石油儲罐設(shè)計時應(yīng)考慮什么安全問題?
原油儲罐危險性分析
原油儲罐的危險性主要從原油本身具有的危險性和發(fā)生火災(zāi)事故原因分析。 原油為甲B類易燃液體,具有易燃性爆炸極限范圍較窄,但數(shù)值較低,具有一定的爆炸危險性,同時原油的易沸溢性,應(yīng)在救火工作時引起特別重視。 原油的特性決定了火災(zāi)爆炸危險性是大型原油儲罐最主要也是最重要的危險因素。發(fā)生著火事故的三個必要條件為:著火源、可燃物和空氣。 著火源 著火源的問題主要是通過加強(qiáng)管理來解決,禁止將火源帶到儲罐區(qū)。 可燃物和空氣 泄漏的原油暴露在空氣中,即構(gòu)成可燃物。原油泄漏,在儲運(yùn)中發(fā)生較為頻繁,主要有冒罐跑油,脫水跑油,設(shè)備、管線、閥件損壞跑油,以及密封不良造成油氣揮發(fā),另外還存在著罐底開焊破裂、浮盤沉底等特大型泄漏事故的可能性。 腐蝕是發(fā)生泄漏的重要因素之一。國內(nèi)外曾發(fā)生多起因油罐底部腐蝕造成的漏油事故。對原油儲罐內(nèi)腐蝕情況初步調(diào)查的結(jié)果表明,罐底腐蝕情況嚴(yán)重,大多為潰瘍狀的坑點(diǎn)腐蝕,主要發(fā)生在焊接熱影響區(qū)、凹陷及變形處,罐頂腐蝕次之,為伴有孔蝕的不均勻全面腐蝕,罐壁腐蝕較輕,為均勻點(diǎn)蝕,主要發(fā)生在油水界面,油與空氣界面處。相對而言,儲罐底部的外腐蝕更為嚴(yán)重,主要發(fā)生在邊緣板與環(huán)梁基礎(chǔ)接觸的一面。 原油儲罐設(shè)計中的主要安全問題及其對策 儲罐工程地基勘察和罐基礎(chǔ)設(shè)計是確保大型儲罐安全運(yùn)營最根本的保證。根據(jù)石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,必須在工程選址過程中進(jìn)行工程地質(zhì)勘察,針對一般地基、軟土地基、山區(qū)地基和特殊土地基,分別探明情況,提出相應(yīng)的地基處理方法。 同時還應(yīng)作場地和地基的地震效應(yīng)評價,避免建在軟硬不一的地基上或活動性地質(zhì)斷裂帶的影響范圍內(nèi)。 常見的罐基礎(chǔ)形式有環(huán)墻(梁)式、外環(huán)墻(梁)式和護(hù)坡式。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行選型。 罐基礎(chǔ)必須具有足夠的整體穩(wěn)定性、均勻性和足夠的平面抗彎剛度,罐壁正下方基礎(chǔ)構(gòu)造的剛度應(yīng)予加強(qiáng),支持底板的基床應(yīng)富于柔性以吸收焊接變形,宜設(shè)防水隔油層和漏油信號管,地下水位與基礎(chǔ)頂面之間的距離不得小于毛細(xì)水所能達(dá)到的高度(一般為2m)。 浮頂儲罐密封圈的火災(zāi)發(fā)生頻率較高,原因主要是密封不嚴(yán),引起油氣濃度偏高。更進(jìn)一步的原因主要有: a.大型儲罐在施工中橢圓度、垂直度及局部凸凹度的偏差不可避免; b.在儲罐的操作過程中介質(zhì)、氣候、溫度以及儲罐基礎(chǔ)沉降等因素,會引起儲罐和浮頂?shù)膸缀涡螤詈统叽绲淖兓?/span> c.現(xiàn)有密封橡膠受陽光照射、風(fēng)蝕、 刮蠟機(jī)構(gòu)可能帶來的高溫引起的變形; d.風(fēng)力、介質(zhì)進(jìn)出儲罐等因素使浮盤在罐內(nèi)產(chǎn)生“漂移”。 因此,密封裝置的可靠性和嚴(yán)密性如何,對減少儲液蒸發(fā),確保安全操作有重要作用。 為了進(jìn)一步改進(jìn)目前普遍采用的封閉裝置存在的不足,國內(nèi)最新研制了“滾輪骨架密封”,它采用若干個圓弧線段密封骨架,通過轉(zhuǎn)軸連接,使密封骨架象鏈條一樣在彈簧力的作用下隨著儲罐改變形狀。 骨架端部裝有滾輪,當(dāng)浮頂上下移動時,滾輪就在罐壁上行走,并保持密封骨架與罐壁距離不變。該裝置具有防雨、刮蠟、雙重密封等多種功能。 正常運(yùn)營時,浮頂油罐上的浮盤能隨著罐內(nèi)油品液位的升降而自由浮動。當(dāng)出現(xiàn)浮盤上重力加大或因外力卡住浮盤而不能自由動作時,則會因快速收油而使浮盤淹沒,最終沉底。 原油儲罐底部總是沉積著一定厚度的含鹽水,當(dāng)儲存重質(zhì)或含硫量、酸值較高的油品時,對防腐的要求更高。雖然目前國家對儲罐的防腐蝕設(shè)計還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但對于儲量巨大、腐蝕性嚴(yán)重的大型原油儲罐而言,系統(tǒng)全面地設(shè)計并實(shí)施防腐的重要性是不言而喻的。 1.罐底外壁防腐 罐底外壁除按常規(guī)做外防腐涂層外,宜參考石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0088-95《鋼制儲罐罐底外壁陰極保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》,采用犧牲陽極或強(qiáng)制電流陰極保護(hù)法,該陽極可兼做儲罐的防雷、防靜電接地極。 值得重視的是,必須改變傳統(tǒng)的銅接地極--因此時銅為陰極,罐體鋼卻成為陽極,從而加速腐蝕。宜改用鋅或鎂電極。 2.罐底內(nèi)壁防腐 即使采用了涂層防腐,仍應(yīng)根據(jù)情況考慮采用犧牲陽極的必要性,以減輕涂層缺陷時的腐蝕。涂層絕對不能使用導(dǎo)靜電防腐涂料,因它與犧牲陽極并用會加速陽極溶解,失去應(yīng)有的陰極保護(hù)作用。內(nèi)壁的犧牲陽極宜選用鋁(Al)基合金陽極。 3.罐壁防腐 罐壁防腐的重點(diǎn)是底部水層高度范圍內(nèi),應(yīng)對罐底內(nèi)壁1m高采用環(huán)氧基耐油耐鹽水油罐專用絕緣涂料,其他部位可采用油罐專用導(dǎo)靜電涂料。 事故防范措施與建議 一 對石化企業(yè)而言要從上游裝置加強(qiáng)平穩(wěn)操作管理,重視下游儲運(yùn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行風(fēng)險,嚴(yán)格裝置各項(xiàng)指標(biāo)控制,杜絕將氫氣、輕烴等含輕組分產(chǎn)品退至儲罐,影響儲罐安全運(yùn)行。 二 高度重視輕質(zhì)油儲罐的運(yùn)行管理,建立輕質(zhì)油罐定期檢查腐蝕情況、檢測可燃?xì)怏w濃度的有效機(jī)制;對有氮封的輕質(zhì)油罐投用前,需用氮?dú)庵脫Q分析后方允許進(jìn)油。 三 嚴(yán)格控制罐區(qū)內(nèi)的檢修施工作業(yè),作業(yè)前須風(fēng)險評估,對風(fēng)險較大的儲罐檢修、項(xiàng)目改造、運(yùn)行管線動火等作業(yè)應(yīng)編制施工方案,并按方案實(shí)施具體作業(yè)。同時應(yīng)避免清罐、脫水、采樣、拆加在運(yùn)行設(shè)施、拆加法蘭盲板等作業(yè)與用火同處一個區(qū)域進(jìn)行交叉作業(yè)。 四 務(wù)必重視罐區(qū)用火安全措施的落實(shí)工作,尤其要控制周邊輕質(zhì)油罐的收付油作業(yè),防止大量可燃?xì)庠谑┕c(diǎn)附近排放,落實(shí)罐區(qū)脫水溝、含油污水系統(tǒng)的封堵,以及嚴(yán)禁同時進(jìn)行在運(yùn)行設(shè)施敞開式作業(yè)現(xiàn)場有物料釋放的交叉作業(yè)。 五 石油儲罐的防雷、防靜電的設(shè)置嚴(yán)格規(guī)范設(shè)計要求進(jìn)行,對防雷、防靜電設(shè)施應(yīng)定期進(jìn)行檢測,務(wù)必保證完好。 六 規(guī)范員工操作行為,加大安全檢查與考核力度,消除違章操作。一原油危險性分析
二火災(zāi)爆炸事故原因分析
一儲罐地基和基礎(chǔ)
二浮頂儲罐密封裝置
三預(yù)防浮盤沉底的設(shè)計要求
四防腐蝕措施