摘要:本文分析了聯合站儲油罐區的火災危險性,闡明了引起火災的各種原因如明火、靜電火花、雷擊、碰撞和摩擦火花、電氣設備故障、自燃等。一旦發生火災,具有爆炸危險性大、易形成大面積燃燒、燃燒速度快、撲救難度大,損失大等特點。對儲油罐動火維修的安全控制提出建議。
關鍵詞:儲油罐;火災;原因分析;安全控制
1儲存油品的火災危險性
聯合站儲油罐區中儲存的為原油。原油油品主要為中質油和輕質油的混合體,閃點低于2℃,火災危險性為甲B類可燃液體。
其火災危險性在于以下幾個方面:(1)罐中油品主要是由碳氫化合物組成,受熱、遇火以及與氧化劑接觸都有發生燃燒的危險。油品的閃點和自燃點越低發生燃燒的危險越大。油品液面上程度不同地存在著可燃氣體蒸氣,與空氣的混合比例達到爆炸濃度時,遇火花即會發生爆炸。(2)油品的電阻率高,最易在裝卸、罐裝、泵送等作業過程中產生靜電荷積聚,可能導致油罐燃燒,甚至爆炸。(3)粘度低的油品流動擴散性強。如有滲漏會很快向四周流散,油品的擴散、流淌性是導致火災的危險因素。(4)油品受熱后蒸氣壓升高、體積膨脹。若容器罐裝過滿或儲存在密閉容器中,會導致油罐膨脹,甚至爆炸引起火災。(5)油罐中重質或含有水分的油品燃燒時,會形成沸溢,形成大面積火災;有些甚至從罐內猛烈噴出形成高達70~80m的巨大火柱,火柱順風向噴射距離可達120m左右,容易直接燒至鄰近油罐,擴大受災面積。
2發生火災的主要原因分析
2.1明火引燃、引爆
油罐附近的加熱爐煙道的火星,車輛噴出的火星、放鞭炮和燒紙的飛火、違章吸煙、動明火、電氣焊作業等極易引燃泄漏在地面的油品或引爆彌漫在空氣中的油蒸氣。
2.2靜電火花引起爆炸
多數油品因其電阻率較大,很容易產生靜電荷并造成靜電聚集,而且消散慢。下列情況下會產生靜電:(1)高溫高壓設備在超溫超壓下運行;(2)油品的過濾;(3)槽車、油罐的頂部;(4)油品的快速蒸發、泄漏;(5)油品在泵內流過;(6)油罐水洗后,水自一定體積的油品中沉降;(7)采樣或運輸等晃動、震蕩;(5)人體帶的靜電;(9)穿脫化纖衣服;(10)塑料桶罐裝油品等。
如果油罐接地電阻過大(大于10Ω),或消除靜
電的裝置失靈,或孤立的導體與罐體接觸不良,靜電電荷很容易積聚,一旦放電形成火花,足以引燃或引爆彌漫的油蒸氣。
2.3雷擊引起火災或爆炸
由于油罐頂孔口關閉不嚴或未安裝阻火器,避雷裝置設計不合理或發生故障,金屬罐接地電阻過大(大于10Ω)靜電荷消除不掉,混凝土油罐中鋼筋未能安全閉合電氣,在雷擊時容易引起火災或爆炸。
2.4碰撞和摩擦火花引起火災
若油罐的量油孔口沒有用有色金屬制作,鋼尺放人或拉出時與量油孔口邊緣摩擦發生火花,可引燃油罐內油蒸氣;用鋼鐵造的工具開啟油罐孔口或搬運時互相撞擊產生火花易引燃泄漏的油蒸氣;油泵空轉造成殼體過熱引燃油蒸氣。
2.5電氣設備原因引起火災
油罐的主要電氣設備如輸電設備、線路、泵房電機照明設備等,若發生斷路、漏電、接地、過負荷等故障時,產生的電弧、電火花、高熱極易引燃泄漏的油及油蒸氣。若泵房電機、燈具、開關等采用非防爆型或防爆等級不夠也會點燃泄漏的油蒸氣。
2.6自燃引起火災
油罐中含硫油品的沉積物在消除時易發生自燃,潤滑油及重油加熱時溫度超過閃點而自燃。
根據統計資料,石油儲運系統發生的火災,主要原因中明火引燃占67%,靜電引燃占13%,雷電引燃占8%,電氣故障及其他原因占12%。由此看出各種明火引燃是油罐火災最主要的原因。
3油罐區火災的危害和燃燒特點分析
3.1爆炸危險性大
爆炸是油罐區火災的一個顯著特點,儲罐主要是鋼材制造的,當強火焰作用時間超過1分鐘,鋼制框架、儲罐、管道將會出現坍塌或破裂,形成大面積的油品流淌火災。此外,在火場強輻射的作用下,裝有氣態或液態物料的容器、管道內部壓力會劇增而導致物理性爆炸,并因此引發一系列爆炸。爆炸和燃燒經常相互伴隨,使儲罐、建筑結構倒塌,人員傷亡,管道設備移位破裂,燃料噴灑流淌,使火場情況更為復雜,給撲救火災帶來很大的困難。
3.2易形成大面積燃燒
油品具有良好的流動性,當其從設備內泄漏時,便會四處流淌擴散,遇火源形成大面積燃燒;火災中周邊設備或容器的爆炸飛火、裝置的倒塌等都會造成大面積火災。
3.3燃燒速度快
發生火災后,燃燒速度快,蔓延迅速。其原因,一是發生爆炸,在可能的范圍內形成高溫燃燒區,火勢迅速向各個方向蔓延,甚至引起再次爆炸,進一步形成更大面積的燃燒。二是油品熱值大,燃燒后產生的熱輻射,迅速加熱周圍毗鄰的容器設備,致使相鄰容器管道內的物料迅速增壓、揮發或分解,為火勢擴大創造了條件。三是油品流淌擴散性強,特別是可燃氣體的擴散,增加了火勢瞬間擴大的危險性。
3.4火災撲救難度大
油罐區火災的爆炸特點決定了其火災撲救的難度。火災現場油品泄漏造成噴濺流淌,嚴重影響著滅火行動,給火災撲救帶來了很大的困難。火災發生后,如果在初期得不到控制,則多以大火場的形式出現。因此,為控制發展迅猛的火勢,需投人較多的滅火力量。
3.5火災損失大
油罐區火災造成的直接經濟損失和管輸停工及恢復生產的間接經濟損失,一般高于其它類型的火災。重特大火災還會造成持久的緊急損失,并對環境造成惡劣影響。
4油罐區維修檢查的安全控制
4.1提高清洗質量,減少油氣揮發源
與事故發生直接有關的首先是清洗油罐,儲存油品的粘附性決定清洗的難度。特別是會在罐內死角處殘留有較多油品。但在測量時由于檢查不標準、方法不正確等主觀原因,罐內可燃氣體的濃度完全可能達到爆炸下限的5%甚至1%以下,使維修檢查工作能夠順利地進行,但這樣做卻留下了隱患。
因此,要防止油罐維修中爆炸事故的發生,首先要提高清洗質量,堅持標準,嚴格把關。
4.2加強通風,確保除氣
油罐經清洗后需進行自然或機械通風,才能保證測爆合格,從這個意義上講,測爆合格是通風除氣的結果。對油罐而言,經測爆油氣濃度在爆炸下限1%以下,就具備了進行動火作業的條件,但并不排除罐內繼續產生油氣而達到爆炸下限的可能。因為對油罐來說,雖然經過比較好的清洗,但罐壁及構件上總會或多或少殘留一些油品。同時油品還會侵人罐壁及支架表面銹蝕部分,在環境溫度和動火作業的影響下,仍會繼續揮發油氣。由于油氣一般比空氣重1.5倍,揮發出的油氣會在罐內聚集。同時由于管道、閥體內的殘油、油氣一般難以清除,所以在拆卸管道、閥體時往往會散發出大量油氣。為此,對油罐進行維護修理施工過程中的通風必須作為油罐修理中防止爆炸事故發生的先決條件,而且必須是有效的通風,既要有一定的進風量,又要使進風能達到罐體底部。
4.3及時測爆、有效監控
油氣檢驗合格后簽發動火作業票,是指罐內的易燃氣體在檢測時處于相應的安全范圍,并不是該罐內油氣在檢測后保持不變。為此,對于需要進行動火作業的罐區,在施工前及施工過程中應對施工區域,包括其影響區域,隨時進行復測,同時應采取必要的防火措施,并嚴格控制動火范圍。在實際工作中往往存在這樣的情況,一是有些修理主管人員認為測爆合格后就可以保證整個施工過程合格,即使局部動了管道、閥體,油氣濃度也達不到足以引起爆炸的程度,所以忽視了申請復測。二是測爆人員在測爆時未按測爆的基本要求進行,特別是死角。
所以每次施工前和施工中,特別是進行了管道、閥體的拆卸后,必須及時進行認真的復測,發現異常應立即停止施工,加強通風,待再次復測合格后方能繼續施工。
4.4嚴格控制著火源
(1)盲目對管道、閥體進行明火切割、電焊,從而引起燃燒、爆炸,或是拆卸管道、閥體時近處明火或有明火濺落引起燃燒、爆炸。原因是大部分管道、閥體內存有殘油、油氣,所以對管道及閥體的拆卸切忌貿然動火,而是要先采用手工方法進行拆卸,再清油、除氣經測爆合格后,才能動用明火。
(2)施工現場使用非防爆照明。在油罐內施工需要照明。按要求,施工照明必須為防爆型,但許多維修主管及施工人員往往忽視這一點。施工人員用的普通手電或常規照明,一旦油氣達到爆炸濃度時,就會由于手電開關時所產生的電火花或照明燈碰碎的燈絲高溫引發爆炸。所以在施工過程必須使用防爆電器,非防爆的電器一概不得帶人現場。
(3)施工人員違章將火種帶人并使用。由于有些施工人員嚴重缺乏防火意識、消防常識和自我保護意識,硬是將香煙、打火機隨身攜帶進罐內,并在油氣濃度已達到爆炸范圍的施工現場抽煙或用打火機照明,引起爆炸,造成人員傷亡。對此,為杜絕此類情況的發生,必須對有關施工人員進行消防安全專項培訓,特別是對從事相關作業的外來農民工的教育培訓一定要落到實處,使之能自覺遵守規章制度,防止類似自殺性爆炸事故的發生。
(4)未穿著防靜電服、鞋。工作期間必須穿防靜電服、鞋,防止人身聚集靜電造成危害。
(5)的不按操作規程操作。施工人員不按操作規程,野蠻施工,導致施工機具過熱、過壓等引起火災。
5結束語
油罐區區施工是一件非常危險的工作,只有嚴格按照規定,嚴格控制可燃氣體濃度和著火源,才能保證施工的安全。