&

一定要熟知的儲油罐爆炸原因分析與控制！內附近年典型事故案例

2017-03-08 13:45:19 作者：本網整理來源：網絡分享至：

近年來發生的一些火災爆炸事故，雖具體原因各有不同，但無不暴露出相關單位在安全生產中存在漏洞和隱患。導致事故的那些看似偶然的誘因，其實是一系列必然因素疊加所致。

640

儲油罐是油庫的重要設備，儲存著大量易燃燒、易爆炸、易揮發、易流失的油品，一旦發生爆炸所造成的損失難以估計。

近20年來，油罐發展呈大型化的明顯趨勢。隨著油氣儲備量的增加，儲油罐的規模和數量也大幅度地增加。

爆炸原因分析

明火

由明火引起的油罐火災居第1位，其主要原因是在使用電氣、焊修儲油設備時，動火管理不善或措施不力而引起。

例如，檢修管線不加盲板；罐內有油時，補焊保溫釘不加措施；焊接管線時，事先沒清掃管線，管線沒加盲板隔斷；油罐周圍的雜草、可燃物未清除干凈等。

另一個重要原因是在油庫禁區及油蒸氣易積聚的場所攜帶和使用火柴、打火機、燈火等違禁品或在上述場合吸煙等。

靜電

所謂靜電火災是指靜電放電火花引燃可燃氣體、可燃液體、蒸汽等易燃易爆物而造成的火災或爆炸事故。

靜電的實質是存在剩余電荷。

當兩種不同物體接觸或摩擦時，物體之間就發生電子得失，在一定條件下，物體所帶電荷不能流失而發生積聚，這就會產生很高的靜電壓，當帶有不同電荷的兩個物體分離或接觸時，物體之間就會出現火花，產生靜電放電（ESD）靜電放電的能量和帶電體的性質及放電形式有關。

靜電放電的形式有電暈放電、刷形放電、火花放電等。其中火花放電能量較大，危險性最大。

靜電引起火災必須具備以下4個條件：

（1）有產生靜電的條件。

一般可燃液體都有較大的電阻，在灌裝、輸送、運輸或生產過程中，由于相互碰撞、噴濺與管壁摩擦或受到沖擊時，都能產生靜電。特別是當液體內沒有導電顆粒、輸送管道內表面粗糙、液體流速過快時，都會產生很強的摩擦，從而產生靜電。

（2）靜電得以積聚，并達到足以引起火花放電的靜電電壓。

油料的物理特性決定了其內產生的靜電電荷難以流失而大量積聚，其電壓可達上萬伏，遇到放電條件，極易產生放電引起火災。

（3）靜電火花周圍有足夠的爆炸性混合物。

油品蒸發、噴濺時產生的油霧和儲油罐良好的蓄積條件致使油面上部空間形成油氣一空氣爆炸性混合物。

（4）靜電放電的火花能量達到爆炸性混舍物的最小引燃能量。

當靜電放電所產生的電火花能量達到或大于油品蒸氣引燃的最小能量（0.2-0.25mJ）時，就會點燃可燃混合氣體，造成燃燒爆炸。

因靜電放電（ESD）引起的火災爆炸事故屢見不鮮，而且靜電火災具有一定的突發性、易爆炸、撲救難度大、易造成人員傷亡等特點，故如何更好地做好防靜電危害工作一直是安全管理工作的重要組成部分。

自燃

自燃是物質自發的著火燃燒過程，通常是由緩慢的氧化還原反應而引起，即物質在沒有火源的條件下，在常溫中發生氧化還原反應而自行發熱，因散熱受到阻礙，熱量積蓄，逐漸達到自燃點而引起的燃燒。

所以自燃的條件有3個，即發生氧化還原反應、放熱、熱量積蓄，主要過程有氧化、聚熱、升溫、著火。

一般來說，引發儲油罐自燃主要原因有3種：

靜電自燃、磷化氫自燃、硫自燃。

靜電自燃如上面介紹的，油罐在頻繁裝卸過程中，油品或運動部件與內壁相互摩擦，拍打油面，液位波動，運動部件晃蕩，又由于油品含水和雜質量大等多種原因，極易產生靜電，在運動部件和油罐形成巨大的飄浮帶電體，靜電通過接觸點及突出部位放電，產生靜電火花。

磷化氫自燃源于油品中的磷化氫，據有關資料表明，油品中的磷化氫以PH3或P2H4的形式存在。

PH3通常以氣態的形式存在于油罐的氣相空間，且含量極低，其自燃點100℃，一般無自燃可能；而P2H4通常以液態的形式存在于油罐的液相空間，其與空氣反應的活化能很低，在常溫下就能發生自燃，但由于汽油的極性較強，少量P2H4溶解其中，且與空氣隔絕，也不會發生燃燒。

硫自燃起因于硫化鐵自燃，硫化鐵是石油貯罐硫腐蝕的主要產物，硫化鐵在與空氣接觸時強烈反應放熱，如出現熱積蓄，溫度提高，就發生自燃。

原油中的硫分為活性硫和非活性硫，元素硫、硫化氫和低分子硫酵等統稱為活性硫。

活性硫對金屬具有較高的腐蝕性，硫對設備的腐蝕可以分為低溫濕H2S腐蝕、高溫硫腐蝕等，其對儲油罐的腐蝕屬于低溫濕H2S腐蝕。

低溫濕H2S腐蝕又有2種腐蝕方式：

一種是硫化氫氣體溶解在罐壁上的水中生成氫硫酸，氫硫酸與罐壁金屬鐵發生電化學腐蝕：

另一種是儲罐內濕的硫化氫氣體，在沒有氧氣存在的條件下與儲罐內壁鐵的腐蝕產物一鐵的氧化物及其水合物發生電化學腐蝕。兩類腐蝕的主要產物均是硫化亞鐵。

長期處于氣相空間的儲罐內壁腐蝕特別嚴重，其內防腐涂層被硫化成一層膠質膜，而處在液相部位的內防腐層無明顯腐蝕痕跡，由于膠質膜對FeS具有保護作用，因此在FeS氧化時，氧化熱量不容易及時釋放，加快了其自燃速度。

在罐頂通風口附近，FeS與空氣接觸，迅速氧化，熱量不易積聚，而在油罐下部，越靠近浮盤的氣相空間，氧含量越低，部分FeS被不完全氧化，生成單晶硫。該單晶硫呈黃色顆粒狀，燃點較低，摻雜在塊狀、松散結構的焦硫化鐵中，為焦硫化鐵中的FeS的自燃提供了充足的燃燒條件。

當油罐處于付油狀態時，大量的空氣充滿油罐的氣相空間，原先浸沒在浮盤下和隱藏于防腐膜內的FeS漸被暴露出來，并在膠質膜薄弱部位首先發生氧化，迅速發熱自燃，引起單晶硫膠質、橡膠密封圈燃燒，甚至導致火災爆炸事故。

雷電

油罐區存在的油氣混合物遇到雷擊起火，即使油罐接地，亦會造成火災。而浮頂罐雷擊起火往往是浮頂與罐壁的電器連接不良或罐體密封性差所致。

控制措施

人的管理

所謂人的管理，就是要千方百計地防止因違章作業、違章操作、違章指揮而引起的爆炸事故。

不僅要加強職工安全方面的培訓、教育工作，讓其認識到儲油罐爆炸的危害性和嚴重性；還要進一步規范職工的行為，嚴格按照操作規程作業，尤其是操作細節，比如穿防靜電工作服，不穿化纖類衣服和膠鞋上班作業等等。

技術控制

1 從控制氧氣的進入來破壞爆炸條件的形成

根據可燃物發生燃燒和爆炸的條件可知，要想避免儲油罐發生火災和爆炸事故，就必須禁止氧氣或空氣進入儲油罐內。

對于容量大的內浮頂油罐，可以實行收付混合操作方式，使浮盤在較小的范圍內浮動，減少浮盤以下空間的硫化亞鐵外露與空氣接觸的機會；采取高液位操作，減少油罐氣相空間，減少腐蝕范圍；采取惰性氣體置換（氮氣保護）的方法，既可實現無氧操作又可防止爆炸性混合氣體的形成；在油罐付油時，采取注入蒸氣或氮氣等保護措施，在停止注入蒸氣后，應及時注入氮氣，防止空氣進入油罐。

2 從工藝方面入手來加強頂防和控制

改進常壓裝置“一脫四注”工藝來降低硫含量；采用油渣加氫轉化工藝來降低常壓渣油的硫含量；油品進罐前進行有效的脫水來降低含水量；在分餾塔頂添加緩腐蝕劑，使鋼材表面形成保護膜來起阻蝕作用，在油品中添加抗靜電劑提高油品的電導率。

3 從設備方面采取措施

在易被腐蝕的地方，使用耐腐蝕的鋼材；

在易腐蝕設備內表面采用噴涂耐腐蝕金屬或涂鍍耐腐蝕材料等技術；

在儲油罐內壁嚴格按標準使用防靜電涂料以消除靜電放電產生的危害或靜電引力導致的各種生產障礙；

采用罐頂噴淋技術來有效降低油罐溫度，延緩硫腐蝕，同時及時消散硫化鐵氧化放出的熱量；通過靜電接地、跨接、設置靜電緩和器來加強靜電泄漏，防止靜電積聚；安裝避雷針來有效避免雷電的危害；

加強罐體密封性檢查和維修；對大型油罐安裝可燃氣體報警裝置、滅火和冷卻設施。

4 從日常操作中進行控制

采取底部裝油減少空氣的進入、靜電的產生和油霧的產生；加大注油管的管徑以控制流速減少靜電的產生；在檢測井內進行檢測和取樣，并通過靜置幾分鐘來避免靜電的產生；定期采用酸洗、高pH值溶劑、多級氧化劑、鈍化劑等方法來清除硫化亞鐵沉積物；定期清罐盡可能地排除儲罐中的積水；加強日常設備的檢修、罐區的安全檢查和巡檢工作，將事故消滅在萌芽狀態。

5 從在線監測技術上來控制

（1）建立適合的腐蝕監測網來控制與預防硫腐蝕失效。通過合理選點與布點做到在線監測和離線監測，長周期掛片與瞬時腐蝕速率測量相結合，可以全方位把握腐蝕狀況，以便及時采取措施，防患于未然。

（2）用可燃性氣體報警器檢測環境，使可燃氣體、可燃液體蒸氣和粉塵的濃度控制在低于引起爆炸的極限范圍。

（3）對易燃、易爆作業場所的防火設計采用自動報警和自動滅火系統。自動報警的探測器應采用防爆型，自動滅火的滅火劑應采用CO2氣體滅火劑。

油罐區防火防爆十條規定｜附典型事故案例

一、嚴禁油氣儲罐超溫、超壓、超液位操作和隨意變更儲存介質。

本條主要規定了油氣儲罐的使用管理要求。油氣儲罐儲存介質、儲存溫度、壓力、液位必須符合設計工藝條件和工藝控制指標，這些指標超出控制范圍會帶來泄漏著火、爆炸等安全風險。

儲罐在設計階段是按照既定的某種儲存介質進行設計，設計考慮的因素僅局限于該種介質的物化性質和儲運工藝要求，若要變更儲存介質，必須要考慮既定儲罐的設計條件是否滿足該介質的存儲要求，確保儲罐安全運行。隨意變更儲存介質或儲罐用途可能帶來安全隱患，導致事故的發生。

典型事故案例：

1984年3月31日，河北省保定市石油化工廠油罐發生爆炸事故，造成16人死亡、6人重傷，事故主要原因是違章輸入渣油（原為鍋爐燃料油罐），油溫過高，大量瓦斯與罐內空氣混合形成爆炸性氣體，遇到火花引發爆炸。

二、嚴禁在油氣罐區手動切水、切罐、裝卸車時作業人員離開現場。

本條主要規定了儲罐區手動切水、切罐、裝卸車作業管理要求。手動切水是指通過間斷手動打開切水閥放出沉積在油氣儲罐底部的水；切罐是指將進出物料從一個儲罐切換到另一個儲罐；裝卸車是指將儲罐中物料裝車或從運輸車輛向儲罐中輸送物料。切水、切罐、裝卸車等作業環節應當嚴格遵守安全作業標準、規程和制度，并在監護人員現場指揮和全程監護下進行。若監護不到位，極易造成油氣泄漏，引發事故。

典型事故案例：

1988年10月22日，上海高橋石油化工公司煉油廠小涼山球罐區發生液化氣爆炸燃燒事故，造成26人死亡、15人燒傷，事故主要原因是操作人員在對液化氣球罐開閥切水時，未按操作規程操作，未在現場監護，致使液化氣與水一起排出，且處置不及時，液化氣遇到明火發生爆燃。2015年7月16日，山東石大科技石化有限公司液化氣球罐著火爆炸事故，也是在罐區進行切水作業時，作業人員離開現場，液化氣泄漏，處置不及時造成的。

三、嚴禁關閉在用油氣儲罐安全閥切斷閥和在泄壓排放系統加盲板。

本條主要規定了安全閥和泄壓排放系統的安全操作要求。安全閥切斷閥指為方便安全閥校驗或更換而在其前后安裝的切斷閥門，泄壓排放系統指能迅速排放儲罐壓力的系統，通常指火炬系統或專用排放系統。安全閥切斷閥關閉或壓力泄放系統加盲板都將使儲罐在超壓或緊急狀況時壓力無法泄放，儲罐因超壓造成爆炸、著火等惡性事故。

典型事故案例：

2015年7月16日，山東石大科技石化有限公司發生液化氣球罐著火爆炸事故，造成2名消防員輕傷，7輛消防車毀壞，部分球罐及周邊設施和建構筑物不同程度損壞。事故直接原因是倒罐作業過程中，6號罐內水被完全切出后，液化石油氣由切水管漏出、擴散，遇點火源燃燒，導致液化烴罐區著火；球罐因安全閥關閉且壓力泄放系統加了盲板，造成爆炸，使事故后果擴大。

四、嚴禁停用油氣罐區溫度、壓力、液位、可燃及有毒氣體報警和聯鎖系統。

本條規定了油氣罐區溫度、壓力、液位、可燃、有毒氣體等關鍵參數報警和聯鎖系統的管理要求。油氣儲罐應按照標準和規范要求設置液位計、溫度計、壓力表、可燃（有毒）氣體報警儀，以及高液位報警和高高液位自動聯鎖切斷進料措施，報警信號應發送至操作人員常駐的控制室或操作室，并且報警要設置聲光報警，以便及時發現異常并做出處理，因此必須要保證報警和聯鎖系統的完好并且處于在用狀態。

典型事故案例：

2005年12月11日，英國邦斯菲爾德油庫發生火災爆炸事故，共燒毀大型儲油罐20余座，受傷43人，直接經濟損失2.5億英鎊，事故主要原因是儲罐的自動測量系統失靈，部分儲罐和管道系統的電子監控器以及相關報警設備處于非正常工作狀態等。

五、嚴禁未進行氣體檢測和辦理作業許可證，在油氣罐區動火或進入受限空間作業。

本條主要規定了油氣罐區動火和受限空間作業管理要求。動火作業前要分析檢測油氣罐區動火點周圍可燃氣體含量，進入受限空間作業前要對儲罐內可燃、有毒氣體和氧含量進行分析。

動火和進入受限空間作業一直是事故多發環節，油氣罐區儲存物料多，一旦發生事故，往往后果嚴重，必須嚴格審批管理，對作業現場和作業過程可能存在的危險、有害因素進行辨識，制定相應的安全措施并落實，相關人員按照權限進行簽字確認，作業過程中要有監護人員進行現場監護，具體管理程序應符合《化學品生產單位特殊作業安全規程》（GB30871）的要求。

典型事故案例：

2010年6月2日，中石油大連石化三苯罐區發生爆炸著火事故，造成4人死亡，事故直接原因是非法分包的承包商作業人員在三苯罐區一儲罐罐頂違章進行氣割動火作業，切割火焰引燃泄漏的甲苯等易燃易爆氣體，回火至罐內引起儲罐爆炸。

2004年10月27日，中石油大慶石化發生酸性水罐爆炸事故，造成7人死亡，事故主要原因是罐內的爆炸性混合氣體從焊縫開裂處泄漏，遇到氣割管線作業的明火或飛濺的熔渣引起爆炸。

六、嚴禁內浮頂儲罐運行中浮盤落底。

本條主要規定了對內浮頂儲罐液位的要求。浮盤落底是指因儲罐液位過低，浮盤落在了支撐腿上。正常運行時浮盤落底后會在浮盤和油面之間形成氣相空間，在物料流速過快時物料管線管口靜電易聚集，極易引發著火爆炸事故。

典型事故案例：

2011年8月29日，中石油大連石化柴油罐發生爆炸著火事故，事故主要原因是事故儲罐送油造成液位過低，浮盤與柴油液面之間形成氣相空間，造成空氣進入；同時，上游裝置操作波動，進入事故儲罐的柴油中輕組分含量增加，在浮盤下方形成爆炸性

混合氣體；加之進油流速過快，產生大量靜電無法及時導出產生放電，引發爆炸著火。

七、嚴禁向油氣儲罐或與儲罐連接管道中直接添加性質不明或能發生劇烈反應的物質。

本條規定了油氣加工、調和過程中各種添加劑、助劑使用安全管理要求。在添加使用前要了解添加劑、助劑的物化性質，并進行風險評估，制定相應的控制措施和應急預案，操作過程中要使用專門的加劑系統，嚴格履行操作規程。

典型事故案例：

2010年7月16日，大連中石油國際儲運有限公司罐區輸油管道發生爆炸著火事故，事故主要原因是在原油油輪已停止卸油作業的情況下，繼續向輸油管道中注入含有強氧化劑的原油脫硫劑，在輸油管道內發生劇烈反應，導致爆炸，引發火災。