周立超
摘要:近年来,由于规模经济、环境因素、社会因素以及法律方面等原因,化工园区和化工集群应运而生。储罐区作为化工企业重要的一部分,其储 存的物质多为易燃、易爆炸、有毒有害物质,因此储罐区潜在着常见的隐患。化工企业一旦发生火灾,其燃烧速度快,热辐射强,易形成立体火灾,并伴 随着复杂的化学反应。特别是化工储罐类火灾,由于其危险性高、爆炸危险性大,易复燃复爆,易引起连环爆炸等特性,极易给国家和人民生命财产造成 不可估量的损失。
关键词:液体化工;储罐区;措施
我国国民经济的迅猛发展,对化工产品的需求量与日俱增,从而也促 进了化工工业生产的快速增长。易燃液体作为原料或产品普遍存在于化工 生产、储存过程中,因此,大部分化工企业普遍分布着或大或小的易燃液 体储罐区,如:化工生产企业的甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂储罐区,石 化储存企业的石脑油、汽油、原油库等储罐区。罐区中的这些易燃液体具 有易燃易爆、毒害等危险性,一旦物质或能量的正常运行状态遭到破坏,储罐发生火灾爆炸事故,便会导致灾难性的后果,不仅罐区内部,邻近地 区人员的生命、财产和环境都将遭受巨大损失。
一、液体化工储罐区隐患的特点
1、液体储罐易发生爆炸、沸溢和喷溅。液体储罐中许多储存有低闪点 货种,如丙环氧丙烷(闪点为-37℃)、丙酮(闪点为-20℃)、汽油(闪点 为-50℃),这些储罐发生火灾后,燃烧速度快、火焰高、火势猛、热辐射 强,易引起相邻油罐及其它可燃物燃烧,储罐一旦发生爆炸,就会造成罐 体破裂、罐盖掀开、飞出,或是罐壁底部、中间裂开,从裂口处或因罐体 移位流出的化工品,形成地面流淌性燃烧。比重较高如原油等重质油品储 罐发生火灾后,重质油品蒸发速度慢,蒸发时吸收热量少,但容易使油品 溢出罐外形成沸溢的现象,有时油品与火焰腾空而起,将燃油喷出罐外几 十米或百余米远,形成喷溅的现象。在储罐发生流淌火、沸溢和喷溅现象 时,在灭火救援中如枪、炮阵地设置于防护堤之内,势必会造成人员伤亡 和装备毁损。同时,火灾扑救时需要近距离有效打击火势或冷却罐体,在 这种情况下,人员容易发生烫伤、烧伤。
2、易形成立体燃烧。当储罐发生爆炸后,易燃易爆液体或气体外溢,极易产生流淌火,从而使罐顶和地面的液体同时燃烧,形成立体火灾。流 淌火又直接包围了同一防火堤内的毗邻储罐,如不及时将流淌火扑灭,易 引起连锁反应,从而造成爆炸与燃烧的交替进行。
3、易造成重大人员伤亡和环境污染。由于化工品本身具有高度的易燃 易爆性、易腐蚀性、毒害性,一旦发生火灾或泄漏事故,常伴随爆炸、复 燃复爆、立体、大面积、多火点等形式的燃烧、极易造成重大人员伤亡。同时燃烧所产生的有毒气体和泄漏的化工品,易引起大气和水资源的污染,且治理难度大、影响持久。
二、液体化工储罐区危险性
1、流动性/扩散性。易燃液体粘度随温度升高而降低,有较强的流动 性,蒸气更是容易向四周扩散。易燃液体的沸点都很低,着火所需要的能 量极小,多数易燃液体被引燃只需 0.5mj 左右的能量。
2、易爆性。当易燃液体挥发出的蒸气与空气混合,达到爆炸极限时,遇火源就可能发生爆炸。罐区内绝大多数的潜在引爆源,如明火、电器设 备点火源、静电火花放电、雷电和金属撞击火花等,具有的能量一般都大 于易燃液体的最小引燃能量。
3、受熱膨胀性。储存于密闭容器中的易燃液体受热后,在体积膨胀时 也会使蒸气压力上升,当超过容器所能承受的压力限度,容器就会膨胀,甚至爆裂。如气温骤变,储罐呼吸阀由于某种原因来不及开启或开启不够,就易造成储罐破坏或被吸瘪。对于没有泄压装置的罐区地上管道,物料输 送后不及时部分放空,当温度升高时,也可能发生胀裂事故。
4、聚积静电荷性。多数易燃物质都是电介质,在灌注、输送、喷流过 程中能够产生静电,易燃液体在管道输送过程中由于流速过快产生的静电 是重要的安全隐患。液体产生静电荷的多少,除与液体本身介电常数和电 阻率有关外,还与输送管道的材质、直径和流速有关,管道内表面越光滑,产生的静电荷越少,流速越快,产生的静电荷越多。
三、液体化工储罐区安全措施
通过易燃液体储罐区的分析,针对易燃液体泄露与着火源产生的原因,应从罐区设计和运行管理方面采取预防与控制措施。
1、 电气的防爆。将正常运行时易产生火花的电气设备,如变配电设备、 开关柜、事故发电机等布置在爆炸危险性较小或没有爆炸危险的区域内,在满足罐区工艺及安全前提下,减少防爆电气设备的数量。设置的防爆电 气设备必须是符合现行国家或国际标准的产品,综合考虑释放源的级别和 位置、易燃物质的性质、空气流通状况、障碍物及生产条件等诸多因素,正确确定爆炸危险区域的分区。根据爆炸危险区域的分区、爆炸性蒸气混 合物的级别和组别,选择相应的电气设备。
2、控制易燃蒸气与空气混合物的浓度。通过合理布置、减少蒸气排放、 通风、惰化和设置可燃蒸气浓度监测等措施,控制混合气浓度,使之达不 到爆炸极限。
(1) 减少蒸气排放:减少蒸气排放是罐区防火防爆的关键,通过选择 合适的罐型,减少“呼吸”引起的蒸气外泄,采用密封性能良好的阀门、 泵、法兰、垫片等,设置正确的防火堤、污水收集池等。
(2)通风:罐区内的建筑物(如配电、控制室等)应设有通风设施(自 然或强制)。
3、管道与阀门。工艺物料管道应符合下列基本要求:采用无缝管道,管道之间除必须用法兰或螺纹连接外,其余均应采用焊接,管道应架空或 沿地面敷设,必须采用管沟敷设时,应采取措施防止物料在管沟内积聚。管道不得穿越与其无关的建(构)筑物的上方或地下。如必须跨越道路,应保持足够的净高度(分别为≥5m、5.5m),跨越道路或建(构)筑物的 管道上不应设置阀门、法兰、螺纹接头和补偿器等,以免漏料着火。
4、喷淋冷却。储存挥发性强的易燃液体的固定顶储罐,夏季时蒸气易 通过呼吸阀外逸,可通过设置水喷淋冷却设施以减少蒸气外逸。
5、加强安全管理。加强设备、仪表、阀门的维护管理,严格执行压力 容器安全监察规程,并按要求定期对储罐进行检测、检验,及时消除可能 存在的隐患。做好安全泄压、可燃气体泄漏检测报警、防雷防静电、火灾 报警系统等安全设施的维护保养,确保灵活好用、准确无误,完善储罐液 位报警联锁系统和消防灭火系统。进一步严格工艺操作纪律,严禁储罐超 温、超压、超装,严防脱水带油及乱排乱放。加强巡检,及时发现并处理 安全隐患。加强罐区用火作业的安全管理,把好罐区用火吹扫、置换、隔 离、分析和监护关,实施全过程监控。加强职工安全方面的培训、教育工 作,让其认识到罐区发生火灾和爆炸事故的危害性和严重性,防止“三违” 作业,确立“安全第一,预防为主”的安全生产原则。制定事故应急方案,一旦发生火灾和爆炸,应立即采取行之有效的应急措施,在事故初始阶段 将其控制,防止事故扩大造成更大的损失。
结束语:
导致储罐隐患的因素很多,但只要在设计、施工验收时严格按照相关 规范要求进行,日常运行时加强管理,采取相应的事故预防与控制措施,储罐的火灾爆炸事故是可以预防的。
参考文献:
[1]王伟良,何灏,陈炜英.液体化工储罐区常见隐患及治理[J].劳动保护,2018(04):96-97.
[2]刘伟.基于液体化工储罐区的甲酸储罐区安全评价[J].中国消防科学 技术.2018.
[3]安汝文,高洪波.液体化工储罐区产生的原因及防范措施[J].安全、健 康和环境,2019(2),11
[4]刘喜明.液体化工储罐区隐患的火灾爆炸危险性分析及防火防爆设 计[J].化工安全与环境.2018(31) .