導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

COW儲罐清洗技術的安全性分析及控制措施

文檔作者：孫海濱文檔來源：中石化管道儲運公司管道技術作業(yè)分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月18日
下載地址：點擊這里	文件大?。?937.73 KB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?37.73 KB 共4頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇： 2000m3汽油儲罐的聲發(fā)射檢測與安全性評估

上一篇：儲罐帶油整體更換囊式密封裝置應注意的安…

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

第9期 一45一
COW儲罐清洗技術的安全性分析及控制措施
孫海濱
(中石化管道儲運公司管道技術作業(yè)分公司，江蘇徐州221008)
[摘 要】闡述了COW儲罐清洗技術的原理，分析了清洗作業(yè)存在的不安全因素，提出了防止爆炸、控制氧氣濃度、保障施
工人員安全的控制措施；在施工現(xiàn)場引．~HSE管理機制，以創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，最大限度的避免危害和事故發(fā)生。
[關鍵詞]COW；儲罐清洗；安全性分析；控制措施
石油儲罐經(jīng)過長時間的運行或閑置，會產(chǎn)生
許多不利因素， 如罐內(nèi)沉積物影響儲罐的有效容
積、內(nèi)防腐層脫落造成罐底板腐蝕甚至漏油、罐
基礎不均勻沉降造成罐體傾斜、軟基礎下陷造成
罐底板撕裂、應力變形形成焊縫撕裂等。石油儲
罐的檢修周期一般為5—7年，檢修前必須進行清
洗，清洗分人工清洗和機械清洗兩種。COW清洗
就是目前世界上先進的機械儲罐清洗技術之一。
l COW油罐清洗原理簡介
COW (Crude Oil Washing)儲罐清洗是利用
臨時敷設的管道，將COW裝置、清洗油罐及清潔
原油罐連接在一起，用設置在清洗油罐上的清洗
機，噴射清潔油罐所供給的清洗油來溶解油渣，
用抽取系統(tǒng)抽取溶解的淤渣，過濾后再將其送回
清潔油罐中，最后用溫水進行循環(huán)清洗，分離出
的原油送回清潔油罐。通過這種清洗，油罐內(nèi)油
份基本被除掉， 打開檢修孔后可以進行最終清
掃。該技術的優(yōu)點是安全性高、工期短、設備穩(wěn)
定，不受沉積物和油罐容量的影響， 可最大限度
回收原油， 回收油性能穩(wěn)定，不受油罐位置的影
響，節(jié)省人力，綜合經(jīng)濟性能高。該技術的工藝
流程見圖1。
圖1 COW工藝流程圖
2 COW技術的安全性分析
COW技術涉及的安全問題主要有兩方面：
2．1靜電引起的爆炸
2．1．1靜電的產(chǎn)生和削弱： 原油在流動、過濾、攪
拌、噴射、飛濺、沖刷、灌注、劇烈晃動等過程
中，會產(chǎn)生靜電，生成的途徑有三種方式：
(1)流經(jīng)輸送管道時產(chǎn)生的流動充電：管壁
界面上是一層正電荷，液體界面上是極薄一層的
負電荷， 與其相臨的較厚一層又是正電荷，正電
荷隨著液體的流動形成液流電流(又稱流動電流
或沖動電流)。不帶電的液體開始流入管道時，
其內(nèi)電荷密度、流動電流均為零， 隨著流體的流
動， 電荷密度與流動電流逐漸增加，到一定程度
后，流動電荷的電場將阻止離子繼續(xù)由罐壁向流體
過渡， 從而達到動態(tài)平衡，二者都達到一個穩(wěn)定
值，在接地良好的情況下這些電荷將流向大地。
作者簡介：孫海濱(1975一)，男，漢族，河北滄州人，1997年
畢業(yè)于承德石油高等?？茖W校焊接工藝與設備專業(yè)，工程師。現(xiàn)在
中石化管道儲運公司管道技術作業(yè)分公司從事技術質(zhì)量工作。
一
46一■ 安全密封 石油與化工設備
2010年第13卷
影響液體靜電的因素有：液體電阻率(實驗
證明， 電阻率為1010Q的液體最易產(chǎn)生靜電， 電
阻率在108 Q以下的液體， 由于泄漏較強不容易積
蓄靜電，原油的電阻率在108 Q以下，因此靜電的
危險性很小)、雜質(zhì)(油水混合時， 將產(chǎn)生附加
靜電)、管道材質(zhì)和管道內(nèi)壁形狀、注油管和容
器的形狀、過濾器的使用、流速和管徑等。
(2)清洗機的噴出物同周圍氣體間摩擦產(chǎn)生
的靜電；
(3)噴出物沖擊壁面而產(chǎn)生的充電霧。
這三種形式產(chǎn)生的靜電含量不一樣，其中最
主要的成分是充電霧， 即充電霧懸浮于空間形成
空間電荷域?，F(xiàn)場測試表明，它不受油罐大小的
影響，測到的最大帶電密度約等于10 C／m ，同時
觀測到由操作清洗機而產(chǎn)生的靜電， 在清洗機停
止作業(yè)后的一小時內(nèi)減弱(見圖2)。
10 (C)
電3
霧
—
五
的 2
總
電
量1
開始(清洗時間) 停止(衰減時間)
圖2 靜電衰減圖
2．1．2靜電火花的產(chǎn)生：
油罐中形成的帶電空間電荷域會向其周圍的
油罐結構物(罐壁、浮船立柱、加熱盤管、中央
排水管等)放電，當場強超過一定值時(場強為
3O00kv／m， 電位強度為25kv)，會產(chǎn)生足以點
燃易燃氣體的電火花，一旦在放電過程中出現(xiàn)火
花，會引起爆炸。電火花放電有下列兩種形式：
(1)從充電霧直接向突出物放電：試驗表
明，在半徑1Om，平均電荷密度lO-SC／m 的球形油
罐里，油罐內(nèi)總電荷量集中向半徑1cm的球形突出
結構物放電(有最大可能點火放電的電極彎曲半
徑是lcm)，有可能引起點火能量。
在油罐中，充電霧被周圍罐壁、浮船立柱和
其他內(nèi)部結構物隔開、擴散，總電荷量幾乎不可
能會集中于一點， 除非充電霧云獨立懸浮于巨大
空間中，否則電火花放電直接引起點火是不可能
發(fā)生的。特別是罐頂支柱延伸到底的浮項油罐，
充電霧云被支柱劈開(5O000m 儲罐有106個立
柱，20000m 儲罐有53個立柱，l 0000m 儲罐有
45個立柱)，1臺清洗機的最大有效動作半徑為
13m，其覆蓋范圍內(nèi)最多有32個立柱，最少有12個
立柱與40m 的罐壁板， 因此不會形成大的連續(xù)的
充電霧云。
(2)從帶電絕緣體向結構物放電：如果充
滿充電霧云的空氣中有一絕緣體(未接地的導
體)， 該導體因接觸充電霧和靜電感應而充電，
當該導體靠近接地體，放電就會發(fā)生。如果接地
體是導體，導體向導體放電，總電量會一次性釋
放，有時其能量可超過點火水平。
英國的Southampton大學進行過一次水霧團試
驗， 當水霧達~U50m長(約20kg重)，其頭部約
20m長，就有點火放電的危險。而COW方法清洗
浮頂罐時，是在浮頂落到底后進行的，其高度最
大只有1．8m (頭部遠小于20m)， 即使產(chǎn)生水霧
團，也不會產(chǎn)生可能引起點火的充電，所以不用
擔心電火花引起點火。
COW方法使用的是油而不是水， 油并非導
體， 即使充電油塊滴到作為導體的底板，也不會
發(fā)生立即釋放其總電荷， 因此點火放電的可能性
較小。因此，對浮頂油罐， 即使在操作清洗機時
生成充電霧，也幾乎不可能有充電霧直接放電或
充電絕緣體的電火花放電產(chǎn)生。
2．2有毒氣體對人身安全的危害：
清洗完畢， 罐內(nèi)仍存在有毒氣體， 其主要
成分是硫化氫、可燃氣體(主要有直鏈烴、脂肪
烴、芳烴、酚類、多環(huán)芳烴等)。施工人員在進
入油罐作業(yè)之前，必須先測量這些氣體的濃度，
并按作業(yè)基準進行施工，見表1。
表1 各種氣體濃度下的作業(yè)基準
氣體種類 氣體濃度 作業(yè)準則
氧氣濃度 20％以上 可不戴面具作業(yè)
不足20％ 禁止進罐作業(yè)
300ppm以下 可不戴面具作業(yè)
可燃氣體 300-2000ppm 可使用防毒面具作業(yè)
2000ppm以上 可使用空氣呼吸器作業(yè)
硫化氫濃度 lOppm以上 禁止進罐作業(yè)
對烴類中毒，美國國家職業(yè)安全和健康學院
(NIOSH)推薦的時間加權平均濃度350mg／m ，
作為烴類混合氣體的職業(yè)安全和健康的限度，超
過此限在得不到保護的情況下，將不允許施工。
COW技術要求在清洗完成后，必須打開人孔
第9期 孫海濱COW儲罐清洗技術的安全性分析及控制措施 ．．47．
通風24d'時，再用有害氣體檢測器進行檢測，分
別對氧氣、硫化氫、可燃氣體等氣體濃度進行分
析，并在濃度超標時報警，提醒施工人員采取相
應措施。
3安全控制措施
3．1防爆炸措施：
浮項油罐在清洗時， 靜電火花引起點火的
可能性很小，根據(jù)ICS (Internation Chamber of
Shipping)的油罐清洗準則，若有2套或少于2套的
清洗機同時使用，不控制空氣層也能進行操作，
因此只要妥當和仔細操作清洗機， 不會發(fā)生爆
炸。但為預防萬一，仍要采取防爆措施。
防止爆炸最有效的方法是控制氣體的濃度，
可燃氣體與氧氣(空氣)混合氣體的燃燒爆炸發(fā)
生于兩者處于一定混合比例時，見圖3。
)環(huán)境
)環(huán)境
l5 2O 2l
氧氣(體積百分比)
圖3 爆炸環(huán)境圖
偏離這種爆炸環(huán)境就可保證安全， 非爆炸環(huán)
境有：
(1)氧氣的低濃度狀態(tài)( l1vo1％)，惰性
環(huán)境；
(2)過濃可燃氣體(三1Ovo1％)，過濃環(huán)
境；
(3)低濃度可燃氣體( 1．5vo1％)，過缺環(huán)
境。
從圖3可以看到， 只要在涂黑區(qū)域以外的部
分，即使有點火源，也不會發(fā)生爆炸，在三種狀
態(tài)中，施工現(xiàn)場最能保證安全的是A中的惰性環(huán)
境，通常把氧氣濃度保持在8vo1％以下。但在實際
操作清洗機的過程中，油罐中的空氣要保持雙重
安全環(huán)境， 即惰性環(huán)境和過濃空氣環(huán)境， 即圖中
的A+B。
為達到8vo1％的惰性環(huán)境，通常采用注入氮氣
的方法，將液氮罐車上的液態(tài)氮，用氣化器氣化
后，通過軟管連接到罐頂人孔注入。
3．2氧氣濃度的控制：
氧氣濃度由帶有報警的自動連續(xù)測量儀來
測定，按氧氣濃度的趨勢，來控制罐內(nèi)的惰性環(huán)
境，油罐里各個方位的氣體成分幾乎是一致的，
氧氣濃度的差異也一般保持在1％以內(nèi)，可以認為
油罐里的氣體成分均勻， 因為清洗機運轉時可將
氣體攪拌，如果外界氣體進入油罐，其氧氣濃度
會上升。
外界空氣進入油罐有以下兩種情形：
(1)油罐中的溫度因夜晚或風雨天的冷空
氣而降低，于是油罐里的空氣收縮使外界空氣進
入：
(2)油罐上的開口使內(nèi)部和外界的空氣交
換，包括：罐頂支柱處、清洗機安裝處、浮船周
圍密封損壞、罐體橢圓變形、量油管處等。
以上兩種情形中，溫度下降時外界的空氣流
入量較大，一般說來，罐內(nèi)氣體會因外部環(huán)境1℃
的溫度變化，而以1／273的比例膨脹或收縮，有關
數(shù)據(jù)見表2。
表2 環(huán)境氣溫升降1℃時罐內(nèi)氣體變化量
儲罐容積 儲罐直徑 浮船著底后罐 環(huán)境氣溫升降1℃
( 時罐內(nèi)氣體膨脹或
m ) (m) 內(nèi)容積(m ) 收縮量(
m )
100000 80 9043 33
50000 60 5087 l8．7
20000 40 2261 8．3
10000 30 1272 4．7
以清洗的臨邑輸油站50000m 罐為例，臨邑站
所在地區(qū)的最高平均氣溫為30℃ ，最低平均氣溫
為12℃ ，在18℃ 的溫差下，罐內(nèi)氣體的漲縮量為
337m3，此時最少要補充337m 的氮氣，才能維持罐
內(nèi)氣體濃度的平衡，未包括其它原因造成的影響。
3．3施工現(xiàn)場的HSE管理：
HSE (Health Safety Environment)管理體系
是一種事前進行風險分析，確定其自身活動可能
發(fā)生的危害和后果，從而采取有效防范手段和控
制措施防止其發(fā)生， 以便減少可能引起的人員傷
害、財產(chǎn)損失和環(huán)境污染的有效管理方式。HSE
作為一個管理活動，在油罐清洗現(xiàn)場得到貫徹和
實施。
(1)堅持石化32字方針“安全第一， 預防
為主，全員動手， 綜合治理， 改善環(huán)境，保護健
(下轉55頁)
可燃氣體一體積百分比一
第9期 祝繼安丙烷裝置高溫瀝青泵機械密封改進 一55一
貼合在泵軸上，既可以起到動環(huán)的定位作用，又
可以實現(xiàn)動環(huán)與泵軸間的密封， 同時，動環(huán)座和
抱箍間的錐面配合受力貼合后也完全可以阻止介
質(zhì)從錐面泄漏出去。
2．5加設蒸汽四氟擋圈
為避免蒸汽和微量介質(zhì)經(jīng)隔離套回轉出來
后，從密封壓蓋和軸之間漏出， 并防止泄漏的蒸
汽吹入泵軸承箱損壞軸承，在壓蓋#1-~1了蒸汽擋
圈，擋圈與軸設計為微量過盈配合，在密封蒸汽
類無油介質(zhì)時以選用具有自潤滑性的四氟乙烯材
料為宜。
3改進后效果
改進前，密封使用周期只有1～2月。自2009
年10月實施改進后運行至今未出現(xiàn)密封泄漏故
障，極大地降低了設備故障率，完全滿足了工藝
生產(chǎn)要求。
◆參考文獻
【1]王汝美．實用機械密封問答[M】．北京：中國石化出版社
1995．
[2】顧永泉．流體動密封【M】．北京：石油大學出版社．1990．
(上接47頁)
康，科學管理， 持續(xù)發(fā)展”； 目標是“追求最大
限度的不發(fā)生事故，不損害人身健康， 不破壞環(huán)
境，創(chuàng)一流HSE業(yè)績”。
(2)現(xiàn)場做好直接作業(yè)管理：動火作業(yè)、破
土作業(yè)、起重吊裝作業(yè)、高處作業(yè)、臨時用電作
業(yè)、臨時用火作業(yè)等嚴格按程序進行。
(3)環(huán)境保護管理：清洗出的油渣、污水按
要求處理與排放。
(4)健康衛(wèi)生管理：現(xiàn)場配備氧氣濃度檢測
儀，有害氣體檢測器， 按規(guī)定發(fā)放勞保用品，做
好噪聲預防，有毒氣體防護，高溫保護，合理安
排職工的作息時間及后勤管理。
(5)現(xiàn)場正規(guī)、非正規(guī)的HSE標志、標識準
確醒目。
(6)施工記錄齊全完備。
4結束語
目前進行的儲罐清洗作業(yè)， 是以氮氣為介質(zhì)
進行安全保護的， 費用較高。如能采取其它有效
的方法， 既能保證安全、又能降低成本，將為推
廣COW機械清洗創(chuàng)造更加有利的條件， 同時也是
下一步科技攻關的方向。
◆參考文獻
[1] 1日本國大風工業(yè)株式會社．石油罐清洗技術 】．
[2]夏元洵主編．化學物質(zhì)毒性全書[M】．上海：上海科學技術
文獻出版社，1991．
[3]葉如格主編．石油靜電[M】．北京：石油工業(yè)出版社，1983．
[4】(美)Hughes，J．R著：潘光坦譯．石油儲存和裝卸的防火
防爆IM]．北京：石油工業(yè)出版社，1987．

網(wǎng)友評論 more

化工安全論文最新內(nèi)容

03-11