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文档简介
8储运平安技术18.1集输系统的平安技术天然气集输系统是一个承压系统,天然气介质易燃、易爆,有的气田采出的天然气还含有腐蚀性和毒性都很强的H2S,这些因素给天然气集输的平安生产和人身平安带来危险。因此,天然气集输系统的建设和操作管理要特别树立平安生产的观念,根据集输系统的特点采取各种有效的平安技术措施。28.1.1防火与防爆技术天然气的主要成分是甲烷,还含有一些乙烷、丙烷、丁烷等较重的烃类,从地层采出的未经处理的含硫天然气还含有毒性很大的硫化氢气体。甲烷、乙烷等烃类及硫化氢气体都是易燃物质,与空气以一定比例混合后会形成爆炸性的气体混合物。31、燃烧及燃烧速度燃烧是一种同时有热和光发生的强烈氧化反响。燃烧必需具备如下条件:(1)有可燃物质;(2)有助燃物质(氧或氧化剂);(3)能导致着火的火源,如明火、静电火花、灼热物体等。
气体的燃烧不需要象液体那样经历蒸发的过程,所以燃烧速度很快。气体的燃烧性能常以火焰传播速度来衡量。42、可燃物质的自燃1〕自燃点可燃物质在没有明火火源的情况下,在有助燃物质的环境中能自行着火燃烧的最低温度,称为自燃点。5影响可燃物质自燃点的因素很多。压力对自燃点有很大的影响,压力愈高,那么自燃点愈低。如苯在1atm时自燃点为680℃,在10atm下为590℃,在25atm下为490℃。可燃气体与空气混合物的自燃点随其组成而变化,当混合物的组成符合燃烧的化学理论计算量时自燃点最低。混合气体中氧浓度增高,也将使自燃点降低。催化剂的存在对液体和气体的自燃点都会有影响,此外,容器的直径与容积在一定程度上也影响物质的自燃点。62〕可燃物质的自燃某些可燃物质的自燃点很低,在常温下就能发生自燃。与常温空气接触就能着火的物质有黄磷、磷化氢、铁的硫化物等,这类物质最为危险。现以硫化铁为例说明如下。含硫气田的集输管道和站场设备中,存在着不少因腐蚀而产生的硫化铁。如果设备或管道翻开而不采取适当措施,枯燥的硫化铁与空气接触,便能发生自燃,如有天然气存在,还有可能发生爆炸事故。7枯燥的铁的硫化物(FeS、Fe2S3等)极易自燃,自燃时,其主要反响如下:8预防硫化铁的自燃,采取的措施有:〔1〕在翻开可能积聚有硫化铁的容器前,应喷水使硫化铁处于润湿状态;〔2〕定期清管和清洗设备,除去管道、设备内的硫化铁;〔3)减缓或防止金属设备的腐蚀,以减少或防止硫化铁的生成。93、爆炸性混合物可燃气体以一定比例与空气均匀混合后假设遇火源,气体混合物的瞬间快速燃烧会引起爆炸,该气体混合物称为爆炸性混合物。
101〕爆炸极限可燃气体与空气构成的混合物,并不是在任何混合比例之下都是可燃或可爆的,而且混合的比例不同,火焰蔓延的速度也不同。浓度低于某一极限或高于某一极限,火焰便不能蔓延。可燃气体在空气中刚足以使火焰蔓延的最低浓度,称为该气体的爆炸下限;同样,刚足以使火焰蔓延的最高浓度,称为爆炸上限。爆炸极限一般用可燃气体在混合物中的体积百分数来表示。11爆炸极限在防火、防爆上具有重要意义,为保证生产的平安,必须防止所处理的气体到达爆炸极限范围之内。表8-3列出了几种气体在一般情况下的爆炸极限。122〕爆炸极限的主要影响因素爆炸极限不是固定的数值,而是随一些因素而变化的,影响爆炸极限的主要因素有混合物的原始温度、压力,惰性气体的含量,容器的大小等。〔1)原始温度混合物的原始温度愈高,那么爆炸极限的范围愈大,即下限降低而上限增高。这是由于混合物温度增高,加快了燃烧速度的结果。这样,原来不燃或不爆的混合物,由于温度升高就变成可燃可爆了。13〔2)原始压力混合物的原始压力对爆炸极限有很大影响。一般情况下,当压力增加时,爆炸极限的范围扩大,并且上限随压力变化很显著。这是由于在增压情况下,物质分子间距离更为接近,使燃烧反响更容易进行。相反,在减压情况下,爆炸极限的范围随压力的减小而缩小。14〔3)惰性介质混合物中参加惰性气体,爆炸极限的范围会缩小。当惰性气体到达一定浓度时,可以完全防止混合物发生爆炸。这是由于惰性气体的加人使可燃物分子与氧分子隔离,在它们之间形成不燃的“障碍物〞一般而言,混合物中惰性气体增加,对上限的影响较之对下限更为显著,因为惰性气体浓度加大,表示氧的浓度相对减小,而在上限时氧的浓度已经很小,故惰性气体浓度稍为增加一点,即产生很大影响,使爆炸上限急剧下降。15〔4)容器容器的材料和尺寸对爆炸极限也有影响。在管道中进行的气体混合物爆炸实验说明,管道直径愈小,爆炸极限的范围也愈小。这可用器壁上的接触效应和热损失来加以解释。〔5)点火源能量电火花的能量、火源与混合物的接触时间的长短等,对爆炸极限都有一定的影响。如甲烷,对电压为100V、电流强度为2A的电流产生的电火花,其爆炸极限的范围为5.9%~13.6%,如用3A电流产生的电火花,那么爆炸极限范围扩大为5.85%~14.8%。163〕爆炸温度与压力气体混合物爆炸后的最高温度,可根据气体和燃烧产物的焓值按热量平衡的原理来计算。由于爆炸过程在瞬间完成,因此可不计热量的损失。实际上,气体混合物在密闭容器中的爆炸刚结束、系统处在最大爆炸压力状态时,爆炸中心和爆炸边缘点的温度是不同的。因此,计算的最高爆炸温度可认为是一种平均值。174、燃烧与爆炸的预防措施在生产中,防止火灾与爆炸事故的根本原那么是:(1)所处理的物质应防止处于足以发生燃烧或爆炸的危险状态;(2)消除一切足以导致着火的火源。18
1〕防止可燃可爆系统的形成(1)系统密闭与环境通风。系统密闭可使气体或蒸气不能泄漏,环境通风使泄漏出的可燃气体不可能积聚。可燃气体漏出或空气进入充有可燃气体的设备中,都可能导致事故发生,因此设备应保持密闭。设备本身及与它相连的一切管道,都不能有明显的渗漏,在投产前或定期检查时应按规定进行试压及严密性试验;操作压力必须加以控制,防止超压。19(2)充惰性气体。在可燃气体与空气的混合物中参加足够量的惰性气体,可以到达消除爆炸可能性的目的。在工业上常用的惰性气体有氮、二氧化碳、水蒸气。在开工前及停工后,用惰性气体对系统进行吹扫或置换,以防止事故的发生。(3)遵守平安操作规程与加强科学管理。应根据工艺介质的易燃易爆特性,制定平安操作规程和管理制度并严格遵守。202〕火源的消除引起燃烧爆炸的火源一般有明火、摩擦与撞击产生的火花、电气设备或静电放电火花等。为消除火源,采取的措施有:(1)建立严格的动火制度,未经许可不得在生产区使用明火或进行焊接作业。(2)防止摩擦与撞击产生火花。如敲击设备或管道应使用由铜、铝等材料制成的不发生火花的工具;在倾倒易燃液体时,为防止铁桶与金属设备撞击产生火花,应在其接触部位覆以不发生火花的材料。21(3)使用防爆型电气设备。根据不同的爆炸和火灾危险场所等级选用不同防爆等级的电气设备,照明应采用防爆灯具。(4)按规定对有关设备、设施进行接地,使所生成的静电能迅速导入大地。(5)对于含硫天然气的集输系统,必须密切注意预防硫化铁的自燃。脱水后的含硫干气输送可防止管道的腐蚀。但在管道投入运行前,应按规定对管内进行彻底的枯燥。22
8.1.2防毒
含硫天然气的集输系统除了要预防火灾、爆炸危险事故之外,还应采取相应措施预防中毒事故的发生。
由于硫化氢是毒性很大的气体,吸人高浓度的硫化氢会迅速死亡,即使低浓度的硫化氢,也会刺激眼睛、鼻子和喉咙。23空气中含不同浓度的硫化氢对人体的危险性如下:1)长期接触的极限值(TLV):10mg/L(体积,下同);2)接触数小时后有轻微病症:70—150mg/L;3)呼吸1h不致出现严重反响的最高浓度:170~300mg/L;4)接触30min至1h后有危险:450~500mg/L;5)30min之内致命的浓度:600~800mg/L;人体对硫化氢的生理学反响见表8-4。24
表8-4硫化氢对人体的毒性25表8-4硫化氢对人体的毒性〔续表〕26可以看出,即使较低浓度的硫化氢对人都是致命的。为预防硫化氢中毒事故的发生,含硫天然气集输系统必须采取有效的防毒平安措施:(1)集输管道应有正确的设计、施工和标准的操作管理,防止含硫天然气的泄露;(2)含有硫化氢的天然气集配站场,应在适当位置装设2~3个风向指示标;
27(3)在站场的工艺装置和有工艺设施的建筑物内,应装设硫化氢检测报警仪,防止操作人员误入有硫化氢泄漏的场所;,(4)操作和维护人员在取样或处理故障时应戴防毒器具;(5)如需进入容器内检修,应事先对容器内的介质进行置换和吹扫,当容器内的氧含量大于18%、H2S含量小于10mg/m3时,才允许进行检修作业。288.1.3集输系统的平安保护集输系统的平安保护包括集输管道和集输站场的平安保护,平安保护内容包括防火、防爆和防毒等。防毒方面的内容已在上节做了介绍,下面介绍集输管道与站场的防火、防爆平安保护。291、集输管道的平安保护1〕集输管道的防火平安保护集输管道的防火平安保护主要是防止管道破裂和放空不当引起火灾。主要方法是采取防火平安措施,以实现平安生产。平安措施的内容包括两方面:(1)管道选材正确并具有足够的强度;(2)管道同其他建筑物、构筑物、道路、桥梁、公用设施及企业等保持一定的平安距离。30管道的强度设计应符合有关规程、标准的规定;管道施工必须保证焊接质量并符合现行标准标准的要求,同时采取强度试压和严密性试压来认定;在生产过程中应对管道进行定期测厚,并保持良好的维护管理以保证管道的平安运行。312〕集输管道的防爆平安保护主要应防止管道泄漏,防止泄漏气体的燃烧和在封闭的空间内产生爆炸。因此集输管道的防爆平安保护,应通过管道设计时材料选择和强度计算的正确、施工质量确实认和生产过程中定期巡线检漏工作来保证。323〕集输管道的限压保护和放空〔1)采气管道的限压保护采气管道的限压保护一般通过井场装置的平安阀来实现。天然气集气站进站前管道上设置的紧急放空阀和超压报警设施,对采气管道的平安也能起保证作用。33〔2)集气管道的限压保护集气管道的限压保护通常由出站管道上平安阀的泄压功能来实现,同时集气管道应有自身系统的截断和放空设施。集气支管道可在集气站的天然气出站阀之后设置集气支管放空阀;长度超过1km的集气支管,可在集气支管与集气干管相连接处设置支管截断阀。集气干管末端,在进入外输首站或天然气净化厂的进站(厂)截断阀之前,可设置集气干管放空阀,并在该处设置高、低压报警设施,该报警设施一般设在站内由站内操作人员管理维护。342、集输站场的平安保护1〕集输站场的防火防爆措施(1)集输站场的位置及与周围建筑物的距离、集输站场的总图布置等应符合防火标准的规定;(2)工艺装置和工艺设备所在的建筑物内,应具有良好的通风条件;凡可能有天然气散发的建筑物内应安装可燃气体报警仪。352〕集输站场的限压保护和放空(1)井场装置的限压保护。井场装置的限压保护如图8-3所示。图8-3井场装置的限压保护
36各种限压保护设备的作用是:①上下压平安截断阀。如图8—3中的3所示,它是一种以气体为动力的活塞式上下压截断阀。当采气管道的压力高于上限或低于下限时,平安截断阀3即自动关闭。采气管道超过上限压力,一般是因为采气管道堵塞或集气站事故情况下紧急关闭进站截断阀而造成的。采气管道低于下限压力,一般是因为采气管道发生事故破裂所致。②弹簧平安阀。如图8—3中5、8所示,是一种超压泄放设备。管道系统具有不同压力等级时,为防止上一级压力失控,保护下一级压力系统的设备和管道,一般须装设泄压平安阀。37(2)集气站的限压保护。通常集气站中的节流阀将全站操作压力分成两个等级。凡有压力变化的系统,在低一级的压力系统应设置超压泄放平安阀。平安阀与系统之间应安装有截断阀,以便检修或拆换平安阀时不影响正常生产。在正常操作时,平安阀之前的截断阀应处于常开状态,并加铅封。常温别离单井集气站,在进、出站的截断阀之间,可在高压系统或在中压系统设一个紧急放空兼作检修时卸压放空的放空阀。放空气体应引出站外平安地段放空。38常温别离多井集气站的多组平行生产装置,在设置平安阀的管段附近,应同时设置一个检修泄压放空阀,并汇伺平安阀的放空气体,合并引出站外放空管放空。在多组平行生产装置的汇气管上装设一个紧急放空阀,作为全站超压泄放之用。低温别离集气站中,高压别离器和低温别离器之前分别设有节流阀,故有压力等级的变化,因此在高压别离器和低温别离器的前或后的管段上,应分别设置超压泄放平安阀。设在别离器进口管段上的平安阀,其泄放介质应考虑为气液混相,设在别离器出口管段上的平安阀,其泄放介质那么为气相。398.2油库平安技术知识由于石油库、易产生静电、易挥发和渗漏以及带有一定毒性的石油产品,一旦失控,就将导致火灾、爆炸和人员中毒等事故的发生,甚至由于缺乏必要的平安技术知识以及采取措施不力等还可造成或加大事故的损失程度。401998年,国家颁发了《消防法》,确认了“预防为主,防消结合〞的消防工作方针。中国石油化工集团公司也重审了“平安第一,预防为主,全员动手,综合治理〞的平安生产方针,井发布了《消防平安管理规定》,坚持“谁主管,谁负责〞的原那么,实行平安责任制和防火责任制,石油库进行平安管理时必须结合具体情况严格地执行。为了保证油品储运过程中的作业平安,严防各类事故的发生。418.2.1防火防爆根底知识燃烧与爆炸对油品储运有很大的破坏性,因而必须引起我们的高度重视,切实做好石油库的防火防爆工作,以保障人民生命和国家财产的平安。因此说,做好防火防爆工作是石油库平安管理,乃至整个油库管理工作的一个永恒的主题。做为一名油品储运工了解和掌握一些必要的防火和防爆知识,是强化石油库平安管理,不断增强平安意识和素质,确保石油库平安的关键。42物质按其燃烧性分为不可燃烧物,难燃烧物和可燃烧物三类。石油及其产品的主要成分是碳氢化合物及其衍生物,属于可燃性物质。可燃性物质可分为可燃物和易燃物两种。凡闪点不大于45℃的油品为易燃易爆物品,如汽油、煤油,闪点大于45℃的油品为可燃物品,如重质油品。
431、油品的危险特性1〕易燃性燃烧是伴随着发光、发热的快速氧化反响。油品的组成主要是碳氢化合物及其衍生物,是可燃性有机物质。其中许多油品的闪点较低,同燃点很接近,不需要很高温度,甚至在常温下蒸发速度也很快。由于油品在储存收发作业中,不时能是全封闭的,导致油蒸气大量积聚和飘移,存在于有大量助燃物的空气中,氧气供给充分且难以控制,只要有足够的点燃能量,很容易发生燃烧。44油品的燃烧速度很快,尤其是轻质油品;汽油的燃烧线速度最大可达5mm/min,水平传播速度也很大,即使在封闭的储油罐内,火焰水平传播速度可达2~4m/s,因此油品一旦发生燃烧,氧气供给难以控制,很容易造成更大的危险性。452〕易爆性物质发生变化的速度急剧增加,在极短时间内释放出大量的能量,温度及压力急剧增加的物理化学过程称爆炸。石油产品的蒸气中存在一定数量的氢分子,含有氢分子的抽蒸气与空气组成混合气体的比例到达一定时,碰到很小能量的引爆源,也就发生爆炸。许多油品的爆炸浓度下限很低,尤其是轻质油品,油蒸气易积聚飘移涉及范围大,浓度在爆炸极限范围内的可能性很大,只要有足够能量的引爆源存在,便可发生爆炸。46油品的易燃性也决定了燃烧与爆炸的转变过程。当空气中的油气浓度在爆炸极限范围以内时,与火源接触,随即发生爆炸。如果油蒸气能够不断地补充,就创造了继续燃烧的条件,即爆炸转为燃烧。容器内油品蒸气浓度高出爆炸极限的上限时,遇有火源,那么先燃烧。当油蒸气稀释到爆炸极限范围内时,便转为爆炸,即燃烧转为爆炸。47油品的易爆性还由于油气所需的引爆能量小,引爆能量仅为0.2mJ,而油库中的各类引爆源,如明火、散热设备的外表高温、电气设备点火源、通过高温气体、三种形式的静电放电闪火等,均具有足够的能量来引爆油气混合物。油品的易爆性还表现在爆炸温度极限越接近于环境温度,越容易发生爆炸,冬天室外储存汽油,发生爆炸的危险性比夏天还大。夏大在室外储存汽油回气温高,在一定时间内,汽油蒸气的浓度容易处于饱和状态,往往先燃烧,而不是爆炸。483〕易积聚静电荷性
电荷的产生和积聚与物体的导电性能有关。当电阻率大于1010Ω·m时为静电非导体,易产生积聚静电荷,消散较慢。油品的导电率一般都较低,即电阻率偏大,大多数都高于1010Ω·m,属静电非导体。静电荷的产生和积聚容易引起放电闪火,而油气的点燃能又低,很容易酿成火灾爆炸事故。494〕易蒸发、易扩散、易流淌性烃类分子很容易离开液体,挥发到气体中,这就叫挥发或蒸发。蒸发量与速度和液体的温度特别是表层温度,液面压力、气体空间,蒸发面积、接触空气的流速,以及本身的密度有关。1kg汽油大约能蒸发成0.4m3的汽油蒸气,煤油和柴油虽然蒸发较慢,但比水蒸发快得多。505〕易沸溢性重质油品一般不易燃烧,一旦燃烧不易扑灭。重质或含有水分的油品〔如原油〕着火燃烧时容易产生沸溢、爆喷现象,使燃烧的油品大量外溢,甚至形成火柱,可高达70~80m,喷射距离可达120m,不仅容易造成人员伤亡,扑救困难,而且由于火焰辐射热量高,容易从成油罐间的火灾蔓延。油中的水滴遇到如此高的温度必然汽化,体积膨胀,形成泡沫状,以很大的压力升腾到油加,并把着火油品带到上面,向周围喷溅,这种火灾破坏性极大,涉及面也宽。516〕易受热膨胀性油品受热后,温度升高,体积膨胀,如汽油,温度变化1℃,其体积变化0.12%,一个5000m3油罐,温度升高1℃,其油品体积将膨胀60m3,同时也使蒸气压增高。所以储存汽油的密闭油桶如靠近高热或日光曝晒,受热膨胀,桶内压力增加,容易造成容器胀破。另一方面,当容器内灌入热油冷却时,又会使油品体积收缩而造成桶内负压,引起容器吸瘪;这种热胀冷缩现象会损坏储油容器而发生漏油现象。在火灾现场附近的油桶受到火焰辐射的高热作用,如不及时冷却,可能口油桶膨胀爆裂,增加火势,扩大火灾面积。527〕毒性毒性是指某些物质接触或侵入生物机体后,发生生物化学变化,破坏生理机能,引起功能障碍、疾病甚至死亡。532、燃烧与爆炸机理1〕燃烧条件2〕爆炸极限与爆炸机理〔1〕爆炸极限可燃液体除爆炸浓度极限外,还有爆炸温度极限,因为液体的蒸气浓度是在一定温度下形成的。可燃液体在一定温度下,由于蒸发而形成等于爆炸浓度极限的蒸气浓度,这时的温度即为爆炸极限。爆炸温度极限有上限和下限之分。液体的爆炸温度下限即是液体的闪点。爆炸温度上限,即液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸气浓度。54〔2〕爆炸机理爆炸必须具备以下条件,一是要有油蒸气存在,且气体浓度在爆炸极限范围内,二是有足够的引爆能量。油品爆炸往往与燃烧相联系,爆炸可转为燃烧,燃烧也可转为爆炸。553、油库危险区域划分1〕危险区域划分56场所0级1级2级爆炸危险区连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境火灾危险区具有闪点高于环境温度的可燃液体,在数量和配置上能引起火灾危险的环境堆积状的可燃粉尘或可燃纤维,虽不可能形成爆炸混合物,但在数量和配置上能引起火灾危险的环境具有固体状可燃物质,在数量和配置上能引起火灾危险的环境一般用电区域572〕油库主要作业场所爆炸危区域划分油库各主要作业场所的爆炸危险区域划分可参照标准标准图例,并根据爆炸危险区域的定义及划分的有关原那么结合油库具体情况进行划分。58场所0级1级2级易燃油品泵房通风不良的易燃油品泵房内部通风良好的易燃油品泵房及有孔或开式墙外与墙等高3m以内空间距地坪0.6m高、距室外3m以内的空间槽车装油场地油罐车内部液体表面以上空间以通气口为中心、1.5m为半径的球形空间,以密闭卸油口为中心、半径0.5m的球形空间及爆炸危险区内的坑或沟以通气口为中心,3m为半径的球形空间,以密闭卸油口为中心,半径1.5m的球形空间及爆炸危险区内的坑或沟地面储油罐油罐在正常储存易燃油品的情况下,液体表面以上的空间以呼吸阀为中心半径1.5m的空间和防火堤内地坪以下的坑、沟距离储罐的外壁和顶部3m的范围内及防火堤至罐外壁高度为堤顶高的范围594、电气整体防爆根底知识1〕电气整体防爆的概念电气整体防爆是指在爆炸危险区域内的全部电气设备、线路、附件的设计、选型、安装、施工、运行维护及平安技术管理均应符合相应的防爆等级要求。602〕电气整体防爆的根本要求电气整体防爆的根本要求是:爆炸危险区域内的全部电气设备符合该区域防爆类、级、组;从设计、制造、安装、使用到报废,在设备的生中,始终保持完整的电气防爆性能。爆炸性混合气体按照最大试验平安间隙和最小点燃电流比分为二类〔I、Ⅱ〕三级〔A、B、C〕,按照物质的自燃温度分为六组〔T1、T2、T3、T4、T5、T6〕。油库中储存的汽油、溶剂汽油、煤油等轻质油品蒸气,均属于Ⅱ类A级T3组爆炸气体;所以选用的电气设备的类别,级别和组别都不应小于油气的等级。613〕防爆电器的使用与维护油库中选用防爆电器设备,主要应用于爆炸危险场所,应根据用电标准和要求,针对不同类型电气设备,规定0区只能选用本安型,1区可以选用本安型、隔爆型、增安型及其它防爆型设备,2区可以选用1区和0区的所有设备。防爆电器包括防爆开关、防爆接线盒、防爆电机及电气平安装置等。为使电气整体防爆,一方面要求正确选型,另一方面要求在使用中要正确操作。625、油库防火防爆的根本措施燃烧爆炸事故对石油库的平安威胁极大。油品储运过程中必须切实加强防火防爆的工作。1〕控制火源〔1〕控制明火源加热用火、维修用火及其它火源。〔2〕防止金属摩擦与撞击火花〔3〕防止电火花〔4〕防雷电和静电632〕正确处理可燃物在油库经营管理中,可燃物的正确处理主要注意以下几点。〔1〕严防油品的跑、冒、滴、漏〔2〕减少油品蒸发〔3〕防止可燃气体积聚〔4〕通风和惰化〔5〕做好可燃物质的隔离3〕加强平安教育,建立健全消防知识4〕保证消防设备完好64
8.2.2防静电危害1、静电产生及放电1〕静电的特点与危害静电是两种不同物质相互摩擦而产生,其电荷存在形式是相对静止的。静电并不是绝对静止的电,而是指电荷在空间移动稍为缓慢,其磁场效应同电场的作用相比可以忽略的电。由静电场引起的各种现象称为静电现象。从电的本质及一般所具有的特性和规律来看,静电和上业用电是一样的,但是它们在起电方式、能量、表现形式和欧姆定律的适用性等方面是有明显区别的。65
油库储存着大量的石油产品;各作业场所又时刻弥漫着爆炸性混合气体。静电的存在,可能出现的爆炸、火灾是一种潜在的危险。据有关资料介绍,火灾爆炸事故约有10%属于静电事故。1982年11月,某油库一个2000m3的金属固定顶立式油罐,采用称重仪计量,将塑料管缆安装在油罐量油孔内,由于风速达4m/s,使塑料管缆带静电,与相邻的金属管产生火花放电,将汽油点燃产生爆炸,整个油罐被破坏,造成大面积火灾。66静电对石油储运的危害,除引起火灾爆炸外,大体如表8-6所示。
总之,石油静电事故造成破坏性很大,影响面也很广,尤以爆炸及火灾引起的损害更为严重。静电事故的预防也是油库操作人员的一项重要内容。
672〕静电的产生和积聚油库产生静电的场合很多,如由清洗化纤衣服油污或用化纤碎布清洗设备油污而造成摩擦别离起电,如小水滴吸附空气中负离子而带负电,绝缘体与固体摩擦带电,油品在管道中流动带电,汽车发油时油蒸气带电以及人体穿戴化纤衣服鞋帽的人体静电等。3〕静电放电引燃条件带电体上的静电荷总是要释放掉的,电荷的释放有两个途径;自然逸散和不同形式的放电。静电放电是电能转换成热能的过程,能将可燃物引燃,成为引起燃烧或爆炸的火源之一。68静电放电以静电积聚力前提,而被积聚的静电只有同时具备以下条件时才能构成放电危害,即:〔1〕积聚起来的电荷能形成具有足以引起火花放电的静电电压;〔2〕有适宜的放电间隙;〔3〕放电到达能够点燃可燃性气体的最小能量;〔4〕放电必须在爆炸性混合物的爆炸浓度范围内发生。694〕静电放电类型静电放电一般是电位较高,能量较小,处于常温常压条件下的气体茁穿。电极材料可以是导体或绝缘体,电场多数是不均匀的,其放电类型按放电的位置可分为空间放电和沿间放电两种情况。其放电形式有电晕放电,火花放电,刷形放电和沿面刷形放电4种。702、静电危害的控制和防护1〕防止静电灾害的条件要防止火灾事故发生,只要消除静电放电4个条件中的任何一个或几个就可以了。即防止或减少静电的产生;设法导走或中和产生的电荷,使它不能积聚;防止产生高电场,没有足够能量的静电放电;防止爆炸性混合气体的形成。712〕工艺控制〔1〕控制流速资料说明对同一种油品,其流速愈高,管径愈大,那么静电生成量也愈大。如规定汽车罐车浸没装油最大流速不应超过7m/s,铁路罐车用大鹤管装油,流速不得大于5m/s,目的是为了减少静电的产生。〔2〕控制加油方式由于油罐、油罐车、油轮等从顶部喷溅装油时,油品必然冲击罐壁,搅动罐内液体,同时加速油品蒸发、雾化和泡沫,使容器内油品的静电量急剧增加,因此要求油罐,油轮装油时应从底部进油,油槽车进油时鹤管应伸到距槽罐底部距离不大于200mm。72〔3〕控制油面空间的混合气体为防止爆炸性混合气体的形成,不少场合可采用正压通风的方法,然而对油面空间就不好使用了,而往往采用充惰性气体的方法。〔4〕防止不同性质物质相混油品与水、空气及个同性质油品相混,静电产生量将增大。不同油品相混也容易引起静电危险,油品相混一般出现在混合,切换或两条管道同时向油罐输送不同油品的时候。733〕消静电装置〔1〕接地与跨接静电接地是指将储油容器、管道及其它设备通过金属导线和接地体与大地联通而形成等电位,并有最小电阻值。跨接是指将金属设备以及各管道之间用金属导线相连造成等电位体。接地与跨接的目的是在于人为地与大地造成一个等电位体,不致因静电电位差造成火花而引起灾害。74〔2〕消静电器消静电器是直接消除油品内流动电荷的器件。它安装在管道未端,不断地向管中注入与油品电荷极性相反的电荷而到达中和的目的。油库使用最多有是管道感应注入式消静电器,又称消静电管。消静电管的根本结构主要有3局部组成,包括接地钢管、高绝缘介质管和集流放电针,见图8-4。75〔3〕静电缓和器静电缓和器也称张驰器、散驰器,是一种结构简单且消电效果较好的消静电装置。缓和器的结构如图8-5所示,当带电的油品在进入油罐之前先进入该装置内“缓和〞一段时间,使大局部一电荷在这段时间内逸出。76〔4〕抗静电添加剂抗静电添加剂的作用不是“抗〞静电,而是当参加微量的这种物质,可以增加油品的电导率,使其电荷得不到积聚,而又不影响油品的质量。抗静电剂是一种增加油品电导率的化合物,使用的种类很多,如油酸盐、环琼酸盐,铬盐、合成脂肪酸盐等。〔5〕作业条件限制为了避开油面最大静电电位,防止静电事故的发生,对刚进油和运输后的容器进行检测作业时,油品需静置一段时间,以保证容器内静电荷的泄漏。774〕人体防静电措施①人体接地。在特殊危险场所的作业人员,如司泵员、计量员及卸槽上,为了防止由于人体带电后对地放电所造成的危害,一般情况下作业人员应先接触设置在平安区内的金属接地棒,以去除人体电位,然后再操作。如油罐计量人员上罐时用手握一下盘梯下部裸露的扶手。②穿防静电工作服。③危险场所严禁脱衣服。④工作地面导电化。最简单的方法是使有些地面上能洒水,否那么必须采用导电地面,以便有效地消除人体静电。788.2.3防雷电危害雷电是一种自然灾害,有很大的破坏力和多方面的破坏作用。建筑物、构筑物、电气线路、交配电装置等设施和设备遭受雷击时,会产生相当高的过电压和过电流,在所涉及的范围内,也能造成设备和设施的破坏,导致火灾或爆炸,甚至人员伤亡。79〔1〕直接雷击〔2〕感应雷击〔又称感应雷〕感应雷击是附近落雷时电磁作用的结果,分为静电感应和电磁感应两种。〔3〕还击〔4〕雷电波侵入80雷电危害的效应主要有以下几种:①电效应②热效应③机械效应上述数种破坏效应几乎同时出现,但以雷击引起的火灾爆炸对石油库危害最为严重。
812、防雷的根本措施雷电造成危害的途径主要是直接雷击、雷电感应和雷电波侵入。防雷的根本措施,就是针对不同情况和保护对象而分别采取的适当的平安保护方法。1〕预防直接雷击措施常见的防雷装署有避雷针、避雷线、避雷带、避雷网和避雷器等,目前国内、国外也有采用消雷器的。822〕感应雷的防护措施预防感应雷的主要措施是将金属物体接地。3〕雷电侵入波的防护措施预防雷电侵入波的措施主要是安装各种形式的避雷器。4〕金属油罐防雷措施金属油罐本身具有良好的屏蔽性能,遭雷击时,只要罐顶板有足够的厚度,不致被击穿,利用自身保护可满足防雷要求。相关标准:《石油库设计标准》838.3油库消防知识火灾爆炸事故会严重危害人民生命和国家财产的平安。油库内储存有大量的易燃、可燃油品,一旦发生火灾或爆炸,后果会更严重,损失巨大。为此,从事油品储运工作的作业人员,日常工作中除严格执行操作规程,采取切实的防范措施,积极防止燃烧爆炸事故的发生,还应了解和掌握根本的灭火方法和常见初起火灾的扑救技术,以减少事故损失,确保生产顺利进行。848.3.1油库的火灾特点1、具有一般石油产品的火灾特点1〕突发性2〕高热辐射性3〕燃烧与爆炸交替发生852、储油罐燃烧时的巨大危险性油罐区火灾发生概率相对很小,但一旦储油罐发生火灾或爆炸,威胁性最大。通常,油罐爆炸后罐顶被掀掉,因此油罐火灾一般属于开放性燃烧。罐内油面以上局部的油蒸气层被爆炸所点燃,火焰在油蒸气层中以燃烧速度传播开来。火焰加热了油的外表层使油迅速蒸发,油蒸气与空气作用从而维持和加强了燃烧。然后随液位下降燃烧速率逐渐减小。如果油流散,将形成大面积火灾。油罐火灾时爆炸与燃烧形式一般有爆炸后燃烧、燃烧中爆炸、爆燃、稳定性燃烧、沸溢燃烧等形式86
3、收发油作业区的火灾收发油作业区是油库发生火灾最多的场合。这是由于各种人为因素,如违反操作规程,外来人员进出频繁,加上该场所产生的油蒸气可能性最大,故发生事故的概率也最大。这类火灾一般初起较小,可以及时扑灭。4、大多数油库离城区较远,一般以自救为主87灭火方法和灭火系统1、灭火方法灭火就是为了破坏己经产生的燃烧条件,抑制燃烧反响过程的继续所采取的一些措施。根据燃烧原理和灭火实践,灭火的根本方法主要有冷却法、窒息法、隔离法和负催化抑制法4种。1〕冷却灭火法冷却灭火法,就是将灭火剂直接喷洒在燃烧着的物体上,将可燃物质的温度降到燃点以下。冷却灭火法以二氧化碳冷却灭火效果好。882〕窒息灭火法窒息灭火法,就是阻止或隔绝空气进入燃烧区域的措施,或用不助燃的惰性气体冲淡空气,使燃烧物质隔断氧的助燃而熄灭。这种灭火方法适用于扑救封闭房间、容器或生产设备内的火灾。采用窒息法灭火时,可以用石棉被、湿棉被、湿帆布等不燃或难燃材料覆盖燃烧物或封闭油孔洞;用水蒸气、惰性气体〔如二氧化碳、氮气等〕充入燃烧区域等。893〕隔离灭火法隔离灭火法是将可燃烧物体与附近的可燃物隔离或疏散开,使燃烧停止。适用于扑救固体、液体以及气体的火灾。4〕负催化抑制灭火法负催化抑制灭火法,就是使灭火剂参加到燃烧的反响过程中去,抑制燃烧反响的继续进行,使火焰熄灭。采用这种方法的灭火剂有干粉等,并一定要有足够数量的灭火剂准确地喷射在燃烧区内,以使其充分参与与燃烧反响。同时。还要采取必要的冷却降温措施,以防止复燃。902、油库灭火系统油库灭火系统是油库消防系统的最重要组成局部,为控制及扑灭油库火灾提供了有效的保障。油库灭火系统一般由报警系统,供水冷却系统和泡沫灭火系统组成。火灾报警系统有固定式报警系统和人工手动报警系统等形式:供水冷却系统分固定式冷却系统和移动式冷却系统等形式;泡沫灭火系统有固定式泡沫灭火系统、半固定式泡沫灭火系统和移动式泡沫灭火系统等形式;烟雾灭火系统有罐内式烟雾灭系统罐外式烟雾灭火系统等类型。918.3.3常用灭火器材
油库常用消防器材主要有手提式干粉灭火器、推车式干粉灭火器、手提式泡沫灭火器、推车式泡沫灭火器、手提式CO2灭火器、手提式1211灭火器等。
922、常用灭火器材的结构93图8-7推车式干粉灭火器结构图1-喷枪;2-提环;3-进气压杆;4-压力表;5-护罩;6-钢瓶;7-出粉管
942〕泡沫灭火器的结构和使用954〕1211灭火器的结构968.3.4油库火灾的常规扑救方法
熟悉常规火灾的扑救方法,目的是一旦发生火灾,可以缩短必要的准备时间,充分利用消防设施的作用,提高灭火效率,尽可能使损失限制在较小的范围内。
1、油罐火灾扑救各种不同形式的油罐火灾,要根据油品燃烧时,其盛装容器的破坏状况、油品种类,以及油罐上的灭火设备是否完整、可靠等情况采取相应的灭火措施。971〕稳定燃烧的油罐火灾〔1〕火炬型燃烧油罐发生的火灾,可能是油罐出现的孔如在破裂的缝隙处,呼吸阀、量油孔、采光孔等处形成稳定的火炬型燃烧。稳定的火炬型燃烧可采用水流封闭法和覆盖法灭火。98〔2〕无顶盖油罐稳定性燃烧如果油罐发生爆炸,罐盖被掀开,液面上形成稳定性燃烧。一般是对油罐进行可靠的冷却,先集中冷却燃烧罐,不使罐壁变形、破裂。同时冷却危险范围内的邻近罐,特别是下风方向的油罐。用石棉被、湿棉被等把附近罐上的呼吸阀、量油孔覆盖起来,防止邻罐的油蒸气被引燃或爆炸,并启动未损坏的固定灭火设备。99〔3〕油罐罐盖塌陷燃烧油品发生爆炸燃烧,多数情况下是一局部罐盖掉进油罐内,另一局部在液面上。罐顶呈凹凸不平,火焰能将液面上的罐盖烧得很热,对泡沫有破坏作用。此外,罐顶凸凹不平,泡沫不易覆盖住被罐盖遮挡的那一局部火焰,影响灭火速度。此时,如果条件允许,可以提高油面液位,使罐盖高出液面局部被液体淹没,形成水平的液面,然后用泡沫扑灭火焰。提高油液面需很短时间内完成,否那么,不宜采用这种方法。1002〕油罐油品外溢火灾首先应组织扑救堤内的流散液体火焰,然后再扑救油罐内的火。3〕沸溢油品储罐火灾重油和原油一般都含有水分,燃烧过程中会发生沸溢火灾。首先是控制火势。沸溢性油品储罐发生火灾后,在未发生沸溢之前,应集中力量对燃烧油罐进行积极冷却,或排出罐底积水,防上发生沸溢。对于已发生油品沸溢时,应采用建筑堤方法,阻止油品向四周无限制的流散,将燃烧控制在一定范围内。1014〕隐蔽性油罐火灾地下和洞库油罐由于通道地形狭窄,通风不良,氧气浓度分布不均匀及硬顶炸裂崩塌等原因,阻碍扑救工作。对于洞库内小型火灾,可用小型灭火器材及早扑灭。消防人员必须做好个人防护,必须彻底消灭阻燃。洞库油罐较大火灾,可采用窒息法,如密闭洞库孔道,或输入高倍数泡沫灭火。地下、半地下油罐着火,火柱贴近地面,热辐射强,须在水雾掩护下将邻罐呼吸阀、计量孔等可靠覆盖,才能进行扑救灭火。102
2、油泵房火灾
油泵房火灾多数是由于油泵房中的油蒸气及泵的填料函漏油、泵管破裂,形成爆炸或燃烧所致。一般油泵房内,配置有简易的零星灭火器材,如泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器或1211灭火器设备。发生火灾后,首先应切断电源,切断来油并停止油泵运转,用灭火器或石棉被等零星灭火器材及早扑灭。1033、铁路油罐车火灾铁路油罐车在装卸过程中,往往由于铁器碰击、静电、雷击或杂散电流等影响形成罐口燃烧的火灾。在铁路运行中,还会出现由于撞车、翻车等现象而导致的大面积火灾。1041〕油罐车罐口火灾铁路油罐车罐口火灾,一般形成稳定性燃烧。通常罐体无损坏,火焰仅在罐口部位,可采用石棉被覆盖住罐口,或利用油罐车盖,使其关闭严密,空气和油蒸气隔绝,熄灭火焰。也可采用干粉、1211灭火器向罐口射击,扑灭火焰。如果火焰较大,可采用数支直流水枪,从不同
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