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大型油罐安全分析對(duì)策與措施

  
評(píng)論: 更新日期:2011年03月02日

 摘要:大型儲(chǔ)罐有節(jié)省鋼材、占地少、投資省、便于操作、管理等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)達(dá)國(guó)家建造、使用大型儲(chǔ)罐已有近30年歷史,而我國(guó)尚處于起步階段。影響大型儲(chǔ)罐安全運(yùn)營(yíng)的因素很多,一旦發(fā)生事故,就可能引發(fā)重大事故,損失將十分慘重。因此,迫切需要及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提出改進(jìn)措施。我們對(duì)其中的主要安全問(wèn)題進(jìn)行分析,并提出對(duì)策,為工程設(shè)計(jì)提供參考。
  
  關(guān)鍵詞:油罐安全分析改進(jìn)措施
  
  一、大型原油儲(chǔ)罐工程危險(xiǎn)性分析
  1原油危險(xiǎn)性分析
  原油為甲B類(lèi)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。
  2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。
  著火源的問(wèn)題主要是通過(guò)加強(qiáng)管理來(lái)解決,可燃物泄漏問(wèn)題則必須在儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)過(guò)程中加以預(yù)防和控制。
  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(pán)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。
  浮盤(pán)沉底事故是浮頂油罐生產(chǎn)作業(yè)時(shí)非常忌諱的嚴(yán)重惡性設(shè)備事故之一。該類(lèi)事故的發(fā)生,一方面反映了設(shè)計(jì)、施工、管理等方面的嚴(yán)重缺陷,另一方面又將造成大量原油泄漏,嚴(yán)重影響生產(chǎn)、污染環(huán)境并構(gòu)成火災(zāi)隱患。
  
  二、油罐罐頂失穩(wěn)分析浮頂油罐是大型儲(chǔ)備庫(kù)最重要的設(shè)備。

  隨著油庫(kù)擴(kuò)容的要求,多年來(lái)國(guó)內(nèi)外的浮頂卡阻沉頂事故多次發(fā)生,造成巨大經(jīng)濟(jì)損失,成為急待解決的課題。根據(jù)多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),通過(guò)剖析國(guó)內(nèi)外浮頂油罐結(jié)構(gòu),提出了避免浮頂卡阻沉頂事故的措施。
  1浮頂載荷分析
  浮頂油罐的浮頂(圖1)所受載荷較為復(fù)雜,除介質(zhì)引起的浮力外,還有風(fēng)、雨、操作條件、自身結(jié)構(gòu),尤其是導(dǎo)向管(或?qū)в凸?及導(dǎo)向筒的結(jié)構(gòu)對(duì)浮頂傾斜時(shí)是否卡阻影響頗大,現(xiàn)就各主要因素對(duì)浮頂?shù)挠绊懛质鲇谙隆?br />   
  取決于浮頂及附件質(zhì)量、刮蠟板、密封機(jī)構(gòu)對(duì)罐壁摩擦力的大小及方向以及導(dǎo)向筒對(duì)導(dǎo)向管、量油管摩擦力的大小及方向。但當(dāng)隔艙破壞漏油、浮頂積水、風(fēng)力作用及浮頂受導(dǎo)向管(或量油管)卡阻時(shí),其浸沒(méi)深度就會(huì)發(fā)生深度不同的變化,造成浮頂傾斜。
  
  2)風(fēng)力作用
  狂風(fēng)對(duì)浮頂產(chǎn)生附加彎矩,并使浮頂向最大風(fēng)向漂移。當(dāng)狂風(fēng)吹過(guò)罐上方時(shí),風(fēng)力線密度發(fā)生變化,并改變方向,與罐頂呈α角俯沖到浮頂上,并在消防擋板擋雨板處受阻最大。俯沖力T可分解成與浮頂垂直的T2(略去浮頂?shù)呐潘露?和平行浮頂?shù)腡1。在俯沖力的尾端,即狂風(fēng)初始進(jìn)入地帶,由于風(fēng)力線突變,根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理,將產(chǎn)生一定的真空度,相當(dāng)對(duì)浮頂產(chǎn)生一向上的吸力T3,這樣一來(lái),T2和T3形成了對(duì)浮頂中心的傾覆力矩,T1對(duì)消防擋板產(chǎn)生一推力,使浮頂向最大風(fēng)向漂移,并產(chǎn)生對(duì)浮頂?shù)膬A覆力矩M,其方向與前一力矩疊加。且風(fēng)力為忽大忽小的動(dòng)載荷。
  3)暴雨沖擊力作用
  暴雨無(wú)風(fēng)時(shí),對(duì)浮頂?shù)臎_擊力是均勻向下的,僅影響浮頂?shù)慕](méi)深度,但當(dāng)暴雨伴隨狂風(fēng)時(shí),就會(huì)使雨線偏斜。雨線對(duì)浮頂?shù)臎_擊力可分解成與浮頂垂直的力及與罐頂平行的力,而其力作用在消防擋板和擋雨板上,由于雨線在風(fēng)力作用下對(duì)浮頂形成一入射角,浮頂左方一部分不受雨線作用,因而造成浮頂偏載,所以對(duì)浮頂中心形成傾覆力矩,并與前一力矩疊加。
  
  4)不均勻積水對(duì)浮頂?shù)淖饔昧?br />   當(dāng)暴雨使浮頂積水不能從中央排水管排盡時(shí),將造成一定深度的積水,因浮頂傾斜,在最大風(fēng)力方向一側(cè)積水較深,又產(chǎn)生一與前相同方向的浮頂傾覆力矩。
  
  2預(yù)防措施
  1)增加導(dǎo)向管數(shù)量
  導(dǎo)向管及量油管與最大風(fēng)向的不同安裝方位,對(duì)浮頂?shù)膬A覆矩影響較大。如在最大風(fēng)向浮頂?shù)膬啥嗽黾?根導(dǎo)向管,則浮頂傾覆就會(huì)受阻,使導(dǎo)向管(或量油管)傾覆彎矩減小。對(duì)于大型儲(chǔ)罐,由于直徑較大,可適當(dāng)增加導(dǎo)向管,對(duì)任何風(fēng)向都有較大抗浮頂傾覆能力,其增加的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于浮頂沉沒(méi)事故處理造成的經(jīng)濟(jì)損失。

  2)按最大風(fēng)向兩端布置導(dǎo)向管及量油管
  當(dāng)儲(chǔ)罐容量較小時(shí),也可仍按現(xiàn)有浮頂結(jié)構(gòu)僅設(shè)兩根導(dǎo)向管及量油管,但必須按建罐地點(diǎn)實(shí)際最大風(fēng)向兩端布置,且將量油管設(shè)在夏季最大風(fēng)尾處。這樣,導(dǎo)向管對(duì)浮頂反力矩的力臂會(huì)成百倍地增加。

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