電氣線路與設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.結束語

大型油庫一旦發(fā)生事故，難于施救，后果嚴重，因此必須針對人為的和自然環(huán)境的風險采取嚴格的控制措施，才能杜絕嚴重事故的發(fā)生。

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

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

楊娟（1977～），女，山東齊信安全評價有限公司，研究方向：化工安全。

(責任編輯宋小蒙）

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.

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