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1、安全 哗 境 储嬉辜令 一 外浮顶钢制储油罐一、二次密封间遭雷击爆炸着 火，爆炸和起火瞬间，火苗窜出罐顶4 m，共有7处 着火点。一、二次密封和局部泡沫堰板爆开，二次 密封板局部支离破碎，浮船泡沫堰板以内共有7个 呼吸阀，其中4个呼吸阀被爆开断裂，密封胶皮完 全燃烬，罐区火情监控系统同时遭雷击损坏无显 示。分析认为，事故是由一、二次密封不严造成油 气泄漏遭雷击发生的爆燃事故。 12事故原因分析 以上3起大型浮顶储罐雷击火灾爆炸事故，存 在以下几个特点。 a)结构设计方面。首先，3起事故的储罐容积 都很大，油罐容积一座15 X 10 m ，两座10104 m3；其次，储油罐的密封结构都采用了“一
2、次密 封+二次密封”的方式，而且一次密封均采用机械 密封，二次密封均采用带油气隔膜的密封装置；第 三，二次密封装置上均装有导电片，3个储油罐的 导电片均是沿二次密封橡胶每隔3 m安装1个。 b)现场运行方面。发生事故的储油罐一、二 次密封之间有一些金属突出物，如压接不好的螺 栓等；橡胶刮板由于老化出现变形，形成波浪状， 不能与罐壁之间形成良好的面接触而且罐壁油污 较厚，这样安装在二次密封上的导电片与罐壁也 形成了微小的空气间隙；一、二次密封之间油气浓 度较大，形成或接近形成可燃性爆炸气体。 c)事故现场方面。发生火灾的罐区四周都比 较空旷，油罐属于较高的建筑物；着火点的位置都 在密封圈处，均有
3、多处燃爆点。 2储油罐雷击危险性理论分析 雷电是一种自然现象。当雷云中电荷集聚电 场强度达2530 kVcm时，空气开始游离，形成雷 电先导向地面发展，使地面产生异性感应电荷，感 应电荷特别易于聚集在地面突出的物体上，如大 型外浮顶原油钢储罐区储罐罐顶、储罐浮顶、储罐 附近投光灯塔等，地面突出的物体上异性感应电 荷就会迎向雷电先导。当某处的电场强度超过空 气可能承受的击穿强度时，正、负电荷通过一定的 电离通道相互中和，出现闪光的放电 。 通过对近几年国内发生的连续多起雷击着火 事故进行分析，发现储罐浮盘遭受雷击是最为危 险的，发生雷击火灾事故的储罐均是密封圈火灾， 储罐着火点的位置都在密封圈处
4、，均有多处燃爆 0 SAFETY HEALTHENVIRONMENT 点。另外发生事故的储罐一次密封均采用机械密 封，剪刀机构的活动轴部位及密封靴板与罐壁接 触的边缘之间容易形成放电间隙。 当雷击储罐浮盘时，浮盘上的电荷通过罐壁 与之相连的各个通道进行泄放，主要通道包括导 静电线、二次密封的导电片、滑动扶梯、机械密封 金属件、刮蜡器等。 雷电流或感应电压造成储罐导电片或机械密 封金属连接件之间形成火花放电，形成点火源。 由于密封设施密封效果不严，造成空气进入二次 密封内部，与油气进行混合，达到爆炸下限，形成 大范围的混合气空间。如果密封泄漏严重时，在 一二次密封之间、二次密封内部、甚至二次密封
5、上 部空间都会形成燃爆昆合气空间翻。当雷击火花 遇到可燃气空间时，发生闪爆，造成密封设施部分 区域的完全损坏，使得油面直接暴露在空气中，油 气蒸发加速，造成大量蒸气与空气充分混合，形成 更多的可燃气，形成局部燃烧，如果不能及时扑 灭，储罐中的可燃液体局部受热后，蒸发速度加 快，压力增大，甚至使容器爆裂或蒸气溢出，遇到 火源而发生燃烧或爆炸。 3浮顶储罐防雷击措施 中国石化管道储运公司岚山输油站储罐的一 次密封为机械密封，采用导电片的等电位连接方 式，因此浮盘与罐壁之间存在严重的雷击火灾安 全隐患。为应对这些安全隐患，企业采取了以下 安全措施。 31采用可伸缩导电导线装置替代导电片 岚山输油站浮
6、顶储罐原来的等电位连接设施 主要包括导电片、扶梯侧2根导静电线。浮顶与罐 壁之间每隔3 m安装一个导电片，当储罐在遭受雷 击时，导电片成为浮顶储罐浮顶与罐壁之间雷电 流的主要泄放通道。从以往发生的事故案例可以 看出，储罐在实际运行过程中，往往导电片不能与 罐壁之间贴合紧密，作为浮顶与罐壁之间良好的 电气通路，反而与罐壁之间易形成放电间隙，雷击 时能产生火花放电，成为浮顶储罐的主要点火源 之一。 可伸缩导电导线装置(RGF)是用带状编织导 线卷绕在卷轴上，通过扁平的带状编织导线直接 连接浮顶与罐壁，并随浮顶上下浮动而自动卷绕， 这种连接使得电气连接的长度随浮顶位置的不同 2o14年弟 _4鲞筻_
7、1_期 一桕利果 等： 型浮顶储罐雷击事故分析及防雷技术赋 饽蟮安全 。 而不同，并利用带状编织导线在卷轴上张紧，保持 相对于浮顶高度的电气连接。扁平的带状编织导 线的使用减小了在雷电频率下的集肤效应，使得 罐壁与浮顶之间构成低阻抗的连接电路，RGF装 置在任何工作位置使得浮顶与罐壁电路在雷电频 率下阻抗均不大于1Q。 32改造储罐密封结构 岚山输油站浮顶储罐一次密封型式为机械密 封，多年的运行经验表明机械密封结构抗雷击能 力差。软密封型式属于一种弹性填充式密封，利 用软泡沫塑料块的弹性压紧罐壁，达到密封要求， 既消除了油气空间，又避免了间隙放电的可能。 33安装雷电预警系统 为强化雷雨天气的
8、安全管理，岚山输油站安 装了雷电预警系统。应用安装的猎雷者II号测雷 预警系统，检测雷电的接近程度，按3个等级划分 预警信息：第1等级主要提示消防泵房操作人员注 意；第2等级将提供近一步确定雷电存在的信息； 第3等级告知强雷电将至罐区，将激活自动操作系 统，并转告其它重要岗位人员引起重视，注意监控 和观查储油罐的情况，做好安全应急准备。当场 强降到门限场强水平以下时，警报将自动解除。 雷电预警系统可提前30 min预警雷暴发生。 34加强安全管理 岚山输油站采取措施加强日常管理及检测的 工作。雷雨季节重点检查一、二次密封之间的油 气空间，定期检测防雷设施的完好性和可靠性。 4结语 中国石化管道
9、储运公司岚山输油站的浮顶储 罐进行防雷技术改造后收到了良好的效果，改造 后未发生过雷击火灾事故。但是，大型外浮顶原 油钢储罐这些防雷做法也难以做到能百分之百避 免遭受雷电危害而引发浮顶边缘密封处火灾，一 旦火灾发生，泡沫消防系统及时可靠的使用是最 后一道防患措施，应引起高度重视。 5参考文献 【l】偶国富，徐如良，赵柏鑫，等沿海大型原油储罐雷击火灾成 因分析及防护措施J石油化工安全环保技术，2008，24(1)： 17-19 2】孙新宇，李晓明，彭仁海，等油罐安全运行与管理MJ北京： 中国石化出版社，2004：8187 【31郎需庆，高鑫，宫宏，等降低大型浮顶储罐密封装置内油气浓 度的研究J】
10、石油天然气学报，2008，30(2)：618619 【4李辉大型外浮顶原油钢储罐防雷做法【J1石油化_I安全环保 技术，2007，23(6)：101 1 【5郎需庆，宫宏，刘全桢，等浮顶储油罐密封泄漏机理与泄漏控 制安全、健康和环境，2007，7(10)：1719 【6胡海燕，刘全桢，刘宝全，等可伸缩接地装置在大型浮顶储 罐中的应用J安全、健康和环境，2007，7(1 1)：2021 Accident Analysis and Anti-thunder Technological Research ofLightning Stroke of Large Floating RoofStorage
11、 Tank Bai Liguo，Hu Lingling，Bai Dan (SINOPEC Pipeline Storage and Transportation Branch，Lanshan Oil Transportation Station，Zheji- ang,Ningbo，315207) Abstract：Through accident analysis of typical large floating roof storage tank，the generality problems of these accidents are summarized in this paperB
12、y combining the research on lightning stroke forms and spark discharge of floating storage tank，the mecha- nism of lightning fire accident of large floating roof storage tank is analyzedThrough adopting technical transformations such as equipotential connection， one-time sealing formal structure for Arashiyama Oil Transportation Station，it is verified that these mea- sures reduce the occurrence of fire accidents of large floating roof storage tank to a great extent Key words：large floating roof storage tank；lightning； fire accident SAFETY HEALTH&ENVIRONMENT 0
