石油儲罐設計時應考慮什么安全問題？
2021/06/16 話梅糖工程眾包平臺
近幾年石油化工行業安全形勢十分嚴峻，尤其是石油儲罐火災爆炸事故頻發，引起社會對石化企業的生產安全、環境保護、職業健康等狀況極大關注與擔憂。貝貝給大家總結了在石油儲罐設計時應考慮安全問題，對事故預防措施提出一些建議，供大家參考。
原油儲罐危險性分析
原油儲罐的危險性主要從原油本身具有的危險性和發生火災事故原因分析。
一
原油危險性分析
原油為甲B類易燃液體，具有易燃性爆炸極限范圍較窄，但數值較低，具有一定的爆炸危險性，同時原油的易沸溢性，應在救火工作時引起特別重視。
二
火災爆炸事故原因分析
原油的特性決定了火災爆炸危險性是大型原油儲罐最主要也是最重要的危險因素。發生著火事故的三個必要條件為：著火源、可燃物和空氣。
著火源
著火源的問題主要是通過加強管理來解決，禁止將火源帶到儲罐區。
可燃物和空氣
泄漏的原油暴露在空氣中，即構成可燃物。原油泄漏，在儲運中發生較為頻繁，主要有冒罐跑油，脫水跑油，設備、管線、閥件損壞跑油，以及密封不良造成油氣揮發，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。
腐蝕是發生泄漏的重要因素之一。國內外曾發生多起因油罐底部腐蝕造成的漏油事故。
對原油儲罐內腐蝕情況初步調查的結果表明，罐底腐蝕情況嚴重，大多為潰瘍狀的坑點腐蝕，主要發生在焊接熱影響區、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，為均勻點蝕，主要發生在油水界面，油與空氣界面處。相對而言，儲罐底部的外腐蝕更為嚴重，主要發生在邊緣板與環梁基礎接觸的一面。
原油儲罐設計中的主要安全問題及其對策
一
儲罐地基和基礎
儲罐工程地基勘察和罐基礎設計是確保大型儲罐安全運營最根本的保證。根據石化行業標準規定，必須在工程選址過程中進行工程地質勘察，針對一般地基、軟土地基、山區地基和特殊土地基，分別探明情況，提出相應的地基處理方法。
同時還應作場地和地基的地震效應評價，避免建在軟硬不一的地基上或活動性地質斷裂帶的影響范圍內。
常見的罐基礎形式有環墻（梁）式、外環墻（梁）式和護坡式。應根據地質條件進行選型。
罐基礎必須具有足夠的整體穩定性、均勻性和足夠的平面抗彎剛度，罐壁正下方基礎構造的剛度應予加強，支持底板的基床應富于柔性以吸收焊接變形，宜設防水隔油層和漏油信號管，地下水位與基礎頂面之間的距離不得小于毛細水所能達到的高度（一般為2m）。
二
浮頂儲罐密封裝置
浮頂儲罐密封圈的火災發生頻率較高，原因主要是密封不嚴，引起油氣濃度偏高。更進一步的原因主要有：
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、氣候、溫度以及儲罐基礎沉降等因素，會引起儲罐和浮頂的幾何形狀和尺寸的變化；
c.現有密封橡膠受陽光照射、風蝕、 刮蠟機構可能帶來的高溫引起的變形；
d.風力、介質進出儲罐等因素使浮盤在罐內產生“漂移”。
因此，密封裝置的可靠性和嚴密性如何，對減少儲液蒸發，確保安全操作有重要作用。
為了進一步改進目前普遍采用的封閉裝置存在的不足，國內最新研制了“滾輪骨架密封”，它采用若干個圓弧線段密封骨架，通過轉軸連接，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，當浮頂上下移動時，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。
三
預防浮盤沉底的設計要求
正常運營時，浮頂油罐上的浮盤能隨著罐內油品液位的升降而自由浮動。當出現浮盤上重力加大或因外力卡住浮盤而不能自由動作時，則會因快速收油而使浮盤淹沒，最終沉底。
四
防腐蝕措施
原油儲罐底部總是沉積著一定厚度的含鹽水，當儲存重質或含硫量、酸值較高的油品時，對防腐的要求更高。雖然目前國家對儲罐的防腐蝕設計還沒有統一標準，但對于儲量巨大、腐蝕性嚴重的大型原油儲罐而言，系統全面地設計并實施防腐的重要性是不言而喻的。
1.罐底外壁防腐
罐底外壁除按常規做外防腐涂層外，宜參考石油天然氣行業標準SY/T0088-95《鋼制儲罐罐底外壁陰極保護技術標準》，采用犧牲陽極或強制電流陰極保護法，該陽極可兼做儲罐的防雷、防靜電接地極。
值得重視的是，必須改變傳統的銅接地極--因此時銅為陰極，罐體鋼卻成為陽極，從而加速腐蝕。宜改用鋅或鎂電極。
2.罐底內壁防腐
即使采用了涂層防腐，仍應根據情況考慮采用犧牲陽極的必要性，以減輕涂層缺陷時的腐蝕。涂層絕對不能使用導靜電防腐涂料，因它與犧牲陽極并用會加速陽極溶解，失去應有的陰極保護作用。內壁的犧牲陽極宜選用鋁(Al)基合金陽極。
3.罐壁防腐
罐壁防腐的重點是底部水層高度范圍內，應對罐底內壁1m高采用環氧基耐油耐鹽水油罐專用絕緣涂料，其他部位可采用油罐專用導靜電涂料。
事故防范措施與建議
一
對石化企業而言要從上游裝置加強平穩操作管理，重視下游儲運系統的安全運行風險，嚴格裝置各項指標控制，杜絕將氫氣、輕烴等含輕組分產品退至儲罐，影響儲罐安全運行。
二
高度重視輕質油儲罐的運行管理，建立輕質油罐定期檢查腐蝕情況、檢測可燃氣體濃度的有效機制；對有氮封的輕質油罐投用前，需用氮氣置換分析后方允許進油。
三
嚴格控制罐區內的檢修施工作業，作業前須風險評估，對風險較大的儲罐檢修、項目改造、運行管線動火等作業應編制施工方案，并按方案實施具體作業。同時應避免清罐、脫水、采樣、拆加在運行設施、拆加法蘭盲板等作業與用火同處一個區域進行交叉作業。
四
務必重視罐區用火安全措施的落實工作，尤其要控制周邊輕質油罐的收付油作業，防止大量可燃氣在施工點附近排放，落實罐區脫水溝、含油污水系統的封堵，以及嚴禁同時進行在運行設施敞開式作業現場有物料釋放的交叉作業。
五
石油儲罐的防雷、防靜電的設置嚴格規范設計要求進行，對防雷、防靜電設施應定期進行檢測，務必保證完好。
六
規范員工操作行為，加大安全檢查與考核力度，消除違章操作。
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