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淺析原油儲運工業(yè)用火的安全控制要素

文檔作者：周海梅張虹文檔來源：中國石油化工集團管道儲運公司南京輸油處		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年06月06日
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★石油化工安全環(huán)保技術(shù)女
2010年第26卷第6期 PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY
43
防火防爆
淺析原油儲運工業(yè)用火的安全控制要素
周海梅,張虹
(中國石油化工集團管道儲運公司南京輸油處,江蘇南京210046)
摘要:隨著原油管道儲運事業(yè)的快速發(fā)展,原油管道儲運過程中的工業(yè)用火越來越頻
繁,用火現(xiàn)場情況復雜、多變,為切實做好原油管道工業(yè)用火安全監(jiān)護,從管道儲運設(shè)施現(xiàn)
場用火過程中的可燃氣體濃度、著火源、危險物等關(guān)鍵要素的分析入手,從防火、防爆、防
靜電、防蒸汽及泄漏、防中毒五個方面闡述采取有針對性的用火安全措施,從而有效提高原
油管道儲運設(shè)施現(xiàn)場工業(yè)用火的安全性。
關(guān)鍵詞:用火;可燃氣體;著火源;危險物;安全措施
隨著管道事業(yè)的快速發(fā)展,輸油管道在不斷用火安全范圍,很難用一個準確數(shù)字來表達,因
的延伸、管線增多,油罐的單體罐容越來越大,為其中涉及因素很多。如:可燃物質(zhì)的泄出量、
大型油庫也逐年增多。與此相關(guān)的投產(chǎn)運行、維環(huán)境溫度、釋放的爆炸性氣體混合物的濃度、液
修檢修、施工改造等,使用火作業(yè)越來越頻繁,體混合物初沸點、爆炸下限、閃點、通風量
用火現(xiàn)場情況復雜多變,用火風險也因此加大。等等。
盡管國家的法律、行業(yè)的標準及企業(yè)的規(guī)程都對
這些因素的現(xiàn)場確認,應(yīng)由懂得易燃性物質(zhì)
工業(yè)用火有明確的規(guī)定,但在實際用火過程中還性能、設(shè)備工藝性能的技術(shù)人員綜合分析;由懂
要具體問題具體分析,把握關(guān)鍵要素,合理劃分得有關(guān)規(guī)范的專業(yè)技術(shù)人員,來劃分爆炸危險區(qū)
用火范圍,正確進行可燃物濃度的檢測,熟知可域及用火等級。在既保證現(xiàn)場用火作業(yè)安全可
燃物特性,有效的采取動火安全管理措施,提高靠,又避免人為提高爆炸危險區(qū)域及用火等級的
工業(yè)用火的安全性。
前提下,合理劃分用火范圍。
1合理劃分用火范圍
2可燃氣體濃度及影響因素
工業(yè)用火,與爆炸危險場所是難以分開的。
可燃氣體濃度在工業(yè)用火過程中是一個關(guān)鍵
對于一個油庫、輸油站或其中的一個裝置,由于的控制點。因此必須熟知可燃氣體濃度、濃度極
運輸和儲存的原油是易燃性物質(zhì),就可以把整個限等概念及相關(guān)因素,才能對其實施有效檢測和
廠區(qū)或裝置都認定為爆炸危險場所,因此無限制控制。
地擴大危險用火范圍,顯然是不合理的。
可燃氣體、可燃蒸汽或可燃粉塵與空氣構(gòu)成
依據(jù)《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)的混合物并不是在任何混合比例下都有著火和
范》(GB50058-92)將燃燒、爆炸場所劃分0區(qū)、爆炸的危險,而是必須達到一定的濃度才能發(fā)生
1區(qū)、2區(qū),各區(qū)有一定的范圍、距離。這一規(guī)燃爆混合的比例不同,其爆炸的危險亦不同
范主要是防爆電器選型的依據(jù),對合理劃分用火
范圍只能作參考。
《工業(yè)用火安全規(guī)程》(Q/HGD0030
收稿日期:2010-02-21
作者簡介:周海梅,1991年畢業(yè)于河北廊坊管道職
2007)劃分出大致的用火范圍和等級,如果不加
工學院油氣儲運專業(yè),現(xiàn)在中石化管道儲運公司南
分析生搬硬套,實際用火作業(yè)現(xiàn)場存在著一些難
京輸油處安全科從事輸油生產(chǎn)安全管理工作,注冊
以明確界定用火等級的問題。事實上作業(yè)現(xiàn)場的
安全工程師
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★石油化工安全環(huán)保技術(shù)
2010年第26卷第6期
混合物中可燃氣體濃度減少到最小(或增加限范圍越小,發(fā)生爆炸的危險性降低。
到最大),恰好不能發(fā)生爆炸時的可燃氣體體積
因此隨時監(jiān)測工藝生產(chǎn)裝置內(nèi)及用火部位周邊
濃度分別叫爆炸下限(簡稱%LEL)和爆炸上限環(huán)境可燃物質(zhì)在空氣中的濃度,使其達不到爆炸極
(簡稱%eL)。爆炸上限和爆炸下限統(tǒng)稱為爆限的下限,是保證安全用火的一項重要措施。
炸極限。
可燃氣體濃度=爆炸極限的下限(體積)×測3著火源與危險物
量數(shù)值
影響工業(yè)用火安全性的主要因素有著火源和
 A%%
危險物。
當爆炸極限的下限>4%可燃氣體或蒸汽3.1著火源
允許濃度<0.5%
在石油工業(yè)用火中,著火源主要有明火、沖
A%B%<0.5%
擊摩擦、絕熱壓縮、高溫加熱表面、電火花及電
當爆炸極限的下限<4%可燃氣體或蒸汽弧、靜電、自然發(fā)熱、熱射線。
允許濃度<0.2%
A%B%<0.2%
(1)明火:加熱用火、維修焊接用火、機動
簡單舉例,甲烷的爆炸下限為5%體積,是車輛排氣噴火、其它如點燃煙頭,吸煙時溫度為
把這5%體積比一百等分,讓5%體積比對應(yīng)600~800℃,自燃時溫度也可達450~500℃。
100%el,也就是說,當檢測儀數(shù)值達到10%
(2)沖擊摩擦,在用火過程中金屬之間摩擦
LEL報警點時,甲烷的含量相當于0.5%體積比。
和撞擊容易發(fā)熱和產(chǎn)生火花,
當檢測儀數(shù)值到達25%LEL報警點時,甲烷的含
在用火過程中所使用的設(shè)備器具如電動機、電
量相當于1.25%體積比。此時提示要馬上采取相器和燈具等運行或啟閉時,產(chǎn)生電火花或電弧
應(yīng)措施,比如開啟排氣扇或是切斷一些閥門等,
(3)絕熱壓縮過程中,系統(tǒng)介質(zhì)溫度迅速上
但離真正有可能出現(xiàn)危險的爆炸下限還有一段距升,有時成為點火能源。高壓氣體噴射很容易產(chǎn)
離,不必過于恐慌。
生絕熱壓縮現(xiàn)象。例如高壓氫氣瓶在打開出氣閥
在通常的動火作業(yè)中,由于石油的化學成分時,由壓差作用形成氣體高速流動,當氣團猛
較復雜,不同產(chǎn)地甚至同一產(chǎn)地的不同原油的組烈碰撞空氣,氣體狀態(tài)發(fā)生明顯變化,受到絕熱
分也存在一定的差異,無法確定可燃氣體的可靠壓縮,空氣與噴出氣團接觸面溫度上升,產(chǎn)生自
爆炸上、下限,原則上是測不出可燃氣體濃度燃著火。高壓氧氣容器的閥口嚴禁沾油,因為在
時,方才動火。有時在可燃氣體有一定的濃度又開閥一瞬間絕熱壓縮的氧氣溫度上升,使油料在
無法徹底消除時用火,需要注意以下因素對爆炸氧劇烈燃燒
極限的影響。
(4)靜電,油品在集輸管道內(nèi)流動時,摩擦
(1)溫度?；旌衔锏脑紲囟仍礁?則爆炸帶靜電;當油品從噴嘴或管口噴出產(chǎn)生靜電,油
下限降低,上限增高,爆炸極限范圍擴大。
品在輸送過程中遇到阻力形成沖擊波時會帶電,
(2)氧含量?；旌衔镏泻趿吭黾?爆炸極油品沉降時因含雜質(zhì)或水份也會發(fā)生靜電帶電現(xiàn)
限范圍擴大,尤其爆炸上限提高得更多。
象。靜電荷主要來源于管線的輸送系統(tǒng),而靜電
(3)惰性介質(zhì)。在爆炸混合物中摻入不燃燒荷積聚和引起火災的危險則主要發(fā)生在可形成爆
的惰性氣體,隨著比例增大,爆炸極限范圍縮炸性混合氣體的儲罐或容器空間中;人體在許多
小,惰性氣體的濃度提高到某一數(shù)值,可使混合情況下如行走、穿脫衣服等也能帶電,人體放電
物變成不能爆炸。
能量可達0.2mJ。
(4)壓力。原始壓力增大,爆炸極限范圍擴(5)自然發(fā)熱,可燃物本身內(nèi)部產(chǎn)生能量積
大,尤其是上限顯著提高。原始壓力減小,爆炸蓄使可燃物溫度上升;超過自燃溫度會自行燃燒
極限范圍縮小。在密閉的設(shè)備內(nèi)進行減壓操作如原油中含硫化物高時,達到一定溫度時自燃。
可以免除爆炸的危險。
(6)高溫表面,易燃物料與高溫的設(shè)備、管
(5)容器。容器直徑越小,混合物的爆炸極道、機泵外表面接觸;可燃物的排放口遠離高溫
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2010年第26卷第6期
周海梅等,淺析原油儲運工業(yè)用火的安全控制要素★
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表面;高溫表面的隔熱保溫設(shè)施。
聚,從而增加燃燒爆炸的危險因素。原油蒸氣與
(7)熱射線、紅外線眼睛雖看不到,但有很空氣混合到1.1%~6.4%,遇較小的點火能就
大的溫室效應(yīng),長時間局部加熱也會使可燃物起能引起爆炸。
火;直射陽光通過凸透鏡會發(fā)生聚焦作用,其焦(4)原油靜電易積聚性。原油的電阻率一般
點成為點火源。
在10·cm~102·cm左右。原油與管道磨
3.2危險物的特點
擦、進入容器時會產(chǎn)生靜電,有產(chǎn)生靜電的特
對原油管道儲運設(shè)施現(xiàn)場的用火而言,危險性。這種特性是由于油與管壁磨擦、沖擊以及
物就是原油。了解原油的特性,可以有效的規(guī)避油流噴射產(chǎn)生的靜電,積聚到一定電位就會發(fā)生
用火風險。
放電,產(chǎn)生火花,遇油氣引起火災爆炸事故。
從外觀上看,原油一般都是流體或半流體狀
(5)原油的毒性。原油本身無明顯毒性,但
態(tài),顏色多為黑色或深棕色,少數(shù)為暗綠、赤褐在高溫下原油可分解出帶有毒性的油蒸氣,人們
或黃色,并伴有特殊氣味。含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)越在清洗和檢修原油管道及設(shè)施的作業(yè)過程中,在
多,顏色越深,氣味也越濃。不同產(chǎn)地的原油,通風不的環(huán)境內(nèi),由于吸人過量的原油蒸氣,
其物理性質(zhì)差異很大,比重一般在0.8~0.98g
有可能引起神經(jīng)麻痹。原油中還含有一定量的硫
cm3之間,凝固點的差異也很大。如勝利原油的化氫。期內(nèi)吸人高濃度硫化氫后出現(xiàn)流淚、眼
凝固點大于24℃,而阿曼原油的凝固點-26℃,痛、眼內(nèi)異物感、畏光、視物模糊、流涕、咽喉
其主要原因是組成原油的各種成份所含的比例不部灼熱感、胸悶、乏力、意識模糊等重者可出
同。盡管各地原油的物理特性差異很大,但由于現(xiàn)腦水和肺水腫。極高濃度(1000mg/m以
其主要組成成份是烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴,這些上)時可在數(shù)秒鐘內(nèi)突然昏迷,呼吸和心跳驟停,
物質(zhì)大都具有易揮發(fā)、易燃燒的特性,決定了原發(fā)生閃電型死亡。
油也具有易揮發(fā)、易燃燒、易爆炸的危險特性。(6)易發(fā)生沸溢、爆噴。當燃燒產(chǎn)生的熱波
其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物,遇明火、高熱面接原油和重質(zhì)油中的水分時便使之氣化,使
能引起火災、爆炸,與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng),原油體積增大(水汽化后體積增大1700倍,油品
遇高熱分解出有毒的煙霧。
本身體積也在膨脹),加之水蒸氣不斷地向油面
(1)原油易燃性。原油是一種易揮發(fā)的物質(zhì),上涌,即會呈現(xiàn)出沸溢現(xiàn)象,使原油不斷溢出
揮發(fā)出的氣體又具有可燃性,當環(huán)境中遇有空氣當熱波面抵達水墊層時,大量水分急劇汽化或造
或氧氣時,若有火源存在(如明火、撞擊火花、成很大的水蒸氣壓力急劇沖擊油面并將油拋向
靜電火花、電火花、雷擊等)就可能引起燃燒。高空,形成火雨”現(xiàn)象(爆噴),進而造成大面
這種燃燒主要是蒸汽燃燒,即同原油蒸發(fā)出的氣積或火場型火災。
體燃燒,而燃燒所產(chǎn)生的熱量,又進一步加熱原4安全防范措施
油,從而加速原油的進一步揮發(fā),使燃燒繼續(xù)蔓
延和擴散。石油及其產(chǎn)品燃燒所產(chǎn)生的溫度和放
由于原油特性決定了原油管道儲運工業(yè)用火
出的熱量非常高。
具有爆炸、著火、復燃、復爆等危險,必須采取
(2)原油易爆性。原油是易燃易爆物品,其有針對性的全措施,即防火、防爆、防靜電、
閃點為-6.67~32.2,自燃溫度為350℃,爆炸防蒸發(fā)及泄漏、防中毒“五防”措施,才能確保
下限(V%)為1.1,爆炸上限(V%)為8.7。原油原油管道工業(yè)用火的安全
屬甲類危險品,原油中的低分子烴類容易蒸發(fā),4.1防火
其蒸發(fā)出來的油蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣
消除和控制上述的各類著火源,在用火的危
體,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。
險場所設(shè)置能夠防止火焰蔓延的構(gòu)筑物,配備好
(3)原油易蒸發(fā)。原油容器內(nèi)壓力每降低0.1相應(yīng)的消防器材,應(yīng)根據(jù)需要,在現(xiàn)場準備好消
MPa,一般有0.8~1.0m3油蒸氣析出。蒸發(fā)出防水、滅火器,必要時配備消防車。
的油蒸氣極易在儲存處所或作業(yè)場地的低洼處積
(下轉(zhuǎn)第48頁)
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☆石油化工安全環(huán)保技術(shù)
2010年第26卷第6期
行,必要時應(yīng)有運行人員配合工作,嚴防誤操作。票上注明工作結(jié)束時間,并雙方簽名。
(4)做開關(guān)遠方傳動試驗時,開關(guān)處應(yīng)設(shè)專(3)對試驗中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備問題及處理情況,
人監(jiān)視,并應(yīng)有通信聯(lián)絡(luò)和就地可停的措施。
向設(shè)備管理單位做詳細交代。
(5)轉(zhuǎn)動著的電動機,即使未加勵磁也應(yīng)視
為有電壓,如在其主回路(一次回路)上進行測
6結(jié)語
試工作,應(yīng)有可靠的絕緣防護措施。
鑒于電氣試驗工作的高度人身危險性,對變
(6)使用鉗形電流表時,其電壓等級應(yīng)與被配電設(shè)備正常運行的極端重要性,安全管理工作
測電壓相符,測量時應(yīng)戴絕緣手套。
在電氣試驗中應(yīng)得到充分的重視,并貫穿到試驗
管理工作和試驗作業(yè)的全過程。如何有效地把各
5試驗工作終結(jié)時的安全措施
項安全措施落到實處,最大限度地糾正電氣試驗
(1)試驗全部結(jié)束后,工作負責人必須認真中人的不安全行為,改變現(xiàn)場的不安全狀態(tài),避
檢查現(xiàn)場,確認:a)無遺留物品、工具、接地線免各種可能造成人身傷害、設(shè)備停運、設(shè)備損毀
等;b)已拆的所有引線連接完好牢固;c)柜、的安全隱患,還需要做深入地研究和切實的努
門、盒等處恢復完好;d)為了調(diào)試需要而臨時退力。做好現(xiàn)場的安全管理和監(jiān)督工作,也需要時
出或改動的保護已正確恢復;e調(diào)試拆除或短接間、精力和財力的投入。在保證試驗質(zhì)量,及時
的線頭已恢復;工作班全體人員撤離試驗現(xiàn)場。發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備電氣缺陷的同時,確保試驗全過程
(2)工作負責人辦理工作終結(jié)手續(xù),在工作的安全,避免人身傷害和設(shè)備損壞。
(上接第45頁)
嚴格用火前檢查,消防器材是否可用、適氣與油品相混。
用?數(shù)量是否充足?操作工具是否齊全?消防器4.4防蒸發(fā)及泄漏
材及其操作工具放置的位置是否便于順利取用?
在用火過程中,需經(jīng)常抽出管線內(nèi)的油品,
消防車應(yīng)停在上風口適當?shù)奈恢?在緊急火災情容易產(chǎn)生可燃氣體的場所比較多,一是嚴格控制
況下,能順利啟動。消防栓要先經(jīng)檢查試驗,確其泄漏程度和范圍;二是及時排除聚集于用火場
保壓力正常。
所的油氣;三是經(jīng)常對所在場所的可燃氣體或蒸
4.2防爆
發(fā)氣的濃度進行檢測,保證其濃度不超過爆炸極
避免造成燃燒或爆炸環(huán)境;采用如惰性氣體限下限。
保護等保護性措施。在爆炸危險場所嚴格控制火4.5防中毒
源,使用防爆電氣,防止爆炸性混合性氣體的形
準備好個人防護用器材。特別危險作業(yè),應(yīng)
成,按規(guī)定用便攜式可燃氣體檢測儀檢查。一旦根據(jù)需要在現(xiàn)場準備空氣呼吸器、防護服、防
毒面具等,并檢查其適用性、可用性。
可能的消除;一旦燃爆及時泄壓,切斷爆炸傳播
途徑,將其轉(zhuǎn)化成單純的燃燒以減輕危害,減弱5結(jié)語
爆炸威力及沖擊波對現(xiàn)場作業(yè)人員、設(shè)備及建筑
在做好動火作業(yè)本身存在危險的風險分析的
物的損傷。
同時,強化作業(yè)方案的審批,強化作業(yè)票證的管
4.3防靜電
理,進行必要的安全技術(shù)交底,只有經(jīng)過允許才
控制原油在管道內(nèi)的流速,防止或減少靜電能進行動火作業(yè),只有經(jīng)過一定程序,才能保證
的產(chǎn)生與積聚,采取正壓通風或充惰性氣體等有用火作業(yè)的安全性。
效措施,導走或消散聚積靜電,防止爆炸性混合
氣體的形成。防止由高電場產(chǎn)生的有足夠能量的參考文獻:
靜電放電;當油中含水或不同油品相混并通入壓1石油安全工程(中級本)[M]北京:石
縮空氣時靜電的發(fā)生量將增大,因此避免水、空
油工業(yè)出版社,1991.
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