外浮頂儲罐就一定安全嗎？
2009年7月12日，烏魯木齊石化煉油廠建北罐區(qū)13#石腦油罐（內(nèi)浮頂罐）發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。事故原因是儲罐浮盤落底，液位持續(xù)下降，大量空氣吸入并充滿油罐氣相空間，因罐壁長期受硫化氫腐蝕，防腐層脫落，生成的硫化亞鐵與空氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng)放熱，造成氣相空間爆炸。
2016年8月18日，陽煤集團(tuán)太原化工新材料有限公司苯加工分廠罐區(qū)裝置的粗苯儲罐發(fā)生爆燃事故，造成該儲罐損毀，相鄰儲罐部分設(shè)施損壞，部分防火隔堤和管道、電纜損毀，爆炸沖擊波造成四周部分建筑物玻璃破損。事故原因是粗苯液儲罐液位長期低于浮盤落底位置，儲罐內(nèi)形成爆炸性混合氣體，人員在罐頂進(jìn)行動火作業(yè)，未加隔離措施情況下切割氮氣管線，導(dǎo)致粗苯儲罐爆燃。
2016年8月18日，陽煤集團(tuán)太原化工新材料有限公司苯加工分廠罐區(qū)裝置的粗苯儲罐發(fā)生爆燃事故，造成該儲罐損毀，相鄰儲罐部分設(shè)施損壞，部分防火隔堤和管道、電纜損毀，爆炸沖擊波造成四周部分建筑物玻璃破損。事故原因是粗苯液儲罐液位長期低于浮盤落底位置，儲罐內(nèi)形成爆炸性混合氣體，人員在罐頂進(jìn)行動火作業(yè)，未加隔離措施情況下切割氮氣管線，導(dǎo)致粗苯儲罐爆燃。
乍一看，這兩起事故都是內(nèi)浮頂罐事故，似乎與外浮頂罐沒什么關(guān)系。外浮頂罐就一定安全嗎？從儲罐結(jié)構(gòu)、油品特性等方面來看，外浮頂罐與內(nèi)浮頂罐有一些相似之處：
1.儲存物料危險性相似。內(nèi)浮頂罐儲存的輕質(zhì)油品多屬于甲B類液體，而外浮頂罐盛裝的原油、輕質(zhì)燃料油也有相當(dāng)一部分屬于甲B類液體，同樣可以揮發(fā)易燃性油氣；另外，內(nèi)浮頂罐儲存的一些高含硫中間油品會在儲罐內(nèi)壁造成腐蝕，外浮頂罐也存在同樣的問題，一些高含硫原油也能在儲罐內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕。
2.浮盤與物料之間易形成爆炸性氣體空間。內(nèi)浮頂和外浮頂罐浮盤落底后，都會在浮盤與油面之間形成爆炸性混合氣體空間，而今大多數(shù)內(nèi)浮頂罐設(shè)氮氣保護(hù)，而外浮頂罐設(shè)置的氮氣保護(hù)僅用于防止二次密封失效，所以相比內(nèi)浮頂罐而言，外浮頂罐浮盤落底更易吸入空氣形成爆炸性氣體空間。
3.浮盤頂部容易形成油氣聚集空間。外浮頂罐與內(nèi)浮頂罐一樣，浮盤在進(jìn)油起浮之前，排出的易燃?xì)怏w都會在浮盤頂部聚集，內(nèi)浮頂?shù)暮粑y安裝在拱頂之上，不利于易燃?xì)怏w擴(kuò)散；外浮頂浮盤與罐壁圍成的半封閉空間會使易燃?xì)怏w聚集，具有相應(yīng)的風(fēng)險。
由此可以看出，雖然外浮頂罐在常規(guī)運行工況下比較安全，但在浮盤落底的非正常工況下，發(fā)生著火、爆炸的風(fēng)險卻不小。
對于以儲存為主的商用儲罐而言，客戶要求付油結(jié)算，要把自己儲存的油品全部拿走，這時必然會導(dǎo)致浮盤落底。因此，防止外浮頂罐浮盤落底，防止形成爆炸性氣相空間是庫區(qū)安全管理的一項重要工作。那么如何才能避免浮盤頻繁落底帶來的風(fēng)險呢？
首先，要建立與客戶的長期合作關(guān)系，固定某些儲罐為某一個客戶服務(wù)，相同或相近品質(zhì)的油品就可以分別存放在這幾個儲罐內(nèi)，客戶需要付油時，多個儲罐同時供應(yīng)，可以大幅度降低浮盤落底的概率。
其次，對于一些需要付清結(jié)算的客戶，應(yīng)事先溝通好，向客戶告知浮盤落底的潛在風(fēng)險，盡可能說服客戶接受品質(zhì)相近的油品，當(dāng)作自己存油儲罐的墊底油，完成最后剩余部分油品的清算；或者直接將儲罐內(nèi)的墊底油作為客戶進(jìn)油的前置條件，這樣就可以進(jìn)一步降低浮盤落底頻次，也就等同于降低了風(fēng)險。
最后，對于一些浮盤不得不落底的情形，應(yīng)按照儲罐檢維修的管控要求增加相應(yīng)措施，如考慮氮氣保護(hù)措施、嚴(yán)格限制油品在管道內(nèi)的流速來避免靜電產(chǎn)生、禁止人員在儲罐抽底油操作時出入罐區(qū)、禁止同一罐組兩臺儲罐同時進(jìn)行抽底油操作等措施，來預(yù)防或減輕事故后果的嚴(yán)重度。
當(dāng)然，依賴管理并不能將外浮頂儲罐浮盤落底的風(fēng)險完全降低，如何利用本質(zhì)安全措施避免外浮頂儲罐、尤其是商用外浮頂儲罐浮盤落底帶來的事故風(fēng)險，還是行業(yè)內(nèi)值得商榷和進(jìn)一步研究的課題。
作者系中國化學(xué)品安全協(xié)會專家
1.儲存物料危險性相似。內(nèi)浮頂罐儲存的輕質(zhì)油品多屬于甲B類液體，而外浮頂罐盛裝的原油、輕質(zhì)燃料油也有相當(dāng)一部分屬于甲B類液體，同樣可以揮發(fā)易燃性油氣；另外，內(nèi)浮頂罐儲存的一些高含硫中間油品會在儲罐內(nèi)壁造成腐蝕，外浮頂罐也存在同樣的問題，一些高含硫原油也能在儲罐內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕。
2.浮盤與物料之間易形成爆炸性氣體空間。內(nèi)浮頂和外浮頂罐浮盤落底后，都會在浮盤與油面之間形成爆炸性混合氣體空間，而今大多數(shù)內(nèi)浮頂罐設(shè)氮氣保護(hù)，而外浮頂罐設(shè)置的氮氣保護(hù)僅用于防止二次密封失效，所以相比內(nèi)浮頂罐而言，外浮頂罐浮盤落底更易吸入空氣形成爆炸性氣體空間。
3.浮盤頂部容易形成油氣聚集空間。外浮頂罐與內(nèi)浮頂罐一樣，浮盤在進(jìn)油起浮之前，排出的易燃?xì)怏w都會在浮盤頂部聚集，內(nèi)浮頂?shù)暮粑y安裝在拱頂之上，不利于易燃?xì)怏w擴(kuò)散；外浮頂浮盤與罐壁圍成的半封閉空間會使易燃?xì)怏w聚集，具有相應(yīng)的風(fēng)險。
由此可以看出，雖然外浮頂罐在常規(guī)運行工況下比較安全，但在浮盤落底的非正常工況下，發(fā)生著火、爆炸的風(fēng)險卻不小。
對于以儲存為主的商用儲罐而言，客戶要求付油結(jié)算，要把自己儲存的油品全部拿走，這時必然會導(dǎo)致浮盤落底。因此，防止外浮頂罐浮盤落底，防止形成爆炸性氣相空間是庫區(qū)安全管理的一項重要工作。那么如何才能避免浮盤頻繁落底帶來的風(fēng)險呢？
首先，要建立與客戶的長期合作關(guān)系，固定某些儲罐為某一個客戶服務(wù)，相同或相近品質(zhì)的油品就可以分別存放在這幾個儲罐內(nèi)，客戶需要付油時，多個儲罐同時供應(yīng)，可以大幅度降低浮盤落底的概率。
其次，對于一些需要付清結(jié)算的客戶，應(yīng)事先溝通好，向客戶告知浮盤落底的潛在風(fēng)險，盡可能說服客戶接受品質(zhì)相近的油品，當(dāng)作自己存油儲罐的墊底油，完成最后剩余部分油品的清算；或者直接將儲罐內(nèi)的墊底油作為客戶進(jìn)油的前置條件，這樣就可以進(jìn)一步降低浮盤落底頻次，也就等同于降低了風(fēng)險。
最后，對于一些浮盤不得不落底的情形，應(yīng)按照儲罐檢維修的管控要求增加相應(yīng)措施，如考慮氮氣保護(hù)措施、嚴(yán)格限制油品在管道內(nèi)的流速來避免靜電產(chǎn)生、禁止人員在儲罐抽底油操作時出入罐區(qū)、禁止同一罐組兩臺儲罐同時進(jìn)行抽底油操作等措施，來預(yù)防或減輕事故后果的嚴(yán)重度。
當(dāng)然，依賴管理并不能將外浮頂儲罐浮盤落底的風(fēng)險完全降低，如何利用本質(zhì)安全措施避免外浮頂儲罐、尤其是商用外浮頂儲罐浮盤落底帶來的事故風(fēng)險，還是行業(yè)內(nèi)值得商榷和進(jìn)一步研究的課題。
作者系中國化學(xué)品安全協(xié)會專家
趙紅科
筑安
中國化學(xué)品安全協(xié)會
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2021年04月09日 10:48
