油轮燃烧爆炸的因素和预防措施

毛金晖　高建丰

摘 要：随着我国经济综合实力的提高， 目前原油进口量已超过总原油消费的58%以上，其中80%通过海洋运输进入我国沿海再进入我国石化企业，进口原油中的近50%是通过宁波-舟山沿海地区进入我国，再供应给长三角地区的石化企业。而油轮是运输进出口油气最重要的交通工具，石油天燃气具有易燃易爆的特性，油轮运输的大型化给运输石油过程中的安全性带来了巨大的安全挑战。一旦出事故不但会造成严重的经济损失，人员伤亡，还会污染海洋坏境，所以油轮燃烧爆炸的因素和预防措施及其重要。

关键词：油轮；因素；燃烧爆炸；预防措施

中图分类号：TE975 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2016）09-0032-02

1 油轮燃烧爆炸的条件

油轮燃烧爆炸必须满足3个条件。①要有可燃物（油轮中的油气）；②必须达到着火点；③必须有助燃剂（一般指空气中的氧气）。只有同时满足这3个条件油轮才能燃烧爆炸。油轮运输的油品易挥发易燃易爆，油品里面的成分挥发和空气中的氧气混合形成混合气体达到一定的比例若是再遇上着火点，那么就会发生燃烧爆炸事故。

2 油轮燃烧爆炸的案例和因素

近几年来，油轮燃烧爆炸事故接连不断地发生，国内外越来越重视油轮安全问题。1981年美国油轮“蒙蒂塞洛·维克托利”号在得克萨斯州亚瑟港的一个虽然事故未酿成人员死亡或严重受伤，但是船后面的货舱和上层建筑毁坏，估计损失2 000万美元单独锚地系泊时发生爆炸并引起燃烧。1982年5月，山东威海石岛附近海域，一艘油轮发生爆燃事故，造成20人死亡，直接经济损失达1400万元，事故的起因是由于工人焊接作业引燃可燃油气，导致泵舱和油舱的连续爆炸。2011年6月17日，广州市番禺区“南大油22号”油船发生爆炸事故，造成8人死亡，3人失踪，直接经济损失939.5万元，事故原因是工人使用的非防爆插线板产生电火花，引燃油舱内积聚的可燃预混气体。2013年 10月 12 日，宁波镇海区“绪扬 11 号”油船发生爆燃事故，造成 8 人死亡，事故原因系船员在对漏油维修的过程中违规操作，火花引燃了周围的爆炸性预混气体，导致了油舱的连续爆炸。2015年2月11日巴西石油服务公司的一艘采油船因天然气管路泄露引起爆炸，事故造成9人死亡，10人受伤。由国内外研究表明，油轮爆炸的因素主要集中在，静电、触礁、撞击、明火、雷电、机电短路、人员不规范操作等因素。油轮满载时发生的事故小于油轮空载，满载时油轮油舱中充满油品，几乎没有空气，那就不符合油轮燃烧爆炸的3要素。而空载就不一样，空载的油轮由于油轮油舱中的油品卸载后，油舱中会残留油气与空气组成混合气体，那么就更容易发生事故。运输原油的油轮比运输成品油的油轮更加容易发生事故。油轮达到码头后一开始装卸就业，也就是油轮和码头的输油臂连接的时候，最容易发生事故。

3 油轮爆炸燃烧的预防措施

3.1 预防静电

油轮产生静电的原因：①在输油过程中产生的静电，油品在管道中流动时，由于管道不是100%的光滑，油品和管道发生摩擦时就会产生静电。同时油品进入油舱的过程中，油品和空气摩擦，在油舱中发生漩涡状运动和飞溅而产生的静电，同时从管道中流出来已经带有静电的情况下，与油舱再次相互摩擦就会形成电流，这类的静电大部分是集聚在喷流出来的油柱附近。②在油品运输的过程中产生的静电，装入船舱的油品在储运过程中会发生相互撞击、震荡的情况，静电就会在金属构件和油品漂浮物集聚。③人员产生的静电，操作人员在走动和操作的时候和自己的衣物之间发生摩擦都会产生静电，不排除操作人员把静电带到油品中。④其他原因产生的静电。据调查，因为静电产生的油轮事故的比例很高。

静电的预防措施：①接地和接合，接地就是把船体和大自然接触构成一个电流通路。接合指两个独立的导体，通过连接线建成一个通路。接地和接触可以把静电造成的电流通过船体和大自然之间的回路导入会大自然，同时也可以减少雷击和漏电带来的危险。②防止操作人员带电，操作人员作业时必须穿静电服，不能穿容易产生静电的衣物。作业人员进入船体作业前，必须做消除静电的处理。③装卸油作业是的静电措施：使用前必须把输油臂用热蒸汽冲洗干净，避免输油臂中的杂质和油品摩擦发生静电。控制油品的流速，在装油的初始阶段，管路和油舱可能会积聚一些水分，当水和油混合时，油水混合物非常容易产生静电。卸油作业时，为了防止码头管路上的污水倒流入油舱中，所以在码头和油轮之间的管线压力平衡之后才能打开出口阀，同时也要控制卸油时油的流速。作业人员要规范操作。

3.2 惰性气体预防油轮爆炸

油轮燃烧爆炸的着火源，由于各种偶然因素、人为因素、自然因素等比较难以预料和控制。比如：雷电起火、静电产生的火花、油轮撞击产生的火花、明火、摩擦等等。但是我们可以控制油轮油舱中气体的浓度比例，让油轮油舱的浓度比例处于安全的范围内，那么油轮就不会燃烧或者爆炸。

图一是油气浓度爆炸极限图。图1中横轴OA表示的是氧气浓度，纵轴表示的OP表示的是烷烃的浓度，PA是烷烃与空气气体混合气的浓度变化线。POA中的各个的点表示这个点对应的烷烃、氧气、空气中的惰性气体混合物的状态。DEFG表示危险的是危险区域。若油轮油舱中气体浓度在这个范围内，那么满足着火点和火源两个条件，船舱就会发生爆炸。由资料查得，当氧气含量小于11%的点时，那么油轮不会进入危险区。但是，为了安全起见，在实际作业过程中，都会留有裕量，应该把氧气浓度控制在8%一下。

在X1的状态下，空气进入船舱，烷烃的浓度下降，氧气的浓度会提高，那么久会沿着X1A的方向移动进入危险区。在X2的状态下，若有空气进入，烷烃的浓度会变小，氧气浓度会增高，气体浓度会沿着X2A移动，就不会进入危险区，X2A线被叫做空气稀释临界线。在X2的状态下，如果气体挥发，那么烷烃浓 度会增大，那么气体浓度会沿着X2P直线移动，可能会经过危险区。为了防止油轮油舱的燃烧爆炸，我们就在一定的条件下，让油舱中的气体浓度状避开危险区域DEFG。以气体状态X3为例，如果有空气进入，则各气体的浓度沿着X3A的方向移动，有一定的机率进入危险区域。我们为了避开危险区域，保证油舱的安全，可以先通入惰性气体，让混合气体的从状态X3到状态X4那么如果有空气进入的，就会沿着X4A 的方向移动，就避开了危险区域。

若油轮卸油时，没有填充惰性气体，油舱中的气体浓度将会朝着PA的方向移动，卸油时油轮中的气体浓度状态就会经过危险区域。为了在卸油的时候，油气的浓度不经过危险区域，一边卸油一边充入惰性气体。那么油舱中的气体浓度不会经过危险区域。若油轮装油时，没有填充惰性气体，油轮的气体浓度会朝着AP方向移动，油轮中的气体浓度状态会经过危险区域。若充入惰性气体，那么油轮中的气体浓度状态就不会经过危险区域。

油轮惰性气体来源：我国现在的油轮上的惰性气体主要是锅炉烟气通过处理后得到的。烟气先从锅炉中抽取出来，经过洗涤塔进行脱硫，净化除尘，除去水沫，冷却后进入鼓风机，在通过主控制筏，通过惰性气体管道输送到各个油舱中保证油舱的安全。

3.3 其他预防措施

（1）港口码头企业要加强消防安全管理。

（2）操作人员要合理规范的作业，要定期的培训及时更新知识储备，跟上时代的潮流。

（3）保证运输油品质量过关。

（4）定期检查维修油轮。

（5）按照规定的航道，航行避免碰撞和触焦。

（6）加强用火和用电的安全管理

4 结论

主要由2个方面来预防油轮爆炸：①通过烟气的净化处理得到惰性气体，并且把惰性气体充入油轮油舱中来控制油舱中的气体浓度，让油舱中的气体浓度不经过燃烧爆炸的危险区域，从而预防油轮燃烧爆炸。②从各个方面了预防和消除静电，来预防油轮燃烧爆炸。

参考文献：

[1]张红辉，孙可平. 油轮静电防爆技术的研究[D].上海海事学院，2000：2-6

[2]盛百正，徐高生.惰性气体防爆系统在油轮上的引用及其设计[J]. China Academic Journal Electronic Publishing House，1994-2004：42-55

[3]余晓琴.油轮爆炸及预定量分析[J].中外船舶科技，2001（3）：40-41.

[4]刘栋臣，易绍云.运油船舶的火灾原因[J].消防安全管理，2006（3）：95-97.

[5]姚德库. 石油储运中的防静电措施[J].化工管理，2015（1）：254.