液化烃储罐火灾爆炸事故后果及其安全对策措施
日期:2019-06-17 来源: 作者:
[摘 要]随着我国经济的发展,石油化工行业在我国经济中的地位越来越重要,人民的生活、工业的发展都离不开石油化工行业[1]。由液化烃泄漏引起的火灾爆炸事故,占据了我国石油化工企业火灾爆炸事故较大的比例。本文通过对全压力式液化烃球罐发生火灾爆炸事故后果模拟,反映出液化烃储罐区发生事故后果的严重程度,并提出相应的安全对策措施。
1 引言
2015 年 7 月 16 日 7 时 38 分,山东省日照市岚山区石大科技化工有限公司一座 1000 m3液化烃球罐在进行倒罐作业时发生泄漏,随即引发猛烈燃烧爆炸。据媒体报道,在事发地约 5 km 以外,市民仍然能够感到震感。山东、江苏两省先后出动 10 个消防支队、7 个企业专职消防队、128 辆消防车、930 余名消防官兵赶赴现场扑救,于 17 日 7 时 24 分才成功将大火扑灭,直接经济损失 2812万元。
一座 1000 m3液化烃球罐发生火灾爆炸造成后果如此严重,影响距离如此遥远,不禁让人汗流至踵。
液化烃,指的是通过加压或降低温度等方式变成液态的烃类。成分包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和其他碳氢化合物及微量硫化合物。这种常温下为气体的混合气,沸点很低,自燃点一般在 250~480 ℃不等。液化烃在高温爆炸时,会形成有机类的小分子与烷烃类的有毒气体,人体吸入后会对呼吸系统造成一定损伤,身体接触后沉积在皮肤上,或发生腐蚀。液化烃火灾危险性为甲类或甲 A 类,火灾爆炸危险性明显,在常温、常压下与空气混合极易形成混合性爆炸气体。点燃能量低,遇火源极易被点燃引发爆炸。压力下储存的液化烃在减压或升温时都可使其汽化,体积瞬间增大 250~300 倍,导致超压爆炸。
2 2000m3 的全压力式液化烃球罐火灾爆炸事故后果模拟
本章节以 2000m3的全压力式液化烃球罐发生泄漏、管径破裂或容器破裂引发的池火灾、物理爆炸、云爆或沸腾液体扩展蒸气爆炸等事故后果进行模拟分析,它对周边影响结果见表 1,对周边影响范围见图 1 至图 4。
从表 1 和图 1 至图 4 可以看出,液化烃发生火灾爆炸造成的事故后果是灾难性的,影响范围是非常大的。由于它具有易燃、易爆特性,由此引发的事故发生频率也较高。如果液化烃大量泄漏形成液池,遇火源就会引发池火灾;如果液化烃储罐泄漏时形成射流且在泄漏裂口处被点燃,将形成喷射火火灾;如果泄漏后可燃气体或蒸气与空气的云状混合物遇到延迟点火,将导致蒸气云爆炸(VCE)。一方面,同罐区内的其他储罐在受到发生火灾、爆炸事故储罐的外部火焰烘烤下会突然破裂,破坏压力平衡,导致液化烃急剧汽化,瞬间被火焰点燃发生沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE);另一方面,同罐区内的其他储罐在受到烘烤时压力增大引起超压爆炸,液化烃释放并被点燃时将产生火球。这种多米诺效应导致的事故连锁反应,会使一系列事故相继发生和不断扩
展,造成严重后果。
3 液化烃储罐的安全对策措施
(1)防爆区域电气设备的选型、安装和使用应符合相关规范的要求。
(2)液化烃具有易燃易爆性质,储罐区内应设置可燃气体泄漏检测报警仪,并具有就地声光报警功能,检测报警信号发送至控制室。
(3)设置高低位液位检测报警联锁,及时判断罐内液体位高是否正常,采用超高液位自动联锁关闭储罐进料阀门和超低液位自动联锁停止物料输送措施。同一个液化烃储罐应配备两种不同类别的液位检测仪表,同时设置就地和远传液位计。
(4)设置温度、压力自动报警系统和采取相应的控制设施。液化烃球罐罐顶应设压力就地和远传仪表测量气相压力,压力表与压力变送器不得共用同一口。宜单独设置压力高报警设施,压力高报警检测元件应该采用压力开关或独立的压力变送器。
(5)液化烃球罐区应设工业电视监控系统和周界报警系统,并且工业电视监控系统能与周界报警系统联动。
(6)严格变更管理程序,提高变更管理要求。涉及工艺、设备需要变更时,应按照工艺设备变更管理制度办理变更手续,并规范记录变更过程。
(7)按照《化学品生产单位特殊作业安全规范》制定特殊作业管理制度。特殊作业应按制度办理安全作业证,并开展特殊作业风险分析和现场安全交底。动火作业按规定进行可燃气体分析,使用的工机具、脚手架等要满足安全作业要求。受限空间作业按规定进行可燃气体、氧含量和有毒气体分析,并采取相应的安全警示或硬隔离措施。强化过程监控,液化烃罐区作业应实行“双人操作”,一人作业、一人监护。
(8)装卸液化烃的液、气相装卸用管的进、出口连接处应有防拉脱的安全措施(装设拉断阀)。液化烃的充装应使用万向管道充装系统,严禁使用软管充装。
(9)定期清罐,加强对储罐的腐蚀监控,发现腐蚀减薄应及时处理。对储罐的外观进行定期检查,确保储罐管线阀门、机泵等设备设施完好。
(10)液化烃储罐应设置紧急切断装置,紧急切断阀应为故障-安全型。液化烃球罐液相进出口处设置的紧急切断阀的执行机构可选用气动或电动。当切断阀的执行机构为气动双作用气缸时应配事故空气罐;当执行机构为电动时其电源应通过电气UPS供电。储罐区应设置 ESD 紧急停车按钮,并对其加装防护罩。
(11)配备独立的安全仪表系统(SIS)并确保正常投入使用,安全仪表系统应设置不间断电源。
(12)制定并严格执行仪表自动化控制系统管理制度。建立完整的仪表巡检记录,对安全仪表系统进行安全完整性等级评估。清罐作业前应有仪表联锁摘除审批表和采取摘除联锁保护系统的防范措施。储罐投入使用前,要有仪表联锁投用审批表。
(13)停工期间,应确保液化烃罐区安全运行所需要的仪表风、氮气、蒸汽等公用工程的稳定供应,安全设施完好有效。
(14)罐顶设置自动喷淋系统,夏季环境温度超过 30 ℃时应对储罐采取冷却喷淋措施进行降温,避免储罐内部压力增大或储罐壁温升高。
(15)强化液化烃储罐区域的重点管控,进行实时监控,建立事故预警预报机制。
(16)坚持安全第一的生产理念。加强对人员的管理,强化管理、技术和操作人员的配置并加强培训,做到持证上岗,定期复审。提高罐区从业人员的能力和安全防范意识,掌握岗位安全风险和操作规程,杜绝不必要的安全隐患的发生。
4 结语
地面液化烃储罐大都集中存放且储量大,一旦发生泄漏爆炸事故,将会对周围人员的生命安全造成巨大威胁[2]。涉及液化烃储罐的企业,应采取适当、有效的方法,以保证液化烃储罐发生泄漏引发火灾爆炸事故后不会对相邻生产生活设施产生影响[3]。加强液化烃储罐的安全技术和安全管理对策,对于控制事故发生具有显著意义。
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