防止油罐泄漏失效的安全管理要素分析

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  摘 要:油罐的泄漏问题是大型油罐运维工作必须面对的问题,本文采用个案分析法,对本文研究项目进行了要素分析。本文首先分析了该油罐的系统结构,从系统结构出发得出了油罐的四种最有可能的泄漏方式,且对这四种泄漏方式进行了简单的数据分析。最后本文从管理要素分析的角度,对可能降低此四种泄漏方式概率的管理要素进行了分析。
  关键词:油罐泄漏失效 安全管理 要素分析
  油罐是能源管理中的重要设备,目前储运油罐及大型燃油企业中,静置大型油罐的应用越来越广泛。经过充分接地或者半埋式的金属油罐、钢筋混凝土油罐以及砖石结构油罐目前均有应用。从油罐结构上主要分为立式拱顶油罐、浮顶式油罐、卧式油罐等。其中较大规模的浮顶式油罐是出现泄漏问题最多的油罐。
  一、项目现状
  1.项目概况
  本文研究项目是某码头原油储运项目,项目中含有16座3万立方米浮顶式钢筋混凝土油罐。油罐内直径35米,底面积960平方米,高度31.25米,其中地下部分8.5米,地上部分25米,地上有效部分22.75米。地下部分钢筋混凝土结构层厚度1.2米,地上部分钢筋混凝土结构层厚度3.2~2.4米。本文研究项目属于特大型油罐,油罐内布置有较复杂的惰性气体管道、泵油管道等,同时罐体浮顶下布置有红外温度探头、高频噪音探头、油位探头等,同时布置检测浮顶下原油挥发物和惰性气体浓度的色谱仪探头。长期油位线以下布置冷水管道防止原油油体过热,而浮顶下往往布置空调系统降低浮顶下混合气体温度。
  2. 隐患要素研究
  项目目前在管理中可能遇到的泄漏隐患有:
  2.1各种管道穿透油罐侧壁的穿孔密封位置(HL)。
  实际运行管理中,穿透油罐侧壁的管道穿孔有4~6个,穿孔直径70~300mm不等,穿孔内壁与管道外壁之间的密封材料一般选用低标号水泥注浆密封。随着管道使用过程中频繁发生的震动等现象,这些密封材料可能发生位移和裂缝,特别是较靠近油罐底部的高压管道附近,这种渗漏更加常见。对于此种渗漏的解决方案,目前较为常用的是采用柔性材料和高密度材料进行灌注,因为大部分穿孔的长度超过1m,缝隙宽度不足5mm,管道微震幅度不超过3mm,所以适当采用柔性材料的方法在实际管理中较为实用。
  2.2油罐侧壁的裂缝及孔隙(CL)。
  因为油罐属于钢筋混凝土露天结构,在使用过程中,可能有三个主要原因能导致油罐侧壁的泄露:其一:油罐外防水损伤导致油罐钢筋混凝土结构金属核心锈蚀膨胀压裂混凝土结构。油罐外侧往往采用三种途径共同防水,一是采用玻璃酸钠涂料填充表面微孔,二是采用防腐漆涂刷表面,三是使用保护性涂料进行外墙保护性涂刷。其二:原油压力过高直接劈裂油罐侧壁,原油静压力给侧壁带来的劈裂作用可以通过前期仿真计算,但如果油罐储油量吞吐较频繁,侧壁受到的破坏就会较仿真结果剧烈。其三:油罐基础变形导致油罐钢筋混凝土结构应力超标导致结构疲劳,本文油罐建立在距离海滩较近的软岩基础上,地下水受到海水的剥蚀较为严重,油罐基础变形属于严格监控技术指标。
  2.3油罐底部维护区裂缝(BL)。
  油罐底部往往采用3米左右层高的架空结构,用于安装进出油罐的主要泵油管道。因为燃油比重约为0.8,本文设计31米深的原油注满时给底部的压力约为2.5MPa,近似25米深度纯水的压力。且此压力受到潮汐作用等影响,容易给底部结构带来较严重的抗压考验。实际工作中会通过加强巡查,在放空维修时对底部进行探伤和补漏,使用综合防治方法防治油罐底部的裂缝。本文项目油罐底部厚度为1.5m,支撑结构应力富裕度为6.8,从理论上讲系统完好状态下不会因为正常使用出现底部破溃。
  2.4油罐地埋管道的逆向泄漏(OL)。
  油罐管道离开底部维护区后,往往快速抬高到距离地面3.0~5.5米高度位置,油罐管道往往采用无缝钢管焊接形成,其在油罐底部U型段往往受到与油罐底部相同的压力,但其结构较为单薄,容易发生逆向泄漏。且U型段的逆向漏油泄漏量往往较大,容易给底部维护区带来致命的后果。管道的U型部分需要布置在油罐中的减压系统进行初步减压后将原油泄入,油罐放空检修时,此减压部分就成为检修的重点。防止高压原油直接进入到U型管道部分是本文系统研究的重点。
  3. 数据分析
  综合2010年~2013年的综合数据,我们可以看出2010年至2012年HL和BL泄漏发生率较高,也就是说,钢筋混凝土结构的整体密封性能和密封技术是本文项目管理的最大短板。2013年面向隐患要素的管理目标和面向职工的人本管理方法得以实施后,事故率明显下降。同时也应该看出,使用本文方法时,U型管部分的泄漏次数并没有得到有效的抑制,2013年仍发生2次泄漏,此泄漏次数高于近4年平均值的1.75次。这是本文后续研究中需要考虑的技术问题。
  表1:各年泄露数据分析
  数据来源:本文整理
  二、管理对策分析
  1.加强研发新技术
  2011年开始,我单位重点研发针对钢筋混凝土油罐系统的各种防漏技术及其他生产管理技术,每年申报各种独立研发的科技成果数十项,使得工作得到持续性的提升。为了找到更多的研发方向,我单位鼓励员工提出问题、分析问题和解决问题,使得所有员工在新技术的研发中贡献力量。对于发现问题、分析问题和解决问题的所有参与者都给予适当的精神和物质奖励。这种管理方式有效的避免了部分职工因为解决不了发现的问题而不敢提出自己发现的问题的现状。
  进三年来,我单位油罐中部署了大量的自动化监测设备,这些监测设备可以随时记录油罐中气体及原油的温度及其他参数,在计算机中形成虚拟模型,最终构成一套完全可视化的虚拟可视系统。在这个系统中进行操作票分析,可以较大程度的提升管理的安全级别。特别是随时对系统进行的探伤可以在原油泄漏前预见到系统薄弱点的变化情况。这些新技术都是保证我单位运行安全特别是防泄漏工作的关键。   2.鼓励员工计划外巡视
  传统管理模式中员工进入到油气高风险区是受到控制的,多数时候员工仅在例行检查或者有检修及抢修任务时才根据操作票进入到高风险区。这种管理方式阻断了管理人员与事故隐患接触的概率。本文研究期间,我单位开始鼓励员工自行申请进入高风险区的计划,调度单位会积极协助员工制定行走方案。此举较大程度的增加了员工接触到故障隐患并发现故障隐患的机会。
  油管内的巡视过程安全保障必须充分到位,特别是严禁穿化纤衣物进入油罐,即使油罐已经放空,油罐内的残余气体也可能引起爆炸。特别是为了方便维修油罐的工作人员进入工作,油罐放空且油罐内进入空气,此时为油罐残余气体提供了与氧气充分混合的机会。
  3. 面向隐患要素的管理目标
  面向要素的目标管理体系(MBO)是通过将管理中的最终目标进行分解分配,使得每个管理单位均有明确的任务。基于MBO的考核机制可以充分的融入安全管理的元素,在本文研究的油罐防泄漏管理目标中,MBO可以提供较完美的体系设计及管理实现。
  本文研究之前我单位对油罐的彻底检修过程集中在油罐周期性放空之后的重点检修阶段,这个阶段油罐检修的计划性使得较多的故障被隐藏。而本文研究过程中,油罐有载荷运转期间就不断记录油罐表现出的各种故障隐患,最终在放空检修时集中解决相关问题。这种面向日常发现隐患制定管理计划的方式在我单位的应用得到了较好的效果。
  4.面向职工的人本管理
  人本管理法(HMS)在进入我国管理体系初期,主要是表面的情感式管理和家长式管理。但随着我国管理界对于人本管理的研究逐渐深入,以人为管理单元的精益化管理方法以其全面的兼容性充分发挥非人才密集型企业的管理优势。本文研究项目中,采用人本管理(HMS)与面向要素的目标管理体系(MBO)相结合的方法,将责任目标分解到人,将绩效奖金目标同步分解到人。
  三、结束语
  通过以上分析,在油罐泄漏失效的安全管理要素研究的支持下,油罐的泄漏问题可以得到一定程度的抑制。虽然油罐的泄漏问题在理论上是无法彻底解决的,但是可以在油罐的较长使用年限中,延长油罐的经济寿命,提升油罐的安全运行周期,使得油罐的运行过程更加高效。在油罐的日常管理工作中,防止油罐泄漏是较多工作中的一环,但是从细节上分析此一环工作,可以反射出油罐运行安全工作中的主要提升途径。
  参考文献:
  [1]汪爱华.油库安全管理与评价方法研究.[J].中国石油和化工标准与质量,2013.8(08):10
  [2]张华强;李媛媛;李建宝.后方油库安全管理浅析.[J].中国储运,2013.1(01):01
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