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17个油罐被大火摧毁
专栏:消防新闻
发布日期:2020-06-19
阅读量:117
作者:季枫
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中山建安2020年06月19日讯--储罐概念及用途:即储存原油、汽油、煤油、石脑油以及各种不具有挥发性化学品的储存设备,是储运系统设施、炼油、化工装置的重要组成部分。230起事故中筛选出12起重大事故进行调查。

      中山建安2020年06月19日讯--储罐概念及用途:即储存原油、汽油、煤油、石脑油以及各种不具有挥发性化学品的储存设备,是储运系统设施、炼油、化工装置的重要组成部分。
一、储罐发展简介

  20世纪70年代以来,内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。

  第一个发展油罐内部覆盖层的是法国。

  1955年美国也开始建造此种类型的储罐。

  1962年美国德士古公司就开始使用覆盖浮顶罐,并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft(61.6m)的带盖浮顶罐。

  1972年美国已建造了600多个内浮顶油罐。

  1978年美国API650附录H对内浮盘的分类、选材、设计、安装、检验及标准载荷、浮力要求等均做了一系列修订和改进。先进国家都有较齐全的储罐设计专用软件,静态分析、动态分析、抗震分析等,如T形脚焊缝波带分析。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物。

  1978年国内3000m3铝浮盘投人使用,通过测试蒸发损耗,收到显著效果。

  1985年中国从日本引进第一台10?104m3,全部执行日本标准JISB8501,同时引进原材料,零部件及焊接设备。

  目前国内对10 3104m3油罐有比较成熟的设计、施工和使用的经验,国产大型储罐用高强度刚材已能够批量生产。15 3104m3目前国内正在建设。
二、储罐分类及特点

  a.按制造材料分:非金属储罐、塑料防震储罐、软体储罐、金属储罐(钢壳衬里、铝及合金等)。

  b.按压力分:

  常压储罐:储罐的气相侧压力与大气压相同或小于1/3大气压(表)时,称常压储罐。

  低压储罐:大于1/3大气压(表)、小于0.1MPa时,称为低压储罐。

  可见低压储罐的工作压力大于常压储罐,但是其压力小于0.1MPa。

  c.按所处环境分:地上储罐、半地下储罐、地下储罐、洞中储罐、海中储罐

地上储罐:指储罐的罐底位于设计标高±0.00及其以上;罐底在设计标高±0.00以下但不超过油罐高度的1/2,也称为地上油罐。

  半地下储罐:指储罐埋入地下深于其高度的1/2,而且油罐的液位的最大高度不超过设计标高±0.00以上0.2m。

  地下储罐:指罐内液位处于设计标高±0.00以下0.2m的油罐。

  d.按几何形状分:

  立式圆柱形储罐:按其罐顶结构又可分为固定顶储罐(锥顶储罐、拱顶储罐、伞形顶储罐、网壳顶储罐(球面网壳)、滴形储罐)和活动顶储罐(外浮顶罐、内浮顶罐无力矩储罐)。

  卧式圆柱形储罐:适用于储存容量较小且需压力较高的液体。

  球形储罐:适用于储存容量较大有一定压力的液体,如液氨、液化石油气、乙烯等。

  下面我们分别看一看各种储罐的结构及特点:
锥顶储罐


  自支撑锥顶罐简图

  锥顶储罐又可分为自支撑锥顶和支撑锥顶两种。锥顶坡度最小为1/16,最大为3/4,锥形罐顶是一种形状接近于正圆锥体表面的罐顶。自支撑锥顶其锥顶荷载靠锥顶板周边支撑于罐壁上,自支撑锥顶又分为无加强肋锥顶和加强肋锥顶两种结构.储罐容量一般小于1000m3。支承式锥顶其锥顶荷载主要布梁或镶条(架)及柱来承担。

  柱子可采用钢管或型钢制造。采用钢管制造时,可制成封闭式,也可设置放空孔和排气孔。柱子下端应插人导座内,柱子与导座不得相焊,导座应焊在罐底板上。其储罐容量可大于1000m3以上。

  锥顶罐制造简单,但耗钢量较多,顶部气体空间最小.可减少“小呼吸”损耗。自支撑。锥顶还不受地基条件限制。支撑式锥顶不适用于有不均匀沉陷的地基或地荷载较大的地区。除容量很小的罐(200m3以下)外,锥顶罐在国内很少采用,在国外特别是地震很少发生的地区,如新加坡、英国、意大利等用得较多。

拱顶储罐


伞形顶储罐
  自支撑伞形顶是自支撑拱顶的变种,其任何水平截面都具有规则的多边形。罐顶荷载靠伞形板支撑于罐壁上,伞形罐顶的强度接近于拱形顶,但安装较容易,因为伞形板仅在一个方向弯曲。伞形罐顶在美国API650和日本JISB8501油罐规范中被列为罐顶的一种结构形式。但在国内很少采用。网壳顶储罐(球面网壳)

  钢网壳结构形式在近代大型体育馆屋顶结构中已有成熟的设计经验工程实践证明它具有足够的刚性和可靠性,显示了网壳结构罐顶具有广泛的推广和使用价值。
浮顶储罐
  这种罐的浮动顶(简称浮顶)漂浮在储液面上。浮顶与罐壁之间有一个环形空间。环形空间中有密封元件。浮顶与密封元件一起构成了储液面上的覆盖层,随着储液上下浮动,使得罐内的储液与大气完全隔开.减少储液储存过程中的蒸发损耗,保证安全.减少大气污染。

  浮顶的形式有双盘式、单盘式、浮子式等。浮顶罐的使用范围在一般情况下.原油、汽油、溶剂油以及需控制蒸发损耗及大气污染,控制放出不良气体,有着火危险的液体化学品都可采用浮顶罐。浮顶罐按需要可采用二次密封。
双曲率储罐(滴形储罐)

  罐壁受力很小,可以大大节约钢材,但自出现后由于结构复杂,施工困难,造价高,国内没建造过,国外也很少采用,实际上己被淘汰。
悬链式储罐

  在国内又称为无力矩储罐,它是根据悬链线理论,用薄钢板制造的。其顶板纵断面

  呈悬链曲线状。由于这种形状的罐顶板只受拉力作用而不产生弯矩,所以称为无力矩顶油罐,这种结构国内在20世纪50--60年代曾建造过.但由于顶板过薄易积水,锈蚀遭损坏,目前已被淘汰。
  优点:顶板随罐内压力变化而起伏,在一定程度上可以减少蒸发损耗。
  缺点:1、悬链最低点易积雨水腐蚀
   2、板薄易腐蚀穿
   3、量油操作行走不便
   4、罐顶易疲劳破坏
   5、结构抗震性差
三、储罐设计

1储罐设计的基本要求:
  a.安全可靠:材料的强度高、韧性好;材料与介质相容;结构有足够的刚度和抗失稳能力;密封性能好.

  b.满足过程要求:功能要求;寿命要求;

  c.综合经济好:生产效率高、消耗系数低;结构合理、制造简便;易于运输和安装.

  d.易于操作操作、维护和控制:操作简单;可维护性和可修理性好;便于控制.

  e.优良的环境性能:
2储罐容积
  a.计算容积(几何容积):是指按罐壁高度和内径计算的圆筒几何容积。

  b.名义容积(公称容积):是指储罐的圆简几何容积(计算容积)圆整后,以整数表示的容积,通常所说的10000m3储罐是指公称容积。

  c.实际容积(储存容积):是指储罐实际上可储存的最大容积。计算容积减去A部分的容积,便是实际容积.如图1-3(b)所示。A一般是根据油罐结构及罐壁上部的附件(如泡沫发生器,罐壁通气孔等)决定的。?A的取值根据储罐的形式和容积大小可在300~1100范围内确定。

  d.操作容积(工作容积):是指储罐液面上、下波动范围内的容积(即在储罐的操作过程中输出最大的满足质量要求容积)。也就是说油罐使用时,进出油管下部的一些油品不能发出,这些油品通常称“死量”,其高度为B。该容量通常是油库计量员、司泵员等所必须掌握的,以便合理调度和安全收发,如图1(c)所示实际容积减去B部分的容积,便是操作容积。B值与储罐出料口结构有关,如图所示。


3设计条件与考虑因素
  1)建罐地区的温度

  建罐地区的温度高低与储液的蒸发损失、能量损耗、储罐材料和检测仪表的选用密切相关,或者说对储液的储存成本产生直接影响。

  对同一种介质气温越高和持续天数越长,储罐内储液温度也增高.相应其气压越大.燕发损失越多(建罐地区的昼夜温差和大气压的变化越大所引起的储罐“小呼吸”也会使蒸发损失增加)。为降低其蒸发损失,在高温季节往往对储罐采用水喷淋装里以降低其罐体温度。对一些液体需要在低于室温状态下储存(如液化气、液态氧、氨和氯乙烯等),除保冷措施外,还需要采用冷冻装置供给其冷以维持其较低温度。在这里储存压力和储存温度是互相依赖的,在储罐能承受一定压力的情况下,要寻找一个适当的储存温度.以尽可能减少冷冻装的能量。

  在寒冷季节,对储存黏性较大或凝固点较低的介质,储罐除保温外还需加热,使其保持便于输送的流动状态。

  2)风载荷

  建罐地区的风荷载,对储罐的稳定性和经济性产生影响.在风荷载较大地区,往往把储罐设计成“矮胖”较为经济。在强风季节要注意储罐的位移和倾覆(空罐或储液很少时)。在计算风力时,必须考虑储罐的绝热层厚度、梯子、平台、管线、顶盖的形状等产生的影晌。在风沙较多较大的地区,为了保证储液的纯度和洁净必须十分注意储罐形式的选择。

  3)雪荷载

  建罐地区的雪荷载,对储罐的罐顶设计和运行都产生影响,特别是雪荷载较大地区,对直径较大的大型储罐的罐顶荷载增大了,对储液的洁净度或纯度有要求的介质更要注意储罐类型的选择。对储罐的附加设施,如泵、呼吸阀、阻火器、检测仪表、绝热层等,要采取防冻、保温、防水措施或采用全天候结构产品。

  4)地震荷载

  地震时,储罐是受地震损害最严重设备之一,因此在地震烈度为7度或7度以上的地区建罐时(烈度为9度区是不适宜建罐地区)应采取抗震措施。

  5)地基的地耐力和地价

  建罐地区的地耐力对一定容积储罐的高径比选择和储罐基础费用起决定性作用。

  地耐力较高的地区,不但可大大降低处理地基的费用.而且储罐的高径比可取得大些.这样储堆本身占地面积少,且储罐间的间距也相应缩小,对地价较高的地区其面积更能得到充分的利用。因此,地耐较大且地价又适中的地区,可大大节约罐区的投资公用。

  6)外部环境腐蚀(包括大气和土坡腐蚀)

  储罐外表面的腐蚀往往比内表面腐蚀更不好处理。特别在化工区大气中经常有酸雾、碱或盐尘,这些杂质与露水或蒸汽和大气中的氧形成一个活泼的腐蚀介质。

  几乎每一种腐蚀(一般腐蚀、点腐蚀、局部漫出腐蚀、电化学腐蚀、缝隙晶间腐蚀和应力腐蚀),都可能在储罐中发生。

  对储罐来说常见外部环境腐蚀有:

  安置在基础上的储罐底板的腐蚀;

  空中夹杂的氯化物引起的不锈钢储罐应力腐蚀;

  冷凝的水蒸气,特别是在绝热层下冷凝的水蒸汽腐蚀;焊接、加强板、螺栓的缝隙腐蚀。

  储罐的外部环境腐蚀,使储罐的维护检修周期缩短,甚至使储罐提前报废,影响了储运的正常运行。
4储存液体的性质
  储存液体的性质是选择储罐形式和储罐工艺系统设计的重要因素。

  主要化学和物理性质有:闪点、沸点、(在一个大气压下的沸点)饱和蒸汽压(简称蒸气压)、毒性、腐蚀性、化学反应活性、密度等。

  1)闪点、沸点和蒸气压

  储存液体的闪点、沸点和蒸气压都与液体的可燃性和挥发性密切相关,是选择储罐的形式和安全附件的主要依据。

  2)毒性

  储存有毒介质的储罐需要考虑一些特殊的问题,如防止环境污染和确保操作人员的安全。因此,呼出气体不能直接在罐区中排放,而要经过特别处理,脱除其中有害成分。所有检测仪表和附件最大限度地减少操作人员中毒的可能性,罐内所有搭接焊缝不能间断焊,应采用密封焊,有毒介质不能进人缝隙中存留。为便于储罐完全清洗,储液管口结构应能完全排尽等。

  3)化学反应活性

  储液的化学反应活性包括在一定温度下进行聚合反应、分解反应以及储液因被空气污染或与空气发生化学反应等。前者一般采取搅拌、添加阻聚剂,防止聚合沉降、喷水、冷冻降温措施。后者采用充填气体保护。常用的为氮气,储罐的氮封压力为0.5~2.0kPa,氮气的纯度由被保护液体的要求而定。

  对高温储罐切忌把低沸点液体加入存有高沸液体的罐中(例如水加入盛有油的储罐)以免发生爆炸性汽化,并使储罐破裂。

  4)腐蚀性

  储液的腐蚀性是选择储罐材料的根据。在储罐选材设计中除了要考虑腐蚀裕量外,还要注意罐体材料对储液的污染。如碳素钢材料的Fe离子污染和是否降低产品的纯度(尤其是液体化学品)。不锈钢材料要考虑不同牌号的不锈钢对储液的晶间腐蚀和应力腐蚀性能。
5密度

  储液的密度影响罐壁和罐基础。罐壁的厚度与密度成正比。对某些液体化学品介质如硫酸、液碱等密度较大,这些储罐对基础的附加外压力一般都超过200kN/m2,对弱地基,防止造成不均匀沉降或基础沉降量过大是储罐基础设计中值得注意的问题。


文章来源:过程安全管理


CSB


美国化学安全和危害调查委员会依据美国1990年《清洁空气法案》(CAAA)规定而建立,是一个独立的政府部门。委员会的5位核心委员由美国总统任命,并经美国参议院确认,每届委员任期5年,下设若干专业调查员。


  美国化学安全和危害调查委员会成立的背景是,美国国会认为由美国环保署或美国职业安全健康局等政府执法部门进行化学品事故调查时,往往会倾向于对事故企业违法情况进行调查,而无法全面系统地对化学品事故原因进行分析。美国化工安全和危害调查委员会的主要任务是,调查涉及固定工业设施的化工事故和危害,向国会、政府部门、相关工业行业、从业人员和美国大众提出防止化学品事故的安全建议和安全信息。截至目前,美国化学安全和危害调查委员会已经完成了66项事故调查。目前正在进行的事故调查有18个,其中包括2010年4月20日BP公司“深水地平线”钻井平台火灾爆炸事故。


  美国化学安全和危害调查委员会在调查化工事故方面,有以下几个特点。


  事故调查的独立性。美国化学安全和危害调查委员会的事故调查工作具有相当的独立性,并不受美国职业安全健康局、美国环保署或其他政府部门所左右。

事实上,美国国会将美国化工安全和危害调查委员会独立出来的目的之一,就是希望通过化工事故调查程序与结果,能够同时评估现有美国职业安全健康局或美国环保署相关法规的适用性,以作为法规修订的参考依据。美国化工安全和危害调查委员会虽具有公权力,但并不具有执法权和监督权,其主要职责是调查事故原因,特别是事故的根本原因,从而指出企业安全管理系统的缺失等深层次原因。


  事故调查的专业性。

根据事故成因理论,化工事故的原因有很多,往往牵涉到设备失效、人员违规错误、非预期的化学反应或其他原因。因此,在美国化工安全和危害调查委员会的调查人员中,包括许多来自政府部门或中介机构的专业人员,以及精通化学、机械等专业的工程师、工业安全专家或其他专业人士。调查人员的专业构成,保证了调查结论的客观公正和调查建议的科学有效。另外,美国化工安全和危害调查委员会的事故调查工作没有结案的时限压力,很多事故往往经过半年到一年的时间才能完成。例如美国化工安全和危害调查委员会对2008年2月8日帝国糖业公司糖粉尘爆炸事故的调查报告,直至2009年9月才最后形成。


  事故调查的公开性。美国化工安全和危害调查委员会的事故调查工作有一个重要特点,就是事故调查信息做到公正、公开,而且能够主动与新闻媒体联络,通过举行新闻发布会等形式,及时将事故调查进展等情况向全社会进行公开。根据美国化工安全和危害调查委员会的规定,核心委员或调查小组组长为新闻发言人,其可通过各种方式接受媒体现场采访,公布美国化工安全和危害调查委员会到事故现场调查的理由以及事故情况的初步分析。若有需要,美国化工安全和危害调查委员会会安排听证会或事故附近社区的沟通说明会。在事故调查过程中,美国化工安全和危害调查委员会也会根据需要,不定期发布调查进度和新发现的关键线索。


美国化学安全和危害调查委员会形成了“事故调查-明确问题-提出建议-进行整改-情况反馈”的闭环管理模式,其所提出的建议与对策具有科学性、合理性、安全性。


  美国化学安全和危害调查委员会从媒体、国家应急响应中心等渠道收集化学品事故信息,每年从200~230起事故中筛选出12起重大事故进行调查。调查分不同规模的调查组,针对事故造成的人员伤亡、人群疏散、环境影响、事故物质性质等方面进行评估。一般每组由一名首席调查员带领2~3名调查员进行调查。对于复杂的事故会调动更多的专家介入,组成多达15人的调查组。美国化学安全和危害调查委员会具有调动全美国的专家等各种资源的能力,包括公共健康方面的专家、律师等。


  当发生造成人员死亡、严重受伤,或对财物与环境有重大影响的事故,或发生涉及特定化学物质及工厂设施设备的事故,或事故对应急处置人员与附近民众构成实际或潜在危害时,美国化学安全和危害调查委员会主席将指派委员会1名或多名委员,并召集相关调查员和专家,组成一个调查小组,前往事故现场执行调查任务。


  美国化学安全和危害调查委员会调查小组到现场后,先进行初步评估,若认为事态严重则会启动详细调查程序。通过与事故企业员工、管理者和目击者等证人进行谈话、采集样品或残余设备,并送往其他专业的独立实验室进行检测检验,对企业的操作记录、安全规程等情况进行分析,从而得出全面、客观、公正的事故原因分析,并对政府、企业、社区提出建议。调查报告由首席调查员负责组织撰写,以保证报告的质量。调查结果与建议需经过美国化学安全和危害调查委员会全体委员的投票同意后,方可向公众发布。


  美国化学安全和危害调查委员会作为美国的化学事故独立调查机构,其事故调查工作具有很多特点,其中值得一提的是基于事故调查而提出的建议和对策。当事故调查完成后,美国化学安全和危害调查委员会会向政府、企业、行业协会、公众提出防止事故再次发生的建议和对策。这些建议和对策没有强制性,完全依靠其自身的科学性、合理性、安全性得到各方认可。建议提出后,委员会工作人员会对企业的反应进行评估。美国化学安全和危害调查委员会根据评估情况对建议进行分类,以明确建议的效用性。


目前,美国化学安全和危害调查委员会提出的建议和对策分为“开放”(Open)和“完成”(Close)两类。“开放”类表示建议和对策还未完全被采纳,“完成”类则表示建议和对策已经得到有效采纳和落实。据统计,截至目前,美国化学安全和危害调查委员会根据事故调查提出的602条对策和建议中,属于“开放”类的对策和建议有189条,占总数的31%;“完成”类的对策和建议有413条,占总数的69%。


  通过对策和建议落实情况的细分,美国化学安全和危害调查委员会与公众可以随时掌握企业的改进情况,同时形成“事故调查-明确问题-提出建议-进行整改-情况反馈”的闭环管理模式,以积极预防和减少事故发生。


  美国职业安全健康局作为执法部门,负责调查与作业场所相关的所有死亡事故和灾难性的严重事故,但主要倾向于对事故企业违法情况进行调查,并提出事故处理意见。对那些已被证实不重视且重复违规的雇主,美国职业安全健康局将对其采取强制措施。对于严重违规者,强制措施包括严格检查、增加检查频率,以及申请联邦法院强制执行。而美国化学安全和危害调查委员会不但要调查事故原因,还要对美国职业安全健康局制定有关职业安全健康方面的法律法规的符合性进行调查。因此,美国职业安全健康局也是美国化学安全和危害调查委员会的调查对象之一。

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