原油儲罐設(shè)計(jì)中主要安全問題及對策
1 原油儲罐工程危險(xiǎn)性分析
1.1 原油危險(xiǎn)性分析
原油為甲 B 類易燃液體，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。
1.2 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。
著火源的問題主要是通過加強(qiáng)管理來解決，可燃物泄漏問題則必須在儲罐設(shè)計(jì)過程中加以預(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焊破裂、浮盤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。國內(nèi)外曾發(fā)生多起因油罐底部腐蝕造成的漏油事故。對原油儲罐內(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。相對而言，儲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。
2 原油儲罐設(shè)計(jì)中的主要安全問題及其對策
2.1 儲罐地基和基礎(chǔ)
儲罐工程地基勘察和罐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是確保大型儲罐安全運(yùn)營最根本的保證。根據(jù)石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，必須在工程選址過程中進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，針對一般地基、軟土地基、山區(qū)地基和特殊土地基，分別探明情況，提出相應(yīng)的地基處理方法，同時(shí)還應(yīng)作場地和地基的地震效應(yīng)評價(jià)，避免建在軟硬不一的地基上或活動(dòng)性地質(zhì)斷裂帶的影響范圍內(nèi)。常見的罐基礎(chǔ)形式有環(huán)墻（梁）式、外環(huán)墻（梁）式和護(hù)坡式。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行選型。罐基礎(chǔ)必須具有足夠的整體穩(wěn)定性、均勻性和足夠的平面抗彎剛度，罐壁正下方基礎(chǔ)構(gòu)造的剛度應(yīng)予加強(qiáng)，支持底板的基床應(yīng)富于柔性以吸收焊接變形，宜設(shè)防水隔油層和漏油信號管，地下水位與基礎(chǔ)頂面之間的距離不得小于毛細(xì)水所能達(dá)到的高度（一般為 2m ）。
2.2 浮頂儲罐密封裝置
浮頂儲罐密封圈的火災(zāi)發(fā)生頻率較高，原因主要是密封不嚴(yán)，引起油氣濃度偏高。更進(jìn)一步的原因主要有： a. 大型儲罐在施工中橢圓度、垂直度及局部凸凹度的偏差不可避免； b. 在儲罐的操作過程中介質(zhì)、氣候、溫度以及儲罐基礎(chǔ)沉降等因素，會引起儲罐和浮頂?shù)膸缀涡螤詈统叽绲淖兓?c. 現(xiàn)有密封橡膠受陽光照射、風(fēng)蝕、刮蠟機(jī)構(gòu)可能帶來的高溫引起的變形； d. 風(fēng)力、介質(zhì)進(jìn)出儲罐等因素使浮盤在罐內(nèi)產(chǎn)生“漂移”。因此，密封裝置的可靠性和嚴(yán)密性如何，對減少儲液蒸發(fā)，確保安全操作有重要作用。 為了進(jìn)一步改進(jìn)目前普遍采用的封閉裝置存在的不足，國內(nèi)最新研制了“滾輪骨架密封”，它采用若干個(gè)圓弧線段密封骨架，通過轉(zhuǎn)軸連接，使密封骨架象鏈條一樣在彈簧力的作用下隨著儲罐改變形狀。骨架端部裝有滾輪，當(dāng)浮頂上下移動(dòng)時(shí)，滾輪就在罐壁上行走，并保持密封骨架與罐壁距離不變。該裝置具有防雨、刮蠟、雙重密封等多種功能。
2.3 信號報(bào)警、聯(lián)鎖系統(tǒng)
大型原油儲罐收付油速度很快，為避免儲罐冒頂事故和浮盤擱底事故的發(fā)生，儲罐應(yīng)設(shè)置高、低液位報(bào)警裝置，其報(bào)警高度應(yīng)滿足從報(bào)警開始 (10 ～ 15)min 內(nèi)不超過液位極限，還應(yīng)設(shè)液位極限聯(lián)鎖裝置切斷收（付）油閥門。
在原油儲罐防火堤內(nèi)，應(yīng)設(shè)固定式可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)，儲罐的排水口、采樣口或底（側(cè)）部接管法蘭、閥門等與檢測器的距離不應(yīng)大于 15m 。建議儲罐頂部密封圈周圍每隔 30m 設(shè)固定式可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)。
另外，儲罐頂部密封圈周圍還應(yīng)設(shè)火災(zāi)報(bào)警裝置和工業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)，以便及早發(fā)現(xiàn)火情，及時(shí)撲救，最大限度地降低火災(zāi)造成的損失。
2.4 預(yù)防浮盤沉底的設(shè)計(jì)要求
正常運(yùn)營時(shí)，浮頂油罐上的浮盤能隨著罐內(nèi)油品液位的升降而自由浮動(dòng)。當(dāng)出現(xiàn)浮盤上重力加大或因外力卡住浮盤而不能自由動(dòng)作時(shí)，則會因快速收油而使浮盤淹沒，最終沉底。 |
