PE儲罐設(shè)計中安全問題及對策

1 大型原油儲罐工程危險性分析

1.1 原油危險性分析

原油為甲 B 類易燃液體，具有易燃性 ; 爆炸極限范圍較窄，但數(shù)值較低，具有一定的爆炸危險性，同時原油的易沸溢性，應(yīng)在救火工作時引起特別重視。

1.2 火災(zāi)爆炸事故原因分析

原油的特性決定了火災(zāi)爆炸危險性是大型原油儲罐最主要也是最重要的危險因素。發(fā)生著火事故的三個必要條件為 : 著火源、可燃物和空氣。

著火源的問題主要是通過加強管理來解決，可燃物泄漏問題則必須在儲罐設(shè)計過程中加以預(yù)防和控制。

泄漏的原油暴露在空氣中，即構(gòu)成可燃物。原油泄漏，在儲運中發(fā)生較為頻繁，主要有冒罐跑油，脫水跑油，設(shè)備、管線、閥件損壞跑油，以及密封不良造成油氣揮發(fā)，另外還存在著罐底開焊破裂、浮盤沉底等特大型泄漏事故的可能性。

腐蝕是發(fā)生泄漏的重要因素之一。國內(nèi)外曾發(fā)生多起因油罐底部腐蝕造成的漏油事故。對原油儲罐內(nèi)腐蝕情況初步調(diào)查的結(jié)果表明[ 1 ]，罐底腐蝕情況嚴重，大多為潰瘍狀的坑點腐蝕 , 主要發(fā)生在焊接熱影響區(qū)、凹陷及變形處，罐頂腐蝕次之，為伴有孔蝕的不均勻全面腐蝕，罐壁腐蝕較輕，為均勻點蝕，主要發(fā)生在油水界面，油與空氣界面處。相對而言，儲罐底部的外腐蝕更為嚴重，主要發(fā)生在邊緣板與環(huán)梁基礎(chǔ)接觸的一面。

浮盤沉底事故是浮頂油罐生產(chǎn)作業(yè)時非常忌諱的嚴重惡性設(shè)備事故之一。該類事故的發(fā)生，一方面反映了設(shè)計、施工、管理等方面的嚴重缺陷，另一方面又將造成大量原油泄漏，嚴重影響生產(chǎn)、污染環(huán)境并構(gòu)成火災(zāi)隱患。

2 大型原油儲罐設(shè)計中的主要安全問題及其對策

2.1 儲罐地基和基礎(chǔ)

儲罐工程地基勘察和罐基礎(chǔ)設(shè)計是確保大型儲罐安全運營最根本的保證。根據(jù)石化行業(yè)標準[ 2 ]規(guī)定，必須在工程選址過程中進行工程地質(zhì)勘察，針對一般地基、軟土地基、山區(qū)地基和特殊土地基，分別探明情況，提出相應(yīng)的地基處理方法，同時還應(yīng)作場地和地基的地震效應(yīng)評價，避免建在軟硬不一的地基上或活動性地質(zhì)斷裂帶的影響范圍內(nèi)。

常見的罐基礎(chǔ)形式有環(huán)墻（梁）式、外環(huán)墻（梁）式和護坡式。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件進行選型。罐基礎(chǔ)必須具有足夠的整體穩(wěn)定性、均勻性和足夠的平面抗彎剛度，罐壁正下方基礎(chǔ)構(gòu)造的剛度應(yīng)予加強，支持底板的基床應(yīng)富于柔性以吸收焊接變形，宜設(shè)防水隔油層和漏油信號管，地下水位與基礎(chǔ)頂面之間的距離不得小于毛細水所能達到的高度（一般為2m）[ 3 ]。

儲油罐和儲罐區(qū)儲油多，危險性大，容易發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故，必須按照有關(guān)規(guī)定，建立防火、防爆制度，經(jīng)常進行防火巡查，嚴格進行消防安全管理，確保消防安全。

（1）儲油罐、儲罐區(qū)防火防爆應(yīng)按GB50183，GB50074規(guī)定。低倍數(shù)空氣泡沫滅火系統(tǒng)應(yīng)按GB50151規(guī)定。

（2）儲罐區(qū)應(yīng)保持整潔，防火堤內(nèi)應(yīng)無干草，無油污，無可燃物。

（3）儲罐區(qū)排水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)水封井；排水管在防火堤外應(yīng)設(shè)置閥門；油罐放水時，應(yīng)有專人監(jiān)護，及時清除水封井內(nèi)的殘油。

（4）儲罐區(qū)內(nèi)不應(yīng)裝設(shè)非防爆電氣設(shè)備和高壓架空線路。

（5）儲罐區(qū)應(yīng)當按規(guī)定設(shè)置防火堤，防火堤應(yīng)保持完好。

（6）儲油罐頂部應(yīng)無油污，無積水。儲油罐進出油管線、閥門應(yīng)采取保溫措施。

（7）儲油罐頂?shù)耐腹饪?、檢尺孔蓋、墊片應(yīng)保持完好，孔蓋應(yīng)蓋嚴密。量油口應(yīng)裝有不打火花的金屬墊片。

（8）儲油罐上的呼吸閥、液壓安全閥底座應(yīng)裝設(shè)阻火器。阻火器每季至少檢查一次。

（9）儲油罐進出油管線應(yīng)裝設(shè)韌性軟管補償器。

（10）鋼制儲油罐罐體應(yīng)設(shè)置防雷防靜電接地裝置，其接地電阻不應(yīng)大于10Ω。接地點沿罐底邊每30m至少設(shè)置一處，單罐接地不應(yīng)少于兩處。

（11）每年春季應(yīng)全面檢查防雷防靜電接地裝置，測試接地電阻值應(yīng)符合要求。

（12）浮頂罐的浮船與罐壁之間應(yīng)用兩根截面積不小于25mm2的軟銅線連接。

（13）儲油罐裝油量應(yīng)在安全罐位內(nèi)運行。

（14）當凝油油位高于加熱盤管時，應(yīng)先用蒸汽立管加熱，待凝油溶化后，再用蒸汽盤管加熱。

（15）不應(yīng)穿化纖服裝和帶鐵釘?shù)男瞎?。在罐頂不?yīng)開、關(guān)非防爆電筒。

（16）儲罐區(qū)內(nèi)油管線動火、清罐作業(yè)應(yīng)執(zhí)行行業(yè)規(guī)定。

（17）儲油罐著火，應(yīng)立即報告并停止著火油罐的一切作業(yè)。組織滅火并適時啟動應(yīng)急預(yù)案。

英文翻譯：Polyethylene Tank（簡稱PE儲罐）

1.聚乙烯儲罐的加工工藝：

它是采用聚乙烯(線性低密度聚乙烯LLDPE、高密度聚乙烯HDPE)為原料，在滾塑模具上一次成型。

2.聚乙烯儲罐的特點：

聚乙烯的外文簡稱為PE。最高應(yīng)用溫度為低密度聚乙烯60℃，高密度聚乙烯70℃。最低應(yīng)用溫度為-70℃。

具有無焊接縫、不滲漏、無毒性、抗老化、抗沖擊、耐腐蝕、壽命長、符合衛(wèi)生標準等優(yōu)點。它彌補了全塑滾塑儲罐剛性強度差，不耐壓，耐溫差的缺點。產(chǎn)品內(nèi)襯面平整、光滑、堅固，與傳統(tǒng)的鋼襯塑料板儲槽、鋼襯橡膠儲罐、鋼襯玻璃鋼貯槽相比，具有更良好的耐腐蝕、不滲漏、不剝離、耐磨損、可耐一定壓力、可耐較高溫度、壽命更長等優(yōu)點，其價格低于同規(guī)格的傳統(tǒng)儲罐，是儲存腐蝕液體的理想容器。因而是一種極為優(yōu)異的耐腐蝕儲罐。

3.聚乙烯儲罐可存放的物質(zhì)：

（1）無機酸

（2）有機酸

（3）堿及氫氧化物

（4）元素、氣體、及其它無機化合物

（5）醇、醛、酮、醚、酯、烴及石油產(chǎn)品

（6）含鹵素有機化合物、胺、酚、其它有機化合物

（7）其它元素化合物、工業(yè)液體及制品、食品及植物油、大氣、水.

4.其主要用途有：

使用性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的玻璃鋼容器、塑料焊接容器、鋼襯玻璃鋼容器、鋼襯橡膠容器，是大多數(shù)化工等液體理想的儲存和運輸設(shè)備，在相當大的范圍內(nèi)可取代不銹鋼、鎳、鈦等材料制品，產(chǎn)品廣泛適用于化工、醫(yī)藥、生物、農(nóng)藥、染料、冶金、稀土、電鍍、電力、紡織、印染、環(huán)保、機械、釀造、食品等行業(yè)。

根據(jù)API650的定義:常壓儲罐為內(nèi)壓不超過17.2KPa的儲罐，國內(nèi)的標準(例如SH3046)定義的壓力范圍會 略有不同。鋼制通常是指構(gòu)造儲罐的主體材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金結(jié)構(gòu)鋼或不銹鋼，也有用鋁、鈦合金材料制造特殊用途的儲罐。在役檢驗是區(qū)別于儲罐在制造安裝過程中的檢驗，是指儲罐投入使用后，在儲罐內(nèi)有介質(zhì)或清空時，運用各種檢驗設(shè)備和方法依據(jù)所適用的標準(例如API653)對儲罐的完好性進行檢驗，并依據(jù)各個部件或部位的檢驗結(jié)果，對儲罐的完好性進行評估和預(yù)測，并針對已經(jīng)劣化的部件或部位，提出維修建議，使其能夠安全地繼續(xù)服役，直到一下次檢驗進行。

API:America Petroleum Institute美國石油協(xié)會。

API653:儲罐檢驗、維修、改造和重建。

EEMUA:Engineering Equipment & Materials Users' Association 工程設(shè)備和材料用戶協(xié)會。

EEMUA 159:地上直立圓形鋼儲罐的檢測和保養(yǎng)導(dǎo)則。

API653授權(quán)檢驗員:具有經(jīng)過API653附錄D認證的地上儲罐檢驗員資質(zhì)的檢驗員。

鋼制常壓儲罐在役檢驗起源于歐美國家的石油化工行業(yè)，該行業(yè)中儲罐所貯存的介質(zhì)通常是有毒可燃的，一旦 儲罐的某個部位/部件的劣化沒有及時檢查出來，造成介質(zhì)的泄漏， 泄漏的介質(zhì)引發(fā)安全事故和環(huán)境污染。因此，對這些儲罐定期進行在役檢驗，可以在事故發(fā)生之前，及時發(fā)現(xiàn)劣化的部位/部件，并對其采取必要的維修，為儲罐能夠繼續(xù)安全運行提供有效的保障。這些國家的儲罐用戶，通過定期的檢驗和維修，讓建造的儲罐使用60年以上，是很常見的情況。

由于歐美工業(yè)發(fā)展的歷史較長，在儲罐檢驗方面有比較完善的標準體系支持，各儲罐用戶在這一方面的檢驗工作也一直在系統(tǒng)、規(guī)范地進行，加上這些國家對環(huán)保極其重視，各儲罐用戶結(jié)合自己儲罐所貯存的介質(zhì)特點以及所需的功能，都編制了各自的企業(yè)檢驗與維護規(guī)程，這些規(guī)程的要求通常比當?shù)厮m用的規(guī)范更嚴格和更具體。在北美，適有的儲罐檢驗規(guī)范是API653及其相關(guān)聯(lián)的標準;在歐州，適用的規(guī)范是EEMUA159及其相關(guān)聯(lián)的標準;在北美和歐州之外的世界各地，各業(yè)主更青睞于按API653對儲罐進行檢驗，特別地，API在全球有四千多名儲罐授權(quán)檢驗員，分布在全球各地的儲罐業(yè)主、保險公司、第三方檢驗等機構(gòu)中，對API653標準應(yīng)用的推廣起 到了極大的作用。

相對歐美國家而言，中國的石化工業(yè)發(fā)展的歷史并不長，大批的石油化工行業(yè)的儲罐以及商業(yè)用儲罐是在改革開發(fā)后才進行建設(shè)的，所以絕大部分儲罐的罐齡不到20年，儲罐的老化問題還沒有充分暴露出來，所以通常的儲罐用戶還沒有對儲罐進行系統(tǒng)檢驗的重要性產(chǎn)生足夠的認識。

目前在中國，一些石油化工行業(yè)超大型業(yè)主，例如中石油，中石化都有自己的在役設(shè)備檢驗機構(gòu)，其中就包含了儲罐檢驗。另外，各地方的特檢院也有儲罐檢驗的設(shè)備和能力。在獨立的第三方檢驗機構(gòu)中，能夠系統(tǒng)地按照API653對鋼制常壓儲罐實施在役檢驗的是通標標準技術(shù)服務(wù)有限公司(SGS)，他們擁有中國第一批的API653授權(quán)檢驗員，另外，他們在全球有龐大而專業(yè)的儲罐檢驗團隊，在國際上，有著豐厚的儲罐檢驗資源可以共享，比如人員、設(shè)備、經(jīng)驗、新技術(shù)的開發(fā)等。

儲罐檢驗的目的旨在通過定期的檢驗，及時發(fā)現(xiàn)儲罐已經(jīng)劣化的部件或部位, 降低事故發(fā)生的風(fēng)險，通過建議業(yè)主及時采取維修措施，以最小的代價，確保儲罐安全地運行，并延長儲罐使用壽命。