储油罐火灾的原因分析及控制技术.docx

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1、储油罐火灾的原因分析及控制技术储油罐是油库的重要设备，储存着大量易燃烧、易爆炸、易挥发、易流失的油品，一旦发生爆炸所造成的损失难以估计。近20年来，油罐开展呈大型化的明显趋势。随着油气储藏量的增加，储油罐的规模与数量也大幅度地增加。因此，如何平安有效地管理储油罐、提高储油罐的平安可靠性，已是当前平安管理工作所面临的一个重大课题。1爆炸原因分析由明火引起的油罐火灾居第1位，其主要原因是在使用电气、焊修储油设备时，动火管理不善或措施不力而引起。例如，检修管线不加盲板；罐内有油时，补焊保温钉不加措施；焊接收线时，事先没清扫管线，管线没加盲板隔断；油罐周围的杂草、可燃物未去除干净等。另一个重要原因是在

2、油库禁区及油蒸气易积聚的场所携带与使用火柴、打火机、灯火等违禁品或在上述场合吸烟等。所谓静电火灾是指静电放电火花引燃可燃气体、可燃液体、蒸汽等易燃易爆物而造成的火灾或爆炸事故。静电的实质是存在剩余电荷。当两种不同物体接触或摩擦时，物体之间就发生电子得失，在一定条件下，物体所带电荷不能流失而发生积聚，这就会产生很高的静电压，当带有不同电荷的两个物体别离或接触时，物体之间就会出现火花，产生静电放电(ESD)。静电放电的能量与带电体的性质及放电形式有关。静电放电的形式有电晕放电、刷形放电、火花放电等。其中火花放电能量较大，危险性最大。静电引起火灾必须具备以下4个条件：(1)有产生静电的条件。一般可燃

3、液体都有较大的电阻，在灌装、输送、运输或生产过程中，由于相互碰撞、喷溅与管壁摩擦或受到冲击时，都能产生静电。特别是当液体内没有导电颗粒、输送管道内外表粗糙、液体流速过快时，都会产生很强的摩擦，从而产生静电。(2)静电得以积聚，并到达足以引起火花放电的静电电压。油料的物理特性决定了其内产生的静电电荷难以流失而大量积聚，其电压可达上万伏，遇到放电条件，极易产生放电引起火灾。(3)静电火花周围有足够的爆炸性混合物。油品蒸发、喷溅时产生的油雾与储油罐良好的蓄积条件致使油面上部空间形成油气一空气爆炸性混合物。(4)静电放电的火花能量到达爆炸性混舍物的最小引燃能量。当静电放电所产生的电火花能量到达或大干油

4、品蒸气引燃的最小能量(0.2-0.25mJ)时，就会点燃可燃混合气体，造成燃烧爆炸。因静电放电(ESD)引起的火灾爆炸事故屡见不鲜，而且静电火灾具有一定的突发性、易爆炸、扑救难度大、易造成人员伤亡等特点，故如何更好地做好防静电危害工作一直是平安管理工作的重要组成局部。自燃是物质自发的着火燃烧过程，通常是由缓慢的氧化复原反响而引起，即物质在没有火源的条件下，在常温中发生氧化复原反响而自行发热，因散热受到阻碍，热量积蓄，逐渐到达自燃点而引起的燃烧。所以自燃的条件有3个，即发生氧化复原反响、放热、热量积蓄，主要过程有氧化、聚热、升温、着火。一般来说，引发储油罐自燃主要原因有3种：静电自燃、磷化氢自燃

5、、硫自燃。静电自燃如上面介绍的，油罐在频繁装卸过程中，油品或运动部件与内壁相互摩擦，拍打油面，液位波动，运动部件晃荡，又由于油品含水与杂质量大等多种原因，极易产生静电，在运动部件与油罐形成巨大的飘浮带电体，静电通过接触点及突出部位放电，产生静电火花。磷化氢自燃源于油品中的磷化氢，据有关资料说明，油品中的磷化氢以PH3或P2H4的形式存在。PH3通常以气态的形式存在于油罐的气相空间，且含量极低，其自燃点100，一般无自燃可能；而P2H4通常以液态的形式存在于油罐的液相空间，其与空气反响的活化能很低，在常温下就能发生自燃，但由于汽油的极性较强，少量P2H4溶解其中，且与空气隔绝，也不会发生燃烧。硫

6、自燃起因于硫化铁自燃，硫化铁是石油贮罐硫腐蚀的主要产物，硫化铁在与空气接触时强烈反响放热，如出现热积蓄，温度提高，就发生自燃。原油中的硫分为活性硫与非括性硫，元素硫、硫化氢与低分子硫酵等统称为活性硫。活性硫对金属具有较高的腐蚀性，硫对设备的腐蚀可以分为低温湿H2S腐蚀、高温硫腐蚀等，其对储油罐的腐蚀属于低温湿H2S腐蚀。低温湿H2S腐蚀又有2种腐蚀方式：一种是硫化氢气体溶解在罐壁上的水中生成氢硫酸，氢硫酸与罐壁金属铁发生电化学腐蚀：另一种是储罐内湿的硫化氢气体，在没有氧气存在的条件下与储罐内壁铁的腐蚀产物一铁的氧化物及其水合物发生电化学腐蚀。两类腐蚀的主要产物均是硫化亚铁。长期处于气相空间的储

7、罐内壁腐蚀特别严重，其内防腐涂层被硫化成一层胶质膜，而处在液相部位的内防腐层无明显腐蚀痕迹，由于胶质膜对FeS具有保护作用，因此在FeS氧化时，氧化热量不容易及时释放，加快了其自燃速度。在罐顶通风口附近，FeS与空气接触，迅速氧化，热量不易积聚，而在油罐下部，越靠近浮盘的气相空间，氧含量越低，局部FeS被不完全氧化，生成单晶硫。该单晶硫呈黄色颗粒状，燃点较低，掺杂在块状、松散构造的焦硫化铁中，为焦硫化铁中的FeS的自燃提供了充足的燃烧条件。当油罐处于付油状态时，大量的空气充满油罐的气相空间，原先浸没在浮盘下与隐藏于防腐膜内的FeS渐被暴露出来，并在胶质膜薄弱部位首先发生氧化，迅速发热自燃，引起

8、单晶硫胶质、橡胶密封圈燃烧，甚至导致火灾爆炸事故。所谓人的管理，就是要千方百计地防止因违章作业、违章操作、违章指挥而引起的爆炸事故。不仅要加强职工平安方面的培训、教育工作，让其认识到储油罐爆炸的危害性与严重性；还要进一步标准职工的行为，严格按照操作规程作业，尤其是操作细节，比方穿防静电工作服，不穿化纤类衣服与胶鞋上班作业等等。根据可燃物发生燃烧与爆炸的条件可知，要想防止储油罐发生火灾与爆炸事故，就必须制止氧气或空气进入储油罐内。对于容量大的内浮顶油罐，可以实行收付混合操作方式，使浮盘在较小的范围内浮动，减少浮盘以下空间的硫化亚铁外露与空气接触的时机；采取高液位操作，减少油罐气相空间，减少腐蚀范

9、围；采取惰性气体置换(氮气保护)的方法，既可实现无氧操作又可防止爆炸性混合气体的形成；在油罐付油时，采取注入蒸气或氮气等保护措施，在停顿注入蒸气后，应及时注入氮气，防止空气进入油罐。改良常压装置“一脱四注工艺来降低硫含量；采用油渣加氢转化工艺来降低常压渣油的硫含量；油品进罐前进展有效的脱水来降低含水量；在分馏塔顶添加缓腐蚀剂，使钢材外表形成保护膜来起阻蚀作用，在油品中添加抗静电剂提高油品的电导率。在易被腐蚀的地方，使用耐腐蚀的钢材；在易腐蚀设备内外表采用喷涂耐腐蚀金属或涂镀耐腐蚀材料等技术；在储油罐内壁严格按标准使用防静电涂料以消除静电放电产生的危害或静电引力导致的各种生产障碍；采用罐顶喷淋技

10、术来有效降低油罐温度，延缓硫腐蚀，同时及时消散硫化铁氧化放出的热量；通过静电接地、跨接、设置静电缓与器来加强静电泄漏，防止静电积聚；安装避雷针来有效防止雷电的危害；加强罐体密封性检查与维修；对大型油罐安装可燃气体报警装置、灭火与冷却设施。采取底部装油减少空气的进入、静电的产生与油雾的产生；加大注油管的管径以控制流速减少静电的产生；在检测井内进展检测与取样，并通过静置几分钟来防止静电的产生；定期采用酸洗、高pH值溶剂、多级氧化剂、钝化剂等方法来去除硫化亚铁沉积物；定期清罐尽可能地排除储罐中的积水；加强日常设备的检修、罐区的平安检查与巡检工作，将事故消灭在萌芽状态。(1)建立适合的腐蚀监测网来控制与预防硫腐蚀失效。通过合理选点与布点做到在线监测与离线监测，长周期挂片与瞬时腐蚀速率测量相结合，可以全方位把握腐蚀状况，以便及时采取措施，防患于未然。(2)用可燃性气体报警器检测环境，使可燃气体、可燃液体蒸气与粉尘的浓度控制在低于引起爆炸的极限范围。(3)对易燃、易爆作业场所的防火设计采用自动报警与自动灭火系统。自动报警的探测器应采用防爆型,自动灭火的灭火剂应采用CO2气体灭火剂。第 7 页