炼化企业储罐事故风险分析

时间：2018-04-19 08:56:04 来源：免费论文网

炼化企业储罐事故风险分析 本文关键词：储罐，事故，风险，分析，企业

炼化企业储罐事故风险分析 本文简介：摘要：炼油化工企业储运罐区贮存物料多、安全风险大，大多为重大危险源。文中运用储罐事故案例分析和保护层分析方法，来分析事故原因和完善事故防范措施。提出了设置安全仪表系统、增设切断阀，以及防雷防静电设施，可以提升储运罐区本质安全水平。关键词：储罐；事故风险；安全；切断阀炼油化工企业的罐区生产操作频繁，危

炼化企业储罐事故风险分析 本文内容：

摘要：炼油化工企业储运罐区贮存物料多、安全风险大，大多为重大危险源。文中运用储罐事故案例分析和保护层分析方法，来分析事故原因和完善事故防范措施。提出了设置安全仪表系统、增设切断阀，以及防雷防静电设施，可以提升储运罐区本质安全水平。

关键词：储罐；事故风险；安全；切断阀

炼油化工企业的罐区生产操作频繁，危险性大。由于设备、操作、雷电静电等其它外部原因造成的火灾、爆炸事故、泄漏事故比较多发。企业必须对照新的标准、规范要求，持续开展储罐的隐患排查治理，尤其是早期设计投用的储罐，设计标准低，安全防范水平不高，需要投入大量资金进行改造。加之近年来由于罐顶气挥发性有机化合物（VOC）治理，需要连通收集罐顶气，原有的单罐风险变成了罐组风险，客观上增加了事故风险程度［1］。

1事故案例和风险分析

1.1仪表和操作原因导致的冒罐跑料、火灾爆炸事故

储罐进出料频繁，经常处于边收边付的状态。由于上下游负荷变化或操作监控不到位、协调联络不及时，此时如果仪表指示故障、失灵，极易造成冒罐跑料，如果遇到点火源，直接导致火灾或爆炸。某炼油厂10000m3重油罐在收料过程中，快接近储罐操作上限时液位计指示失灵，内操人员未及时发现，用于高限报警的液位开关又未起作用，直到重油从消防泡沫线泄漏出来后外操巡检才发现，所幸未遇到点火源，泄漏物料被收集在储罐围堰内。事故的直接原因是测量的液位计失真，用于高限报警的液位开关尽管有设置，但由于未在开车投用前进行标定，无法确认其完好性，在关键时刻未发挥作用，另外进料阀与液位开关也未设置联锁功能。如果液位开关完好，又能与进料阀关联联锁，也不会发生冒罐跑料。当然如果操作人员精心操作，及时发现储罐液位计故障，能够避免事故的发生［2］。

1.2由于设备、管道泄漏造成事故

1998年陕西省西安市液化石油气泄漏大爆炸，造成11人死亡，31人受伤，其原因为贮量为400m3的11号液化气球罐下部排污阀上部法兰密封局部失效，造成大量的液化石油气泄漏，遇点火能量后爆炸起火。分析此事故发现，泄漏发生后应急处理和手段缺失，没有采取注水来减轻液化气泄漏。事故根原因是设备不完好和操作不当造成，但从保护层分析看，应急和响应明显是存在问题的，过程控制失效后最后一道防线是应急处置，无论是人员响应还是应急措施应该在事故防范预案中有体现。

1.3雷电、静电引发的火灾事故

2007年某公司储运部G403罐突遭雷电，当时油罐正在收加氢汽油、非芳汽油、轻烃回收石脑油，罐内油温35.4℃，液位9.53m，在雷电突发的同时，G403罐发生爆炸并着火，所幸无人员受伤害。在此事故之前，离该公司不远处的某油库也发生了类似雷击事故，大型油罐（外浮顶罐）连续2次被雷击着火，所幸的只是浮盘密封处起火，消防系统启动迅速及时，当即扑灭了火情，没有造成大的损失［3］。由于静电造成的火灾、爆炸事故也不少见。2011年大连石化公司的875号罐发生的闪爆事故，罐底板撕裂，并起火燃烧，浮盘落床，浮盘以下液面与大气直接接触，为闪爆提供了氧气的条件。该罐入口管的瞬间流速最大值超过4.3m/s，形成喷溅式进油，亦或其液面上可能有金属漂浮物的存在，从而产生了静电。再如某炼油厂沥青罐闪爆事故，由于此罐先前窜入了轻组分，没有氮封设施，在某一时点，在付料泵大流量对罐进行循环操作时，由于是采用的罐顶喷溅进料，产生静电无法从罐壁导出，造成储罐内的空间闪爆。

1.4罐顶气连通造成事故

某石化公司酸水罐在收料过程中，由于投用前氮气置换不彻底，罐顶气相管线中的硫化亚铁遇空气氧化自燃，引发管线内的可燃气体闪爆，引起罐内的油气闪爆。由于气相连通，引发相连的其它二只罐破损燃烧，事故扩大。罐顶气连通是VOC治理的需要，以前通常是将相连的罐顶部连通管线，汇集到1个处理系统，连通管线上未配备阻火器和快速切断阀，没有完善的氮封和氧含量、储罐压力测量等安全措施，事故风险度增加。

2储罐事故的防范措施

2.1优化设置液位测量仪表

对于高危罐在满足SH/T3007的基础上应提高配置标准。由于储罐运行周期长、运行中切出检修难度大，液位计故障后无法正常切出更换和维修。所以实际生产中建议设2套连续的液位测量仪表和1只高液位开关，除实现液位测量的监控、液位计测量差值比较外，还可用于联锁，满足三取二的输入。对于压力储罐，类似液化气、环氧乙烷、液氨这样的贮罐，安全风险更大，建议设计2套不同型号的连续液位测量仪表，3只液位开关，满足独立用于安全仪表系统的输入。对于一般的储罐，如果液位计配置仅有1套时，可以增加液位趋势变化报警，或与进出料流量测量的差值来设置差值报警，此设置尤其对于边收边付方式的储罐是必要的补充手段，是非常有效的措施［4］。

2.2配置安全仪表系统

对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施，设置紧急切断装置；涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备独立的安全仪表系统。国家在“关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见”中提出从2018年1月1日起，所有新建的化工装置和危险化学品储存设施要设计符合要求的安全仪表系统。其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统［5］。

2.3配置切断阀

切断阀可设计就地或远程开关，从紧急切断阀到储罐管口之间除了接管外不得安装任何其它管件或阀门，以快速切断物料。紧急切断阀应具有自动和手动关闭功能，手动关闭功能应包括控制室遥控手动关闭及现场手动关闭，远程操作时，可以通过人工操作开关实现，也可以通过仪表集散控制系统（DCS）自动联锁控制来实现，当然通过SIS系统也一样可以实现。基于风险的原则，现在大量的储罐系统设置了切断阀，以代替人员操作和监控。

2.4氮封系统设计和完善

针对储存介质进行分析是否需要设置氮封。比如对于热渣油、沥青罐、焦化除焦水罐、轻重污油罐，以及溶解氢、燃料气、H2S等风险介质窜入时，应考虑增加氮封设施。对轻质油罐，焦化汽油内浮顶储罐应采用氮封措施；加工高硫、含硫原油的企业，储存含有直馏石脑油组分的内浮顶储罐也应采用氮封措施，其它储罐可酌情选择性设置。

2.5防静电设施完善

浮盘与罐壁未作电气连接或电气连接线截面积过小问题，浮顶罐、内浮顶罐应将浮顶与罐体用2根导线作电气连接。连接导线应选用截面积不小于25mm2的软铜线。同时对于浮顶罐的浮船、罐壁、活动走梯等活动的金属构件与罐壁之间，应采用截面不小于25mm2铜芯软绞线进行连接，连接点不应少于2处，浮船与罐壁之间的密封圈应采用导静电橡胶制作。

2.6防雷设施的完善

浮盘与罐体之间的等电位连接，是浮盘雷电的泄放通道，国标中浮顶与罐壁间两根软铜复绞线，已经不能满足防雷接地保护的要求，必须考虑增加浮顶和罐壁电气连接，以增加浮盘与罐壁的电气导通性。由于浮顶油罐浮盘随着油罐储油量的变化而上下变化，建议使用伸缩式接地装置。该装置可安装在油罐罐顶任何位置的罐壁上，装置内的编织软导线与浮盘连接。随着浮盘上升或下降，编织软导线也随之回收或拉伸，始终保持拉紧状态。导线始终处在最小伸出长度，具有尽可能小的电感和交流阻抗。另外考虑通过排水管连接至罐体将电荷导入地面，可在排水管法兰连接绝缘处安装截面积足够大的连接导线，并保证整根叠管的电气通道良好。

2.7完善罐顶气收集系统安全措施

贮罐罐顶气环保治理需要解决好罐顶气VOC治理与安全运行的矛盾。综合储罐连通后的风险，目前对贮罐罐顶气收集建议的安全措施包括：（1）同1品种或物性相近的收集到就近的1套处理装置；并限定数量（如4只）的贮罐罐顶气到1套处理装置；（2）只对有氮封设计的贮罐气相进行收集连通，且储罐气相空间设计氧气浓度检测，没有氮封设施的储罐不得进行连通；（3）连通支管线上增设阻爆轰型管道阻火器，阻火器前后设切断阀，切断阀具备快速开关的功能；（4）按标准设计储罐压力检测和联锁系统；（5）配套设计引风机或真空泵用于收集系统稳定压力控制和启停；（6）贮罐氮封设计具备自动调节和事故状态下的供气；（7）相关储罐设计和操作压力应一致，完善事故泄压设备；（8）涉及高硫化氢的罐顶气引气管线宜选用不锈钢材质，防止管线内腐蚀生成硫化亚铁；（9）所有设计都要进行危险和可操作性分析。

3结束语

分析炼化企业的储罐事故发现，大多由于设备泄漏、操作监控不到位、仪表配置标准低、氮封系统不完善、雷电静电等外部因素，或者由于近年来罐顶气VOC治理连通造成的事故风险加大。储罐的安全隐患排查治理需要综合施策，满足标准规范仅是最基本的要求，对照国家系列的规范性文件要求，通过实施可靠性提升，通过储罐实施自动化、智能化改造，可以提高储罐事故防范水平。提高储罐仪表测量装备、增加切断阀设置、配置独立的安全仪表系统，完善防雷、防静电措施，优化氮封设计，充分论证储罐罐顶气连通收集系统的安全风险，采取可靠的措施在安全的前提下治理罐顶气VOC，这些措施对防范储罐事故具有良好效果。

参考文献：

［1］刘永斌.油品储罐火灾爆炸事故分析与防范［J］.石油化工安全环保技术，2011，27（4）：1-5.

［2］蒋晓武.油罐雷击爆炸着火事故分析与防雷措施［J］.安全生产，2014（1）：19-21.

［3］刘强.化工过程安全管理实施指南［M］.北京：中国石化出版社，2014：13-14.

［4］曾显锋.大型原油浮顶罐的防雷接地设施探讨及RGF接地装置的应用［J］.装备制造技术，2010（7）：172-173.

［5］招嘉虹.化工过程安全管理［J］.现代职业安全，2015（10）：27-29.

作者：王振新单位：中国石化扬子石油化工有限公司

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