油罐区危险性分析与评价 摘要：应用安全系统工程原理和方法，对20000 m3储罐区主要存在的危险、有害因素进行识别与分析。采用道化学火灾、爆炸指数评价法，定量地对20000 m3储罐区所储物料的实际潜在火灾、爆炸和工艺过程的危险性进行分析评价，依据危险指数的计算结果，确定危险等级，提出合理可行的安全对策措施。关键词：储罐；安全评价；对策措施 1 概述1997 年中石化股份天津分公司烯烃部两台 20000 m3( 40 500 mm × 16 750 mm) 石脑油储罐建成投用。储罐结构形式为内浮顶。两罐集中布置在一个防火堤内，防火堤高 1. 6 m，两罐间距为61 m。生产中，外供石脑油主要储存在这两台罐内。 1.1 工艺流程简介从厂外用汽车运来的石脑油，经石脑油卸车线输送到 U—FB112A/B( 容积为 20 000 m3) 内储存。 U—FB112A/B 内储存的石脑油经输送泵送至 U— FB101A/B/C( 容积为5 000 m3) 或 U—FB102A/B/C ( 容积为5000m3) 中，并经高速泵送至乙烯装置。 1. 2 罐区的主要设施
| 设施名称 | 安装位置 | 数量 | 使用情况 | 备注 |
| 水炮 | 罐区东、西、北侧 | 6 门 | 良好 | |
| 泡沫炮 | 罐区东西侧 | 6 门 | 良好 | |
| 泡沫喷淋 | 罐体 | 12 组 | 良好 | 每罐 6 组 |
| 水喷淋 | 罐体 | 12 组 | 良好 | 每罐 6 组 |
| 消防栓 | 罐区西侧马路边 | 2 个 | 良好 | |
| 泡沫栓 | 罐区东西两侧 | 6 个 | 良好 | |
| 推车灭火器 | 罐区西侧、防火堤内 | 9 具 | 良好 | |
| 手提灭火器 | 罐区西侧 | 26 具 | 良好 | |
| 喷淋和泡沫阀井 | 罐区东侧 | 3 组 | 良好 | |
| 泡沫站 | 罐区西北角 | 1 座 | 良好 | 2. 6 万升火YEF-6 |
| 灾报警按钮 | 罐区东侧、西侧 | 6 个 | 良好 | |
| 可燃气体报警器 | 罐周围、泵旁 | 10 个 | 良好 | |
2 危险及有害因素分析2. 1 火灾、爆炸储罐切水时无人监护、储罐冒顶、阀门破裂、法兰垫片损坏、H2S 对罐底的腐蚀等均会导致石脑油的泄漏，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火能引起燃烧爆炸。同时石脑油蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方。遇明火会引起回燃。来自炼油部的石脑油中硫化物、H2S 含量较高，最高硫含量约为 800 ～1 000 mL/m3。长期储存含硫量高的石脑油，会对储罐造成腐蚀，生成FeS。FeS如遇空气会释放出大量的热量，并引起易燃物燃烧。2. 2 触电伤害储存区有物料输送泵，若电气设备发生事故、电气安装不规范、缺少接地或接零、接地接零损坏失效，会发生触电伤害事故。2. 3 静电、雷电危险在物料输送过程中，无静电跨接接地装置或静电接地装置失效，存在静电集聚、放电引发系统发生火灾、爆炸的危险。石脑油泄漏喷出也易产生静电。避雷设施或避雷设施接地不良，接地电阻过大，都可能遭到雷击或雷电感应放电。储罐避雷设施应定期进行检查测试，保证避雷设施完好，设备管道接地电阻应在规定要求的范围内，避免雷电感应造成的损失。2. 4 高空坠落危险储罐有爬梯、平台、护栏，职工在生产操作及巡检作业中，因爬梯、平台、护栏腐蚀减薄或焊接点开裂均有高空坠落的危险。2. 5 机械伤害储存区中石脑油输送泵存在机械伤害危险。如靠背轮质量不好、安装不牢，可能发生靠背轮破碎飞出伤人事故；当转动部分缺少保护罩时，在操作、擦洗过程中职工触及可能发生撞击，衣物或长发被缠绕而造成伤害。2. 6 中毒石脑油蒸气可引起眼及上呼吸道刺激症状，如浓度过高，几分钟即可引起呼吸困难、紫钳等缺氧症状。未关闭氮气阀门上罐操作，一旦打开罐顶有关罐盖，站立位置不当，浮盘上方空间已充入的氮气泄漏出来，会引起作业人员氮气窒息。 3 道化学火灾、爆炸危险指数评价3. 1 单元划分根据《道化学火灾、爆炸危险指数评价法》工艺单元选择的原则和实际情况，将20000 m3 罐区的两台储罐作为评价单元，从理论上定量计算评价对象的火灾、爆炸指数，暴露半径( m) 及影响区域( m2) 。3. 2 单元固有危险指数的计算( 1) 物质系数的确定从《道化学火灾、爆炸危险指数评价法》物质系数和特性表中，查得石脑油的参数见表 1。表 1 物质系数和特性
| 化合物 | 物质系数 MF | 燃烧热Hc/( k·kg-1) | NFPA 分级 | 闪点/℃ | 沸点/℃ |
| 健康危险 NH | 易燃性 NF | 化学活性 NR |
| 石脑油 | 16 | 41868 | 1 | 3 | 0 | －2. 2 | 100~160 |
( 2) 计算结果根据《道化学火灾、爆炸危险指数评价法》选取工艺单元危险系数的原则，分别对一般工艺危险性和特殊工艺危险性进行计算，结果见表 2。3. 3 单元补偿后危险指数计算根据补偿系数的取值原则和实际情况，从工艺控制、物质隔离和防火措施三个方面分别进行计算，结果见表 3。3. 4 危险指数评价结果分析通过单元固有危险指数的计算，在没有采取任何安全措施之前，20 000 m3 储罐区单元危险等级为“中等”。补偿计算后，危险等级降为“轻”，说明在采取安全措施以后，危险等级降低，达到可以接受的程度。 表2 火灾、爆炸指数(＆EI)表
| 工艺单元 | 20 000 m3 储罐区 |
| 主要物质 | 石脑油 |
| 物质系数 | 16 |
| 1）一般工艺危险 | 危险系数范围 | 采用危险系数 |
| 基本系数 | 1.00 | 1.00 |
| A、放热反应 | 0.30~1.25 | 0 |
| B、吸热反应 | 0.20~0.40 | 0 |
| C、物料处理与输送 | 0.25~1.05 | 0 |
| D、密闭或室内工艺单元 | 0.25~1.05 | 0 |
| E、通道 | 0.20~0.90 | 0 |
| F、排放和泄漏放置 | 0.20~0.50 | 0.5 |
| 一般工艺危险系数（F1） | 2.35 |
| 2）特殊工艺危险 |
| 基本系数 | 1.00 | 1．00 |
| A、毒性 | 0.20~0.80 | 0.2 |
| B、负压（绝压<500mmHg） | 0.50 | 0 |
| C、爆炸极限范围内或其附近的操作 | | |
| 1.罐装易燃液体（无惰性气体保护） | 0.50 | 0.5 |
| 2.控制失灵或惰性气体吹扫故障 | 0.30 | |
| 3.一直在爆炸极限范围内或其附近 | 0.80 | |
| D、粉尘爆炸 | 0.25~2.00 | |
| E、压力 | | |
| F、低温 | | 0 |
| G、易燃和不稳定物质的重量（kg）工艺过程总热量（BUT） | | |
| 1．工艺过程中的液体或气体 | | |
| 2．储存中的液体和气体 | | 0.79 |
| 3．储存中德可燃固体和工艺中的粉尘 | | |
| H、腐蚀与侵蚀 | 0.10~0.75 | 0.2 |
| I、泄漏—接头和填料 | 0.10~1.50 | 0.1 |
| J、使用明火设备 | | 0 |
| K、热油交换系统 | 0.10~1.15 | |
| L、转动设备 | 0.50 | 0 |
| 特殊工艺危险系数（F2） | 2.79 |
| 工艺单元危险系数( F3 = F1 × F2) | 6. 56 |
| 火灾、爆炸指数F&EI=F3×MF | 104.96 |
| 暴露半径/m | 90 |
| 影响区域/m2 | 2272. 14 |
| 火灾、爆炸危险等级 | 中等 |
表 3 安全措施补偿系数表
| 项目 | 补偿系数范围 | 采用安全补偿系数 |
| 1.工艺控制安全补偿系数（C1） |
| a.应急电源 | 0.98 | 1 |
| b.冷却装置 | 0.97-0.99 | 1 |
| c.抑爆装置 | 0.84-0.98 | 1 |
| d.紧急切断装置 | 0.96-0.99 | 0.98 |
| e.计算机控制 | 0.93-0.99 | 1 |
| f.惰性气体保护 | 0.94-0.96 | 0.96 |
| g.操作规程/程序 | 0.91-0.99 | 0.91 |
| h.化学活泼性物质检查 | 0.91-0.98 | 1 |
| i.其它工艺危险分析 | 0.91-0.98 | 1 |
| C1值 | 0.86 |
| 2.物质隔离安全补偿系数（C2） | |
| a.遥控阀 | 0.96-0.98 | 0.98 |
| b.卸料/排空装置 | 0.96-0.98 | 1 |
| c.排放系统 | 0.91-0.97 | 1 |
| d.联锁系统 | 0.98 | 1 |
| C2值 | 0.98 |
| 3.防火设施安全补偿系数（C3） | |
| a.泄漏检测装置 | 0.94-0.98 | 0.98 |
| b.结构钢 | 0.95-0.98 | 1 |
| c.消防供排水系统 | 0.94-0.97 | 0.94 |
| d.特殊灭火系统 | 0.91 | 1 |
| e.洒水灭火系统 | 0.74-0.97 | 1 |
| f.水幕 | 0.97-0.98 | 1 |
| g.泡沫灭火装置 | 0.92-0.97 | 0.94 |
| h.手提式灭火器材 | 0.93-0.98 | 0.93 |
| i.电缆防护 | 0.94-0.98 | 1 |
| C3值 | 0.81 |
| 安全补偿系数C0=C1×C2×C3 | 0.45 |
| 补偿后火灾、爆炸危险指数( F＆EI) = F＆EI·C | 47. 23 |
| 补偿后火灾、爆炸危险等级 | 轻 |
4 对策措施及建议4. 1 储存设施的主要安全措施( 1) 手动报警按钮少，且间距大于 30 m。现有的手动报警按钮经风吹日晒已失修。应按新的法规标准设置手动报警按钮。( 2) 应将阀门井中污排和雨排的开关阀门提升至地面上，便于在事故状态下操作。4. 2 生产过程中主要操作及管理安全措施( 1) 石脑油中总硫含量较高，对储罐具有腐蚀，应按照国家规定定期进行容检，并对有腐蚀的地方及时进行防腐处理。( 2) 定期对爬梯、平台、护栏进行检查，对于因腐蚀导致钢结构损坏的部位及时进行处理，防止发生人员坠落。( 3) 利用现有的储罐对含硫量高和含硫量低的石脑油进行调配储存，降低石脑油的总硫含量，减少 H2S 对储罐的的腐蚀。( 4) 罐区的操作人员，应接受相关法律、法规、规章和安全知识、专业技术、职业卫生防护和应急救援知识的培训，并经考试合格，方可上岗作业。( 5) 完善操作规程，将“上罐作业前应关闭向储罐内充入氮气的阀门”补充到现有的操作规程。( 6) 作业人员在罐上作业时应注意站位，应站在作业点的上风向位置。( 7) 作业人员不应使用铁制工具，不准带火柴、打火机等火种，不能穿易产生静电的化纤衣服和带钉鞋。( 8) 保持防雷、防静电设施的完好，并定期进行检测。( 9) 应制定完善的《应急救援预案》，并定期组织职工进行演练。 5 结论采用 DOW 化学火灾、爆炸指数法对选取的评价单元进行评价，评价结果表明：在未采取安全补偿措施的条件下，20 000 m3储罐区火灾、爆炸危险等级为“中等”。当采取安全补偿措施后，20000 m3储罐区火灾、爆炸危险等级为“轻”。危险程度在可接受范围内。同时找出了一些不安全因素，并提出了安全对策措施。在对不安全因素治理的基础上，加强工艺、设备管理，加强设备维护保养，做好设备的防腐检测，完善和强化应急预案及实际演练，提高职工在异常状态下的应变能力，罐区的安全生产是有保障的。
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