油罐区危险性分析与评价

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2016年10月08日
摘要:应用安全系统工程原理和方法,对20000 m3储罐区主要存在的危险、有害因素进行识别与分析。采用道化学火灾、爆炸指数评价法,定量地对20000 m3储罐区所储物料的实际潜在火灾、爆炸和工艺过程的危险性进行分析评价,依据危险指数的计算结果,确定危险等级,提出合理可行的安全对策措施。
关键词:储罐;安全评价;对策措施
 
1 概述
1997 年中石化股份天津分公司烯烃部两台 20000 m3( 40 500 mm × 16 750 mm) 石脑油储罐建成投用。储罐结构形式为内浮顶。两罐集中布置在一个防火堤内,防火堤高 1. 6 m,两罐间距为61 m。生产中,外供石脑油主要储存在这两台罐内。
 
1.1 工艺流程简介
从厂外用汽车运来的石脑油,经石脑油卸车线输送到 U—FB112A/B( 容积为 20 000 m3) 内储存。 U—FB112A/B 内储存的石脑油经输送泵送至 U— FB101A/B/C( 容积为5 000 m3) 或 U—FB102A/B/C ( 容积为5000m3) 中,并经高速泵送至乙烯装置。
 
1. 2 罐区的主要设施

 

设施名称
安装位置
数量
使用情况
备注
水炮
罐区东、西、北侧
6 门
良好
 
泡沫炮
罐区东西侧
6 门
良好
 
泡沫喷淋
罐体
12 组
良好
每罐 6 组
水喷淋
罐体
12 组
良好
每罐 6 组
消防栓
罐区西侧马路边
2 个
良好
 
泡沫栓
罐区东西两侧
6 个
良好
 
推车灭火器
罐区西侧、防火堤内
9 具
良好
 
手提灭火器
罐区西侧
26 具
良好
 
喷淋和泡沫阀井
罐区东侧
3 组
良好
 
泡沫站
罐区西北角
1 座
良好
2. 6 万升火YEF-6
灾报警按钮
罐区东侧、西侧
6 个
良好
 
可燃气体报警器
罐周围、泵旁
10 个
良好
 
 
2 危险及有害因素分析
2. 1 火灾、爆炸储罐切水时无人监护、储罐冒顶、阀门破裂、法兰垫片损坏、H2S 对罐底的腐蚀等均会导致石脑油的泄漏,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火能引起燃烧爆炸。同时石脑油蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方。遇明火会引起回燃。来自炼油部的石脑油中硫化物、H2S 含量较高,最高硫含量约为 800 ~1 000 mL/m3。长期储存含硫量高的石脑油,会对储罐造成腐蚀,生成FeS。FeS如遇空气会释放出大量的热量,并引起易燃物燃烧。
2. 2 触电伤害储存区有物料输送泵,若电气设备发生事故、电气安装不规范、缺少接地或接零、接地接零损坏失效,会发生触电伤害事故。
2. 3 静电、雷电危险在物料输送过程中,无静电跨接接地装置或静电接地装置失效,存在静电集聚、放电引发系统发生火灾、爆炸的危险。石脑油泄漏喷出也易产生静电。避雷设施或避雷设施接地不良,接地电阻过大,都可能遭到雷击或雷电感应放电。储罐避雷设施应定期进行检查测试,保证避雷设施完好,设备管道接地电阻应在规定要求的范围内,避免雷电感应造成的损失。
2. 4 高空坠落危险储罐有爬梯、平台、护栏,职工在生产操作及巡检作业中,因爬梯、平台、护栏腐蚀减薄或焊接点开裂均有高空坠落的危险。
2. 5 机械伤害
储存区中石脑油输送泵存在机械伤害危险。如靠背轮质量不好、安装不牢,可能发生靠背轮破碎飞出伤人事故;当转动部分缺少保护罩时,在操作、擦洗过程中职工触及可能发生撞击,衣物或长发被缠绕而造成伤害。
2. 6 中毒
石脑油蒸气可引起眼及上呼吸道刺激症状,如浓度过高,几分钟即可引起呼吸困难、紫钳等缺氧症状。未关闭氮气阀门上罐操作,一旦打开罐顶有关罐盖,站立位置不当,浮盘上方空间已充入的氮气泄漏出来,会引起作业人员氮气窒息。
 
3 道化学火灾、爆炸危险指数评价
3. 1 单元划分根据《道化学火灾、爆炸危险指数评价法》工艺单元选择的原则和实际情况,将20000 m3 罐区的两台储罐作为评价单元,从理论上定量计算评价对象的火灾、爆炸指数,暴露半径( m) 及影响区域( m2) 。
3. 2 单元固有危险指数的计算
( 1) 物质系数的确定从《道化学火灾、爆炸危险指数评价法》物质系数和特性表中,查得石脑油的参数见表 1。
表 1 物质系数和特性

 

化合物
物质系数 MF
燃烧热Hc/( k·kg-1)
NFPA 分级
闪点/℃
沸点/℃
健康危险 NH
易燃性 NF
化学活性 NR
石脑油
16
41868
1
3
0
-2. 2
100~160
 
( 2) 计算结果根据《道化学火灾、爆炸危险指数评价法》选取工艺单元危险系数的原则,分别对一般工艺危险性和特殊工艺危险性进行计算,结果见表 2。
3. 3 单元补偿后危险指数计算根据补偿系数的取值原则和实际情况,从工艺控制、物质隔离和防火措施三个方面分别进行计算,结果见表 3。
3. 4 危险指数评价结果分析通过单元固有危险指数的计算,在没有采取任何安全措施之前,20 000 m3 储罐区单元危险等级为“中等”。补偿计算后,危险等级降为“轻”,说明在采取安全措施以后,危险等级降低,达到可以接受的程度。
 
表2 火灾、爆炸指数(&EI)表

 

工艺单元
20 000 m3 储罐区
主要物质
石脑油
物质系数
16
1)一般工艺危险
危险系数范围
采用危险系数
基本系数
1.00
1.00
A、放热反应
0.30~1.25
0
B、吸热反应
0.20~0.40
0
C、物料处理与输送
0.25~1.05
0
D、密闭或室内工艺单元
0.25~1.05
0
E、通道
0.20~0.90
0
F、排放和泄漏放置
0.20~0.50
0.5
一般工艺危险系数(F1
2.35
2)特殊工艺危险
基本系数
1.00
1.00
A、毒性
0.20~0.80
0.2
B、负压(绝压<500mmHg)
0.50
0
C、爆炸极限范围内或其附近的操作
 
 
1.罐装易燃液体(无惰性气体保护)
0.50
0.5
2.控制失灵或惰性气体吹扫故障
0.30
 
3.一直在爆炸极限范围内或其附近
0.80
 
D、粉尘爆炸
0.25~2.00
 
E、压力
 
 
F、低温
 
0
G、易燃和不稳定物质的重量(kg)工艺过程总热量(BUT)
 
 
1.工艺过程中的液体或气体
 
 
2.储存中的液体和气体
 
0.79
3.储存中德可燃固体和工艺中的粉尘
 
 
H、腐蚀与侵蚀
0.10~0.75
0.2
I、泄漏—接头和填料
0.10~1.50
0.1
J、使用明火设备
 
0
K、热油交换系统
0.10~1.15
 
L、转动设备
0.50
0
特殊工艺危险系数(F2
2.79
工艺单元危险系数( F3 = F1 × F2)
6. 56
火灾、爆炸指数F&EI=F3×MF
104.96
暴露半径/m
90
影响区域/m2
2272. 14
火灾、爆炸危险等级
中等
 
表 3 安全措施补偿系数表

 

项目
补偿系数范围
采用安全补偿系数
1.工艺控制安全补偿系数(C1
a.应急电源
0.98
1
b.冷却装置
0.97-0.99
1
c.抑爆装置
0.84-0.98
1
d.紧急切断装置
0.96-0.99
0.98
e.计算机控制
0.93-0.99
1
f.惰性气体保护
0.94-0.96
0.96
g.操作规程/程序
0.91-0.99
0.91
h.化学活泼性物质检查
0.91-0.98
1
i.其它工艺危险分析
0.91-0.98
1
C1
0.86
2.物质隔离安全补偿系数(C2
 
a.遥控阀
0.96-0.98
0.98
b.卸料/排空装置
0.96-0.98
1
c.排放系统
0.91-0.97
1
d.联锁系统
0.98
1
C2
0.98
3.防火设施安全补偿系数(C3
 
a.泄漏检测装置
0.94-0.98
0.98
b.结构钢
0.95-0.98
1
c.消防供排水系统
0.94-0.97
0.94
d.特殊灭火系统
0.91
1
e.洒水灭火系统
0.74-0.97
1
f.水幕
0.97-0.98
1
g.泡沫灭火装置
0.92-0.97
0.94
h.手提式灭火器材
0.93-0.98
0.93
i.电缆防护
0.94-0.98
1
C3
0.81
安全补偿系数C0=C1×C2×C3
0.45
补偿后火灾、爆炸危险指数( F&EI) = F&EI·C
47. 23
补偿后火灾、爆炸危险等级
 
4 对策措施及建议
4. 1 储存设施的主要安全措施
( 1) 手动报警按钮少,且间距大于 30 m。现有的手动报警按钮经风吹日晒已失修。应按新的法规标准设置手动报警按钮。
( 2) 应将阀门井中污排和雨排的开关阀门提升至地面上,便于在事故状态下操作。
4. 2 生产过程中主要操作及管理安全措施
( 1) 石脑油中总硫含量较高,对储罐具有腐蚀,应按照国家规定定期进行容检,并对有腐蚀的地方及时进行防腐处理。
( 2) 定期对爬梯、平台、护栏进行检查,对于因腐蚀导致钢结构损坏的部位及时进行处理,防止发生人员坠落。
( 3) 利用现有的储罐对含硫量高和含硫量低的石脑油进行调配储存,降低石脑油的总硫含量,减少 H2S 对储罐的的腐蚀。
( 4) 罐区的操作人员,应接受相关法律、法规、规章和安全知识、专业技术、职业卫生防护和应急救援知识的培训,并经考试合格,方可上岗作业。
( 5) 完善操作规程,将“上罐作业前应关闭向储罐内充入氮气的阀门”补充到现有的操作规程。
( 6) 作业人员在罐上作业时应注意站位,应站在作业点的上风向位置。
( 7) 作业人员不应使用铁制工具,不准带火柴、打火机等火种,不能穿易产生静电的化纤衣服和带钉鞋。
( 8) 保持防雷、防静电设施的完好,并定期进行检测。
( 9) 应制定完善的《应急救援预案》,并定期组织职工进行演练。
 
5 结论
采用 DOW 化学火灾、爆炸指数法对选取的评价单元进行评价,评价结果表明:在未采取安全补偿措施的条件下,20 000 m3储罐区火灾、爆炸危险等级为“中等”。当采取安全补偿措施后,20000 m3储罐区火灾、爆炸危险等级为“轻”。危险程度在可接受范围内。同时找出了一些不安全因素,并提出了安全对策措施。在对不安全因素治理的基础上,加强工艺、设备管理,加强设备维护保养,做好设备的防腐检测,完善和强化应急预案及实际演练,提高职工在异常状态下的应变能力,罐区的安全生产是有保障的。
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