油罐區(qū)危險性分析與評價

　　評論：　更新日期：2016年10月08日

摘要：應(yīng)用安全系統(tǒng)工程原理和方法，對20000 m³儲罐區(qū)主要存在的危險、有害因素進行識別與分析。采用道化學火災(zāi)、爆炸指數(shù)評價法，定量地對20000 m³儲罐區(qū)所儲物料的實際潛在火災(zāi)、爆炸和工藝過程的危險性進行分析評價，依據(jù)危險指數(shù)的計算結(jié)果，確定危險等級，提出合理可行的安全對策措施。

關(guān)鍵詞：儲罐；安全評價；對策措施

1 概述

1997 年中石化股份天津分公司烯烴部兩臺 20000 m³( 40 500 mm × 16 750 mm) 石腦油儲罐建成投用。儲罐結(jié)構(gòu)形式為內(nèi)浮頂。兩罐集中布置在一個防火堤內(nèi)，防火堤高 1. 6 m，兩罐間距為61 m。生產(chǎn)中，外供石腦油主要儲存在這兩臺罐內(nèi)。

1.1 工藝流程簡介

從廠外用汽車運來的石腦油，經(jīng)石腦油卸車線輸送到 U—FB112A/B( 容積為 20 000 m³) 內(nèi)儲存。 U—FB112A/B 內(nèi)儲存的石腦油經(jīng)輸送泵送至 U— FB101A/B/C( 容積為5 000 m³) 或 U—FB102A/B/C ( 容積為5000m³) 中，并經(jīng)高速泵送至乙烯裝置。

1. 2 罐區(qū)的主要設(shè)施

設(shè)施名稱	安裝位置	數(shù)量	使用情況	備注
水炮	罐區(qū)東、西、北側(cè)	6 門	良好
泡沫炮	罐區(qū)東西側(cè)	6 門	良好
泡沫噴淋	罐體	12 組	良好	每罐 6 組
水噴淋	罐體	12 組	良好	每罐 6 組
消防栓	罐區(qū)西側(cè)馬路邊	2 個	良好
泡沫栓	罐區(qū)東西兩側(cè)	6 個	良好
推車滅火器	罐區(qū)西側(cè)、防火堤內(nèi)	9 具	良好
手提滅火器	罐區(qū)西側(cè)	26 具	良好
噴淋和泡沫閥井	罐區(qū)東側(cè)	3 組	良好
泡沫站	罐區(qū)西北角	1 座	良好	2. 6 萬升火YEF-6
災(zāi)報警按鈕	罐區(qū)東側(cè)、西側(cè)	6 個	良好
可燃氣體報警器	罐周圍、泵旁	10 個	良好

2 危險及有害因素分析

2. 1 火災(zāi)、爆炸儲罐切水時無人監(jiān)護、儲罐冒頂、閥門破裂、法蘭墊片損壞、H2S 對罐底的腐蝕等均會導致石腦油的泄漏，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火能引起燃燒爆炸。同時石腦油蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方。遇明火會引起回燃。來自煉油部的石腦油中硫化物、H2S 含量較高，最高硫含量約為 800 ～1 000 mL/m3。長期儲存含硫量高的石腦油，會對儲罐造成腐蝕，生成FeS。FeS如遇空氣會釋放出大量的熱量，并引起易燃物燃燒。

2. 2 觸電傷害儲存區(qū)有物料輸送泵，若電氣設(shè)備發(fā)生事故、電氣安裝不規(guī)范、缺少接地或接零、接地接零損壞失效，會發(fā)生觸電傷害事故。

2. 3 靜電、雷電危險在物料輸送過程中，無靜電跨接接地裝置或靜電接地裝置失效，存在靜電集聚、放電引發(fā)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)、爆炸的危險。石腦油泄漏噴出也易產(chǎn)生靜電。避雷設(shè)施或避雷設(shè)施接地不良，接地電阻過大，都可能遭到雷擊或雷電感應(yīng)放電。儲罐避雷設(shè)施應(yīng)定期進行檢查測試，保證避雷設(shè)施完好，設(shè)備管道接地電阻應(yīng)在規(guī)定要求的范圍內(nèi)，避免雷電感應(yīng)造成的損失。

2. 4 高空墜落危險儲罐有爬梯、平臺、護欄，職工在生產(chǎn)操作及巡檢作業(yè)中，因爬梯、平臺、護欄腐蝕減薄或焊接點開裂均有高空墜落的危險。

2. 5 機械傷害

儲存區(qū)中石腦油輸送泵存在機械傷害危險。如靠背輪質(zhì)量不好、安裝不牢，可能發(fā)生靠背輪破碎飛出傷人事故；當轉(zhuǎn)動部分缺少保護罩時，在操作、擦洗過程中職工觸及可能發(fā)生撞擊，衣物或長發(fā)被纏繞而造成傷害。

2. 6 中毒

石腦油蒸氣可引起眼及上呼吸道刺激癥狀，如濃度過高，幾分鐘即可引起呼吸困難、紫鉗等缺氧癥狀。未關(guān)閉氮氣閥門上罐操作，一旦打開罐頂有關(guān)罐蓋，站立位置不當，浮盤上方空間已充入的氮氣泄漏出來，會引起作業(yè)人員氮氣窒息。

3 道化學火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價

3. 1 單元劃分根據(jù)《道化學火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法》工藝單元選擇的原則和實際情況，將20000 m³罐區(qū)的兩臺儲罐作為評價單元，從理論上定量計算評價對象的火災(zāi)、爆炸指數(shù)，暴露半徑( m) 及影響區(qū)域( m²) 。

3. 2 單元固有危險指數(shù)的計算

( 1) 物質(zhì)系數(shù)的確定從《道化學火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法》物質(zhì)系數(shù)和特性表中，查得石腦油的參數(shù)見表 1。

表 1 物質(zhì)系數(shù)和特性

化合物	物質(zhì)系數(shù) MF	燃燒熱Hc/( k·kg^-1)	NFPA 分級			閃點/℃	沸點/℃
			健康危險 NH	易燃性 NF	化學活性 NR
石腦油	16	41868	1	3	0	－2. 2	100~160

( 2) 計算結(jié)果根據(jù)《道化學火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法》選取工藝單元危險系數(shù)的原則，分別對一般工藝危險性和特殊工藝危險性進行計算，結(jié)果見表 2。

3. 3 單元補償后危險指數(shù)計算根據(jù)補償系數(shù)的取值原則和實際情況，從工藝控制、物質(zhì)隔離和防火措施三個方面分別進行計算，結(jié)果見表 3。

3. 4 危險指數(shù)評價結(jié)果分析通過單元固有危險指數(shù)的計算，在沒有采取任何安全措施之前，20 000 m³儲罐區(qū)單元危險等級為“中等”。補償計算后，危險等級降為“輕”，說明在采取安全措施以后，危險等級降低，達到可以接受的程度。

表2 火災(zāi)、爆炸指數(shù)(＆EI)表

工藝單元	20 000 m³儲罐區(qū)
主要物質(zhì)	石腦油
物質(zhì)系數(shù)	16
1）一般工藝危險	危險系數(shù)范圍	采用危險系數(shù)
基本系數(shù)	1.00	1.00
A、放熱反應(yīng)	0.30~1.25	0
B、吸熱反應(yīng)	0.20~0.40	0
C、物料處理與輸送	0.25~1.05	0
D、密閉或室內(nèi)工藝單元	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
一般工藝危險系數(shù)（F₁）	2.35
2）特殊工藝危險
基本系數(shù)	1.00	1．00
A、毒性	0.20~0.80	0.2
B、負壓（絕壓<500mmHg）	0.50	0
C、爆炸極限范圍內(nèi)或其附近的操作
1.罐裝易燃液體（無惰性氣體保護）	0.50	0.5
2.控制失靈或惰性氣體吹掃故障	0.30
3.一直在爆炸極限范圍內(nèi)或其附近	0.80
D、粉塵爆炸	0.25~2.00
E、壓力
F、低溫		0
G、易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的重量（kg）工藝過程總熱量（BUT）
1．工藝過程中的液體或氣體
2．儲存中的液體和氣體		0.79
3．儲存中德可燃固體和工藝中的粉塵
H、腐蝕與侵蝕	0.10~0.75	0.2
I、泄漏—接頭和填料	0.10~1.50	0.1
J、使用明火設(shè)備		0
K、熱油交換系統(tǒng)	0.10~1.15
L、轉(zhuǎn)動設(shè)備	0.50	0
特殊工藝危險系數(shù)（F₂）	2.79
工藝單元危險系數(shù)( F3 = F1 × F2)	6. 56
火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI=F3×MF	104.96
暴露半徑/m	90
影響區(qū)域/m²	2272. 14
火災(zāi)、爆炸危險等級	中等

表 3 安全措施補償系數(shù)表

項目	補償系數(shù)范圍	采用安全補償系數(shù)
1.工藝控制安全補償系數(shù)（C₁）
a.應(yīng)急電源	0.98	1
b.冷卻裝置	0.97-0.99	1
c.抑爆裝置	0.84-0.98	1
d.緊急切斷裝置	0.96-0.99	0.98
e.計算機控制	0.93-0.99	1
f.惰性氣體保護	0.94-0.96	0.96
g.操作規(guī)程/程序	0.91-0.99	0.91
h.化學活潑性物質(zhì)檢查	0.91-0.98	1
i.其它工藝危險分析	0.91-0.98	1
C₁值	0.86
2.物質(zhì)隔離安全補償系數(shù)（C₂）
a.遙控閥	0.96-0.98	0.98
b.卸料/排空裝置	0.96-0.98	1
c.排放系統(tǒng)	0.91-0.97	1
d.聯(lián)鎖系統(tǒng)	0.98	1
C₂值	0.98
3.防火設(shè)施安全補償系數(shù)（C₃）
a.泄漏檢測裝置	0.94-0.98	0.98
b.結(jié)構(gòu)鋼	0.95-0.98	1
c.消防供排水系統(tǒng)	0.94-0.97	0.94
d.特殊滅火系統(tǒng)	0.91	1
e.灑水滅火系統(tǒng)	0.74-0.97	1
f.水幕	0.97-0.98	1
g.泡沫滅火裝置	0.92-0.97	0.94
h.手提式滅火器材	0.93-0.98	0.93
i.電纜防護	0.94-0.98	1
C₃值	0.81
安全補償系數(shù)C₀=C₁×C₂×C₃	0.45
補償后火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)( F＆EI) = F＆EI·C	47. 23
補償后火災(zāi)、爆炸危險等級	輕

4 對策措施及建議

4. 1 儲存設(shè)施的主要安全措施

( 1) 手動報警按鈕少，且間距大于 30 m?，F(xiàn)有的手動報警按鈕經(jīng)風吹日曬已失修。應(yīng)按新的法規(guī)標準設(shè)置手動報警按鈕。

( 2) 應(yīng)將閥門井中污排和雨排的開關(guān)閥門提升至地面上，便于在事故狀態(tài)下操作。

4. 2 生產(chǎn)過程中主要操作及管理安全措施

( 1) 石腦油中總硫含量較高，對儲罐具有腐蝕，應(yīng)按照國家規(guī)定定期進行容檢，并對有腐蝕的地方及時進行防腐處理。

( 2) 定期對爬梯、平臺、護欄進行檢查，對于因腐蝕導致鋼結(jié)構(gòu)損壞的部位及時進行處理，防止發(fā)生人員墜落。

( 3) 利用現(xiàn)有的儲罐對含硫量高和含硫量低的石腦油進行調(diào)配儲存，降低石腦油的總硫含量，減少 H2S 對儲罐的的腐蝕。

( 4) 罐區(qū)的操作人員，應(yīng)接受相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章和安全知識、專業(yè)技術(shù)、職業(yè)衛(wèi)生防護和應(yīng)急救援知識的培訓，并經(jīng)考試合格，方可上崗作業(yè)。

( 5) 完善操作規(guī)程，將“上罐作業(yè)前應(yīng)關(guān)閉向儲罐內(nèi)充入氮氣的閥門”補充到現(xiàn)有的操作規(guī)程。

( 6) 作業(yè)人員在罐上作業(yè)時應(yīng)注意站位，應(yīng)站在作業(yè)點的上風向位置。

( 7) 作業(yè)人員不應(yīng)使用鐵制工具，不準帶火柴、打火機等火種，不能穿易產(chǎn)生靜電的化纖衣服和帶釘鞋。

( 8) 保持防雷、防靜電設(shè)施的完好，并定期進行檢測。

( 9) 應(yīng)制定完善的《應(yīng)急救援預案》，并定期組織職工進行演練。

5 結(jié)論

采用 DOW 化學火災(zāi)、爆炸指數(shù)法對選取的評價單元進行評價，評價結(jié)果表明：在未采取安全補償措施的條件下，20 000 m³儲罐區(qū)火災(zāi)、爆炸危險等級為“中等”。當采取安全補償措施后，20000 m³儲罐區(qū)火災(zāi)、爆炸危險等級為“輕”。危險程度在可接受范圍內(nèi)。同時找出了一些不安全因素，并提出了安全對策措施。在對不安全因素治理的基礎(chǔ)上，加強工藝、設(shè)備管理，加強設(shè)備維護保養(yǎng)，做好設(shè)備的防腐檢測，完善和強化應(yīng)急預案及實際演練，提高職工在異常狀態(tài)下的應(yīng)變能力，罐區(qū)的安全生產(chǎn)是有保障的。