關于罐區雷電災害問題的分析

崔倞　劉亮亮　高越

摘 要：對近年來原油庫區雷電引發火災問題的進行分析，找到了引發雷電災害的癥結，并結合工程實踐提出了具體解決問題的方案。

關鍵詞：罐區；雷電災害；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.233

1 前言

2006年8月，中石化儀征輸油站15萬方儲罐遭雷擊起火后，2011年11月22日，大連港油品碼頭公司新港海濱北罐區31#、32#原油儲罐密封圈處遭雷擊起火，之后陸續有鎮海、白沙灣等地油庫多座大型浮頂油罐（均儲存原油）遭雷擊起火。雷電是引發油庫火災的主要原因，因此，做好油庫的防雷工作，防止火災事故發生，對保障國家和人民生命財產的安全具有十分重要的意義。

2 原因分析

雙盤式儲罐機械密封有兩個空腔，即一次密封空腔、二次密封空腔。一次密封空腔是指油面與一次密封油氣隔膜之間的空腔，空間體積大約為41.68m3，通過一次密封油氣隔膜與一次密封金屬密封板密封，主要是減少罐內油氣進入二次密封空間；二次密封空腔是指一次密封油氣隔膜與二次密封橡膠密封板之間的空腔，空問體積大約為25m3。

一次密封空腔由于與油品液面直接接觸，空腔內部存在大量的可燃氣體，且通過裝有阻火器的呼吸悶與大氣連通，形成的混合氣體的濃度可能達到爆炸極限范圍。由于油罐直徑為80米，一次密封金屬密封托板與罐壁之間設計上允許存在間隙，油氣就會通過間隙進入二次密封空間。因此二次空間內也會存在油氣，局部區域可能達到爆炸極限。當油罐遭受雷擊時，浮船與罐壁間發生火花間隙放電，由于其放電能量遠遠大于輕質原油的最小點火能量（約為0.2～0.26mj），造成一、二次密封空間爆炸性混合氣體爆炸，導致泡沫擋板區域內油氣著火。

雙盤式儲罐一次密封采用機械密封占了很大的比例。機械密封采用金屬絞架的剛性結構，在浮盤上下運行過程中金屬絞架的轉動，金屬刮板與罐壁的摩擦，都容易產生火花，另外從儲罐液面到油氣隔膜形成的環形空間內充斥著油氣，不僅存在油氣揮發的可能性，更重要的是一旦在環形空間內的剛性金屬絞架摩擦產生火花就會引起油氣燃爆的可能性。

3 解決方法

（1） 更換彈性泡沫密封裝置。彈性泡沫密封和機械密封都是大型石油儲罐常采用的密封形式其結構如圖1、圖2所示，但相比較于機械密封，彈性泡沫密封的密封性更好，在遭受雷擊的情況下，發生火情的可能更低。彈性泡沫密封采用橡膠密封帶包覆聚氨酯軟泡沫塑料、金屬固定板和壓條固定的軟性結構，在浮盤上下運行過程中，金屬部件完全保持相對靜止，只有橡膠密封帶鋸齒段橡膠材料與罐壁接觸，沒有金屬部件的摩擦，并且其安裝方式為浸液式安裝，橡膠密封帶囊體底部浸入液面以下，一次密封下沒有或很少有油氣空間，降低了油氣燃爆的風險。由于軟密封的密封性能良好，近年在石化系統尤其是在雷雨多發區域，大部分儲罐機械密封已改為軟密封。

（2）實現儲罐浮盤與罐體的低阻抗連接。伸縮式防雷接地裝置用于外浮頂儲油罐，實現儲罐浮盤與罐體的低阻抗連接，抑制罐壁和浮盤邊緣板的瞬時過電壓，成數量級的降低可燃氣體被點燃的概率。使用伸縮式防雷接地裝置可以快速疏導雷擊在浮盤和儲存介質上的雷電流和束縛電荷，伸縮式防雷接地裝置提供低阻抗通道接地并縮短放電時間常數，將可燃氣體中發生火花的可能減小到最低程度。其與浮頂和罐體連接的部位應采用無動火、有效的，可靠的連接方式，保證可靠的電氣通路。

（3）建立雷電災害天氣預案。 加強氣象信息收集分析與預警并設專人負責，及時收集雷電、海況等信息，遇到雷電等災害天氣啟動應急預案。

4 結論

近年來由雷電災害引發的原油罐區起火事故已造成了巨大的經濟損失，如何從源頭上減少原油罐區起火事故的發生已經成為一個亟待解決的問題。新版消防規范即將公布，相信在行業同仁的共同努力下問題一定會得到妥善的解決。

參考文獻：

[1]立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范[S].（GB50341-2014）.

[2]石油儲備庫設計規范[S].（GB50737-2011）.

[3]圓柱形金屬油罐設計[M].（烴加工出版社）.endprint