关于罐区雷电灾害问题的分析

崔倞　刘亮亮　高越

摘 要：对近年来原油库区雷电引发火灾问题的进行分析，找到了引发雷电灾害的症结，并结合工程实践提出了具体解决问题的方案。

关键词：罐区；雷电灾害；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.233

1 前言

2006年8月，中石化仪征输油站15万方储罐遭雷击起火后，2011年11月22日，大连港油品码头公司新港海滨北罐区31#、32#原油储罐密封圈处遭雷击起火，之后陆续有镇海、白沙湾等地油库多座大型浮顶油罐（均储存原油）遭雷击起火。雷电是引发油库火灾的主要原因，因此，做好油库的防雷工作，防止火灾事故发生，对保障国家和人民生命财产的安全具有十分重要的意义。

2 原因分析

双盘式储罐机械密封有两个空腔，即一次密封空腔、二次密封空腔。一次密封空腔是指油面与一次密封油气隔膜之间的空腔，空间体积大约为41.68m3，通过一次密封油气隔膜与一次密封金属密封板密封，主要是减少罐内油气进入二次密封空间；二次密封空腔是指一次密封油气隔膜与二次密封橡胶密封板之间的空腔，空问体积大约为25m3。

一次密封空腔由于与油品液面直接接触，空腔内部存在大量的可燃气体，且通过装有阻火器的呼吸闷与大气连通，形成的混合气体的浓度可能达到爆炸极限范围。由于油罐直径为80米，一次密封金属密封托板与罐壁之间设计上允许存在间隙，油气就会通过间隙进入二次密封空间。因此二次空间内也会存在油气，局部区域可能达到爆炸极限。当油罐遭受雷击时，浮船与罐壁间发生火花间隙放电，由于其放电能量远远大于轻质原油的最小点火能量（约为0.2～0.26mj），造成一、二次密封空间爆炸性混合气体爆炸，导致泡沫挡板区域内油气着火。

双盘式储罐一次密封采用机械密封占了很大的比例。机械密封采用金属绞架的刚性结构，在浮盘上下运行过程中金属绞架的转动，金属刮板与罐壁的摩擦，都容易产生火花，另外从储罐液面到油气隔膜形成的环形空间内充斥着油气，不仅存在油气挥发的可能性，更重要的是一旦在环形空间内的刚性金属绞架摩擦产生火花就会引起油气燃爆的可能性。

3 解决方法

（1） 更换弹性泡沫密封装置。弹性泡沫密封和机械密封都是大型石油储罐常采用的密封形式其结构如图1、图2所示，但相比较于机械密封，弹性泡沫密封的密封性更好，在遭受雷击的情况下，发生火情的可能更低。弹性泡沫密封采用橡胶密封带包覆聚氨酯软泡沫塑料、金属固定板和压条固定的软性结构，在浮盘上下运行过程中，金属部件完全保持相对静止，只有橡胶密封带锯齿段橡胶材料与罐壁接触，没有金属部件的摩擦，并且其安装方式为浸液式安装，橡胶密封带囊体底部浸入液面以下，一次密封下没有或很少有油气空间，降低了油气燃爆的风险。由于软密封的密封性能良好，近年在石化系统尤其是在雷雨多发区域，大部分储罐机械密封已改为软密封。

（2）实现储罐浮盘与罐体的低阻抗连接。伸缩式防雷接地装置用于外浮顶储油罐，实现储罐浮盘与罐体的低阻抗连接，抑制罐壁和浮盘边缘板的瞬时过电压，成数量级的降低可燃气体被点燃的概率。使用伸缩式防雷接地装置可以快速疏导雷击在浮盘和储存介质上的雷电流和束缚电荷，伸缩式防雷接地装置提供低阻抗通道接地并缩短放电时间常数，将可燃气体中发生火花的可能减小到最低程度。其与浮顶和罐体连接的部位应采用无动火、有效的，可靠的连接方式，保证可靠的电气通路。

（3）建立雷电灾害天气预案。 加强气象信息收集分析与预警并设专人负责，及时收集雷电、海况等信息，遇到雷电等灾害天气启动应急预案。

4 结论

近年来由雷电灾害引发的原油罐区起火事故已造成了巨大的經济损失，如何从源头上减少原油罐区起火事故的发生已经成为一个亟待解决的问题。新版消防规范即将公布，相信在行业同仁的共同努力下问题一定会得到妥善的解决。

参考文献：

[1]立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范[S].（GB50341-2014）.

[2]石油储备库设计规范[S].（GB50737-2011）.

[3]圆柱形金属油罐设计[M].（烃加工出版社）.endprint