油輪燃燒爆炸的因素和預防措施

毛金暉　高建豐

摘 要：隨著我國經濟綜合實力的提高， 目前原油進口量已超過總原油消費的58%以上，其中80%通過海洋運輸進入我國沿海再進入我國石化企業，進口原油中的近50%是通過寧波-舟山沿海地區進入我國，再供應給長三角地區的石化企業。而油輪是運輸進出口油氣最重要的交通工具，石油天燃氣具有易燃易爆的特性，油輪運輸的大型化給運輸石油過程中的安全性帶來了巨大的安全挑戰。一旦出事故不但會造成嚴重的經濟損失，人員傷亡，還會污染海洋壞境，所以油輪燃燒爆炸的因素和預防措施及其重要。

關鍵詞：油輪；因素；燃燒爆炸；預防措施

中圖分類號：TE975 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2016）09-0032-02

1 油輪燃燒爆炸的條件

油輪燃燒爆炸必須滿足3個條件。①要有可燃物（油輪中的油氣）；②必須達到著火點；③必須有助燃劑（一般指空氣中的氧氣）。只有同時滿足這3個條件油輪才能燃燒爆炸。油輪運輸的油品易揮發易燃易爆，油品里面的成分揮發和空氣中的氧氣混合形成混合氣體達到一定的比例若是再遇上著火點，那么就會發生燃燒爆炸事故。

2 油輪燃燒爆炸的案例和因素

近幾年來，油輪燃燒爆炸事故接連不斷地發生，國內外越來越重視油輪安全問題。1981年美國油輪“蒙蒂塞洛·維克托利”號在得克薩斯州亞瑟港的一個雖然事故未釀成人員死亡或嚴重受傷，但是船后面的貨艙和上層建筑毀壞，估計損失2 000萬美元單獨錨地系泊時發生爆炸并引起燃燒。1982年5月，山東威海石島附近海域，一艘油輪發生爆燃事故，造成20人死亡，直接經濟損失達1400萬元，事故的起因是由于工人焊接作業引燃可燃油氣，導致泵艙和油艙的連續爆炸。2011年6月17日，廣州市番禺區“南大油22號”油船發生爆炸事故，造成8人死亡，3人失蹤，直接經濟損失939.5萬元，事故原因是工人使用的非防爆插線板產生電火花，引燃油艙內積聚的可燃預混氣體。2013年 10月 12 日，寧波鎮海區“緒揚 11 號”油船發生爆燃事故，造成 8 人死亡，事故原因系船員在對漏油維修的過程中違規操作，火花引燃了周圍的爆炸性預混氣體，導致了油艙的連續爆炸。2015年2月11日巴西石油服務公司的一艘采油船因天然氣管路泄露引起爆炸，事故造成9人死亡，10人受傷。由國內外研究表明，油輪爆炸的因素主要集中在，靜電、觸礁、撞擊、明火、雷電、機電短路、人員不規范操作等因素。油輪滿載時發生的事故小于油輪空載，滿載時油輪油艙中充滿油品，幾乎沒有空氣，那就不符合油輪燃燒爆炸的3要素。而空載就不一樣，空載的油輪由于油輪油艙中的油品卸載后，油艙中會殘留油氣與空氣組成混合氣體，那么就更容易發生事故。運輸原油的油輪比運輸成品油的油輪更加容易發生事故。油輪達到碼頭后一開始裝卸就業，也就是油輪和碼頭的輸油臂連接的時候，最容易發生事故。

3 油輪爆炸燃燒的預防措施

3.1 預防靜電

油輪產生靜電的原因：①在輸油過程中產生的靜電，油品在管道中流動時，由于管道不是100%的光滑，油品和管道發生摩擦時就會產生靜電。同時油品進入油艙的過程中，油品和空氣摩擦，在油艙中發生漩渦狀運動和飛濺而產生的靜電，同時從管道中流出來已經帶有靜電的情況下，與油艙再次相互摩擦就會形成電流，這類的靜電大部分是集聚在噴流出來的油柱附近。②在油品運輸的過程中產生的靜電，裝入船艙的油品在儲運過程中會發生相互撞擊、震蕩的情況，靜電就會在金屬構件和油品漂浮物集聚。③人員產生的靜電，操作人員在走動和操作的時候和自己的衣物之間發生摩擦都會產生靜電，不排除操作人員把靜電帶到油品中。④其他原因產生的靜電。據調查，因為靜電產生的油輪事故的比例很高。

靜電的預防措施：①接地和接合，接地就是把船體和大自然接觸構成一個電流通路。接合指兩個獨立的導體，通過連接線建成一個通路。接地和接觸可以把靜電造成的電流通過船體和大自然之間的回路導入會大自然，同時也可以減少雷擊和漏電帶來的危險。②防止操作人員帶電，操作人員作業時必須穿靜電服，不能穿容易產生靜電的衣物。作業人員進入船體作業前，必須做消除靜電的處理。③裝卸油作業是的靜電措施：使用前必須把輸油臂用熱蒸汽沖洗干凈，避免輸油臂中的雜質和油品摩擦發生靜電。控制油品的流速，在裝油的初始階段，管路和油艙可能會積聚一些水分，當水和油混合時，油水混合物非常容易產生靜電。卸油作業時，為了防止碼頭管路上的污水倒流入油艙中，所以在碼頭和油輪之間的管線壓力平衡之后才能打開出口閥，同時也要控制卸油時油的流速。作業人員要規范操作。

3.2 惰性氣體預防油輪爆炸

油輪燃燒爆炸的著火源，由于各種偶然因素、人為因素、自然因素等比較難以預料和控制。比如：雷電起火、靜電產生的火花、油輪撞擊產生的火花、明火、摩擦等等。但是我們可以控制油輪油艙中氣體的濃度比例，讓油輪油艙的濃度比例處于安全的范圍內，那么油輪就不會燃燒或者爆炸。

圖一是油氣濃度爆炸極限圖。圖1中橫軸OA表示的是氧氣濃度，縱軸表示的OP表示的是烷烴的濃度，PA是烷烴與空氣氣體混合氣的濃度變化線。POA中的各個的點表示這個點對應的烷烴、氧氣、空氣中的惰性氣體混合物的狀態。DEFG表示危險的是危險區域。若油輪油艙中氣體濃度在這個范圍內，那么滿足著火點和火源兩個條件，船艙就會發生爆炸。由資料查得，當氧氣含量小于11%的點時，那么油輪不會進入危險區。但是，為了安全起見，在實際作業過程中，都會留有裕量，應該把氧氣濃度控制在8%一下。

在X1的狀態下，空氣進入船艙，烷烴的濃度下降，氧氣的濃度會提高，那么久會沿著X1A的方向移動進入危險區。在X2的狀態下，若有空氣進入，烷烴的濃度會變小，氧氣濃度會增高，氣體濃度會沿著X2A移動，就不會進入危險區，X2A線被叫做空氣稀釋臨界線。在X2的狀態下，如果氣體揮發，那么烷烴濃 度會增大，那么氣體濃度會沿著X2P直線移動，可能會經過危險區。為了防止油輪油艙的燃燒爆炸，我們就在一定的條件下，讓油艙中的氣體濃度狀避開危險區域DEFG。以氣體狀態X3為例，如果有空氣進入，則各氣體的濃度沿著X3A的方向移動，有一定的機率進入危險區域。我們為了避開危險區域，保證油艙的安全，可以先通入惰性氣體，讓混合氣體的從狀態X3到狀態X4那么如果有空氣進入的，就會沿著X4A 的方向移動，就避開了危險區域。

若油輪卸油時，沒有填充惰性氣體，油艙中的氣體濃度將會朝著PA的方向移動，卸油時油輪中的氣體濃度狀態就會經過危險區域。為了在卸油的時候，油氣的濃度不經過危險區域，一邊卸油一邊充入惰性氣體。那么油艙中的氣體濃度不會經過危險區域。若油輪裝油時，沒有填充惰性氣體，油輪的氣體濃度會朝著AP方向移動，油輪中的氣體濃度狀態會經過危險區域。若充入惰性氣體，那么油輪中的氣體濃度狀態就不會經過危險區域。

油輪惰性氣體來源：我國現在的油輪上的惰性氣體主要是鍋爐煙氣通過處理后得到的。煙氣先從鍋爐中抽取出來，經過洗滌塔進行脫硫，凈化除塵，除去水沫，冷卻后進入鼓風機，在通過主控制筏，通過惰性氣體管道輸送到各個油艙中保證油艙的安全。

3.3 其他預防措施

（1）港口碼頭企業要加強消防安全管理。

（2）操作人員要合理規范的作業，要定期的培訓及時更新知識儲備，跟上時代的潮流。

（3）保證運輸油品質量過關。

（4）定期檢查維修油輪。

（5）按照規定的航道，航行避免碰撞和觸焦。

（6）加強用火和用電的安全管理

4 結論

主要由2個方面來預防油輪爆炸：①通過煙氣的凈化處理得到惰性氣體，并且把惰性氣體充入油輪油艙中來控制油艙中的氣體濃度，讓油艙中的氣體濃度不經過燃燒爆炸的危險區域，從而預防油輪燃燒爆炸。②從各個方面了預防和消除靜電，來預防油輪燃燒爆炸。

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