储罐安全防护

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年09月04日

金属油罐
  金属油罐是采用钢板材料焊成的容器。普通金属油罐采用的板材是一种代号叫A3F的平炉沸腾钢;寒冷地区采用的是A3平炉镇静钢;对于超过10000m3的大容积油罐采用的是高强度的低合金钢。
  常见的金属油罐形状,一般是立式圆柱形、卧式圆柱形、球形等几种。立式圆柱形油罐根据顶的结构又可分为桁架顶罐、无力矩顶罐、梁柱式顶罐、拱顶式罐、套顶罐和浮顶罐等,其中最常用的是拱顶罐和浮顶罐。拱顶罐结构比较简单,常用来储存原料油、成品油和芳烃产品。浮顶罐又分内浮顶罐和外浮顶罐两种,罐内有钢浮顶浮在油面上,随着油面升降。浮顶不仅降低了油品的消耗,而且减少了发生火灾的危险性和对大气的污染。尤其是内浮顶罐,蒸发损耗较小,可以减少空气对油品的氧化,保证储存油品的质量,对消防比较有利。目前内浮顶罐在国内外被广泛用于储存易挥发的轻质油品,是一种被推广应用的储油罐。
  卧式圆柱形油罐应用也极为广泛。由于它具有承受较高的正压和负压的能力,有利于减少油品的蒸发损耗,也减少了发生火灾的危险性。它可在机械,一成批制造,然后运往工地安装,便于搬运和拆迁,机动性较好。缺点是容量一般较小,用的数量多,占地面积大。它适用于小型分配油库、农村油库、城市加油站、部队野战油库或企业附属油库。在大型油库中也用来作为附属油罐使用,如放空罐和计量罐等。
  球形油罐具有耐压、节约材料等特点,多用于石油液化气系统,也用做压力较高的溶剂储罐。
(二)非金属油罐
  非金属油罐的种类很多,有土油罐、砖油罐、石砌油罐、钢筋混凝土油罐、玻璃钢油罐、耐油橡胶油罐等等。石砌油罐和砖砌油罐应用较多,常用于储存原油和重油。该类油罐最大的优点是节约钢材、耐腐蚀性好、使用年限长。非金属材料导热系数小,当储存原油或轻质油品时,因罐内温度变化较小,可减少蒸发损耗,降低火灾危险性。又由于非金属罐一般都具有较大的刚度,能承受较大的外压,适宜建造地下式或半地下式油罐,有利于隐蔽和保温。但是一旦发生基础下陷,易使油罐破裂,难以修复。它的另一大缺点是渗漏,虽然使用前经过防渗处理,但防渗技术还未完全解决。
(三)地下油罐
  地下油罐指的是罐内最高油面液位低于相邻区域的最低标高0.2m,且罐顶上覆土厚度不小于0.5m的油罐。这类油罐损耗低,着火的危险性小。
(四)半地下油罐
  半地下油罐指的是油罐埋没深度超过罐高的一半,油罐内最高油面液位比相邻区域最低标高不高出2m的油罐。
(五)地上油罐
  地上油罐指的是油罐基础高于或等于相邻区域最低标高的油罐,或油罐埋没深度小于本身高度一半的油罐。地上油罐是目前炼油企业常见的一类油罐,它易于建造,便于管理和维修,但蒸发损耗大,着火危险性较大。
基本参数
  1、压力:常压 温度:-19℃~200℃
  介质:燃料油(石油化工原料等)
  2、5m³~100 m³
  卧式油罐基本参数和尺寸
  3、安全:
  储罐应有壁雷、防静电措施、消防措施,根据工程实际情况由选用单位与环卫措施等统一考虑。
  4、防腐:
  储罐内壁防腐措施应根据罐内贮存介质确定,外壁防腐措施根据罐土质确定。
  5、根据现在容器所造材质及规格不同,主体材质可选用不锈钢、碳钢、低合金钢。最后根据客户要求来设计制造、安装。
储油罐火灾的原因分析及控制技术
1 爆炸原因分析
  1.1 明火
  由明火引起的油罐火灾居第1位,其主要原因是在使用电气、焊修储油设备时,动火管理不善或措施不力而引起。例如,检修管线不加盲板;罐内有油时,补焊保温钉不加措施;焊接管线时,事先没清扫管线,管线没加盲板隔断;油罐周围的杂草、可燃物未清除干净等。另一个重要原因是在油库禁区及油蒸气易积聚的场所携带和使用火柴、打火机、灯火等违禁品或在上述场合吸烟等。
  1.2 静电
  所谓静电火灾是指静电放电火花引燃可燃气体、可燃液体、蒸汽等易燃易爆物而造成的火灾或爆炸事故。
  静电的实质是存在剩余电荷。当两种不同物体接触或摩擦时,物体之间就发生电子得失,在一定条件下,物体所带电荷不能流失而发生积聚,这就会产生很高的静电压,当带有不同电荷的两个物体分离或接触时,物体之间就会出现火花,产生静电放电(ESD)。
  静电放电的能量和带电体的性质及放电形式有关。静电放电的形式有电晕放电、刷形放电、火花放电等。其中火花放电能量较大,危险性最大。
  静电引起火灾必须具备以下4个条件:
  (1)有产生静电的条件。一般可燃液体都有较大的电阻,在灌装、输送、运输或生产过程中,由于相互碰撞、喷溅与管壁摩擦或受到冲击时,都能产生静电。特别是当液体内没有导电颗粒、输送管道内表面粗糙、液体流速过快时,都会产生很强的摩擦,从而产生静电。
  (2)静电得以积聚,并达到足以引起火花放电的静电电压。油料的物理特性决定了其内产生的静电电荷难以流失而大量积聚,其电压可达上万伏,遇到放电条件,极易产生放电引起火灾。
  (3)静电火花周围有足够的爆炸性混合物。油品蒸发、喷溅时产生的油雾和储油罐良好的蓄积条件致使油面上部空间形成油气一空气爆炸性混合物。
  (4)静电放电的火花能量达到爆炸性混舍物的最小引燃能量。当静电放电所产生的电火花能量达到或大干油品蒸气引燃的最小能量(0.2-0.25mJ)时,就会点燃可燃混合气体,造成燃烧爆炸。
  因静电放电(ESD)引起的火灾爆炸事故屡见不鲜,而且静电火灾具有一定的突发性、易爆炸、扑救难度大、易造成人员伤亡等特点,故如何更好地做好防静电危害工作一直是安全管理工作的重要组成部分。
  1.3 自燃
  自燃是物质自发的着火燃烧过程,通常是由缓慢的氧化还原反应而引起,即物质在没有火源的条件下,在常温中发生氧化还原反应而自行发热,因散热受到阻碍,热量积蓄,逐渐达到自燃点而引起的燃烧。所以自燃的条件有3个,即发生氧化还原反应、放热、热量积蓄,主要过程有氧化、聚热、升温、着火。
  一般来说,引发储油罐自燃主要原因有3种:静电自燃、磷化氢自燃、硫自燃。
  静电自燃如上面介绍的,油罐在频繁装卸过程中,油品或运动部件与内壁相互摩擦,拍打油面,液位波动,运动部件晃荡,又由于油品含水和杂质量大等多种原因,极易产生静电,在运动部件和油罐形成巨大的飘浮带电体,静电通过接触点及突出部位放电,产生静电火花。
  磷化氢自燃源于油品中的磷化氢,据有关资料表明,油品中的磷化氢以PH3或P2H4的形式存在。PH3通常以气态的形式存在于油罐的气相空间,且含量极低,其自燃点100℃,一般无自燃可能;而P2H4通常以液态的形式存在于油罐的液相空间,其与空气反应的活化能很低,在常温下就能发生自燃,但由于汽油的极性较强,少量P2H4溶解其中,且与空气隔绝,也不会发生燃烧。
  硫自燃起因于硫化铁自燃,硫化铁是石油贮罐硫腐蚀的主要产物,硫化铁在与空气接触时强烈反应放热,如出现热积蓄,温度提高,就发生自燃。
  原油中的硫分为活性硫和非括性硫,元素硫、硫化氢和低分子硫酵等统称为活性硫。活性硫对金属具有较高的腐蚀性,硫对设备的腐蚀可以分为低温湿H2S腐蚀、高温硫腐蚀等,其对储油罐的腐蚀属于低温湿H2S腐蚀。低温湿H2S腐蚀又有2种腐蚀方式:一种是硫化氢气体溶解在罐壁上的水中生成氢硫酸,氢硫酸与罐壁金属铁发生电化学腐蚀:另一种是储罐内湿的硫化氢气体,在没有氧气存在的条件下与储罐内壁铁的腐蚀产物一铁的氧化物及其水合物发生电化学腐蚀。两类腐蚀的主要产物均是硫化亚铁。
  长期处于气相空间的储罐内壁腐蚀特别严重,其内防腐涂层被硫化成一层胶质膜,而处在液相部位的内防腐层无明显腐蚀痕迹,由于胶质膜对FeS具有保护作用,因此在FeS氧化时,氧化热量不容易及时释放,加快了其自燃速度。
  在罐顶通风口附近,FeS与空气接触,迅速氧化,热量不易积聚,而在油罐下部,越靠近浮盘的气相空间,氧含量越低,部分FeS被不完全氧化,生成单晶硫。该单晶硫呈黄色颗粒状,燃点较低,掺杂在块状、松散结构的焦硫化铁中,为焦硫化铁中的FeS的自燃提供了充足的燃烧条件。当油罐处于付油状态时,大量的空气充满油罐的气相空间,原先浸没在浮盘下和隐藏于防腐膜内的FeS渐被暴露出来,并在胶质膜薄弱部位首先发生氧化,迅速发热自燃,引起单晶硫胶质、橡胶密封圈燃烧,甚至导致火灾爆炸事故。
  1.4 雷电
  油罐区存在的油气混合物遇到雷击起火,即使油罐接地,亦会造成火灾。而浮顶罐雷击起火往往是浮顶与罐壁的电器连接不良或罐体密封性差所致。
2 控制措施
  2.1 人的管理
  所谓人的管理,就是要千方百计地防止因违章作业、违章操作、违章指挥而引起的爆炸事故。不仅要加强职工安全方面的培训、教育工作,让其认识到储油罐爆炸的危害性和严重性;还要进一步规范职工的行为,严格按照操作规程作业,尤其是操作细节,比如穿防静电工作服,不穿化纤类衣服和胶鞋上班作业等等。

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