冬季,天寒地凍,對罐區安全生產影響較大,若不能及時處置設備設施凍凝或超溫等異常現象,或處置方式方法錯誤,將導致生產安全事故發生。
冬季儲罐區不安全因素
關鍵點一:制定防凍凝方案
防凍凝工作要“早部署、早安排、早行動”。入冬之前,組織專業技術人員確定關鍵設備和管道,總結往年異常情況,找出薄弱點,針對現場情況,制定防范措施,力求防凍凝方案簡潔明了、條款化、表格化、可操作性強,措施要落實到人,排查隱患不留死角,盯準細節。
防凍凝應急處置方案要具體,既要關注“灰犀牛”事件,更要關注“黑天鵝”的意外,要考慮公用工程中蒸汽管網的串料堵塞、“盲腸”凍裂等意想不到的問題,做到“方案-培訓-演練-實施-檢查-考核-回頭看”的防凍凝“PDCA循環”,一分方案、九分執行,防止“兩張皮”,束之高閣。
關鍵點二:落實防凍凝措施
1.物料升溫要適度,防超溫,防超壓。
冬季,儲罐儲存易凝介質,一般開啟加溫盤管升溫,選用的熱源有蒸汽、熱水、電能等,加溫媒介的溫度均比油品介質的溫度高,要根據物料的性質選擇熱源,除滿足工藝要求之外,還要掌握熱源是否會和被加熱物料發生危險性的反應。加溫過程中,不控制物料儲存溫度,或操作失誤,易造成油罐突沸或設備設施超壓,引發油品泄漏或著火爆炸事故。
案例:2017年2月,安徽銅陵恒興化工公司利用蒸汽對溶劑油罐內物料進行加熱升溫,未完全關閉加熱蒸汽管道上的一道閥門,造成罐內溶劑油溫超高,溶劑油汽化導致壓力增大,汽、液態溶劑油從罐內噴出,遇點火源引起燃爆。
2.設備或管道伴熱要正確,勤檢查,系統勿封閉。
輸送易凝介質的管道一般采用蒸汽、熱水和電能作為伴熱熱源,并配置適宜的控制措施,稍有疏忽易釀大禍。
案例:2013年,北方一家化工企業丁二烯殘夜裝車管道凍凝,采用蒸汽伴熱,回流管道上閥門聚合發生冰堵,因伴熱溫度過高,造成管道中丁二烯溫度持續升高,壓力上升,殘液中乙烯基乙炔聚合物發生分解反應,引發爆炸。
物料管道伴熱應做到:一要勤檢查管道伴熱。采用蒸汽伴熱管道的疏水閥的動作情況,未投用疏水器;儲罐根部閥門的伴熱情況;采用電伴熱的管道,由于溫升緩慢,沒有蒸汽或熱水伴熱直觀,應沿管路布置多個溫度檢測點,冬季應重點檢查,檢查電源的投用情況,關注管道溫升和報警情況,出現異常應及時查找,防止電伴熱故障引發管路凍凝。二要落實防超溫超壓措施。由于油品有熱膨脹的特性,投用設備及管道的泄壓設施;暫時停用帶有伴熱的物料管道時,切忌關閉管道兩端閥門,形成封閉狀態,造成持續加溫,若泄壓不及時,易破壞管道法蘭墊片,引發油品泄漏事故。罐區內伴熱的機泵、脫水罐,關閉系統,易引發設備壓力失控,造成物料泄漏,引發著火、爆炸。
3.停用的設備及管道,清空物料并吹掃置換。
停用的設備、管道,應及時清空物料,實施清掃置換,與其相連的在用設備或管道,采用盲板進行隔離,同時檢查設備或管道排凈閥,低點是否存集物料或凝結水,防止冬季凍凝損壞設備或管道。
應重點關注管道“盲腸”“U”型彎等易積存物料段,避免管道吹掃不凈,集液發生凍凝事件。應將有易凍管道的盲端改至最短,將“盲腸”管段改造為假管支撐或設置低點排液檢查閥。
4.投用備用機泵防凝線,定期切換設備。
輸送常溫下凝固的較高介質的機泵,應設置防凝線,即從泵出口切斷閥后接至止回閥前,為防止備用泵和管道內介質凝固,打開防凝線閥門和備用泵入口閥門,呈流動狀態。應定期切換備用泵運行,做到緊急狀況下,能及時切換。
5.檢查液位儀表,多比對,防止儲罐冒溢。
接觸含水和易凝介質的儀表,由于低溫,易發生凍凝事件而失靈。做好儀表引壓管、本體伴熱,投用聯鎖的同時,日常管理應做到:一是多比對儲罐液位。堅持動罐交接班人工檢尺,月底盤點人工檢尺,比對儀表數據,依據上游當班產量核實儲罐的收量。發現偏差要查找原因,避免儀表失靈引發安全事故。二是內操監盤要認真。作業罐的液位顯示異常時,要及時聯系儀表核實。三是現場巡檢要仔細。檢查流程的同時,關注儀表系統的伴熱和液位情況,防止凍凝事件。
6.消防系統易忽視,入冬檢查是重點。
消防系統是罐區安全的保障。消防管路系統較長,分支較多,跨區域較廣,冬季經常發生凍凝事件,若不提前預防或處置,一旦發生事故,將無法及時投用消防系統,必將擴大事故的損失。
消防管網的設置要科學。廠區工業用水管道通常應將其埋至冰凍線以下,保證管道內介質不結冰,管路閥井是薄弱環節,要采取保暖設施,防止凍凝結冰;冰凍線以上的水管道,應在出入口總管上設置切斷閥、防凍排水閥和長流水等措施,不能停用的管道應設置保溫、電伴熱等設施,或末端采用長流水的方法,防止凍凝損壞管道。
入冬前的檢查是重點。冬季在檢查消防設施時,必須要考慮泡沫線的防凍設施,將泡沫管線內的積水放凈,再使用空氣或氮氣分段對整個泡沫管網進行吹掃,避免泡沫線管線凍凝。儲罐噴淋系統的管道應設置雨淋閥室,并設置電伴熱等防凍設施,冬季應排凈雨淋閥后管內的存水,以避免凍裂管道,同時懸掛閥門開關狀態標識掛牌。
關鍵點三:關注儲罐脫水作業
冬季,由于油品含水,儲罐脫水閥及管路易出現凍凝現象,脫水作業處于室外,因氣溫較低、作業時間較長,容易出現物料泄漏事故。
牢記儲罐脫水作業要點。人站上風口,采用防爆工具,小開慢脫;脫水結束后,關閉脫水閥。人工脫水操作不離人,嚴禁同時打開兩個以上油罐脫水閥門,液化烴罐區作業應實行“雙人操作”,一人作業、一人監護。
配置完善脫水設備設施。按照《石油化工儲運系統罐區設計規范》(SH/T 3007-2014)第6.4.8條要求,脫水作業的液化烴設置帶防凍設施的二次脫水罐,未設置二次脫水罐的采用彈簧快關閥,可實現閥門的迅速開啟和關閉,一旦松手即可自行關閉。《石油化工企業設計防火標準(2018年版)》(GB 50160-2008)第6.3.14條要求,全壓力式液化烴儲罐宜采用有防凍措施的二次脫水系統,儲罐根部宜設緊急切斷閥,主要目的是防止脫水跑氣時,緊急切斷閥可以減少管道系統發生事故時的損失。
關鍵點四:做好吹掃置換
冬季,管網吹掃是防凍防凝的手段之一。吹掃置換前,方案要全,事項交代要清楚,檢查要到位,去處要落實。不同的介質,應采用相對應的吹掃介質,吹掃介質的種類根據被吹掃介質的性質確定。當吹掃介質與被吹掃介質接觸時,不應產生急劇的汽化、燃燒和化學反應等。
吹掃置換要做到“五防”:一防吹掃介質錯誤,造成管道失托,拉裂管道焊縫;二防接收罐選擇錯誤,造成內浮頂儲罐大量進蒸汽或氮氣,損壞內浮盤;三防高壓串入低壓,附屬公用工程閥門泄漏,公用工程串料;四防水擊,蒸汽吹掃大量帶水,管網排水不凈;五防特殊管段積水積液,置換后,不檢查“U”形彎和盲腸,易發生凍凝。
關鍵點五:正確疏通凍凝
冬季罐區設備設施溫度變化較大,油品凍凝時有發生,閥門由于卡塞,易引發泄漏、竄料等事故。如果生產中,發生管道或設備凍凝,正確的解凍方法是關鍵。嚴禁采用明火或電加熱烘烤,嚴禁密閉加熱,可采用蒸汽、熱水等逐段疏通。做好解凍后的防護措施,檢查排凈閥的開關狀態,以免發生跑損及其它事故。壓力容器儲罐放凈閥解凍時,嚴禁將閥門開度過大,防止一旦解凍造成大量物料噴出,引發火災或人身傷害。
關鍵點六:牢記儲罐切換步驟
作業要訣:切換設備之前要檢查,先開后關是關鍵,防冒溢,防憋壓,防斷流。
切換儲罐前,要掌握油罐油溫、含水和質量情況,做到“兩核實”(核實罐號,核實閥門號),檢查管路伴熱情況,無誤后再開啟閥門;切換儲罐時應兩人操作,互相監護;遠程切換罐作業,應聯系人員現場確認,防止誤操作,造成儲罐冒溢、管路憋壓、機泵抽空等事故。
關鍵點七:嚴格執行工藝紀律
罐區儲存大量易燃易爆物料,工藝紀律執行不嚴格,無疑是坐在“火山口”上,隨時有爆燃的可能。確認流程,設備設施溫度、壓力,核查排凝閥、排水閥是否關閉,尤其要重視設備冒煙、法蘭掛冰、滴液等現象。若每一個隱患點不能及時發現或處理,輕則影響設備運行,重則發生泄漏、著火爆炸事故。安全風險隱患是動態發展過程,巡回檢查就是“揪出”現場不合規的情況,“對癥下藥”,消除事故隱患。
冬季氣溫忽高忽低,寒冷天氣,巡回檢查重要;氣溫回升,巡回檢查更重要。管道部分焊縫缺陷、法蘭在降溫時凍凝,氣溫回升,逐漸化凍,易出現物料泄漏,及時發現,立即處置,防止事態擴大。
關鍵點八:杜絕設備“帶病”運行
實施設備日常檢維修和定期檢維修管理相結合,開展設備預防性維修。定期監(檢)測檢查關鍵設備、連續監(檢)測檢查儀表,及時消除靜設備密封件、動設備易損件的安全隱患。定期檢查壓力管道閥門、螺栓等附件的安全狀態,及早發現和消除設備缺陷。
定期對設備設施檢維修,切忌“帶病”運行。
案例:2010年1月7日,蘭州石化公司316#罐區碳四球罐出料管彎頭局部脆性開裂,碳四物料泄漏并擴散,遇焚燒爐明火引起爆炸,造成6人死亡、1人重傷、5人輕傷。企業未按規程規定對事故管線進行定期檢驗,未按規定落實事故管線更換計劃和對儲罐進出物料管道設置自動聯鎖切斷裝置,致使事故狀態下無法緊急切斷泄漏源,導致泄漏擴大并引發事故。
定期檢查儲罐呼吸閥,防止抽癟。油罐的輸油流量應與呼吸閥的通氣量相適應,機械呼吸閥應做到日常檢查,定期檢定,防止銹蝕、凍凝、失靈。呼吸閥失靈的原因有多種,活動部位由于油品凝結而粘結堵塞,如原油、蠟油、苯等,安裝、維修不當,發生卡盤,鳥、蜂筑巢堵塞,阻火器絲網銹蝕堵塞等。
案例:1981年12月,國內一煉油廠油品車間中間油罐污油罐液壓安全閥設置盲板,機械呼吸閥失靈,啟動輸油泵時抽癟儲罐。
關鍵點九:重視特殊作業
近年大部分罐區著火爆炸事故均與特殊作業息息相關,問題主要體現在以下三方面:
突出問題一:未實施有效隔離。2020年11月2日,國家管網公司北海LNG有限責任公司2號LNG儲罐罐前平臺發生一起著火事故,造成7人死亡、2人受傷。事故的直接原因是在實施二期工程項目貧富液同時裝車工程 TK-02 儲罐二層平臺低壓泵出口總管動火作業切割過程中,隔離閥門開啟,低壓外輸匯管中的 LNG從切割開的管口中噴出,LNG 霧化氣團與空氣的混合氣體遇可能的點火能量產生燃燒。
突出問題二:作業儲罐串入可燃物。2009年12月14日,北京廣眾源氣體有限責任公司炭黑水儲罐區發生爆燃事故,造成3人死亡。事發前,事故罐中尚有部分炭黑水,并溶解了少量的合成氣并在罐內上部長期聚集,與空氣形成爆炸性混合氣體。
突出問題三:未進行氣體檢測。2006年2月20日,大慶石油管理局化工集團甲醇分公司合成氨裝置火炬系統水封罐檢修過程中發生氮氣窒息事故,造成3人死亡。事故的直接原因是作業人員在檢查火炬系統伴熱管線凍堵泄漏情況時,發現水封罐地坑內有積水,在既不知道罐內有何介質,又沒有檢測分析的情況下,進入臥式阻火器水封罐中,吸入用于吹掃的氮氣發生窒息。人孔處兩名監護人員在未采取任何防護措施的情況下,先后盲目進罐救人,最終導致3人窒息死亡。
如何做好特殊作業管理,是罐區安全管理的重點。按照“誰的工作誰負責、誰的業務誰負責、誰簽字誰負責”的原則,落實作業許可人員的主體責任。從嚴控制作業次數、作業時限、作業人員;動火作業要堅持“可動可不動,堅決不動”的原則,嚴格執行特殊作業管理制度,禁止超作業許可時間、超范圍作業。
一要作業前準備充分。對設備、管線進行清空物料、盲板隔離、清洗蒸煮、置換、通風,并確認滿足動火、進入受限空間等作業安全要求;對作業現場的地下隱蔽工程進行交底,清理周邊易燃物;腐蝕性介質的作業場所配備人員應急用沖洗水源;夜間作業的場所配置滿足要求的防爆照明裝置;上下游銜接的設備或管道,相關單位應現場會簽確認。
二要全面辨識風險。作業前,作業單位負責人和生產單位項目負責人應對作業現場和作業過程中可能存在的危險、有害因素進行辨識,編制工作安全分析表(JSA),制定相應的安全措施。如:擺放滅火器、設置硬隔離、搭設遮擋棚、制作接焊渣盒、地面灑水或沙石、設置警戒線。
三要把控作業過程。作業時,作業人員遵守本工種安全技術操作規程,并按規定著裝及正確佩戴相應的個體防護用品,多工種、多層次交叉作業應統一協調。特種作業和特種設備作業人員應持證上崗。當生產裝置出現異常,可能危及作業人員安全時,生產單位應立即通知作業人員停止作業,迅速撤離。當作業現場出現異常,可能危及作業人員安全時,作業人員應停止作業,迅速撤離,作業單位應立即通知生產單位,誰先發現,誰盡到告知對方的義務。
四要作業結束后驗收檢查,恢復現場。作業完畢后,應恢復作業時拆移的蓋板、箅子板、扶手、欄桿、防護罩等安全設施的安全使用功能,將作業用的工器具、腳手架、臨時電源、臨時照明設備等及時撤離現場,將廢料、雜物、垃圾、油污等清理干凈。
關鍵點十:預防靜電危害
高絕緣化工產品(如:汽油、液化烴等)與固體容器或空氣接觸過程中,由于流動、沉降、過濾、灌裝、飛濺及劇烈晃動等相對運動,均會產生靜電。在生產過程中,人員著裝和作業方式錯誤,消除靜電設施故障,靜電積累到一定程度時,會產生火花放電,引發著火爆炸。因此,作業現場要到:一是作業人員要穿防靜電鞋和衣服,嚴禁穿化纖服飾。二是選擇合適的作業方式、方法,控制油品的流速,減少靜電的產生。如槽車罐裝,儲罐收油,防止噴濺作業;收發油品充分靜止后取樣。三是定期檢驗設備設施的導靜電裝置,防止靜電累積。
案例:2020年2月7日,茂名市潤東石油化工有限公司發生火災事故,事故的直接原因是打開TK108號儲罐的罐底儀表變送器的導淋閥并使用塑料取樣瓶在導淋口取樣,塑料取樣瓶產生靜電放電,點燃了可燃氣體混合物,引發火災。
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