常压储罐运行过程中的风险与控制

  中国石化镇海炼化分公司储运部  王贺永 王海军

储罐的安全可靠运行一直是炼油企业追求的目标，近年来，国内外许多炼油化工企业出现了静电、管理不善、违章作业、设备状况以及复杂的天气突变等因素，轻者导致油罐罐顶撕裂事故，严重的情况下引起火灾爆炸事故的发生，如某炼油厂2011年5月13日15:43，III常投用渣油直供II焦化管线的过程中，由于管线带水，发生了I焦化原料渣油倒窜油品580#管线进入渣油罐，水汽化后导致G103压力突生罐顶撕开的事故；2009年某石脑油罐由于遭受雷击发生火灾爆炸导致储罐罐顶彻底损坏的事故等。每次事故的发生，除了造成巨大的经济损失外，还会对环境造成巨大的污染。文章对影响常压储罐安全运行的因素进行了分析，并对常压储罐的风险与控制进行了阐述，力求为储罐管理人员在运行过程中的风险与控制提供参考。

1 影响常压储罐稳定运行的因素

1.1 油品收付过程中产生的静电

油品在收付过程中必然产生静电，这是影响到储罐安全稳定运行的一个非常重要的因素。静电的产生主要是通过摩擦、喷雾等，其中摩擦主要是油品在管道中和油罐内流动产生摩擦产生的，同时这些静电不能及时导走就会产生静电积聚现象；而喷雾是由油品由管口喷出时，液体的飞溅与附近的构体及空气发生冲撞，以及由于这些喷射在空间的液体类物质扩展、分散和分离而产生静电，影响静电产生的主要因素包括以下几个方面：

(1)静电产生与输油管道以及罐体的粗糙度成正比，管道内部或者罐壁由于腐蚀形成凹坑越多、越粗糙越容易带电；

(2)静电的产生和空气的相对湿度有很大关系，一般来说，湿度越大，产生的静电荷积聚越少；

(3)静电的产生与油品在管道内的流动速度、时间等有直接关系，虚度越快、时间越长就会产生越多的静电；

(4)静电的产生与油品的温度有直接关系，一般情况下，温度越高产生的静电荷越多，但也有例外，如柴油，柴油是温度越低产生的静电荷越多；

(5)静电的产生与油品的质量有很大关系，油品中含有杂质或水混合泵送，或不同油品相混合时静电显著增加；

(6)油品在流动过程中静电的滤网、混合器等目数越高，流过的阀门、弯头个数越多，产生的静电荷越多；

(7)用绝缘性材料制成的容器和油管比用导电的金属制成的容器和油管产生的静电荷多；

(8)导电率低的油品比导电率高的油品产生的静电荷多。

1.2 管理不善导致储罐故障

炼化企业每年都有大量的技改和维修工作，涉及到大量管线的处理，由于处理方案的不全面或者执行不到位，管线置换不彻底，造成管线中带水，当这些管线中的水被带入到高温油罐中必然引发油罐的突沸，轻者引起储罐的轻微震动，通气孔、检查孔等处蒸汽冒出，若大量蒸汽来不及释放就有可能导致罐顶撕裂，引发重大设备损坏事故；从对事故的原因分析中可以看出，管理层面的原因占了很大一部分：方案编制考虑不周，管线中存在盲肠段；工艺处理方案落实不到位，管线未完全置换；管理人员未能及时进行确认等等，最终导致事故的发生。

1.3 操作人员违反操作规程，影响储罐安全运行

操作人员在日常生产过程中，由于未严格执行操作指令，违反工艺纪律，导致生产异常，具体表现在：

(1)在油品的收付过程中，由于操作原因，造成储罐液位超工艺指标，造成储罐冒罐，大量油品外泄事故；或者储罐浮盘落床，时间长了会造成底板焊缝薄弱处的开裂，或者铝浮盘局部破坏，引起铝浮盘沉没等事故；

(2)油罐清罐或者检修结束后，初次进油操作人员未按照工艺操作法要求合理控制油品的流速，浮盘和罐壁之间充满大量的爆炸性混合气体，由于流速过快，导致静电迅速积聚，可能会引起火灾爆炸事故的发生，同时流速过快对底板或者浮盘造成冲击，也可能对浮盘造成影响；

(3)操作人员阀门开度过大，储罐的收付油量大于呼吸阀或者通气孔的呼吸能力，造成储罐顶抽瘪或者罐顶撕裂等，造成重大设备损坏事故，严重者可能造成油品外泄导致火灾爆炸事故的发生。

1.4 储罐设备本身故障

以下几种设备故障原因会影响储罐的安全稳定运行：

(1)储罐底板腐蚀导致底板泄漏。储罐在经过几个周期运行后底板出现腐蚀、穿孔，焊缝出现裂纹和剥层，造成油品的外漏，并可能引起火灾等事故，造成重大伤亡和环境污染事故；

(2)储罐浮盘故障影响油品正常的收付作业。浮顶油罐的铝浮盘由于长时间油品的冲击造成密封失效、浮盘沉没，金属浮盘船舱渗漏，造成浮盘倾斜，如此必将影响储罐的安全稳定运行；

(3)储罐附件故障，如劳动保护平台、栏杆腐蚀断裂，局部脱焊，转动扶梯踏步轴断裂，浮盘静电接地断裂（特别是内浮顶储罐，电缆断裂后无法及时维修），中央排水系统故障，仪表接头处渗漏等等，都将影响储罐的安全稳定运行，严重的情况可能导致储罐停用，切出检修。

1.5 天气原因

这里面讲到的天气原因主要是指在雷雨等恶劣天气，储罐被雷电等击中而导致火灾爆炸事故的发生，近年来由于雷击导致储罐爆炸的事故屡见不鲜，尽管火灾都得以及时扑灭，但是灭火动员了众多社会消防资源，大量消耗泡沫液与消防水，因储罐火灾引发的对周边环境的污染，对附近居民带来的恐慌，类似2001年美国Orion Noroo Oil炼油厂直径80 m燃料油浮顶罐的通天大火，2007年镇海炼化5000m³石脑油罐雷击着火，造成巨大的损失。

2常压储罐运行过程中的风险控制

2.1 预防静电积聚的措施

降低储罐由于静电产生的影响，可以从两个方便开考虑：一是从源头上控制，远离静电产生的条件；二是将储罐已经产生的静电尽快倒走，具体措施主要包括以下几个方面：

(1)将金属油罐与全部金属管路连成一体，浮盘与罐壁要设置等电位连接，罐壁与大地接地要可靠连接，二次密封与罐壁之间的电位连接要可靠，形成电气导通，这样可以将油灌所产生的静电引入大地中，每年定期安排静电接地电阻检测，发现问题及时处理；

(2)避免上喷式的“喷溅收油”，装油管出口应设在靠近罐底部，也不要在最底部，防止将水及沉淀物搅起；

(3)避免空气随油品带入油罐中，尽可能地采用浮顶油罐或管道调合方法进行调合操作，尽可能避免浮顶油罐频繁的落床；

(4)进罐流速的控制，油罐进油时，当入口管未全部浸没前，必须控制油品进罐流速不大于1米/秒，入口管未全部浸没时，流速不大于4.5米/秒；

(5)严禁将任何油水混合物，以剧烈的搅拌状态装入油罐；

(6)新建或对油罐进行大修时，不得在油罐内壁遗留任何突出物，尤其是焊瘤、焊疤、支架等，还应避免油品表面有漂浮物、杂物。

2.2 从管理层面加强对常压储罐的管理

炼油企业的技术管理人员（工艺、设备、安全）要加强对储罐的管理，特别是技术层面：从工艺方案的编制、审核，到施工处理过程的交底工作，再到施工验收工作，以及到最后阶段的管线吹扫、置换等工作，技术人员要全面参与，不放过任何一个可能导致事故发生的细节；要加大对储罐的日常检查管理力度，落实储罐的年度、季度、月度检查，对检查结果要及时进行跟进、处理。

2.3 完善操作人员的HSE绩效管理，杜绝违章操作

炼油企业要建立职工的HSE绩效档案，将操作人员的日常工作与职工的HSE绩效考核挂钩。同时实施HSE绩效考核不但要设计过程指标，更重要的是对实施过程进行控制，建立考核机制，并对考核结果进行分析，发现潜在的问题，及时采取纠正预防措施予以改进，从而实现提前预防和关口前移的目的。针对炼化储运操作大多是重复性、机械性的操作，操作人员在工作过程中会出现注意力分散，执行力不到位的情况，要加大考核力度，从根本上杜绝违章操作，保障企业的安全平稳生产。

2.4 完善储罐的寿命管理，加强设备的管理

炼油企业在经过几十年的发展之后，设备老化严重，常压储罐的设计规范也经过了很多次完善，许多老的储罐与新标准有很大差距，如新规范对罐壁要求对接焊缝，目前仍有采用搭接焊缝的储罐，底板中心板、边缘板钢板厚度不符合新的规范等等，目前油罐的检修对罐体（包括底板、顶板、浮盘）的检修没有一个明确的要求，只能被动的等到储罐严重腐蚀、发生泄漏才对其进行检修更换，这样就迫切需要完善储罐的寿命管理体系，对运行到一定阶段的底板、顶板、浮盘以及附件等进行更换，同时引进RBI等手段，安排对储罐进行风险评估，将运行风险比较高的储罐识别出来，统一计划，安排检修。

2.5 从技术层面来应对恶劣天气

对于雷暴等恶劣天气对储罐的影响，可以从以下几个方面考虑：

(1)停止雷雨期间的油罐收付油品作业，有条件的企业可以安装雷电预警系统，这样可以及时预警雷电的到来，在来临之前采取对储罐内的密封空间进行置换，如在暴雨之前将外浮顶密封与罐壁之间积聚的混合气体进行置换，最大限度的减少油气挥发；

(2)对拱顶或者内浮顶储罐增加氮封保护，降低储罐内爆炸性混合气体的含量，将雷击对储罐的影响降到最低；

(3)对大型外浮顶储罐或者轻者油罐增设感温光栅，增加罐区工业电视监控，实时监控罐区异常，及早发现初期火灾；及时完善罐区消防设施，保障消防设施的完好；当雷击事故发生后，将损失降到最低。

3结论

总之，影响储罐安全稳定运行的因素是多方面的，任何一个环节出了问题，都有可能导致重大事故的发生，这就要求储罐管理者从源头上做好控制，降低静电积聚，保障静电设施完好，及时导除静电；要重视对常压储罐的管理，完善储罐的寿命管理体系，运用新技术提高储罐应对风险的能力，降低储罐运行风险，保证储罐安全运行，为安全平稳生产创造条件。