石油儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮什么安全問(wèn)題？
2021/06/16 話梅糖工程眾包平臺(tái)
近幾年石油化工行業(yè)安全形勢(shì)十分嚴(yán)峻，尤其是石油儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故頻發(fā)，引起社會(huì)對(duì)石化企業(yè)的生產(chǎn)安全、環(huán)境保護(hù)、職業(yè)健康等狀況極大關(guān)注與擔(dān)憂。貝貝給大家總結(jié)了在石油儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮安全問(wèn)題，對(duì)事故預(yù)防措施提出一些建議，供大家參考。
原油儲(chǔ)罐危險(xiǎn)性分析
原油儲(chǔ)罐的危險(xiǎn)性主要從原油本身具有的危險(xiǎn)性和發(fā)生火災(zāi)事故原因分析。
一
原油危險(xiǎn)性分析
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(xiǎn)性，同時(shí)原油的易沸溢性，應(yīng)在救火工作時(shí)引起特別重視。
二
火災(zāi)爆炸事故原因分析
原油的特性決定了火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性是大型原油儲(chǔ)罐最主要也是最重要的危險(xiǎn)因素。發(fā)生著火事故的三個(gè)必要條件為：著火源、可燃物和空氣。
著火源
著火源的問(wèn)題主要是通過(guò)加強(qiáng)管理來(lái)解決，禁止將火源帶到儲(chǔ)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(chǔ)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(kāi)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(guó)內(nèi)外曾發(fā)生多起因油罐底部腐蝕造成的漏油事故。
對(duì)原油儲(chǔ)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(duì)而言，儲(chǔ)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(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的主要安全問(wèn)題及其對(duì)策
一
儲(chǔ)罐地基和基礎(chǔ)
儲(chǔ)罐工程地基勘察和罐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是確保大型儲(chǔ)罐安全運(yùn)營(yíng)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(guò)程中進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，針對(duì)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(shí)還應(yīng)作場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)評(píng)價(jià)，避免建在軟硬不一的地基上或活動(dòng)性地質(zhì)斷裂帶的影響范圍內(nèi)。
常見(jiàn)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(hào)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）。
二
浮頂儲(chǔ)罐密封裝置
浮頂儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)罐的操作過(guò)程中介質(zhì)、氣候、溫度以及儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降等因素，會(huì)引起儲(chǔ)罐和浮頂?shù)膸缀涡螤詈统叽绲淖兓?br />c.現(xiàn)有密封橡膠受陽(yáng)光照射、風(fēng)蝕、 刮蠟機(jī)構(gòu)可能帶來(lái)的高溫引起的變形；
d.風(fēng)力、介質(zhì)進(jìn)出儲(chǔ)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(duì)減少儲(chǔ)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(guó)內(nèi)最新研制了“滾輪骨架密封”，它采用若干個(gè)圓弧線段密封骨架，通過(guò)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(chǔ)罐改變形狀。
骨架端部裝有滾輪，當(dāng)浮頂上下移動(dòng)時(shí)，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。
三
預(yù)防浮盤沉底的設(shè)計(jì)要求
正常運(yùn)營(yíng)時(shí)，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(dòng)。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(dòng)作時(shí)，則會(huì)因快速收油而使浮盤淹沒(méi)，最終沉底。
四
防腐蝕措施
原油儲(chǔ)罐底部總是沉積著一定厚度的含鹽水，當(dāng)儲(chǔ)存重質(zhì)或含硫量、酸值較高的油品時(shí)，對(duì)防腐的要求更高。雖然目前國(guó)家對(duì)儲(chǔ)罐的防腐蝕設(shè)計(jì)還沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)于儲(chǔ)量巨大、腐蝕性嚴(yán)重的大型原油儲(chǔ)罐而言，系統(tǒng)全面地設(shè)計(jì)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(chǔ)罐罐底外壁陰極保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，采用犧牲陽(yáng)極或強(qiáng)制電流陰極保護(hù)法，該陽(yáng)極可兼做儲(chǔ)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(shí)銅為陰極，罐體鋼卻成為陽(yáng)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(yáng)極的必要性，以減輕涂層缺陷時(shí)的腐蝕。涂層絕對(duì)不能使用導(dǎo)靜電防腐涂料，因它與犧牲陽(yáng)極并用會(huì)加速陽(yáng)極溶解，失去應(yīng)有的陰極保護(hù)作用。內(nèi)壁的犧牲陽(yáng)極宜選用鋁(Al)基合金陽(yáng)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(duì)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(duì)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(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，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(chǔ)罐，影響儲(chǔ)罐安全運(yùn)行。
二
高度重視輕質(zhì)油儲(chǔ)罐的運(yùn)行管理，建立輕質(zhì)油罐定期檢查腐蝕情況、檢測(cè)可燃?xì)怏w濃度的有效機(jī)制；對(duì)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(xiǎn)評(píng)估，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)較大的儲(chǔ)罐檢修、項(xiàng)目改造、運(yùn)行管線動(dòng)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(shí)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(gè)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(shí)進(jìn)行在運(yùn)行設(shè)施敞開(kāi)式作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有物料釋放的交叉作業(yè)。
五
石油儲(chǔ)罐的防雷、防靜電的設(shè)置嚴(yán)格規(guī)范設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，對(duì)防雷、防靜電設(shè)施應(yīng)定期進(jìn)行檢測(cè)，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。
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