原油罐区火灾与爆炸危险性评价及控制

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1、原油罐区火灾与爆炸危险性评价及控制目 录文摘英文文摘1绪论1.1前言1.1.1原油储运过程事故类型1.1.2风险评价的历史和现状1.2本文的主要研究内容及方法2黄岛油库概况2.1油库简介2.2库区的安全现状2.3库区消防现状2.4自然条件2.5黄岛油库危险有害因素分析2.6黄岛油库工艺流程2.7原油的物质特性2.7.1原油的危险性分析2.7.2易燃性2.7.3易爆性2.7.4易蒸发性2.7.5易泄漏、扩散性2.7.6易积聚性2.7.7易产生静电的危险性2.7.8受热易膨胀性2.7.9毒性2.7.10杂质的危害2.7.11发生沸溢或喷溅危险性3黄岛油库危险性分析3.1原油的物质特性3.2黄岛油库

2、危险性分析3.3黄岛油库消防安全现状分析4火灾爆炸危险指数评价4.1评价方法简介4.2单元固有危险指数的计算4.3单元补偿后危险指数的计算4.4危险指数评价结果分析5重大事故分析及风险评价5.1重大事故分析5.2重大事故原因分析及预防 5.3风险预测6原油区火灾的控制6.1情况设定6.2相关计算6.3处置方案7安全管理对策与措施7.1油罐动火检修的措施7.2 着火源的控制措施7.3生产工艺安全监督与管理措施7.4防火安全管理8结论主要参考文献致谢研究生期间发表的论文和参加完成的科研项目原油罐区火灾与爆炸危险性评价及控制1绪论1.1前言油罐区作为石油及其产品的储存区域，担负着液态油品可可燃气体的

3、收发储存任务。石油及其产品具有易燃易爆特性。贮罐区集中，占地面积大，油品储量大，发生火灾爆炸事故危害性大。尤其是近20 年来,油罐发展的明显趋势是大型化。随着油气储备量的增加,油罐的规模和数量也大幅度地增加。在已建和新建的油罐运行过程中,油罐由于受到人、物或环境等因素的影响或破坏而发生火灾爆炸事故的概率也相应地增大。大型化的油罐一旦发生火灾爆炸所造成的损失更是难以估计。因此,如何安全有效地管理和维修油罐,提高油罐的安全可靠性,已是当前安全管理工作所面临的一个重大课题。原油储运过程中,由于撞击、挤压、火焰、烘烤等原因，原油储罐有可能被击穿或破裂，发生渗漏，致使大量原油泄漏，甚至发生火灾、爆炸和人

4、员中毒事故，造成重大人员伤亡和财产损失。因此，预防和控制原油储罐重大事故的发生，对于减少人员伤亡和财产损失、维护社会稳定，具有十分重要的意义。1.1.1原油储运过程事故类型随着科技的进步，原油开采、储运的规模越来越大。通过对原油储罐的定量风险评价，辨识危险因素，掌握原油储罐事故发生的规律，预测原油储罐各种奋不顾身发生的频率和后果，有利于采取有效的措施，最大限度地降低原油仿制的事故风险。对过去事故资料的分析表明，原油储罐发生频率高损失严重的事故类型主要是火灾事故、爆炸事故和毒气泄漏事故。1.2本文的主要研究内容及方法应用DOW火灾爆炸指数评价法，对原油储运过程中的爆炸事故、失效和事故的直接原因，

5、以及复杂系统进行详细分析，具有很强的适用性。分析、预测和控制事故，用定量计算的方法确定原油储罐火灾爆炸危险特性，建立控制措施，不仅可以保证控制方案可行，而且可以对控制方案进行优化。进化论是正常还是灾变时期，对于原油储罐的危险控制措施都 要解决在什么样的区域内作出臬的控制措施，从目前我国原油储运的实际情况出发，结合“预防为主，安全第一”的安全生产方针，确定具有重大危险特性的原油储罐区的爆炸伤害区，以及爆炸伤害效应，对于预防的控制原油储罐火灾爆炸事故，具有很好的指导意义。本文研究内容是原油储罐的安全评价方法，主要包括以下内容：（1）分析原油的火灾爆炸特性，应用DOW火灾爆炸指数评价法，给出原油储罐

6、发生火灾爆炸事故时起决定因素的事件，综合评价原油储罐发生火灾爆炸的危险性程度。（2）结合黄岛油库原油储罐区的实际情况对原油储罐发生爆炸事故的伤害区域和破坏区域进行了定量计算。（3）根据原油储罐评价和发生火灾爆炸事故的伤害区域和破坏区域定量计算结果，针对黄岛原油储罐区的来之不易现状和设备、设施情况，提出了预防原油储罐发生火灾爆炸事故的建议。（4）计算爆炸事故发生后，火灾防控措施。2黄岛油库概况2.1油库简介 黄岛油库位于胶州湾西海岸，距青岛3海里，隶属于中国石化管道储运分公司。该油库分为两部分：原青岛港港务局油库（以后简称油港油库）管道储运分公司潍坊处黄岛油库（以后简称为老油库）。 占地面积为7

7、3公顷，主要储运介质为进口原油。其平面布置见附录I。2. 1.1油港油库情况该油库位于胶州湾西海岸，黄岛老油库的北侧，现有一期和二期二个原油码头，3个泊位，设计年卸油能力3000万吨，是目前我国最大的原油中转港。油港油库共有钢制双盘式浮顶油罐32座，总储存容量180104M3。5104 m3油罐28座，10 104油罐4座。共分成五期建设。一期包括5、6#罐（1993年建成），二期包括7、8、9罐（1995年建成），三期包括1、2#、3、4罐（1996年建成），四期包括10、11、12罐（1997年建成），五期分为A, B, C, D, E五个区，A、 B、 C、 D、 E各4座油罐，罐号为1

8、3#32，除五期E区的29#, 30#, 31#, 32#罐为lox 104 m3浮顶油罐外，其余均为5 X 104浮顶油罐。另外输油泵房3座，3个原油泵房的流程是连通的，均可以进行装船作业和原油输转。罐区平面图2-12. 1.2黄岛老油库 黄岛老油库总库容45 104m，其中5 104m，油罐6座（1988、1989年建成）、15l04m3地下油库l座（建于1974年、1978年投产）。另外输油泵房2座。2. 1.3油库的主要设备设施 油库的主要设备设施见表21。油库名称主要设施主要设备油港油库罐区5104 m3外浮顶油罐28座、10104 m3外浮顶油罐4座1#输油泵房大排量低杨程输油泵4

9、台2#输油泵房大排量低杨程输油泵4台3#输油泵房大排量低杨程输油泵5台1#消防泵房消防水泵8台、消防水池4座容积2900m3（2500m3、2500m3、2500m3）新建消防泵房消防水泵4台、消防水池2座容积4000 m3一期泡沫站2台储罐式压力比例混合器二期泡沫站2台储罐式压力比例混合器五期泡沫站1台储罐式压力比例混合器消防站消防车5台未收购污水处理场三级隔油池锅炉房20T/h4台老油库罐区5104 m3外浮顶油罐6座东黄老线输油泵房小排量高杨程输油泵4台东黄复线输油泵房小排量高杨程输油泵3台22库区的设施安全现状2. 2.1站场现状黄岛油港油库现有原油泵房3座，主要任务是装船作业和原油输

10、转，选用的输油泵都是低转速、低扬程、大排量泵。其中，1原油泵房用于输转三期罐改l4罐、四期罐改10#12的原油；2原油泵房用于输转三期罐改1#4#罐、一期、二期罐改5#-9#罐的原油；3#原油泵房用于输转四期罐改10#12罐、五期罐改A、 B、 C、 D、 E区13#32罐的原油。三个原油泵房的流程是连通的，均可以进行装船作业和原油输转。原油输转即指油库储罐内的油品通过泵中转至末站储罐内。黄岛老油库内现有东黄老线输油泵房1座，共安装输油泵4台，担负着向东黄老线输送进口原油的任务；东黄复线输油泵房1座，共安装输油泵3台，担负着向东黄复线输送进口原油的任务。2. 2.2配电现状 黄岛油库电力系统是

11、双回路，两条线（但不能列为双电源）。 辛黄线来自辛安110KV变电站，黄岛甲线来自珠山 ( 220KV变电站。两条35KV高压线同时带电，由于两条电源有300相角差，所以不能并列两条电源，属于停电调度。2. 2.3自动控制系统及通信2. 2.3. 1数据采集单元 利用PLC系统采集油罐区及主要工艺管网电动阀门的开到位、关到位、开关接触器吸合的开关量，以及油罐液位、进出罐流量、温度、管线压力的模拟量，模拟显示配有声光报警功能。2. 2.3. 3自动控制单元 油罐区及主要工艺管网的电动阀门除可在现场操作外，同时具备直接在控制室进行遥控，实现流程自动切换的功能。2. 2.3. 4电视监控单元 油罐区

12、及主要生产岗位如输油泵房、罐区、输油臂区域等有电视监控，电视监控具有自动、手动切换功能，现采用的是手动切换。2. 2.3. 5可燃气体报警 油港油库库区仅有3泵房配备了9台可燃气体检测报警装置；黄岛老库区可燃气体检测报警装置为老流量计室为10台，新流量计室为4台，老泵房为8台，新泵房为4台，罐前阀为6台。2. 2.3. 6通信 油港油库没有实现油网通信；黄岛老油库原有程控交换机容量已满负荷，不能满足扩容的需要。2. 2.4锅炉 油港油库现有供热锅炉房1座，锅炉房内现有20t/h燃油锅炉3台，实际3台运行。目前锅炉房出汽量12-15t/h，主要供黄岛汕库生产、生活用热。黄岛老油库主要为生活采暖用

13、热，现生产、生活区的采暖面积约4 104m2 ,采暖介质为低温热水，由油库内热媒炉热媒与水换热后供给。2. 3库区消防现状2.3. 1油港油库2. 3.1. 11消防泵房（内设消防水泵8台） （1）D15530 4型泵2台（流量155M3 /h,扬程116m、配套电机功率90千瓦），负责向泵房内压力比例混合器提供配制泡沫混合液用水； （2）200D43 3型泵3台（流量21988M3/h、扬程122.4m、配套电机功率160千瓦），负责向罐区提供消防冷却用水，并向二期泡沫站供压力水。 （3）150D30 6型泵3台（流量155m3/h,扬程180m、配套电机功率132千瓦），利用DN200专线

14、向泡沫站供水。 (4)泵房内设置储罐式压力式比例混合器1台，储罐容积7600L;储存6%型普通蛋白泡沫液，负责向三、四期罐区提供灭火用泡沫混合液。 （5）建有消防水池4座，总容积2900 m3，（2 500m、1 1000m3、1 900m3）。2. 3.1. 2新建消防泵房（内设置消防水泵5台） （1）DK40022B型泵2台（流量340 M3 /h、扬程158m、配套电机功率260千瓦），负责提供配制泡沫混合液用水。 （2）D45060 X 2型泵3台（流量340 m3/h、扬程120m、配套电机功率280千瓦），负责提供消防冷却用水。 (3)建有消防水池2座，总容积4000 m3（2 2

15、000 m3）2. 3.1. 3三座泡沫站 （1)一期工程泡沫站 内设2台储罐式压力比例混合器，混合液流量范围16-64L/S,单罐泡沫液贮量5500L,贮有6%型普通蛋白泡沫。 该泡沫站负责向一期工程5#, 6#罐提供灭火用泡沫混合液。 （2）二期工程泡沫站 内设2台储罐式压力比例混合器，混合液流量范围16-64L/S,单罐泡沫液贮量5500L,贮有6%型普通蛋白泡沫。 该泡沫站负责向二期工程7#, 8#, 9#罐提供灭火用泡沫混合液。 （3)五期工程泡沫站 内设一台储罐式压力比例混合器，混合液流量范围为32-160L/S，泡沫液贮量为11000L,贮有3%型普通蛋白泡沫液。 该泡沫站负责向

16、五期工程A, B, C, D, E各区提供灭火用泡沫混合液。2. 3.1. 4油罐上泡沫产生器设置状况 （1）一期5、6罐，二期7、8、9罐，侮座油罐上均设有4个PC 16型泡沫产生器。 (2)三期、四期、五期（A、 B、C、 D、 E区）罐组，每座罐上均设有6个PC8型泡沫产生器。 （3)五期E区罐组，每座罐上设有10个PC8型泡沫产生器。2. 3.1. 5消防管道及阀门的设置 该油库消防水管道和泡沫混合液管道均采用钢管，干管埋地（局部除外），进入防火堤后为地上管墩敷设。消防水干管均为环状布置，管道上设有消火栓及切断阀。 五期（A、 B、 C、 D、 E区）罐组进防火堤的消防水管道上的控制阀

17、为手动阀，泡沫混合液管道上的控制阀为电动阀门（不包括A区A区为手动阀），其它各期罐组进罐区的冷却水和泡沫混合液控制阀门均为手动阀门。 消防补水来自市政管网，引入2根DN200供水管道。 消防管线示意图见附录Ill。2. 3.1. 6火灾报警及自动消防现状(1)油库目前只有五期E区的4座l 104浮顶罐设置线型感温电缆，其它28座5 104浮顶罐均未设。(2)整个罐区只有罐改五期B、C、D、E区设有少量手动报警按钮。(3)一、二、三、四期与五期A区的灭火、消防冷却都是由人工现场操作，B、C、 D区泡沫灭火时遥控，但消防冷却是人工现场操作，E区是全自动灭火冷却。(4)在青岛港油库现有一套工业电视监

18、视系统，但其功能不能满足生产管理与自动消防的需要。2. 3.1. 7消防车辆的配备状况港务局油库有5台消防车，均为1992年以前的产品，设备老化。2. 3.1. 8消防电源该油库的35KV变电所为双路进线，一回引自辛安110KV变电所，另一回引自珠山220KV变电站，设有主变两台分别运行，互为备用。并在E区设有应急全自动柴油发电机组一台，额定功率1232KW，作为消防备用电源。2. 3.2黄岛老油库该油库位于青岛港港务局油库南侧，共有钢制单盘式浮顶油罐6座。单罐容积5 104M3,总储量为30 104M3，另有地下洞库1座，储量1510 m3，（有关地下洞库另议）。2. 3.2.1黄岛站油库采

19、用固定式消防冷却、固定式低倍数泡沫灭火，设置消防泵房1座，内设消防水泵3台。（1）l0sh-6型水泵2台（流量486M3/h,扬程65.1m.配套电机功率135千瓦）其中1台作为水消防和泡沫消防的公用备用泵，另1台负责向罐区提供消防冷却用水。(2) 8 sh-6型泵1台（流量234 m3/h,扬程93.5m、配套电机100千瓦）负责向罐区提供灭火用的泡沫混合液。(3）采用环泵式比例混合流程，设置地上卧式泡沫液贮罐1座，容积为10m3,贮有6%型普通蛋白泡沫液，并配有PH64型负压式泡沫比例混合器。（4）建有半地下式消防水池2座，总容积4000 m3 (2 2000m3)。2. 3.2.2罐区建

20、有环状消防水管道，主管径DN300,支管管径DN200，并建有泡沫混合液环管，主管径DN250，支管管径DN 100- 15 0mm。2. 3.2.3该罐区分两个罐组：1#、 2#、3#为一个罐组，4“、5#、 6为一个罐组，中间由中环路隔开，提供给1#、2#、3#油罐的消防冷却水管道、泡沫混合液管道均从4#、 5#、 6#油罐组穿过。2. 3.2.4黄岛站现有的6个贮罐只有3罐的冷却水环管圈数符合规范要求。2. 3.2.5在消防泵房附近设有无锡电机厂生产的700GF柴油发电机组一台，该机1989年投用，额定功率700千瓦，平时无人值班。2. 3.2.6消防车辆及人员配置黄岛站油库消防车辆配置

21、状况（由消防队提供资料） （1）鲁B9901北京212, 1988年投用，发动机有漏水、漏油现象，电气线路绝缘损坏有漏电现象，气缸、活塞、瓦片磨损严重，车架变形（已停用）。 （2）鲁B99014、99017 ED X PM65型黄河泡沫车2辆，1990年投用（泵达不到额定功率、炮达不到有效扬程。罐体腐蚀、漏油、漏气）。 (3)鲁B99013、B-99016 CPP 15型黄河泡沫车2辆，出厂日期1989年，一投用日期1990年，发动机动力不足，冒黑烟、水泵密封不严，各部件老化、漏油、漏水、漏气，时常有异响。 (4)鲁8111989 ED52606 FM 1120型泡沫消防车，1999年出厂投入

22、使用，可正常使用。（5）鲁99015曲臂登高车（己报废），液压部分、电磁开关大部分失灵，发动机、传动、制动、燃油系统均存在较严重问题。2. 3.2.7黄岛站消防队现有消防员10人、司机5人、防火员1名、消防泵房值班人员5名(5班3倒）。2. 3.3周围10公里内的邻近消防力量（1）油港七中队：黄河泡沫消防车1辆。 (2)六中队：消防车五辆分别为：奔驰泡沫消防车2辆(6T),黄河泡沫消防车1辆、东风水罐消防车1辆、解放水罐消防车1辆。 (3)华润消防队，黄河泡沫消防车1辆，进口移动炮3台，300升秒（距油库约3公里）。 (4）黄岛开发区二中队，2辆消防车，包括康明斯水罐1辆、解放泡沫消防车1辆。

23、 （5）储运公司黄岛油库消防队：5辆，包括黄河162型泡沫消防车2辆、黄河151型消防车2辆、斯太尔120型泡沫消防车1辆。2. 4自然条件（1）气温年平均气温 12. 1年平均最高温度巧 152年平均最低温度 9.5最热月平均最高温度 25. 2 0最冷月平均最低温度 2. 5极端最高气温 35. 40极端最低气温 16（2）空气湿度最冷月平均相对湿度 64%最热月平均相对湿度 85%年平均相对湿度 75%（3）大气压力冬季 10169KPa夏季 99. 72KPa（4）降水量年平均降水量 755. 6mm年最大降水量 1227. 6mm年最小降水量 386. 3mm日最大降水量 182.

24、0mm小时最大降水量 66.2mm（5）降雪最大积雪深度 190mm设计采用的雪荷载 0.25kn/m2（6）风风荷载（地面以上10米处） 0.55kn/m2年平均风速2.7m/s冬季平均风速9.7m/s夏季平均风速4.9m/s十分钟平均最大风速（地面以上10米）32m/s年主导风向 SSE夏季主导风向 SSE冬季主导风向 NNW（7）最大冻土深度 600mm（8）年平均雷暴日数 20.7d（9）日照年日照时数 2500.8h冬季 175.4h夏季 181.2h（10）地震基本烈度 6度2.5原油的危险性分析2.5.1易燃性根据常用危险化学品的分类及标志（GB13690-92）和石油化工企业设

25、计防火规范（GB56160-92（1998年局部修订），原油属于中闪点易燃液体，甲B类火灾危险性物质。原油蒸气与空气混合，易形成爆炸性混合物，遇氧化剂会引起燃烧爆炸。原油本身及其蒸气有毒，有特殊的刺激性气味。主要组成物质为碳氢化合物及其衍生物，其中多种物质的闪点较低，而且闪点和燃点接近。固体状态下的原油不需很高的温度就会溶化、蒸发和分解。液体状态下的原油，一般在常温下就会蒸发，遇明火会燃烧。原油中的一些物质，在大气中，当闪点和燃点低于环境温度时，只要很泊的点燃 能量，便会起火燃烧。在一定的能量的作用下，可燃性原油会发生猛烈燃烧，一旦燃烧发生，就呈现出燃烧温度高、辐射热强的特点。2.5.2易爆性

26、原油中各组分的爆炸浓度和爆炸温度的范围都很宽，因此爆炸的危险性很大，非凡且可燃扭打的点燃能量很小，点燃爆炸混合气体的能源，除明火外，接触散热设备的表面、飘过的炽热微粒、通过的高温气流、静电、放电等，均能引起爆燃或爆炸。2.5.3易蒸发性原油中含有液化烃，它的沸点很低，在常温下具有较大的蒸气压，容易通过蒸发产生引起燃烧所需的最低限度的蒸发量，从而增大了火灾危险性。此外，液化烃的蒸汽压从740 kPa增加到了1760 kPa，大大超出一般可燃液体的增长速度。蒸发逸散的原油蒸汽会向周围，特别是地表面扩散，也极易在储存处或作业场地的低洼处积积聚，从而增加了火灾、爆炸的危险因素。一般地说，温度越高，蒸发

27、越快，蒸发面积越大，蒸发量越大，液面承受的压力越小，蒸发越快，液体比重越小、沸点越低，蒸发越快。因此，密闭储存或处理作业，避免泄漏是十分必要的。2.5.4易泄漏、扩散性原油的装卸、储运作业都是在压力状态下进行的，在生产的过程中，容易发生泄漏事故。原油一旦泄漏，在环境温度下将由液相变为气相，体积急剧膨胀，并与空气混合，向周围扩散。2.5.5易积聚性在常温、常压条件下，原油中的伴生物质，如轻烃、闪蒸气等，比重比空气重，因此一旦泄漏容易滞留在地表、水沟、下水道、电缆沟等低洼处，并贴着地面沿下风向扩散到远处，延绵为断，容易在预想不到的地方遇火引起大面积的爆炸或火灾事故。2.5.6易产生静电的危险性原油

28、中伴生物质的电导率一般都较低，即电阻率较大，大多数都大于1012cm ,为静电的非导体，很容易产生和积聚电荷，而且消散较慢。静电的产生和积聚量大小，与下列因素有关：（1）输油管道的内壁粗糙度，粗糙度越大，产生静电荷越多；（2）输油流速与距离。流速越大，距离越长，产生静电荷越多；（3）温度。温度越高，产生静电荷越多；（4）流经的滤网、阀门、弯头情况。流经的滤网越密、阀门、弯头越多，产生静电荷越多；2.5.7受热易膨胀性原油受热后，温度升高，体积膨胀，若宣传品灌装过满，管道管道输油后不及时排空，又无泄压装置，便会导致容器和管件的损坏。另一方面，由于温度降低、体积收缩、容器内出现负压，也会便容器变形

29、损坏。2.5.8毒性原油属于微毒类物质，但当空气中原油按惯例的浓度较高时，仍可引起暴露人员的出现头晕、头痛、兴奋、嗜睡、恶心、呕吐等症状；严重时，表现为麻醉、昏迷状态及意识丧失，甚至死亡。2. 5.9杂质的危害原油中含有硫化氢及水分等杂质，这些杂质对罐体内钢板产生腐蚀用用，严重时会产生氢鼓包现象，从而降低罐体安全性能，也是事故隐患之一。2.5.10发生沸溢或喷溅危险性原油及其伴生产品在燃烧过程中，极易发生沸溢或喷溅。形成过程如下：（1）辐射热作用 油面燃烧时的火焰热理不断地加热油层，便油面处于不断地进行蒸发气化而供给燃烧，时时又使油面被加热的油层厚度随着燃烧的进行而为断地加厚，构成热油层。（2

30、）热波的作用 随着燃烧时间的延续，原油中的轻组分越来越少，重组分所占比例越来越大，从而便热油层的温度越来越高，且不断地向油层深部加热，这种由热温层传递热量的现象，称为热波；热油层与冷 油的分界而称为热波面，一般以水的沸点100为限。（3）水蒸气的作用 由于原油中含有水或油罐底部存有水垫层，当热波面抵达水垫层时，更使大量的水分急剧气化。原油中吕大量游离水分的汽化，便使原油体积增大（水汽化后体积增大1700倍，原油本身也膨胀），加之水蒸气不断地向油面上涌，便会吃不开现沸溢现象，而便原没不断地涌出罐外或池外。当热波面抵达水垫层时，更使大量地水分急剧气化，而造成很大的水蒸气压力急剧冲击油面，并将原油抛

31、向高空，形成“火雨”现象，进而造成大面积或多火场型火灾，击增加了火灾危害。2.6原油事故特点分析原油（包括其伴生物质，如轻烃、闪蒸气等）泄漏与扩散、火灾爆炸事故是相互联系的，原油一旦泄漏，必然会造成原油的扩散，甚至火灾爆炸事故的发生。掇过来，火灾爆炸事故所产的破坏力，在特定条件下，又会引起发新的泄漏事故，形成恶性循环，所以，很难把原油泄漏事故与火灾爆炸事故分开而孤立分析它们发生的特点。原油的物理化学性质决定了原油储罐火灾爆炸事故具有火情急、火势大、燃烧与爆炸经常同时发生，且后果严重等特点。（1）原油燃烧时的火焰传播速度很快。原油泄漏后，如果形成了大面积的原油暴露区，一理出现火情，由于火焰延烧速

32、度较大，即便是在远处的油品气体或液体，也会在短时间内被引燃，形成大范围的火区，火情异常紧急。（2）原油的燃烧热值大，因此其火焰温度高、辐射强度大。当原油燃烧起来之后，位于其四周的可燃物极易被引燃，辐射热有时能将近百米以内的建筑物外层可燃表面烧焦，甚至起火。在不少的油品火灾案例中，都 有建筑物被烧塌，混凝土构件被烧熔的记录。如此猛烈的火势，给现场掂救人员的作烽及装备的使用带来了一定的困难。（3）易引起连环火情。当存在大范围的隐情，且气态混合物又未有效消除的条件下发生火灾时，往往会导致爆燃或爆炸事故的发生。一方面，油品与空气的混合物有可能发生蒸汽云爆燃或爆炸；另一方面，原油储罐可能因火焰烘烤或热辐

33、射的作用，使罐内物料迅速升温、压力增大，进而导致储罐破裂，甚至爆炸。储罐一旦破裂，大量的原油将迅速泄漏喷射，继而气化，遇到明火或高温，发生连锁的燃烧或爆炸现象。2.7原油泄漏事故发生原因分析原油泄漏是严重威胁罐区安全的首要因素。据统计，罐区火灾爆炸事故多是因泄漏所致辞。于于原油罐区，由于储存的原油属于甲B类易燃液体，液面有一定的蒸汽压，油气通过油罐的呼吸阀、测量孔或在检修时通过油罐人孔等处向外扩散。尤其是油罐进油时，排出大气的油气量更多，且排入大气的源油气体产物双轻油和轻烃为主，在缸区一定的范围内形成爆炸性混合气体区域，容易引起火灾爆炸或中毒事故的发生。2.8原油储罐火灾爆炸事故发生原因分析原

34、油泄漏到空气中后，当其油气的浓度处于燃烧或爆炸极限范围内时，若遇到超过最小点燃能量的着火源，就会燃烧或爆炸。3黄岛油库危险有害分析3.1所储存原油的物质特性黄岛油库所储存的原油主要为进口原油。进口原油相于于国产原油，具有凝点低、含硫高、危险性大等特点，属于甲B类火灾危险性物质。其主要危险性数据见表3-1.原油品名爆炸极限V%含硫量%密度凝点空气中最高容许浓度mg/m3产地一般原油1.18.710穆尔班0.70.8243-21阿联酋阿曼0.790.8544-20阿曼沙特轻质油1.330.8564-28.9沙特巴士拉1.590.8639-15伊拉克沙特中质油2.490.8666-28沙特科威特2.

35、640.98660-15科威特胜利油0.70.9133-26中国3.2黄岛油库危险性分析3.2.1油库储罐现状油库区的主要设备是储罐，黄岛油库的油罐状况见表：50表3-2 储罐现状调查表库区罐号储罐类型公称容积m3投用时间罐体情况罐底板外观情况罐间距m防火堤容积达标否快速切断阀高液位报警设施排水系统雨水系统老油库1单浮盘浮顶罐50000生锈20米符合GBJI4-95,但是不符合GB50160-92(1999年版)要求达标没有与PLC控制系统联锁全部有液位报警（DCS系统）无高高液位报警装置及安全联锁装置老油库250000生锈老油库350000罐体失圆生锈老油库450000生锈老油库550000

36、生锈老油库650000生锈罐改一期6005双浮盘浮顶罐500001994.3稍有变形生锈罐改一期6006双浮盘浮顶罐500001994.3正常生锈良好罐改5期及2期排水沟部分存在堵塞罐改二期6007双浮盘浮顶罐500001995.3正常生锈罐改二期6008双浮盘浮顶罐500001996正常生锈一排水管漏罐改二期6009双浮盘浮顶罐500001996正常生锈罐改三期6001双浮盘浮顶罐500001996东侧罐壁稍突出生锈罐改三期6002双浮盘浮顶罐500001996正常生锈良好罐改三期6003双浮盘浮顶罐500001996正常生锈罐改三期6004双浮盘浮顶罐500001996正常生锈罐改四期60

37、10双浮盘浮顶罐500001997正常生锈罐改四期6011双浮盘浮顶罐500001997正常生锈罐改四期6012双浮盘浮顶罐500001997正常生锈续表3-2库区罐号储罐类型公称容积m3投用时间罐体情况罐底板外观情况罐间距m防火堤容积达标否快速切断阀高液位报警设施排水系统雨水系统罐改五A6013双浮盘浮顶罐500001999.6正常正常罐改五A6014双浮盘浮顶罐500001999.6正常正常罐改五A6015双浮盘浮顶罐500001999.6正常正常罐改五A6016双浮盘浮顶罐500001999.6正常正常20米符合GBJI4-95,但是不符合GB50160-92(1999年版)要求达标没有

38、与PLC控制系统联锁全部有液位报警（DCS系统）无高高液位报警装置及安全联锁装置良好罐改五B6017双浮盘浮顶罐500002000.6罐改五B6018双浮盘浮顶罐500002000.6罐改五B6019双浮盘浮顶罐500002000.6罐改五B6020双浮盘浮顶罐500002000.6罐改五C6021双浮盘浮顶罐500002000.7罐改五C6022双浮盘浮顶罐500002000.7未达标罐改五C6023双浮盘浮顶罐500002000.7罐改五C6024双浮盘浮顶罐500002000.7罐改五D6025双浮盘浮顶罐500002000.11达标罐改五D6026双浮盘浮顶罐500002000.11罐

39、改五D6027双浮盘浮顶罐500002000.11罐改五D6028双浮盘浮顶罐500002000.11罐改五E6029双浮盘浮顶罐1000002000.12罐改五E6030双浮盘浮顶罐1000002000.12罐改五E6031双浮盘浮顶罐1000002000.12罐改五E6032双浮盘浮顶罐1000002000.12表3-3 储罐现状调查表库区罐号储罐类型公称容积m3自动脱水系统防火提消防道路防雷系统防静电接地系统可燃气体报警仪泡沫系统泡沫产生器数量进出口有无金属软管连接老油库1单浮盘浮顶罐50000老油库250000老油库350000老油库450000老油库550000老油库650000罐改

40、一期6005双浮盘浮顶罐50000罐改五期部分防火堤的隔堤仅低10cm左右，不符合规范GB5016092（1999年版）的要求约有3600米的消防道路未达到规范中6米的要求8个接地点，符合规范要求，接地电阻测量结果符合规范要求8个接地点，符合规范要求，接地电阻测量结果符合规范要求无一、二期储罐采用PC16泡沫产生器6%的泡沫系统每罐4个PC16泡沫产生器无罐改一期6006双浮盘浮顶罐50000罐改二期6007双浮盘浮顶罐50000罐改二期6008双浮盘浮顶罐50000罐改二期6009双浮盘浮顶罐50000罐改三期6001双浮盘浮顶罐50000每罐6个PC8泡沫产生器罐改三期6002双浮盘浮顶罐

41、50000罐改三期6003双浮盘浮顶罐50000罐改三期6004双浮盘浮顶罐50000罐改四期6011双浮盘浮顶罐50000罐改四期6012双浮盘浮顶罐50000罐改五A6013双浮盘浮顶罐50000罐改五A6014双浮盘浮顶罐50000罐改五A6015双浮盘浮顶罐50000续表3-3 储罐现状调查表库区罐号储罐类型公称容积m3自动脱水系统防火提消防道路防雷系统防静电接地系统可燃气体报警仪泡沫系统泡沫产生器数量进出口有无金属软管连接罐改五A6016双浮盘浮顶罐50000无罐改五期部分防火堤的隔堤仅低10cm左右，不符合规范GB5016092（1999年版）的要求约有3600米的消防道路未达到规

42、范中6米的要求8个接地点，符合规范要求，接地电阻测量结果符合规范要求8个接地点，符合规范要求，接地电阻测量结果符合规范要求无采用6%的泡沫灭火系统每罐6个PC8泡沫产生器100000m3储罐每罐10个PC8泡沫产生器无罐改五B6017双浮盘浮顶罐50000罐改五B6018双浮盘浮顶罐50000罐改五B6019双浮盘浮顶罐50000罐改五B6020双浮盘浮顶罐50000罐改五C6021双浮盘浮顶罐50000罐改五C6022双浮盘浮顶罐50000罐改五C6023双浮盘浮顶罐50000罐改五C6024双浮盘浮顶罐50000罐改五D6025双浮盘浮顶罐50000罐改五D6026双浮盘浮顶罐50000罐

43、改五D6027双浮盘浮顶罐50000罐改五D6028双浮盘浮顶罐50000罐改五E6029双浮盘浮顶罐100000罐改五E6030双浮盘浮顶罐100000罐改五E6031双浮盘浮顶罐100000罐改五E6032双浮盘浮顶罐1000003.2.2罐区危险性分析2罐区危险性分析 黄岛油库有4座目前国内最大的100000 m3外浮顶式原油罐、34座50000 m3的外浮顶式原油罐，以及1座150000 m3岩洞式原油罐。贮存容量高达2250000 m3，是国家和集团公司严格控制和管理的重大危险源。油库最大的危险是火灾爆炸，中央排水迭管活动接头密封不好或密封面损坏造成原油挥发或泄漏；浮船的密封圈损坏或

44、扭曲变形，部分重质原油凝结挂在罐壁上，刮油器刮不干净的原油滴落在浮船上，都会在浮船上空形成爆炸性气体混合物，如遇雷击、静电或明火，即可酿成爆炸，形成蔓延于密封舱或浮船截面火灾。 一般来讲对密封舱火灾，扑救并不十分困难，国内外都有成功扑救密封舱火灾的经验，特别是我国南方多雷地区的一些炼油化工企业，都曾经不止一次的成功扑救过浮顶油罐的密封舱火灾。浮顶油罐密封舱火灾扑救，最关键的是掌握时机迅速控制和扑救初期火灾。如果初期火灾控制不好，极有可能酿成油罐的全截面火灾，到那时扑救就十分困难。 除了火灾爆炸以外，油罐液位控制不好，液位超高冒罐，罐底乃至罐壁腐蚀穿孔或开裂，以及阀门损坏、管线断裂形成的跑油事故

45、的频率也是很高的，带来的国家财产损失及环境污染也是十分严重的。中国石化和石油集团公司都曾发生过多起跑损原油事故，中国石化股份公司某分公司一年之内就发生过两次原油罐泄漏大量跑损原油并严重污染水库的事故，虽然没有酿成火灾，但对于水库的污染也造成了严重的后果。目前及以后黄岛油库所储存原油基木为进口原油，其凝固点低、含硫量高（最高达2.64%），对设备的腐蚀十分严重，应引起足够的重视，应根据集团公司有关加工含硫原油的安全规定执行。黄岛老油库虽然至今己有二十多年历史，但是，目前主要的储运油设备（储罐、机泵），除了岩洞库以外都是近10年投用的设备，虽然油库地处海滩，条件苛刻，但从外观上观察，还没有发现储罐

46、、管线严重腐蚀现象，只是老油库区的部分储罐罐底及下层圈板有腐蚀现象。由于施工质量影响，部分50000 m3的原油罐罐体圈板施工失圆，特别是罐体上部有严重卡盘现象，对于高液位时的安全生产构成一定的威胁。所有储罐都没有带联锁的高高液位报警装置，绝大多数储罐区没有按规范要求设计可燃气体报警仪，新接收的油港库区贮罐上的快速切断闸阀没有投用自动控制且进出口管线没有设挠性金属软管；部分贮罐的中央排水迭管渗漏，电缆沟内积水并有油花，钢铠电缆的钢铠已经腐蚀脱落，对安全生产也构成一定的威胁。库区面积大，自动化程度低(PLC系统没有投用），贮罐液位监控数据有时不准确，又没有高高液位报警设施，在大量接收原油或改错罐

47、窜油造成油罐液位超高时，就有发生冒罐事故的危险性。应当引起足够的注意，并认真监控。此外，防火堤内容积不够，消防道路宽度和转弯半径不够，与周围的企业、部队等的防火间距不足的问题也很突出，应当认真解决。黄岛油库15 104M3洞库始建于1974年，1976年建成，1978年投入使用。1978年至191989年间，因当时油库库容很小，该洞库在原油输转过程中，曾经起到非常积极的作用，但是，也存在一定的问题。自1987年开始建设5 104m3的浮顶油罐，并于191989年初步建成了6座5 104m3的浮顶油罐，准备替代这座15 104M3洞库，恰逢此时，黄岛油库发生了雷击火灾事故。汕库恢复建设投产以后，

48、该洞库至今就一直再没有进油，时间已有12年左右。现在，洞库内大约还有12万吨原油，一直维持现状，进行着维护保养。目前，洞库管理良好，电视监视系统还能够随时进行洞内监测，设备外观也没有发现严重锈蚀或腐蚀现象。但是，该洞库属于地下水封式洞库，由于不断的向洞内渗水，洞库内除了己有1-2万吨原油之外，还有约80000m3的水，其中2#洞库约5000060000 m3, l#洞库约2000030000 m3目前，洞库的上盖大法兰密封损坏无法更换，地下巷道通风机己坏，1#洞库的液位计己经损坏没法更换，2#洞库5#泵轴己断，没有更换，其他所有机动设备己经达到和接近一次性使用的寿命极限，油库的加热系统已经拆除

49、，暂时不具备投用条件。近年来，虽然己经花费了3000余万元人民币进行改造，仍然没有见到实际效果。加之，该洞库是以胜利原油为对象进行设计，而目前及以后黄岛油库所储运的原油基本为凝固点低、轻组分含量高的进口原油，而且油气浓度受潮汐影响较大，该设计当时并没有考虑储存轻质原油的安全运行设施。 因为洞库的加热系统已经拆除，没有加热能力，所以不适合储存胜利原油等重质原油，又因为洞库的密封性不好，地下水位下降未进行补充水位，洞室及操作巷道极可能存在油气混合物极不安全，不宜储存轻质进口原油，补充完善还需要大量的资金，而且利用洞库储运原油能耗高，加上青岛市公安消防局也不同意该洞库投用。因此，该洞库目前己经没有投

50、用价值，以封存为好。没有特殊情况，自行报废。具休意见是，在采取适当、妥善的安全措施的前提下，将洞库内的原油回收至地上罐内，洞库原样封存。如：2001年10月27日启动13B1泵胜利油装船流程，一开始阀的开度为20时电流为72安，接下来电流降至68安阀的开度为17，接下来电流一直升到83安，阀的开度也开始到20，此后阀门无动作，说明泵在自控状态下有可能一直超负荷运转（泵的额定电流为76安）；又如2001年11月1日启动33B1泵将6005罐油（油种为绥中油，高凝点、高粘度）倒向6009罐，一开始当阀的开度打到18时电流急涨到79安，超过了泵的额定电流，阀开始动作，开度关到12%，电流为55安，之

51、后电流涨到62安，阀的开度也开到14，而后电流降到59安，自控状态下阀的开度无变化，这种情况泵有可能长期工作在低负荷状态下，其实际上采用的这种控制为开环控制，在自控理论中，开环控制的最终结果是人们无法预料的，所以对泵的控制应改进。3.3黄岛油库消防现状分析1.黄岛油库目前采用的固定式泡沫灭火、固定式消防冷却方式，以及消防冷却水流量和消防水贮存量均满足现行规范的要求。2.该油库具有从电网来的双电源，当正常电源故障时，还有柴油发电机作为应急消防电源，满足规范要求。3低倍数泡沫灭火系统设计规范GB50151一92及2000年局部修订条文第3.5.4条规定“泡沫消防泵，应设备用泵，其工作能力不应小于最

52、大一台泵的能力。”原储运分公司黄岛站消防泵房内设置的一台泡沫混合液泵Q=234M3/h,扬程H=93.5m,而所设的是一台水、泡沫公用备用泵Q=486 M3 /h,扬程H=65.1 m,两台泵扬程差30m,其流量与安装的负压比例混合器也不配套。这是一台水泡沫公用的备用泵，只能作为备用的消防冷却水泵，最好另设一台备用的泡沫消防泵。4.按国标低倍数泡沫灭火系统设计规范GB50151-92及2000年局部修订条文计算，5X1口浮顶油罐所需灭火用泡沫混合液量至少应为1988L/S，选泵时按规范考虑1.05裕度系数泵流量至少就为92AL/S（333m4/h),而原黄岛站的泡沫消防泵流量仅为234 m3/

53、h,而且无备用泵，该问题应加紧整改。5.上述的泡沫消防采用的是国外早己淘汰，目前国内也很少使用的环泵式（工况条件要求苛刻）比例混合流程，这种流程操作繁杂，很难保证预定的混合比，严重影响泡沫灭火效果。6.按低倍数泡沫灭火系统设计规范GB50151-92及2000年局部修订条文第3.2.2条规定，外浮顶油罐上单个泡沫产生器的最大保护周长为24m,这样计算结果5 X 104M3浮顶罐应设8个PC8泡沫产生器。黄岛油库一期、二期及黄岛站6个5 104M3油罐均只设4个，三、四期也只设了6个产生器，都不符合规范要求，为安全起见，应及时进行改造。7.三、四期罐区灭火用泡沫混合液，由1#消防泵房内设置的一台

54、储罐式压力比例混合器供给，罐容积为7600L,泡沫液储量不能满足规范要求，应将6%泡沫液更换为3%型，并相应更换比例混合器孔板。8.一、二期罐区周围没有设置泡沫栓，应按（f氏倍数泡沫灭火系统设计规范GB50151-92及2000年局部修订条文要求每隔50-60m设一个。9.目前油库贮存的都是普通蛋白泡沫液，其表面张力和剪切力为氟蛋白泡沫液的两倍，氟蛋白泡沫比普通蛋白具有很好的流动性和自封闭能力，它的价格比普通蛋白贵的不太多，况且贮存条件要求一样。从灭火角度和经济角度建议在定期更换泡沫液时选用氟蛋白泡沫液。10.设计按规范要求在五期的E区设置了全自动消防冷却、自动泡沫灭火系统，但现场了解到目前五

55、期的自动监控、自动灭火装置存在一些问题。（1）火灾报警装置经常误报；(2)泡沫间FS阀、电动、手动均只能开至15%；（3）工业电视监视器12#、16#、 18不能正常使用；(4)泡沫罐的进水、出液电动控制阀门的电源及信号系统未接；（5)消防泵无法盘车（防护罩是固定的）且无回水管无法试运。以上问题应予重视尽快整改。11.设计采用临时高压消防给水系统符合石油库设计规范GBJ74-84（1995修订版）的要求，但该油库消防水管道进入罐区时，引出地面部分管段和阀门未保温，冬季需要放空防冻，这不符合石油库规范（报批稿）12.2.3条“消防给水系统应保持充水状态”的要求。12.石油库设计规范GBJ74一8

56、4（1995修订版）第12.6.2条规定“单罐容量等于或大于50000m3的浮顶油罐，应设火灾自动报警系统”。第12.6.2条要求“石油库的储油区、装卸区宜设置手动报警系统”，应按照上列的两项要求进行整改。13.虽然（氏倍数泡沫灭火系统设计规范GB50151-92及2000年局部修订条文和石油库设计规范GBJ74 - 84（1995修订版）均未要求5 104M3浮顶油罐的泡沫灭火系统一定要采用自动控制方式，但由于该油库是目前我国最大的原油集输、中转基地，罐区的安全直接影响华北地区各炼化企业的平稳生产。根据石油化工企业设计防火规范GB50160-92（1999年版）第7.4.5条要求“储罐区采用

57、固定式泡沫灭火系统，手动操作难于保证5min内将灭火泡沫送入着火罐时，储罐区混合液管道设置的控制阀宜采用遥控或程控”。黄岛油库的罐区布局分散，消防系统操作复杂，难于保证5 min内将灭火泡沫送入着火罐，建议定期进行整改，最终实现整个库区泡沫灭火自动化。14.黄岛站消防队现有的5台消防车除其中1台1999年投入使用，可正常运行外，其它4台投入使用的时间均为1990年，都存在着较为严重的问题。对于该特大型油库，消防车辆的配置明显不足，根据集团公司与青岛港务局的协议，青岛港务局在黄岛油库区的消防执勤力量将于2001年底全部撤走，因此应尽快增设消防车辆，增加消防人员，确保库区安全。 4火灾爆炸危险指数评价为了客