金屬油罐
金屬油罐是采用鋼板材料焊成的容器。普通金屬油罐采用的板材是一種代號(hào)叫A3F的平爐沸騰鋼；寒冷地區(qū)采用的是A3平爐鎮(zhèn)靜鋼；對(duì)于超過(guò)10000m3的大容積油罐采用的是高強(qiáng)度的低合金鋼。
常見(jiàn)的金屬油罐形狀，一般是立式圓柱形、臥式圓柱形、球形等幾種。立式圓柱形油罐根據(jù)頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)又可分為桁架頂罐、無(wú)力矩頂罐、梁柱式頂罐、拱頂式罐、套頂罐和浮頂罐等，其中最常用的是拱頂罐和浮頂罐。拱頂罐結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，常用來(lái)儲(chǔ)存原料油、成品油和芳烴產(chǎn)品。浮頂罐又分內(nèi)浮頂罐和外浮頂罐兩種，罐內(nèi)有鋼浮頂浮在油面上，隨著油面升降。浮頂不僅降低了油品的消耗，而且減少了發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性和對(duì)大氣的污染。尤其是內(nèi)浮頂罐，蒸發(fā)損耗較小，可以減少空氣對(duì)油品的氧化，保證儲(chǔ)存油品的質(zhì)量，對(duì)消防比較有利。目前內(nèi)浮頂罐在國(guó)內(nèi)外被廣泛用于儲(chǔ)存易揮發(fā)的輕質(zhì)油品，是一種被推廣應(yīng)用的儲(chǔ)油罐。
臥式圓柱形油罐應(yīng)用也極為廣泛。由于它具有承受較高的正壓和負(fù)壓的能力，有利于減少油品的蒸發(fā)損耗，也減少了發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性。它可在機(jī)械，一成批制造，然后運(yùn)往工地安裝，便于搬運(yùn)和拆遷，機(jī)動(dòng)性較好。缺點(diǎn)是容量一般較小，用的數(shù)量多，占地面積大。它適用于小型分配油庫(kù)、農(nóng)村油庫(kù)、城市加油站、部隊(duì)野戰(zhàn)油庫(kù)或企業(yè)附屬油庫(kù)。在大型油庫(kù)中也用來(lái)作為附屬油罐使用，如放空罐和計(jì)量罐等。
球形油罐具有耐壓、節(jié)約材料等特點(diǎn)，多用于石油液化氣系統(tǒng)，也用做壓力較高的溶劑儲(chǔ)罐。
(二)非金屬油罐
非金屬油罐的種類(lèi)很多，有土油罐、磚油罐、石砌油罐、鋼筋混凝土油罐、玻璃鋼油罐、耐油橡膠油罐等等。石砌油罐和磚砌油罐應(yīng)用較多，常用于儲(chǔ)存原油和重油。該類(lèi)油罐最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約鋼材、耐腐蝕性好、使用年限長(zhǎng)。非金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)小，當(dāng)儲(chǔ)存原油或輕質(zhì)油品時(shí)，因罐內(nèi)溫度變化較小，可減少蒸發(fā)損耗，降低火災(zāi)危險(xiǎn)性。又由于非金屬罐一般都具有較大的剛度，能承受較大的外壓，適宜建造地下式或半地下式油罐，有利于隱蔽和保溫。但是一旦發(fā)生基礎(chǔ)下陷，易使油罐破裂，難以修復(fù)。它的另一大缺點(diǎn)是滲漏，雖然使用前經(jīng)過(guò)防滲處理，但防滲技術(shù)還未完全解決。
(三)地下油罐
地下油罐指的是罐內(nèi)最高油面液位低于相鄰區(qū)域的最低標(biāo)高0．2m，且罐頂上覆土厚度不小于0．5m的油罐。這類(lèi)油罐損耗低，著火的危險(xiǎn)性小。
(四)半地下油罐
半地下油罐指的是油罐埋沒(méi)深度超過(guò)罐高的一半，油罐內(nèi)最高油面液位比相鄰區(qū)域最低標(biāo)高不高出2m的油罐。
(五)地上油罐
地上油罐指的是油罐基礎(chǔ)高于或等于相鄰區(qū)域最低標(biāo)高的油罐，或油罐埋沒(méi)深度小于本身高度一半的油罐。地上油罐是目前煉油企業(yè)常見(jiàn)的一類(lèi)油罐，它易于建造，便于管理和維修，但蒸發(fā)損耗大，著火危險(xiǎn)性較大。
基本參數(shù)
1、壓力：常壓 溫度：-19℃～200℃
介質(zhì)：燃料油（石油化工原料等）
2、5m³~100 m³
臥式油罐基本參數(shù)和尺寸
3、安全：
儲(chǔ)罐應(yīng)有壁雷、防靜電措施、消防措施，根據(jù)工程實(shí)際情況由選用單位與環(huán)衛(wèi)措施等統(tǒng)一考慮。
4、防腐：
儲(chǔ)罐內(nèi)壁防腐措施應(yīng)根據(jù)罐內(nèi)貯存介質(zhì)確定，外壁防腐措施根據(jù)罐土質(zhì)確定。
5、根據(jù)現(xiàn)在容器所造材質(zhì)及規(guī)格不同，主體材質(zhì)可選用不銹鋼、碳鋼、低合金鋼。最后根據(jù)客戶要求來(lái)設(shè)計(jì)制造、安裝。
儲(chǔ)油罐火災(zāi)的原因分析及控制技術(shù)
1 爆炸原因分析
1.1 明火
由明火引起的油罐火災(zāi)居第1位，其主要原因是在使用電氣、焊修儲(chǔ)油設(shè)備時(shí)，動(dòng)火管理不善或措施不力而引起。例如，檢修管線不加盲板；罐內(nèi)有油時(shí)，補(bǔ)焊保溫釘不加措施；焊接管線時(shí)，事先沒(méi)清掃管線，管線沒(méi)加盲板隔斷；油罐周?chē)碾s草、可燃物未清除干凈等。另一個(gè)重要原因是在油庫(kù)禁區(qū)及油蒸氣易積聚的場(chǎng)所攜帶和使用火柴、打火機(jī)、燈火等違禁品或在上述場(chǎng)合吸煙等。
1.2 靜電
所謂靜電火災(zāi)是指靜電放電火花引燃可燃?xì)怏w、可燃液體、蒸汽等易燃易爆物而造成的火災(zāi)或爆炸事故。
靜電的實(shí)質(zhì)是存在剩余電荷。當(dāng)兩種不同物體接觸或摩擦?xí)r，物體之間就發(fā)生電子得失，在一定條件下，物體所帶電荷不能流失而發(fā)生積聚，這就會(huì)產(chǎn)生很高的靜電壓，當(dāng)帶有不同電荷的兩個(gè)物體分離或接觸時(shí)，物體之間就會(huì)出現(xiàn)火花，產(chǎn)生靜電放電(ESD)。
靜電放電的能量和帶電體的性質(zhì)及放電形式有關(guān)。靜電放電的形式有電暈放電、刷形放電、火花放電等。其中火花放電能量較大，危險(xiǎn)性最大。
靜電引起火災(zāi)必須具備以下4個(gè)條件：
(1)有產(chǎn)生靜電的條件。一般可燃液體都有較大的電阻，在灌裝、輸送、運(yùn)輸或生產(chǎn)過(guò)程中，由于相互碰撞、噴濺與管壁摩擦或受到?jīng)_擊時(shí)，都能產(chǎn)生靜電。特別是當(dāng)液體內(nèi)沒(méi)有導(dǎo)電顆粒、輸送管道內(nèi)表面粗糙、液體流速過(guò)快時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的摩擦，從而產(chǎn)生靜電。
(2)靜電得以積聚，并達(dá)到足以引起火花放電的靜電電壓。油料的物理特性決定了其內(nèi)產(chǎn)生的靜電電荷難以流失而大量積聚，其電壓可達(dá)上萬(wàn)伏，遇到放電條件，極易產(chǎn)生放電引起火災(zāi)。
(3)靜電火花周?chē)凶銐虻谋ㄐ曰旌衔铩Ｓ推氛舭l(fā)、噴濺時(shí)產(chǎn)生的油霧和儲(chǔ)油罐良好的蓄積條件致使油面上部空間形成油氣一空氣爆炸性混合物。
(4)靜電放電的火花能量達(dá)到爆炸性混舍物的最小引燃能量。當(dāng)靜電放電所產(chǎn)生的電火花能量達(dá)到或大干油品蒸氣引燃的最小能量(0.2-0.25mJ)時(shí)，就會(huì)點(diǎn)燃可燃混合氣體，造成燃燒爆炸。
因靜電放電(ESD)引起的火災(zāi)爆炸事故屢見(jiàn)不鮮，而且靜電火災(zāi)具有一定的突發(fā)性、易爆炸、撲救難度大、易造成人員傷亡等特點(diǎn)，故如何更好地做好防靜電危害工作一直是安全管理工作的重要組成部分。
1.3 自燃
自燃是物質(zhì)自發(fā)的著火燃燒過(guò)程，通常是由緩慢的氧化還原反應(yīng)而引起，即物質(zhì)在沒(méi)有火源的條件下，在常溫中發(fā)生氧化還原反應(yīng)而自行發(fā)熱，因散熱受到阻礙，熱量積蓄，逐漸達(dá)到自燃點(diǎn)而引起的燃燒。所以自燃的條件有3個(gè)，即發(fā)生氧化還原反應(yīng)、放熱、熱量積蓄，主要過(guò)程有氧化、聚熱、升溫、著火。
一般來(lái)說(shuō)，引發(fā)儲(chǔ)油罐自燃主要原因有3種：靜電自燃、磷化氫自燃、硫自燃。
靜電自燃如上面介紹的，油罐在頻繁裝卸過(guò)程中，油品或運(yùn)動(dòng)部件與內(nèi)壁相互摩擦，拍打油面，液位波動(dòng)，運(yùn)動(dòng)部件晃蕩，又由于油品含水和雜質(zhì)量大等多種原因，極易產(chǎn)生靜電，在運(yùn)動(dòng)部件和油罐形成巨大的飄浮帶電體，靜電通過(guò)接觸點(diǎn)及突出部位放電，產(chǎn)生靜電火花。
磷化氫自燃源于油品中的磷化氫，據(jù)有關(guān)資料表明，油品中的磷化氫以PH3或P2H4的形式存在。PH3通常以氣態(tài)的形式存在于油罐的氣相空間，且含量極低，其自燃點(diǎn)100℃，一般無(wú)自燃可能；而P2H4通常以液態(tài)的形式存在于油罐的液相空間，其與空氣反應(yīng)的活化能很低，在常溫下就能發(fā)生自燃，但由于汽油的極性較強(qiáng)，少量P2H4溶解其中，且與空氣隔絕，也不會(huì)發(fā)生燃燒。
硫自燃起因于硫化鐵自燃，硫化鐵是石油貯罐硫腐蝕的主要產(chǎn)物，硫化鐵在與空氣接觸時(shí)強(qiáng)烈反應(yīng)放熱，如出現(xiàn)熱積蓄，溫度提高，就發(fā)生自燃。
原油中的硫分為活性硫和非括性硫，元素硫、硫化氫和低分子硫酵等統(tǒng)稱(chēng)為活性硫。活性硫?qū)饘倬哂休^高的腐蝕性，硫?qū)υO(shè)備的腐蝕可以分為低溫濕H2S腐蝕、高溫硫腐蝕等，其對(duì)儲(chǔ)油罐的腐蝕屬于低溫濕H2S腐蝕。低溫濕H2S腐蝕又有2種腐蝕方式：一種是硫化氫氣體溶解在罐壁上的水中生成氫硫酸，氫硫酸與罐壁金屬鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕：另一種是儲(chǔ)罐內(nèi)濕的硫化氫氣體，在沒(méi)有氧氣存在的條件下與儲(chǔ)罐內(nèi)壁鐵的腐蝕產(chǎn)物一鐵的氧化物及其水合物發(fā)生電化學(xué)腐蝕。兩類(lèi)腐蝕的主要產(chǎn)物均是硫化亞鐵。
長(zhǎng)期處于氣相空間的儲(chǔ)罐內(nèi)壁腐蝕特別嚴(yán)重，其內(nèi)防腐涂層被硫化成一層膠質(zhì)膜，而處在液相部位的內(nèi)防腐層無(wú)明顯腐蝕痕跡，由于膠質(zhì)膜對(duì)FeS具有保護(hù)作用，因此在FeS氧化時(shí)，氧化熱量不容易及時(shí)釋放，加快了其自燃速度。
在罐頂通風(fēng)口附近，F(xiàn)eS與空氣接觸，迅速氧化，熱量不易積聚，而在油罐下部，越靠近浮盤(pán)的氣相空間，氧含量越低，部分FeS被不完全氧化，生成單晶硫。該單晶硫呈黃色顆粒狀，燃點(diǎn)較低，摻雜在塊狀、松散結(jié)構(gòu)的焦硫化鐵中，為焦硫化鐵中的FeS的自燃提供了充足的燃燒條件。當(dāng)油罐處于付油狀態(tài)時(shí)，大量的空氣充滿油罐的氣相空間，原先浸沒(méi)在浮盤(pán)下和隱藏于防腐膜內(nèi)的FeS漸被暴露出來(lái)，并在膠質(zhì)膜薄弱部位首先發(fā)生氧化，迅速發(fā)熱自燃，引起單晶硫膠質(zhì)、橡膠密封圈燃燒，甚至導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故。
1.4 雷電
油罐區(qū)存在的油氣混合物遇到雷擊起火，即使油罐接地，亦會(huì)造成火災(zāi)。而浮頂罐雷擊起火往往是浮頂與罐壁的電器連接不良或罐體密封性差所致。
2 控制措施
2.1 人的管理
所謂人的管理，就是要千方百計(jì)地防止因違章作業(yè)、違章操作、違章指揮而引起的爆炸事故。不僅要加強(qiáng)職工安全方面的培訓(xùn)、教育工作，讓其認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)油罐爆炸的危害性和嚴(yán)重性；還要進(jìn)一步規(guī)范職工的行為，嚴(yán)格按照操作規(guī)程作業(yè)，尤其是操作細(xì)節(jié)，比如穿防靜電工作服，不穿化纖類(lèi)衣服和膠鞋上班作業(yè)等等。
