论文部分内容阅读
摘要:如何确保油品储运安全是一项长期而艰难的挑战,任重而道远,需要我们做大量细致入微的工作,也需要我们在实践中不断探索。
关键词:油品储运;安全;影响因素;分析
1油品储运的重要性
随着石油工业的发展,我国油气储运技术近年来得到了很大提高,但是由于人员素质、设备投入、地理条件等因素的限制,储运方面还存在很多不足。近几年,由于管理与技术原因,油品储运系统事故多有发生,很多事故造成的危害都比较严重,影响比较恶劣,人员伤亡多,财产损失大。
2 影响储运系统安全运行的技术因素分析
本人所在的恩贾梅纳炼油有限公司(简称乍得炼厂),地处非洲中部的内陆国家乍得,海拔295m,年平均温度28.6℃。炼厂油品储运装置是100万吨/年常压蒸馏及其它油品深加工装置的配套系统,负责汽油、柴油、航煤、燃料油与LPG的调和、储存、转输与充装。
特殊的气候条件具有不同的安全风险,和地处中国西北的玉门油田炼油厂储运系统相比较,既有影响储运系统安全运行的相同因素,又有因为气候条件不同而不一样的影响因素。下面就影响乍得炼厂储运系统安全运行的典型技术因素做一简单分析:
2.1环境因素
受地理位置与气候的影响,炼厂所处的环境不需要考虑冬天气温降低后,油品含水造成的低温凝结与冻裂的危害。当地普遍气温较高,而且雨季大风雷暴天气频繁,所以,环境因素可能给生产运行造成以下危害:
2.1.1高温:温度高,轻质油品更容易汽化,在管线内汽化,就会造成气阻现象,影响油品的正常输转。如果是在泵的进口段形成气阻,还可能造成泵的气蚀现象,轻者影响生产运行,严重时会对泵造成损害。由于汽油组分轻,饱和蒸气压高(60kPa左右)气阻现象表现的更加突出。
对于油品储罐,温度升高,油品汽化后导致罐内压力上升。内浮顶罐,会有更多的油气从排气孔呼出,一方面增加了油品损失,另一方面使得浮盘上方空间更容易形成爆炸混合气体,是潜在的安全风险。拱顶罐(主要是柴油罐)除了油品汽化外,罐内油气空间膨胀也更加明显,导致大量油气呼出,增加了油品损失。罐内压力的上升,对呼吸阀的可靠度也提出了更高的要求,如果呼吸不畅,很有可能造成储罐鼓包或抽瘪。
2.1.2白昼温差:旱季乍得早晚极端温差在20℃左右,温差会引起设备与油品的热胀冷缩。在密闭空间内,随着油品温度升高,系统压力增加明显,经常会发生操作不善造成阀门或法兰损坏,引发油品泄漏的事故。针对这一现象,一般需要在管线上设计安全阀,或者设计单向排空阀把管线内压力泄入储罐。乍得炼厂选用的是安全阀,安全阀起跳压力1.2MPa。安全阀的设计在实际操作时,管线憋压后阀门不容易开启,所以我们采取按油品名称与质量分别开阀泄压的措施。缺点是油品容易互串,因此需要加强流程变动管理。
2.1.3雷暴:雷暴天频繁的闪电对于油罐与炼厂生产都是潜在的危害。闪电既可能击中储罐,引起火灾,又可能产生感应电流,在接触不良的回路中产生火花放电引起火灾。另外,雷电波与雷击电磁脉冲还可能对设备、仪表造成破坏,轻者损坏设备,严重时可能引起生产事故。对此,必须做好储罐及设备接地,尤其是浮顶罐的浮盘一定要确保可靠接地。雷雨天要停止油品装卸作业。
2.2设备因素
设备、设施是装置运行的载体,也是实现安全生产的基础。设备设施的选用、规划、设计建造、安装等等是装置安全平稳运行的前提,是本质安全项。因此从设计开始阶段就要做好调查研究,综合考慮到影响装置安全的方方面面,尽可能一次到位,避免“修修补补”。对于储运装置重点要考虑以下几点:
2.2.1储罐的选型:随着储罐建造工艺的发展,油品储罐的类型越来越多,是否选择合适的储罐将是以后装置运行平稳的基础。除了严格按照国家设计制造储罐外,原则上轻质油挥发度大(石脑油、汽油、煤油)选择浮顶罐,柴油挥发度小,选择拱顶罐。对于硫含量高,且酸碱度波动较大的石脑油与轻污油罐选择不锈钢浮盘,其它储罐可选择铝制浮盘。乍得炼厂选择的成品油储罐(除锥底罐)增设了低于罐底带有集油槽的清扫孔,极大地减轻了清罐的难度,降低了安全风险,新建储罐可以借鉴。
2.2.2仪表设施的选择:现代化炼厂,设备越来越先进,用人少而精。设备运行的温度、压力、流量、液位等参数,主要靠仪表设施测量。选用合适的,可靠的仪表,将极大地提高工作的便利性,也是生产平稳运行的可靠保障。相反,仪表出了问题,员工不能掌握正确的工艺参数,极有可能造成溢油、冒顶、污染等事故。乍得炼厂为了提高装车效率,降低装车风险,选择了可靠地自动装车控制系统,极大地降低了装车风险与计量纠纷。储罐液位计的选择,是重点,也是难点。对比国内外实际使用情况,我认为雷达液位计精度高,故障率低,使用较普遍。一般情况下,轻质油挥发度大,干扰多,选用带抗干扰措施的雷达液位计,(油品越轻措施越严格),重质油相对干扰较少。乍得炼厂储罐液位计选的好,使用情况也比较好,我们每月手工对比一次,一般误差<5mm,最大不超过20mm。下表是乍得炼厂液位计的选用情况:
2.2.3其它设备设施的选择:储运系统所涉及到的设备设施多且繁杂,从储罐的安全附件、阀门、泵、装车鹤管等设备到电气设施,消防设施都需要一次到位,避免在运行期间频繁维修增加安全风险。我们选择的装车鹤管的旋转接头运行时骨架密封频繁泄漏,不但影响装车作业,而且增加了作业风险和设备维护成本。建议大家在选择装车鹤管时一定要对旋转接头与密封重点调研。重油供料泵最好选用离心泵,运行平稳,且安全风险低。电气设备与消防系统一定要符合规范要求。
2.2.4静电:静电是影响储运安全运行的一项重要危害。储运系统所有设备设施都要可靠接地,尤其是装车系统的静电接地一定要重点关注。乍得炼厂罐区及装车台所有设备的接地我们引入了实时数字监控的静电卫士系统,装车系统还选用了带有声光报警的静电导出系统,极大地降低了静电危害,保障了装置运行安全。对于人体静电,我们主要还是通过PPE与人体静电泄放装置来完成。 2.3检维修活动
检维修活动是炼厂事故的高发期,储运系统很大一部分事故也是在检维修时发生的。因为检维修作业往往是交叉作业,管线打开、动焊或者进入有限空间作业时,其他生产活动也要正常进行,所以大大增加了事故的风险。火灾与中毒窒息类事故往往发生在这些作业过程中。安全规定与要求都是用血的教训换来的,在检维修过程中我们一定要严格遵守,不能怀有侥幸心理,麻痹大意。作业活动有共性也有现实环境下的具体情况,作业前一定要做好风险识别,制定可靠有效的安全防范措施,并严格执行作业许可制度。几个核心教训是:一要做好界面隔离,相信盲板不能相信阀门;二要做好气体检测;三要有效控制动火点,避免动火点对周围设备设施与生产活动的影响。
2.4物料性质的影响
储运系统不同物料的管理不尽相同。LPG有易燃易爆、中毒窒息与冻伤的危害,常压下为气体,使用压力容器密闭存储,所以管理的重点是存储设备管理,避免LPG泄漏。汽油、煤油、柴油易燃,常压下为液态,使用常压罐存储,闪点与燃点低,管理的重点是控制火源与静电。重油粘度大,燃点高,密度接近于水,常温下不流动,转输与使用必须加温至80℃以上,因此管理的重点是脱水与控制存储温度,避免加温过高导致液态水汽化引起突沸事故。不同地域海拔不同,大气压不同,水的沸点有变化,制定重油罐加温工艺卡片时要引起重视。
2.5工艺设计的影响
工艺设计与设备选择一样,都是装置运行的本質安全项。好的设计不但可以方便操作,降低劳动强度,而且可以提高运行平稳率,降低安全风险。甲方人员一定要积极参与前期项目设计,及时把自己的要求向设计人员表达,一次到位,避免在以后再进行改造。对比玉门炼厂与乍得炼厂的使用情况,结合当地环境与产品性质,我认为有几点需要重点考虑:
2.5.1不同性质的产品尽可能做到设备与管线专用。
2.5.2汽油系统每条管线都要设计生水与氮气吹扫线,对于温度较高的地区,输油管线考虑设计保温或者生水降温设施,避免输油管线气阻或者出现计量误差。
2.5.3 LPG装车或供料回流系统要单独设计,避免回流线接入罐的出口管线。因为回流线间歇使用,存在汽化的现象,接入罐出口线可能引入供料泵造成泵气蚀。
2.5.4 LPG球罐应急注水系统要独立设计,便于操作,避免在需要的时候用不了。
2.5.5设计地下污油罐,并和轻质油系统连接,在清罐、倒油与维修时方便退料,减少污水系统压力。
2.5.6设计不合格油品回炼工艺,以方便不合格油品的处理,减轻油品调和压力。如:把不合格油引入催化分馏塔回炼。
3.结束语
随着社会经济的发展,人们对油品的依赖程度越来越高,油品存储、运输与使用和我们的生活越来越紧密,确保油品储运安全不仅是企业安全需要,更是一份社会职责。如何确保油品储运安全是一项长期而艰难的挑战,任重而道远,需要我们做大量细致入微的工作,也需要我们在实践中不断探索。尽管乍得炼厂储运系统规模小,油品品种少,但麻雀虽小五脏俱全,储运系统的管理和运行大同小异,希望以上分析能够对同行有借鉴意义。
参考文献:
[1]林世雄,石油炼制工程(第三版),2000.7
[2]SH/T 3007-2007,石油化工储运系统罐区设计规范,2008.5.1
[3]SH3097-2000,石油化工静电接地设计规范,2000.6
关键词:油品储运;安全;影响因素;分析
1油品储运的重要性
随着石油工业的发展,我国油气储运技术近年来得到了很大提高,但是由于人员素质、设备投入、地理条件等因素的限制,储运方面还存在很多不足。近几年,由于管理与技术原因,油品储运系统事故多有发生,很多事故造成的危害都比较严重,影响比较恶劣,人员伤亡多,财产损失大。
2 影响储运系统安全运行的技术因素分析
本人所在的恩贾梅纳炼油有限公司(简称乍得炼厂),地处非洲中部的内陆国家乍得,海拔295m,年平均温度28.6℃。炼厂油品储运装置是100万吨/年常压蒸馏及其它油品深加工装置的配套系统,负责汽油、柴油、航煤、燃料油与LPG的调和、储存、转输与充装。
特殊的气候条件具有不同的安全风险,和地处中国西北的玉门油田炼油厂储运系统相比较,既有影响储运系统安全运行的相同因素,又有因为气候条件不同而不一样的影响因素。下面就影响乍得炼厂储运系统安全运行的典型技术因素做一简单分析:
2.1环境因素
受地理位置与气候的影响,炼厂所处的环境不需要考虑冬天气温降低后,油品含水造成的低温凝结与冻裂的危害。当地普遍气温较高,而且雨季大风雷暴天气频繁,所以,环境因素可能给生产运行造成以下危害:
2.1.1高温:温度高,轻质油品更容易汽化,在管线内汽化,就会造成气阻现象,影响油品的正常输转。如果是在泵的进口段形成气阻,还可能造成泵的气蚀现象,轻者影响生产运行,严重时会对泵造成损害。由于汽油组分轻,饱和蒸气压高(60kPa左右)气阻现象表现的更加突出。
对于油品储罐,温度升高,油品汽化后导致罐内压力上升。内浮顶罐,会有更多的油气从排气孔呼出,一方面增加了油品损失,另一方面使得浮盘上方空间更容易形成爆炸混合气体,是潜在的安全风险。拱顶罐(主要是柴油罐)除了油品汽化外,罐内油气空间膨胀也更加明显,导致大量油气呼出,增加了油品损失。罐内压力的上升,对呼吸阀的可靠度也提出了更高的要求,如果呼吸不畅,很有可能造成储罐鼓包或抽瘪。
2.1.2白昼温差:旱季乍得早晚极端温差在20℃左右,温差会引起设备与油品的热胀冷缩。在密闭空间内,随着油品温度升高,系统压力增加明显,经常会发生操作不善造成阀门或法兰损坏,引发油品泄漏的事故。针对这一现象,一般需要在管线上设计安全阀,或者设计单向排空阀把管线内压力泄入储罐。乍得炼厂选用的是安全阀,安全阀起跳压力1.2MPa。安全阀的设计在实际操作时,管线憋压后阀门不容易开启,所以我们采取按油品名称与质量分别开阀泄压的措施。缺点是油品容易互串,因此需要加强流程变动管理。
2.1.3雷暴:雷暴天频繁的闪电对于油罐与炼厂生产都是潜在的危害。闪电既可能击中储罐,引起火灾,又可能产生感应电流,在接触不良的回路中产生火花放电引起火灾。另外,雷电波与雷击电磁脉冲还可能对设备、仪表造成破坏,轻者损坏设备,严重时可能引起生产事故。对此,必须做好储罐及设备接地,尤其是浮顶罐的浮盘一定要确保可靠接地。雷雨天要停止油品装卸作业。
2.2设备因素
设备、设施是装置运行的载体,也是实现安全生产的基础。设备设施的选用、规划、设计建造、安装等等是装置安全平稳运行的前提,是本质安全项。因此从设计开始阶段就要做好调查研究,综合考慮到影响装置安全的方方面面,尽可能一次到位,避免“修修补补”。对于储运装置重点要考虑以下几点:
2.2.1储罐的选型:随着储罐建造工艺的发展,油品储罐的类型越来越多,是否选择合适的储罐将是以后装置运行平稳的基础。除了严格按照国家设计制造储罐外,原则上轻质油挥发度大(石脑油、汽油、煤油)选择浮顶罐,柴油挥发度小,选择拱顶罐。对于硫含量高,且酸碱度波动较大的石脑油与轻污油罐选择不锈钢浮盘,其它储罐可选择铝制浮盘。乍得炼厂选择的成品油储罐(除锥底罐)增设了低于罐底带有集油槽的清扫孔,极大地减轻了清罐的难度,降低了安全风险,新建储罐可以借鉴。
2.2.2仪表设施的选择:现代化炼厂,设备越来越先进,用人少而精。设备运行的温度、压力、流量、液位等参数,主要靠仪表设施测量。选用合适的,可靠的仪表,将极大地提高工作的便利性,也是生产平稳运行的可靠保障。相反,仪表出了问题,员工不能掌握正确的工艺参数,极有可能造成溢油、冒顶、污染等事故。乍得炼厂为了提高装车效率,降低装车风险,选择了可靠地自动装车控制系统,极大地降低了装车风险与计量纠纷。储罐液位计的选择,是重点,也是难点。对比国内外实际使用情况,我认为雷达液位计精度高,故障率低,使用较普遍。一般情况下,轻质油挥发度大,干扰多,选用带抗干扰措施的雷达液位计,(油品越轻措施越严格),重质油相对干扰较少。乍得炼厂储罐液位计选的好,使用情况也比较好,我们每月手工对比一次,一般误差<5mm,最大不超过20mm。下表是乍得炼厂液位计的选用情况:
2.2.3其它设备设施的选择:储运系统所涉及到的设备设施多且繁杂,从储罐的安全附件、阀门、泵、装车鹤管等设备到电气设施,消防设施都需要一次到位,避免在运行期间频繁维修增加安全风险。我们选择的装车鹤管的旋转接头运行时骨架密封频繁泄漏,不但影响装车作业,而且增加了作业风险和设备维护成本。建议大家在选择装车鹤管时一定要对旋转接头与密封重点调研。重油供料泵最好选用离心泵,运行平稳,且安全风险低。电气设备与消防系统一定要符合规范要求。
2.2.4静电:静电是影响储运安全运行的一项重要危害。储运系统所有设备设施都要可靠接地,尤其是装车系统的静电接地一定要重点关注。乍得炼厂罐区及装车台所有设备的接地我们引入了实时数字监控的静电卫士系统,装车系统还选用了带有声光报警的静电导出系统,极大地降低了静电危害,保障了装置运行安全。对于人体静电,我们主要还是通过PPE与人体静电泄放装置来完成。 2.3检维修活动
检维修活动是炼厂事故的高发期,储运系统很大一部分事故也是在检维修时发生的。因为检维修作业往往是交叉作业,管线打开、动焊或者进入有限空间作业时,其他生产活动也要正常进行,所以大大增加了事故的风险。火灾与中毒窒息类事故往往发生在这些作业过程中。安全规定与要求都是用血的教训换来的,在检维修过程中我们一定要严格遵守,不能怀有侥幸心理,麻痹大意。作业活动有共性也有现实环境下的具体情况,作业前一定要做好风险识别,制定可靠有效的安全防范措施,并严格执行作业许可制度。几个核心教训是:一要做好界面隔离,相信盲板不能相信阀门;二要做好气体检测;三要有效控制动火点,避免动火点对周围设备设施与生产活动的影响。
2.4物料性质的影响
储运系统不同物料的管理不尽相同。LPG有易燃易爆、中毒窒息与冻伤的危害,常压下为气体,使用压力容器密闭存储,所以管理的重点是存储设备管理,避免LPG泄漏。汽油、煤油、柴油易燃,常压下为液态,使用常压罐存储,闪点与燃点低,管理的重点是控制火源与静电。重油粘度大,燃点高,密度接近于水,常温下不流动,转输与使用必须加温至80℃以上,因此管理的重点是脱水与控制存储温度,避免加温过高导致液态水汽化引起突沸事故。不同地域海拔不同,大气压不同,水的沸点有变化,制定重油罐加温工艺卡片时要引起重视。
2.5工艺设计的影响
工艺设计与设备选择一样,都是装置运行的本質安全项。好的设计不但可以方便操作,降低劳动强度,而且可以提高运行平稳率,降低安全风险。甲方人员一定要积极参与前期项目设计,及时把自己的要求向设计人员表达,一次到位,避免在以后再进行改造。对比玉门炼厂与乍得炼厂的使用情况,结合当地环境与产品性质,我认为有几点需要重点考虑:
2.5.1不同性质的产品尽可能做到设备与管线专用。
2.5.2汽油系统每条管线都要设计生水与氮气吹扫线,对于温度较高的地区,输油管线考虑设计保温或者生水降温设施,避免输油管线气阻或者出现计量误差。
2.5.3 LPG装车或供料回流系统要单独设计,避免回流线接入罐的出口管线。因为回流线间歇使用,存在汽化的现象,接入罐出口线可能引入供料泵造成泵气蚀。
2.5.4 LPG球罐应急注水系统要独立设计,便于操作,避免在需要的时候用不了。
2.5.5设计地下污油罐,并和轻质油系统连接,在清罐、倒油与维修时方便退料,减少污水系统压力。
2.5.6设计不合格油品回炼工艺,以方便不合格油品的处理,减轻油品调和压力。如:把不合格油引入催化分馏塔回炼。
3.结束语
随着社会经济的发展,人们对油品的依赖程度越来越高,油品存储、运输与使用和我们的生活越来越紧密,确保油品储运安全不仅是企业安全需要,更是一份社会职责。如何确保油品储运安全是一项长期而艰难的挑战,任重而道远,需要我们做大量细致入微的工作,也需要我们在实践中不断探索。尽管乍得炼厂储运系统规模小,油品品种少,但麻雀虽小五脏俱全,储运系统的管理和运行大同小异,希望以上分析能够对同行有借鉴意义。
参考文献:
[1]林世雄,石油炼制工程(第三版),2000.7
[2]SH/T 3007-2007,石油化工储运系统罐区设计规范,2008.5.1
[3]SH3097-2000,石油化工静电接地设计规范,2000.6