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易燃液体内浮顶储罐浮盘落底安全风险及安全对策
2025-03-187

  要:本文围绕易燃液体储罐浮盘落底这一安全问题展开研究,通过分析事故案例,阐述法规要求,深入探讨浮盘落底的安全风险、静电产生机制,提出针对性安全对策。结论表明,氮封有效时浮盘落底闪爆风险低,无氮封或氮封失效时需控制进液速度防闪爆。

关键词:易燃液体储罐;浮盘落底;安全风险;静电;氮封;进液速度


本文就浮盘落底的安全风险,危险机理,以及应该采取何种安全措施展开研究。




一、事故案例


案例一:2009年7月12日,西北某炼油厂石脑油罐(内浮顶罐)发生火灾爆炸事故。

事故原因:储罐浮盘落底后,液位继续下降,由于没有氮封,导致大量的空气吸入并充满浮盘下方的气相空间,另外由于罐壁长期受硫化氢腐蚀,腐蚀生成的硫化亚铁与空气接触发生氧化放热反应,反应产生的热量在罐内密闭空间内积聚,导致温度越来越高,最终造成气相空间被引爆。

案例二:2011年8月29日,东北某石化公司柴油罐在收油过程中发生一起着火事故。

事故原因:该储罐在收油过程中,液面高度约为0.9m,而浮盘支腿高度为1.8m,在油面和浮盘之间形成了高度为1m的气相空间,随着物料的持续挥发,这些气相空间充斥着爆炸性气体混合物,另外在物料输送过程中,由于流速过快,导致产生了大量的静电积聚,最终静电放电引爆了浮盘下方的爆炸性混合气体。

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二、法规要求


--《国家安全监管总局关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》(安监总管三〔2014〕68号)

核心内容:正常操作时严禁内浮顶罐浮盘和物料之间形成空间。特殊情况下确需超低液位操作时,恢复进料时要确保进料流速小于限定流速,以防产生静电引发事故。

--《油气罐区防火防爆十条规定》(安监总政法〔2017〕15号)

核心内容:严禁内浮顶储罐运行中浮盘落底。




三、风险分析


对于一个没有氮封或者氮封失效的内浮顶储罐,浮盘落底以后,空气会进入浮盘下面,在浮盘和液面之间形成了一个爆炸性气体混合物的空间,对于易燃液体,在有静电存时,浮盘下的空间会有闪爆危险,从而造成火灾事故。




四、静电的产生


在浮盘落底后再次进料时,静电的产生主要有四种方式:

· 液面下进料:

1. 对于静电良导体液体(电导率大于10-4 pS/m),静电电荷迅速衰减,大约千分之一秒以下,电荷密度会衰减百分之67%,不会导致静电积累。

2. 对于静电不良导体液体(电导率小于50 pS/m),静电电荷可能积累,约1秒~100秒,电荷密度会衰减百分之67%液面,液面接近浮仓时产生刷型放电。

· 液面上进料:

1. 静电良导体液体进入储罐,液体飞溅时与储罐接触瞬间,形成火花放电。

2. 静电不良导体液体进入储罐,液体飞溅时与储罐接触瞬间形成刷型放电。




五、如何防止浮盘落底的闪爆事故


1. 对于氮封内浮顶储罐,在浮盘落底前,应核实DCS操作画面历史趋势,查看液面下降过程中储罐是否出现负压工况。若未出现负压工况,说明氮封有效,浮盘落底后浮盘上气体为氮气,不会形成爆炸气氛,储罐无闪爆风险。

2. 同样是氮封内浮顶储罐,若在浮盘落底前液面下降过程中出现负压工况,应保守将此储罐视为无氮封设计

3. 对于没有氮封设计的内浮顶储罐,再次进液体时风险最大。此时唯一可控制的因素是进液体速度,按照相关标准要求,应将进液体速度控制在 1m/秒 以下,尤其是绝缘易燃液体千要千万注意。




六、静电角度分析东北柴油储罐爆炸事故


1. 爆炸物质

柴油储罐的柴油,来自上游的柴油加氢装置,氢气会有少量溶解在柴油里,长期积累,内浮顶下方,会有氢气积累,柴油闪点在60摄氏度左右,液面上的柴油蒸汽在爆炸下限以下,因此爆炸物为氢气。

2. 静电来源

柴油加氢的柴油,在没有加导静电剂时,属于静电绝缘体,即使储罐接地良好,静电消散速度慢,仍然有静电积累的可能。

3. 点火源

在绝缘柴油液面接近浮仓时,液面与浮仓之间的静电电压足够大时,导致液面上的气体电离,产生刷型放电。

4. 爆炸混合物

在浮盘落底以后,浮盘上的空气进入浮盘下,遇到刷型放电,导致浮盘下闪爆,爆炸的能量触发柴油燃烧,导致火灾。




七、结  论


· 有氮封设计且氮封有效的内浮顶储罐,浮盘落底时不会有闪爆危险。这表明氮封系统在保障储罐安全方面具有重要作用,企业应确保氮封系统正常运行。

· 没有氮封设计或氮封失效的内浮顶储罐,浮盘落底后再次进液体时,浮盘下存在闪爆危险。因此,在浮盘升起前,必须严格控制进液速度小于 1m/秒,以降低安全风险。企业应重视浮盘落底问题,严格遵守法规要求,采取有效安全措施,确保生产安全。未来,可进一步研究优化储罐设计和操作规范,提高本质安全水平。

注意没有氮封的绝缘易燃液体的内浮顶,在浮盘落底后再次进液时要特别注意,建议设置操作卡。



法规标准

[1] 《国家安全监管总局关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》(安监总管三〔2014〕68号)

[2] 《油气罐区防火防爆十条规定》(安监总政法〔2017〕15号)


(作者:老唐)

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来源:过程安全管理


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编辑:佑安

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