炼化企业储罐事故风险分析及防范措施

炼化企业储罐事故风险分析及防范措施

程凯

大庆炼化公司  黑龙江 大庆  163411

摘要：本文对炼化企业典型的石油化工储罐火灾和爆炸事故进行分析，并提出了相应的预防对策。指出为了防止油品储罐出现重大的火灾和爆炸，除了要根据新的标准和规范，持续地对油品储罐和罐区的各项安全措施进行改进，以达到油罐的本质安全之外，还要强化安全管理工作，提升操作者的安全意识和素质，严格遵守纪律，预防违反规定的行为，同时还要强化对油品罐区的各类火源的管理，加强对各类安全设备的检查和保养，杜绝意外事故发生。

关键词：炼化企业；储罐；事故风险分析；防范措施

引言：在石油和化学工业中，储罐是一种经常发生危险事故的作业场所。由于设备、操作、雷电、静电等外部原因造成的火灾、爆炸、泄漏等事故时有发生。企业必须遵守新标准、新规范，不断地对储罐的隐患进行排查和治理，特别是那些前期设计并投用的储罐，它们的设计标准很低，安全防范程度也不高。此外，油罐顶部气体必须进行连续采集，使得原本单一油罐的危险变为群罐的危险，这也加大了油罐事故的危险性，因此，必须加强炼化企业储罐事故的分析与防范水平，降低事故的发生。

1.仪表和操作原因导致的冒罐跑料、火灾爆炸事故

1.1事故风险分析

储罐进出库和进库物料频繁，常常是边收边放。因为上游和下游负载发生了变化，没有对其进行足够的监控，或者没有及时的协调联络，这个时候，如果仪表指示出现了故障或者失灵，一旦被点燃，就有可能引发火灾，甚至是爆炸。某炼油厂的10000m3型重油储罐火灾在收料的过程中，当其温度即将逼近储罐运行上限的时刻，由于液位计发生了故障，内操人员无法及时发现，而用于高限报警的液位开关却失灵了，直至重质原油从消防泡沫线中泄漏后，外操人员巡检时才发现。测量的液位计发生了畸变，这是事故发生的直接原因，虽然已经安装了用于高限报警的液位开关，但是因为没有在投用之前对它进行校准，所以不能确定它的完好性，在紧要关头没有起到应有的作用。除此之外，给料阀和液位开关也没有设置互锁功能。若液面开关状态良好，并可与供料阀相关联互锁，则不会出现冒罐漏料的情况。

1.2防范措施

这类事故的危害性很大，造成了巨大的经济损失，造成了很大的人员伤亡，对社会造成了很大的影响，因此，我们应该采取有效的措施来防止这类事故的发生。

第一，对即将到达安全液位的罐体，要密切注意这一时刻的变化，及时进行罐体的调整，并建立起一套确认机制及标准。

第二，要严格执行巡视和检查制度，由于储罐区域普遍比较大，巡视一次所需的时间也比较久，所以要合理的布置巡视和检查线路，密切注意储罐的运转情况，及时发现异常情况，及时采取相应的措施。要严格遵守劳动纪律，不能违反规定在夜间睡觉，罐区值班人员和调度人员之间要经常进行沟通和提醒。

第三，实行规范化作业，有健全的校验系统，以避免误作业。安装了现场的电视监测、易燃易爆气体报警器，对出现的异常情况进行严密的监测。

第四，要确保液位显示和报警器的状态良好，当出现错误或报警器的声响或其他故障时，应立即进行检修，并做好检修的准备工作。

第五，对储罐区域进行严格的封闭式管理，不允许任何非授权的车辆随意进出，并采取了各项预防火星发生的措施。

2.雷电、静电引发的火灾事故

2.1事故风险分析

2007年，某企业所储运的储罐内突然遇到了闪电，当时油罐火灾后正在收集加氢汽油、轻烃及回收的石脑油，当时储罐内油温为35.4℃，总液位9.53m，当闪电突然来临的时刻，G403储罐内出现了爆裂物而着火，但所幸并未引起人员伤亡。在这次事故之前，在距离该企业不远的一个储罐中，也曾出现过相似的雷击事件，一个大型油罐（外浮顶罐）先后两次被雷击着起火，所幸的是，这次起火的仅仅是一个漂浮的圆盘密封，消防系统迅速地启动，迅速地将火焰扑灭，并没有造成多大的损失。由于静电造成的火灾、爆炸也是常有的事。2011年，某石油化工企业油罐在爆炸中，油罐底部破裂并着火，漂浮的圆盘掉落在床层上，圆盘下方的液体与空气直接接触，形成了一个良好的充氧环境。此油槽进口管内的瞬时流量最大值大于4.3m/s，油污的形成，也有可能是因为它的表面有一种漂浮的金属物质而造成的静电荷。

2.2防范措施

以中国石油化工有限企业《大型浮顶储罐安全设计施工、管理暂行规定》为依据，提出了相应的安全防护措施：

在防雷设施方面：对大型储罐应作好防雷接地；油罐地基与油罐区域的地线，应有两个以上的接地点；大型贮槽的接地系统，必须使用4x40mm以上的热镀锌平板钢；导线应在距地面0.3-1.0m处安装断路器，断路器应采用2根M12不锈钢螺栓，并配有防松垫。大的储罐要装防雷器，浮顶要与储罐进行电气联接，联接的电线至少要有两条，每条导线都要选用横截面不小于50平方公尺的镀锡水平软铜复铰线，或是具有保温、耐火夹层的软铜复铰线。联系点是用铜接头与2门M12的不锈耐酸钢枪泵相连，然后加上防松垫片来保护，最好能用一个良好的接线方式，使浮盘与罐体沿罐周方向实现均匀的电气联接。与油罐连接的电器和仪表，应有金属防护。金属导线的上端和下端应与油罐的墙壁进行电气连接。在对应的受保护装置上，必须设置符合装置耐压等级的浪涌器。

在储罐密封方面：大型储罐上必须设有二次密封装置，在一次密封中采用软密封结构时，必须采用气体浸入液面的安装方式，而二次密封中则必须采用带油气分离层的密封结构，其构造上应该能够保证与橡胶刮片与罐壁之间形成良好的表面接触。并且在一次密封和二次密封件之间，也不得有金属的凸起。一次密封件的安放位置，要尽量减小气液间隙，使液体封口更容易形成。对原封不动的封口及材料，要有具体的技术要求及安装及验收的技术规范[1]。

在油品进出口管道方面：要采取措施，以避免漂浮的圆盘对密封件的破坏，或引起密封件上的泄露。

在维护与管理方面：一是要对大型油罐的主、副密封进行定期检测，同时要对密封环内的可燃性气体进行监控，以保证密封工作的安全性和可靠性。二是在扑救过程中，要合理地配置灭火用水和泡沫液体；三是每年雷雨来临之前，都要组织专门的人员，对等电位和接地系统进行检查、检测和维护，并在需要的时候，挖掘地表，对地下隐藏部位的腐蚀状况进行抽样检查，一旦有问题，就立即采取措施。四是建立消防系统、可燃气体报警器、电视监视系统，对大型储罐区域的电视监视系统要24小时派人值班，对大型储罐区域的消防监视系统要定期检修，保证其正常工作。

3.用火施工作业引发的油罐爆炸火灾事故

3.1事故风险分析

排出的油罐、含油废水、含硫废水的生水罐等，往往被视为“空”“水”，忽略了其存在的巨大危险性，容易引起工程着火引起爆炸等火灾。在此类油罐内，一旦存在一定的空隙，微量的轻油或油污经高温挥发后，很容易生成可燃气体，一旦发生明火操作，就会发生爆炸，并在瞬间释放出大量的能量，从而导致罐体损坏和人员伤亡。

3.2防范措施

要想在油罐上进行明火作业，首先要对其危害进行全面的辨识和风险分析，并将其视为具有重大危险的作业，如果可以的话，就不要使用明火，如果必须使用明火的话，就应该采取一些特别的措施，比如隔离，置换，充惰性气体等等，再通过实验室检测，来排除里面有易燃易爆气体的可能[2]。要严格执行用火许可证，并严格执行并核查，要做到“一个地方一个证件一个人”，不能随意更改用火地点，要坚决做到“三不用火”。工作人员要对施工人员做好作业前的安全交底和安全教育，严格执行领导干部现场带班责任制，并建立好相关的应急预案。

4.协调不当操作失误引发的油罐爆炸火灾事故

4.1事故风险分析

储罐是油田设备的辅助储油设备，与油田设备有着密切的联系。油罐对温度和压力的要求比较苛刻，而在生产装置中，压力、温度、轻重组分各不相同的介质中，都会使油罐压力急剧上升，从而导致冲顶冒罐或油罐撕破，引发火灾和爆炸。在储罐中，超过容许温度的材料不小心流入储罐，会引起储罐自燃而引起火灾和爆炸。

4.2防范措施

在生产装置启动和停机期间，应加强单元和储罐之间的相互配合，并对生产调度进行科学精准的指导。严格的操作程序，对操作、改变工艺都要实行“确认”制度，避免由于操作失误而引起的储罐爆炸引起的火灾。在生产过程中，不允许向污染的油罐中任意排放轻质组份。严格控制储罐生产过程中的操作规程，避免进料过程中出现超温超压现象。要强化生产过程中的工艺技术管理，要充分考虑和落实各种预防高电压串低的措施。

5.提升炼化企业储罐事故风险防范水平的措施

5.1配置安全仪表系统

在主要危险源内，对有毒气体、高毒性液体及可燃性气体的重要设备，应安装应急断流装置；第一、二类主要危险源，包括有毒气体、液化气体、高毒性液体等，应设置独立的安全装置。所有新的化工装置和危化品贮存设施都必须配备相应的安全仪器系统。其它新建的化工装置和危险化学品贮存设施的安全仪器设备。

5.2配置切断阀

切断阀可以采用现场或遥控的方式进行切换，为了迅速断流，在紧急断流阀至储罐的管口之间，不允许有其他的管道配件或阀门。根据危险性原理，许多油罐系统都安装了关闭阀门，以取代人工操纵与监视[3]。

5.3氮封系统设计和完善

对于存储介质的分析，是否有必要进行氮密封。例如在热渣油、沥油罐、焦化去焦水罐、轻污油罐、溶解氢、燃料气体、H2S等危险品进入的情况下，就需要考虑增设氮气密封装置。对于轻油罐，在内浮顶型的煤油贮藏中，要使用氮气密封；对高硫和含硫原油进行加工的企业，在存放含直馏石脑油组分的内浮顶储罐中，也应该采取氮密封措施，其他储罐可以根据需要有选择地设置。

5.4防静电设施完善

对于浮顶罐和罐壁没有电连接或者电连接线截面面积太小的情况，浮顶罐和内浮顶罐都要用2条电线进行电连接。接线时，应选择具有25mm以上截面的柔性铜线[4]。

5.5防雷设施的完善

浮动托盘与罐体间的等电位连接是浮动托盘释放雷电的通道，目前国家标准中采用的两条软铜复合导线已无法满足防雷接地的需要，为了提高浮动托盘与罐壁间的电导率，应考虑增设浮动托盘与罐壁间的电联。浮顶油罐内的浮板随油箱容积的改变而上下起伏，因此推荐采用可伸缩的接地器。本发明所述的设备可以安装在油罐顶部的罐壁上，设备内部的柔性编织线与浮动圆盘相连接。当浮动托盘的升降时，编织的软线也被收回或伸展，使其始终处于张开的状态。金属丝总是处于最小延伸长度内，并且其电感和交流阻抗尽量低。此外，还可以考虑将电荷通过排水管道与罐体相连，从而将其引入到地下，在排水管道法兰盘与绝缘的地方，可以安装有较大截面的连接导线，以确保整个堆叠管道的导电通道畅通。

5.6完善罐顶气收集系统安全措施

对储罐顶部气体进行环境保护处理，必须要处理好储罐顶部气体 VOC排放与储罐安全之间的矛盾[5]。考虑到储罐连通后存在的危险，当前提出的储罐顶部气体收集的安全措施有：1个种类或物理性质类似的，集中在1个处理设备附近；以及将储罐的顶气限定为1个处理设备的数量（例如4个）；只有在有氮气封闭设计的储罐内才能进行集通，并且在储罐内的气相空间中要设置氧浓度检测装置，在无氮气封闭设施的储罐内不能进行集通；在连接分支管路上设置一种阻爆式管路阻火器，在阻火器的前面和后面分别设置一截断阀，截断阀具有一种快速切换的作用；按照规范要求，设计罐内压力探测及连锁装置；配套的抽气机或抽气机可实现对集气系统的稳压、启、停；储罐中的氮密封装置可在紧急情况下进行自动调整和供应气体；有关罐体的设计与运行压力要保持一致，并有健全的应急减压装置；对于含高硫气体的油罐顶部气体输送管道，为了避免管道内部发生腐蚀，产生亚铁硫化物，应采用不锈钢材料；所有的设计均需经过危险性及可行性分析。

结论：综上所述，对炼化企业储罐的安全隐患进行排查和治理，必须要采取多种措施，达到标准规范只是最基本的条件，与国家系列规范性文件的要求相比较，通过实施可靠性的提升，对储罐进行全面的智能化管理，才能让储罐的事故预防能力得到提升。

参考文献：

[1]王振新.炼化企业储罐事故风险分析及防范措施[J].炼油与化工，2018，29(01)：70-72.

[2]吴广强，张辰新，才博文，刘华朋.储罐区火灾爆炸事故树分析及危险因素辨识方法研究[J].化工安全与环境，2023，36(05)：15-20.

[3]惠文颖，牛健壮，赵康，刘赞，张云赫.国内外原油储罐事故分析与研究[J].石化技术，2023，30(02)：23-24+3.

[4]张红兴.苯储罐区事故风险定量预测探究[J].云南化工，2023，50(03)：172-175.

[5]郭晓晓，汤杨.泄漏孔径对液氨储罐泄漏事故后果影响规律分析[J].四川化工，2022，25(06)：48-51.

作者简介：程凯，性别：男，民族：汉族，籍贯：黑龙江省双城市，出生年月：1972.11.20，文化程度：成人大学，现有职称：工程师，研究方向：储罐、管线.