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浅谈输油站场工艺设备安全要求

  
评论: 更新日期:2015年05月17日

        表10-2我国东部输油管道的事故统计(1970-1990年)
        破坏原因外部干扰设备故障腐蚀违规操作施工,管材其他       
        比例(%) 8.3 30.3 21.3 20.5 8.5 11.1 
        表10-3我国输油管道设备事故统计(1970-1990年)
        分类加热炉阀门泵机组油罐电气设备其他       
        比例(%) 31.6 26.8 21.0 11.6 7.9 1.1 
        表10-2、10-3列出了1970-1990年我国输油管道事故统计数据。这20多年中我国输油管道事故原因主要是设备故障、腐蚀、操作失误其次是外部干扰和施工、管材质量问题。我国输油管道事故主要原因与欧美不同是因为东部管线多建设在20世纪7080年代受到当时经济、技术水平的限制在设备、材料及施工质量、自动控制等方面与先进水平有较大差距所致。20世纪90年代以来打孔盗油等故意破坏的事故率呈快速上升的趋势这给输油管道安全造成了极大损害。近年新建的大型油气管道在设计、材料设备、施工等方面技术水平有很大提高设备故障及误操作的事故率下降。
        (二) 输油管道泄漏事故的后果及影响因素
        输油管道事故泄漏可能引起火灾爆炸造成人员伤亡及财产损失。泄漏不仅使所输油品大量流失由于漏出的油品往往会污染河流、地表和地下含水土层从而污染饮用水对生态环境和社会影响很大。原油泄漏后对生态环境有长期的负面影响除了溢油直接损失处理事故还需要花费油品回收、清洗、环境净化及赔偿损失等费用。输油管道事故后果的影响因素主要有以下几方面
        1.油品泄漏量及扩散条件    .
        管道运行中因管子开裂引发的泄漏量与裂口大小程度、泄漏持续时间有关开裂的孔洞越大泄漏持续时间越长泄漏量就越大。一般情况局部腐蚀形成的针孔渗漏量很小而机械损伤导致的裂口会大量漏油。通常条件下,泄漏量越大,污染范围也越大。但某些情况下也有例外例如高压管道内油品从小孔中向上喷射随风四处飘散到远处埋地管道长期泄漏的油品随地下水或地面水流动,或土壤为渗透率较高的沙土、砾石层,使油品容易扩散这些都可能导致大面积的环境污染。
        2.管道周边的人口密度
        泄漏事故后果的严重程度与当地人口状况有关若事故发生在荒无人烟地区,则后果轻微,人口越密集,事故后果危害性越高。特别在工业区或商业区附近,不但人口密集,还由于土建施工及大型机械作业较多,危及管道的因素增多,事故频率较高,风险更大。
        3.管道所输介质的危险性
        所输介质的物理性质将影响到泄漏事故的后果,主要考虑介质的危险性。危险可以分成两类即当前危险和长期危险。当前危险指突然发生并需要立即采取措施的危险但危害的持续时间短。如火灾、爆炸、接触毒物等将立即造成人员伤亡和财产损失。长期危险是指持续时间较长的危险如水源污染、潜在致癌性等这些属于慢性危害随时间的推移其危害性可能更大。天然气、液化气等泄漏后火灾、爆炸危险性比一般油品的危险更大而原油泄漏后对生态环境有长期的负面影响,长期危险较大。
        (1)油品的易燃易爆性
        石油及天然气的易燃、易爆性是泄漏后引发火灾或爆炸的内因。评价油品燃烧、爆炸危险的主要物性参数有闪点、蒸气压、爆炸极限等。闪点是衡量油品火灾危险性的主要标志以前国内按闪点高低划分石油及油品的危险等级。闪点低于28℃的油品属于易燃液体航空汽油、车用汽油、航空煤油属于这类。由于原油的蒸汽压较高闪点较低也多属易燃液体。近年发布的GB 50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》中将易燃液体按蒸气压、闪点分别划分37.8℃时蒸气压>200 kPa的液态烃为甲A类如液化石油气、液化天然气、天然气凝析油及未稳定凝析油。闪点低于28℃的液体(甲A类除外)为甲B类如汽
        油、原油及稳定凝析油。将闪点>28℃的可燃液体按闪点从低到高分为了乙A、乙B和丙A、丙B类。这种油品火灾危险性分类方法与国外基本相符。 当油气在空气中的浓度在爆炸上限与下限之间遇到引爆源时有爆炸危险。油气的燃烧限范围的下限与爆炸限一致上限略高于爆炸上限。若混合气浓度高于爆炸上限却在燃烧限内则不会爆炸但会燃烧而后爆炸。几种油品在空气中的爆炸极限(体积浓度)车用汽油为1.586.48煤油为1.47.5。油气的爆炸往往与燃烧相联系两者一定条件下可以互相转换所以易燃性大的油品往往爆炸危险性也大。
        (2)油品的静电积聚性
        油品在管道中流动、充装容器时的冲击、喷溅及沉降等过程中都会产生静电积聚。因为静电放电的火花引燃油气的火灾、爆炸事故主要发生在有油气形成的油罐、油槽车及油轮中。据日本官方统计油品的火灾爆炸事故中约有10属于静电引发的事故。当液体的电导率在10-12 10-11S/m范围静电产生并积聚的能力最强若油品中含有水分或混有空气会增加静电积聚的危险性。液化石油气、凝析油和轻质油品的电导率及含杂质情况正在这个范围内储运过程中静电危险性很大。
        (3)油品的毒性  
        原油、汽油等对人体的毒性取决于其组成成分其中所含的烷烃、环烷烃等由呼吸道吸入后高浓度时可使神经系统功能紊乱并刺激皮肤、粘膜。含油污水对河流的污染严重时会导致鱼虾死亡。
        (三) 高粘易凝原油流变特性对管道运行安全的影响
            高粘易凝原油多采用加热输送。加热输送管道低输量运行中当外界环境条件变化或运行工艺参数不当时可能出现初凝停流事故。管道的输量要大于热力条件允许的最小输量输量低于这一限制时必须采取相应措施才能保证管道安全运行。停输时间过长将使管内原油冷凝而导致再启动困难可能酿成凝管事故。 凝管事故是输油企业的恶性重大事故。它不仅会造成管道停输而且往往解堵困难。处理凝管事故除了造成排放原油、抢险费用、管道停输等直接经济损失外还会污染环境并影响上、下游的油田、石化企业的生产造成巨大的间接损失和不良的社会影响。    
        四  如何加强油气管道设备管理与维护工作
        4.1 要定期给设备进行体检
            为了延长设备“寿命”,在设备管理上,我们应该实行每月定期“体检”,增强设备的“免疫力”。以新疆油田油气储运公司为例,长期以来重视加强设备的安全管理工作,每个月对所有运行设备的振动情况都要进行一次检测,检测任务由克拉玛依科比公司承担,对不符合振动检测标准的运行设备单独核实,及时反馈给油气储运公司,油气储运公司根据检测结果,对存在的问题认真分析原因,找出相应的解决办法,有力的保障了设备设施的安全平稳运行。
        4.2  加强压缩机各主要部件的定期保养和维护
            压缩机是油气储运中的重要设备。为了使压缩机能够正常可靠地运行,保证机组的使
        用寿命,需制定详细的维护计划,执行定人操作、定期维护、定期检查保养,使压缩机组保
        持清洁、无油、无污垢。第一,维修及更换各部件时必须确定:压缩机系统内的压力都已释放,与其它压力源已隔开,主电路上的开关已经断开,且已做好不准合闸的安全标识;第二,压缩机冷却润滑油的更换时间取决于使用环境、湿度、尘埃和空气中是否有酸碱性气体。新购置的压缩机首次运行500h须更换新油,以后按正常换油周期每4000h更换一次,年运行不足4000h的机器应每年更换一次;第三,油过滤器在第一次开机运行300h-500h必须更换,第二次在使用2000h更换,以后则按正常时间每2000h更换;第四,维修及更换空气过滤器或进气阀时切记防止任何杂物落入压缩机主机腔内。
        4.3  油气储运设备管理要实行“三定”制度,维修要及时实行“三定”制度,主要设备实行定机、定人、定岗位制每台设备的专门操作人员必须经过培训和考试,获得“操作合格证”之后才能操作相关的设备;在采用多班制作业,多人操作设备时,要执行交接班制度;对于新购或经过大修的设备,必须经过磨合期的试运转过程,以延长使用寿命,防止机件过早磨损;此外还要严格实行安全交底制度,使操作人员对施工要求、场地环境、气候等安全生产要素有详细的了解,确保设备使用的安全。设备在使用过程中,不可避免地会出现各种各样的故障,必须及时采取相应的保护性或适应性维修措施,以防降低设备的使用性能,缩短使用寿命,甚至酿成事故。当设备必须送修时,绝不能允许带病作业,但是在没有场地、设备等必要的条件下,切勿勉强拆修,以切实保证修理质量。拆装要按使用说明书和一定的工艺程序,使用专用工具进行,在拆装前后,零件要摆放整齐,严防磕碰和日晒雨淋。按目前施
        工生产的特点,设备维修工作可分为故障前的预防性维修和故障后的排障性维修。
        4.4 加强油泵日常维护与保养
        油泵是一种理想的油气循环泵或作载热体输送油气泵。油泵日常维护需要注意的是:
        第一,在开始运行初期有少量泄漏是正常的,在经过一定时间运行后泄漏将会减少或停止;
        第二,选择泵的安装位置时,要使泵盖和轴承座的热量便于扩散,不出现任何蓄热现象。不许用输入管上的闸阀调节流量,避免产生气蚀;
        第三,泵不宜在低于30%设计流量下连续运转,如果必须在该条件下运转,则应在出口装旁通管,且使流量达到上述最小值以上;第四,注意泵运行时有无杂音,如发现异常状态时,应及时处理。
        五  结论
        输油管道的安全管理是一门综合性的应用学科,无论是理论方面还是实际应用方面都是与时俱进的,我们只有在坚持提高经济利益,强化管理,加大创新管理力度,才能不断提高油气储运设备管理及维护的水平,才能取得较好的经济效益和社会效益。
        3、石油储存罐的防火防爆设计
        石油储罐的安装
        随着我国经济的快速发展,油气产品需求量越来越多,用于油气产品储存石油的储罐需求也在增多。石油储罐的施工,直接关系到使用和安全。
        石油储罐工程组成部分主要有管线、设备、电气、仪表等等。工程施工步骤如下。
        1基础验收
        在安装储罐之前,需要首先对土建单位提供的验收合格证明书进行审核,之后还需要复查其基础表面尺寸,具体包括三个方面的内容:一是控制储罐基础中心标高的偏差,保证其偏差不超出规定范围,一般来讲,在2 0毫米以内为宜。支撑管壁的基础表面,控制弧长内任意两点的高差,一般来讲,每十米的高差需要小于等于6毫米,在整个圆周长度内,任意两点的高差要小于等于12毫米。三是要保证没有突出的凹陷、贯穿裂纹或者隆起等问题存在于沥青沙层表面,保证其足够的平整和密实。
        2 预制
        2.1罐底板预制首先是对罐底排版图进行绘制,在绘制时,需要将钢板的规格以及设计图纸的相关要求充分纳人考虑范围。下料要严格依据排版图来进行,按照相关的规定来审核下料尺寸的偏差。要仔细的打磨弓形边缘板坡口,使其足够的光滑,控制坡口厚度,使其不小于 12毫米。要喷砂除锈底板背面,并且还需要将沥青漆涂刷上去,涂刷的范围不包括焊接40毫米以内的范围。
        2.2罐顶板蒙皮预制专业的生产厂家来预制和安装钢网壳,在现场只需要安装和预制顶板蒙皮即可。
        2.3壁板预制首先对罐壁排版图进行绘制,在滚回壁板时,为了保证滚圆质量,需要将滚板支架设置在滚板机前后,将平支架设置于滚板机前面,将弧形支架设置于后面。壁板滚圆之后,在平台上立置,然后对弧度进行检查,采用的是弧度样板,严格控制壁板两端的弧度,使其在4毫米以内,在运输壁板的过程中,需要在壁板胎具上放置这些壁板。
        3 组装
        3.1罐底组装完成了基础验收之后,将十字中心线和罐底边缘板外圆 周线在基础表面上划出来。首先将边缘板铺设好,然后将中心长条基准中幅板铺设好,保证基础十字中心线可以重合于中心基准版的十字线,然后将罐底排版图的底板编号设置于中心基准板两侧,这样整个罐底就可以被逐块完成。在对接头三层钢板重叠部分进行搭接时,可以按照搭接长度2倍的标准来对上层底板进行切角,按照搭接长度的三分之二来控制其宽度。在铺设上层底板之前,需要将上层地板覆盖部分的角焊缝进行焊接好。
        3.2罐顶组装安装过顶圈壁板和边梁之后,就可以安装钢网壳,然 后安装灌顶蒙皮。首先,将壁板组装圆周线画在罐底板上,在罐底板的内侧,进行档板的点焊工作,控制间距为5 0 0毫米。在对顶圈壁板进行组装和焊接时,需要对它的相关参数进行严格控制,比如椭圆度、直径、垂直度等等,这样边梁安装的精度才可以得到保证。完成了纵缝焊接工序之后,就需要在上端顶紧涨圈,对上口的圆度和水平度进行检查,同时还需要控制壁板垂直度的误差。分段预制过边梁之后,就需要进行组装,组装也是分段进行的,完成组装之后,对它的圆度和水平度进行检查,控制其误差,使其不超过相应的标准。对钢网壳进行配合安装。将罐顶蒙皮组装圆周线画在边梁上,按照在过梁上进行等分划线,它是严格依据蒙皮块数来进行的。在吊装罐顶蒙皮时,采用的是履带吊。在对蒙皮进行组装时,是按照顺时针的方向进行的,在组装 过程中,需要对搭接量和搭接贴合度进行调整。完成了罐顶蒙皮焊接工序之后,就需要安装通气孔和透光孔。
        3.3罐壁组装倒装法原理,在一般大型储罐的安装中,都是采用倒装法,采用倒装法,这样就可以在地面作业,不会受到罐体高度的影响,有着较高的工作效率,并且大型吊架、脚手架费用也可以被有效的节约掉。倒装法管壁施工的要点有这些,完成了罐顶蒙皮的焊接工序之后,利用履带吊来焊接圈板和纵缝,在焊接的过程中,要将每圈壁板留设下两道活口。在每次提升之前,需要全面认真的检查提升装置,检查没有问题之后,方可以进行提升工序。在提升 的过程中,指挥人员需要对信号进行统一,保证工作人员的提、停动作是同步进行的,并且每次要提升一致的高度。指挥人员要对罐体起升高度 进行随时观察,保证处于一致状态,如果升高度不一致,那么就需要进行必要的调整,保证处于平衡状态。当提升到一般高度时,需要将提升工序进行停止,提升人员除了要休息之外,还需要在上圈壁板内侧下边点焊环缝组队挡块。完成提升工序之后,将活口倒链收紧,然后对罐内人员进行划分,修理局部对口间隙不合适的地方,并且进行环缝组队,采用的方法是在本圈壁板内侧上边点焊挡块的方法,同时还需要点焊组成完成的地方。
            通过上文的叙述我们可以得知,石油储罐工程的安装并不是一项简单的工作,它是涉及到诸多方面的系统工程,需要综合考虑各个方面的因素。相关的施工人员需要不断的努力,提升自己的专业技术水平,积累经验,严格依据相关的标准和要求来进行施工,保证石油储罐工程的安装质量。本文结合某石油储罐工程,分析了石油储罐工程的安装技术,希望可以提供一些有价值的参考意见
        石油储罐的防火
        大型油罐消防技术措施
        针对大型储罐存在的火灾危险性及其影响因素,主要从工艺设计、储罐布局、防火、灭火措施等方面研究大型储罐的消防安全技术措施 。
        4 . 1工艺方面
        1 )储罐类型的选择石油及其产品常用的储存设备主要有固定顶储罐 、 内浮顶储罐和外浮顶储罐 。固定顶储罐在油品上存在一个油气混合空间 ,极易发生爆炸 ,所以固定顶储罐不宜用来存储大量油品 。 内浮顶储罐的密闭性较好 ,能够大幅度减少油品的蒸发 ,火灾危险性较小 ,安全性较高 ,但造价较高 , 一般用来储存成品油中的轻质油品 。 外浮顶储罐的安全性比固定顶储罐高 ,且易做成大型储罐 。
        2 ) 储罐材料的选择
        目前 ,我国石油储存形式主要采用金属罐储存。10万吨以上的大型储罐,由于石油储量大,罐壁承受压力较大,因此,对钢材的性能提出了更高的要求目前,我国已基本实现钢材国产化。
        3 ) 储罐内壁防腐处理
        油品内或多或少含有一定量的腐蚀性组分,如水、氧气、硫化氢、氯化物和硫酸盐,长时间与灌顶、罐壁和罐底接触,会引起这些部位出现腐蚀穿孔,油品泄漏。所以要对油罐进行防腐处理,如粉刷防腐涂料、适当增加底圈壁板的厚度、采用阴极保护等措施 。
        4 ) 设置合理的排水系统
        由于雨雪天气会在储罐顶部积聚一定量的液体,为了减轻浮顶承受的压力,减少浮顶发生倾斜的几率,需要及时将浮顶上的液体排走。所以,在大型油罐需设置合理的排水系统。

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