氧气储罐检验过程中安全问题
?一、前言
?氧作为一种重要的天然化工原料在国民经济中得到了广泛的应用。由于氧是人们生存所必需的物质而为我们日常所接触,它无毒无味,在氧气储罐的定期检验中,氧所引起的安全问题往往被人们所忽视,从而留下安全隐患,引发安全事故。下面就以一次氧气储罐开罐定检过程中发生的事故的例,阐述氧气储罐检验过程中应该注意的安全问题。
?二、事故的经过与原因
?20**年8月9日济南市某厂20M3氧气储罐在进行定检前的准备工作中突然发生爆燃,致使在罐体内作业的3个民工当场烧死,损失惨重。原因分析初步认定是氧气储罐内部留有部分残余气体,在民工进罐打磨时,产生了火花,由于氧的化学性质极为活泼,遇明火与可燃物质产生剧烈燃烧所致。因此对于氧的性质我们须有一个全面的认识。
?三、氧的物理与化学性质及其可能造成的危害
?氧气约占空气总体积的1/5,它在常温常压下无色、无味、无毒,是人类生存所必需的气体。氧气是如此的贴近我们的生活,因此我们容易忽视它在氧气储罐开罐定期检验过程中因浓度过高给人带来的危害:
(1)物理危害在大于0.05MPa(半个大气压)的纯氧环境中,人体所有的细胞都会受到毒害作用,吸入时间过长,还可能发生“氧中毒”。肺部毛细管屏障被破坏,导致肺水肿、肺淤血和出血,严重影响呼吸功能,进而使各脏器缺氧而发生损害。在0.3MPa(3个大气压)甚至更高的氧中,人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死,抽搐昏迷,导致死亡。另外,液氧接触皮肤会引起严重冻伤,对细胞组织有严重破坏作用。
?(2)化学危害氧的化学性质活泼,是一种强氧化剂,它不仅可以与有机物发生化学反应,而且可与多种金属等无机物发生化学反应。在氧气储罐的开罐定期检验过程中,当氧的含量超过正常值时,如果产生火花达到燃烧的条件,有可能引起可燃物猛烈的燃烧,从而引发伤亡事故。
针对氧浓度过高可能出现的危害,应从氧气储罐定期检验的实际出发充分考虑可能引发燃烧的情况,避免安全事故的发生。
四、在氧化储罐的检验过程中可能引发燃烧的几种情况
(1)储罐内存有油脂在氧气生产过程中,压缩机的润滑油挥发后有可能在氧气储气罐内沉积;如果储罐在充装氧气之前充装过可带油气体(空气、氮气)也可能将油脂带入储气罐内;检验人员的手上、脸颊、头发及手套、衣服和工器具等也易带油脂。氧本身是强氧化剂,有资料表明,压力在2.94MPa以上的氧气与各类油脂接触,都能发生异常激烈的氧化反应,同时放出大量的热量,使油脂迅速达到燃点而发生燃烧,甚至爆炸。在进罐定检的过程中,如果罐内有残余氧气,其压力虽为常压,但氧气在空气中的分子量较大,罐内残留氧气沉积在罐体的底部,如果打磨或静电放电产生火花点燃油脂则极易产生爆燃现象。
?(2)粉尘固体物质被粉碎成粉尘以后,其表面积成倍增大。假设原有一固体球形颗粒其半径为R,其体积为:,表面积为:。在分解为N个小颗粒以后其总体积不变:,得小颗粒的半径,总面积变为。可见一个小颗粒如果粉碎成27个小颗粒的话,其表面积将是原来的3倍。燃烧特性也有了很大变化,原来是不燃物质可能变成可燃物质,原来是难燃物质可能变成易燃物质。而在氧气储罐的开罐定检时,焊缝打磨是必须做的准备工作。如果打磨产生的粉尘浓度过高,与罐内残留的过高浓度的氧气充分接触,一遇明火就可能发生强烈爆炸。第一次爆炸所扬起的沉积粉尘,其浓度往往比第一次爆炸时的粉尘浓度还要大,再加上粉尘爆炸中心空气受热膨胀,密度变稀,经过一个极短时间后形成负压区,新鲜空气向爆炸中心逆流,与新扬起的粉尘重新组成爆炸性粉尘而可能发生第二次爆炸。
(3)易燃的衣物在检验前打磨焊缝等准备工作中,钢丝刷与焊缝剧烈摩擦,产生火花是不可避免的。产生的火花如果掉在较易燃烧的化纤类衣物上,在富氧浓度下会产生剧烈燃烧。
五、氧气储罐定期检验应注意的安全问题
根据氧可能存在的物理和化学危害及氧气储罐检验过程中可能引发燃烧的几种情况,在开罐定检之前,应采取以下措施。
?(1)置换彻底氧气储罐内残余氧气应置换干净。氧的分子量比氮分子量大,在空气中氧气比氮气重,罐内残留氧应在罐体的底部。所以进罐之间测氧含量时,取样部位应在罐体底部。
?(2)盲板隔离在检验之前氧气储罐应彻底与其他储罐、管线用盲板隔离。以防止连通阀门关闭不严发生向置换储罐内的渗漏。
?(3)清除油脂检验之前清除罐体内部可能存在和可能带入罐内的油脂,以防产生爆燃。
?(4)强制通风由于打磨焊缝会产生大量的烟尘,既不利于工作人员健康,也可能会发生爆燃事故,所在氧气储罐的定检过程中,应采取强制通风。
?(5)防止静电特殊情况下,在氧气高浓度区作业时,鞋上最好套上鞋套,以防静电,不得穿带钉子的鞋,以免产生火花。
?(6)劳保防护进罐作业之前,穿着阻燃或不燃的工作服。
?(7)加强管理在进行检验之前,充分了解氧气的性质及危害,避免麻痹大意,做好安全教育。
篇2：氧气管道阀门燃烧爆炸危险性分析预防措施
近年来,随着氧气用量的增加,用氧大户都采用氧气管道输送。由于管路长,分布广,再加上急开或速闭阀门,造成氧气管道和阀门燃烧爆炸的事故时有发生,所以,全面分析氧气管道和冷门存在的隐患、危险,并采取相应的措施是至关重要的。
一、几种常见氧气管道、阀门燃烧爆炸原因分析
1.管道内的铁锈、粉尘、焊渣与管道内壁或阀口摩擦产生高温发生燃烧
这种情况与杂质的种类、粒度及气流速度有关,铁粉易与氧气发生燃烧,且粒度越细,燃点越低;气速越快,越易发生燃烧。
表1常压氧气中铁粉燃点
粒度(目)
10~20
20~30
30~50
100
200
燃点(℃)
421
408
392
385
315
2.管道内或阀门存在油脂、橡胶等低燃点的物质,在局部高温下引燃。
几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点,见表2。
表2几种可燃物在氧气中(常压下)的燃点如下表
可燃物名称
润滑油
钢纸垫
橡胶
氟橡胶
三氯乙
取四氟乙烯
燃点(℃)
273~305
304
130~170
474
392
507
3.绝热压缩产生的高温使可燃物燃烧
例如阀前为15MPa,温度为20℃,阀后为常压0.1MPa,若将阀门块速打开,阀后氧气温度按绝热压缩公式计算可达553℃,这已达到或超过某些物质的着火点。
空气绝热压缩后温度与压力的关系,见表3。
表3空气绝热压缩后温度与压力的关系
V1/V2
1
2
3
4
5
10
15
20
压强(MPa)
0.1
0.26
0.47
0.95
2.5
4.42
6.6
温度(℃)20
112
183
284
462
592
697
4.高压纯氧中可燃物的燃点降低是氧气管道阀门燃烧的诱因
氧气管道和阀门在高压纯氧中,其危险性是非常大的,试验证明,着火的引爆能与压力平方成反比,这些对氧气管道和阀门构成了极大的威胁。
二、防范措施
1.设计应符合有关法规、标准规定
设计应符合1981年冶金部颁发的《钢铁企业氧气管网的若干规定》,以及《氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-1997)、《氧气站设计规范》(GB50030-91)等法规标准的要求。
(1)碳素钢管中氧气的最大流速应符合表4。
表4碳素钢管中氧气的最大流程
工作压力(MPa)
≤0.1
0.1~0.6
0.6~1.6
1.6~3.0
流速(m/s)
20
13
10
8
(2)为防止着火,在氧气阀门后,均应连接一段其长度不少于5倍管径,且不少于1.5m的铜基合金或不锈钢的管道。
(3)氧气管道应尽量少设弯头和分岔头,工作压力高于0.1MPa的氧气管道弯头,应采取冲压成阀型法兰制作。分岔头的气流方向,应与主管气流方向成45°到60°角。
(4)在对焊凹凸法兰中,采用紫铜焊丝作O型密封圈,是氧气用法兰抗燃性可靠的密封形式。
(5)氧气管道应有导电的良好装置,接地电阻应小于10Ω,法兰间电阻应小于0.03Ω。
(6)车间内主要氧气管道的末端应加设放散管,以利氧气管道的吹扫和置换,在较长的氧气管道进入车间调节阀前,应设过滤器。
2.安装注意事项
(1)凡与氧接触的部位要严格脱脂,脱脂后用不含油的干空气或氮气吹净。
(2)焊接应采用氩弧焊或电弧焊。
3.操作注意事项
(1)开关氧气阀门时应缓慢进行,操作人员应站在阀门的侧面,开启要一次到位。
(2)严禁用氧气吹刷管道或用氧气试漏、试压。
(3)实行操作票制度,事先对操作目的、方法、条件作出较详细的说明和规定。
(4)直径大于70mm的手动氧气阀门,当阀前后压差缩小到0.3MPa以内时才允许操作。
4.维护保养注意事项
(1)氧气管道要经常检查维护,除锈刷漆,每3~5年一次。
(2)管路上的安全阀、压力表,要定期校验,1年1次。
(3)完善接地装置。
(4)动火作业前,应进行置换,吹扫,吹出气体中氧含量在18%~23%时为合格。
(5)阀门、法兰、垫片及管材、管件选用应符合《氧气及相关气体安全技术规程》(GB16912-1997)的有关规定。
(6)建立技术档案,培训操作,检修,维护人员。
5.其他安全措施
(1)提高施工、检修及操作人员对安全的重视程度。
(2)提高管理人员的警惕性。
(3)提高科学技术水平。
(4)不断完善送氧方案。
篇3：氧气瓶使用安全技术要求
1.操作者的手、工作服及所用工具均不得沾有油污。
2.必须可靠连接减压器、皮管及割炬(焊炬),在确认一切正常后,方可使用。工作中注意压力表的读数。
3.开启瓶阀时,人应站在侧面缓慢开启,以防丝扣滑脱而冲击伤人和产生静电火花。
4.瓶内气体不能用尽,必须留有剩余压力(大于98KPa)并关紧瓶阀,以防混入其他气体或杂质。
5.冬季瓶阀、减压器冻结时,严禁用明火或赤热金属烘干,不准敲打或撞击。可以用热水、蒸气来解冻。
6.若氧气瓶着火,应迅速关闭氧气瓶阀门,停止供氧,待火自行熄灭。如邻近其他可燃物起火,应尽快将氧气瓶搬至空旷地点,以防高热影响而爆炸。
7.氧气瓶要禁止敲击、碰撞和沾染油污,瓶体上两只防漏阀应完全、完好。
8.瓶帽必须完整无损,瓶帽上必须有泄气孔,充装完毕后,存放和搬运过程中,均应戴上瓶帽。
9.应经常检查减压器的性能是否正常,如发现有漏气或失灵时,应及时更换。
10.氧气瓶应远离高温、明火和易燃易爆物品,与明火的距离不小于10米。夏季要防止烈日爆晒。
11.氧气瓶应直立使用。
12.氧气瓶要轻装轻卸,严禁烟火。
篇4：不锈钢储罐特点及防火防爆安全注意事项
一、不锈钢储罐的特点
1.不锈钢储罐有较强的耐腐性,它不受外界空气及水中余氯腐蚀。每个球罐出厂前均经受超强的压力测试和检验,在常压下使用寿命可达100年以上。
2.不锈钢罐密封性好;密封式设计彻底杜绝了空气飘尘中有害物质和蚊虫入侵罐内,确保水质不受外界污染和滋生红虫。
3.科学的水流设计使罐底的沉淀物不因水流而翻起,保证生活用水和消防用水自然分层,经罐体出来的生活用水的混浊度降低48.5%;但水压却明显的增加。有利于提高生活用水和消防用水设施的性能。
4.不锈钢罐无需经常清洗;水中的沉淀物质只而定期打开罐底的排污阀便可排出。每3年可用简易设备清除水垢一次,大大降低清洗费用和完全避免人体细菌病毒污染。
二、储罐防火防爆安全注意事项
(1)储油罐、储罐区防火防爆应按GB50183,GB50074规定。低倍数空气泡沫灭火系统应按GB50151规定。
(2)储罐区应保持整洁,防火堤内应无干草,无油污,无可燃物。
(3)储罐区排水系统应设水封井;排水管在防火堤外应设置阀门;油罐放水时,应有专人监护,及时清除水封井内的残油。
(4)储罐区内不应装设非防爆电气设备和高压架空线路。
(5)储罐区应当按规定设置防火堤,防火堤应保持完好。
(6)储油罐顶部应无油污,无积水。储油罐进出油管线、阀门应采取保温措施。
(7)储油罐顶的透光孔、检尺孔盖、垫片应保持完好,孔盖应盖严密。量油口应装有不打火花的金属垫片。
(8)储油罐上的呼吸阀、液压安全阀底座应装设阻火器。阻火器每季至少检查一次。
(9)储油罐进出油管线应装设韧性软管补偿器。
(10)钢制储油罐罐体应设置防雷防静电接地装置,其接地电阻不应大于10Ω。接地点沿罐底边每30m至少设置一处,单罐接地不应少于两处。
(11)每年春季应全面检查防雷防静电接地装置,测试接地电阻值应符合要求。
(12)浮顶罐的浮船与罐壁之间应用两根截面积不小于25mm2的软铜线连接。
(13)储油罐装油量应在安全罐位内运行。
(14)当凝油油位高于加热盘管时,应先用蒸汽立管加热,待凝油溶化后,再用蒸汽盘管加热。
(15)不应穿化纤服装和带铁钉的鞋上罐。在罐顶不应开、关非防爆电筒。
(16)储罐区内油管线动火、清罐作业应执行行业规定。
(17)储油罐着火,应立即报告并停止着火油罐的一切作业。组织灭火并适时启动应急预案。
篇5：液化石油气储罐受热失效预防措施
1防火间距应符合要求
防火间距可降低燃烧区的热辐射能对邻近罐、设备的影响,避免将邻近的储罐或设施烤着,导致灾害扩大。由于液化石油气的较大火灾危险性,故它的防火间距较大。储罐之间的防火间距不应小于相邻较大罐的直径,分组布置的储罐应单排布置,组与组之间的距离应不小于20m。液化石油气储罐或罐区与建(构)筑物,堆场、道路等设施的安全距离应符合规范所规定的要求。1984年11月19日,墨西哥国家石油公司液化石油气储运站由于管线泄漏引起大火,后发生了液化石油气的蒸气爆炸,650人死亡,6000人受伤,近3.1万人无家可归,财产损失高达2250万美元(1990年币值)。其事故教训之一,就是储罐间防火间距太小,以至火灾引起一个储罐燃烧爆炸后,其他储罐也受到波及,紧接着发生一连串的连锁爆炸引发更多的伤亡和损失。
2储罐表面涂白防护
储罐表面涂白防护是将罐体表面涂成白色,借以反射阳光直射的热量。夏季阳光直晒到地面的热流率大约为1010W/m2,储罐若是黑体,90%的热量可以被吸收,而若是白体,仅有20%~30%被吸收,罐体表面的光滑度和清洁度越高,吸收的热量越少。
采用2个长15m、直径为2.9m,体积为113m3圆筒形储罐,在7月的2天里进行阳光下受热试验,罐重35900kg,内容物49100kg,液体充装度为90%,罐表面没有隔热层,但是被涂成白色。其中一个罐在实验前迅速被装满,类似于绝热压缩,因此该罐的初始温度较高。实验期间没有任何液化气输入和输出。。随着环境白天和黑夜温度变化,罐内温度变化仅在几度范围,曲线呈正弦波趋势。环境的平均温度为25.2℃,而罐内的平均温度不高于28.2℃。
3喷淋水膜防护
喷淋水膜防护是直接向罐体表面喷淋水,形成一层水膜进行防护;采用在辐射火焰和罐之间喷射水幕吸收辐射热也属此类方法。这种方法需要有足够的供水量,可用的操作系统,保证在遭受火灾时能快速启动,一般适用于固定容器,不适用于移动的槽、罐。在液化石油气储罐区发生火灾时,为了防止发生新的燃烧和爆炸,需用大量的喷淋水对着火罐和相邻罐及设备进行冷却,储罐宜设置固定式消防喷淋装置。喷淋装置宜采用喷雾头。储罐上的液位计、进出管线的阀门、梯子等薄弱环节应设有辅助喷雾头。消防用水量及设储水池的要求应按《建筑设计防火规范》的有关规定执行。喷淋装置的控制阀宜放在距罐壁10m以外、便于操作的地点。
喷淋水膜的强度可以根据火焰热辐射强度、受保护容器的尺寸、几何形状和充装量加以调节。用池火或丙烷燃烧器模拟的火灾热辐射作用于液化石油气储罐,罐壁受喷淋水膜保护,确定在一定时间内罐壁不失效的最低喷淋供水强度,即安全喷淋强度。实验结果表明;当4.85m3的储罐受喷6.7L/m2·min喷淋强度保护和0.5m3的储罐受9.61L/m2·min喷淋强度保护时,足以保证在90min甚至更长时间内,罐内气相部分的壁温低于90℃;然而,必须在罐壁温度达到300℃之前启动水喷淋装置,并且保持罐壁表面完全湿润,否则罐壁温度很快上升至500~600℃,短时间内便会导致储罐失效。储罐的几何形状和火焰强度直接影响到安全喷淋强度,表1列出了不同几何形状储罐和火焰强度下的安全喷淋强度。实验结果表明:处于火灾场所的液化石油气储罐,在大于安全喷淋强度的水膜保护下,保持器壁无干燥表面,并在器壁温度达到300℃之前就已启动水喷淋装置,能够在几个小时内不失效。如果储罐上设置的安全阀能够正常工作,安全喷淋强度9.61L/m2·min可降低到7~8L/m2min以下。
4保温隔热防护
保温隔热防护是采用一种具有低导热性能和内部能发生吸热的隔热耐火物质,覆盖于罐体表面进行防护。这种方法较适用于火车槽车和汽车槽车;对于球形固定储罐的钢支柱应作保温隔热防护,耐火极限不应低于2h。
用1m3的液化石油气储容器进行实验,容器器壁无保温隔热层,进行火焰烘烤,在7.7~9.5min内便发生了爆炸。2个64t充满丙烷的铁路槽车陷入火中,未使用保温隔热层防护的在24min时发生了蒸气爆炸,而使用了保温隔热层的则94min后才发生爆炸。同样的铁路槽车实验条件下,使用容器体积为原来的1/5,在其外部夹套内用聚氨酯泡沫作为保温隔热层,在受火焰烘烤40min内,传入罐内的热流率仅为辐射热的1/5~1/6。
在容器上安装或不装安全阀,测定在安全阀的安全泄放作用下,隔热垫层的防护能力。一个充装量为25%~50%的1.9m3丙烷容器,没有安全阀,被火焰烘烤8~14min后发生了蒸气爆炸;若容器上装有安全阀,则爆炸没有发生。表2列出了不同体积的球形容器,受隔热介质防护的性能。
由此可见,保温隔热防护方法能有效地延续和防止受热辐射的液化石油气容器壁温升高、器内温度和压力升高。在容器内部存在液化气体的情况下,容器内气相部分的壁温可保持在300℃以下。设有安全阀的较小容积的容器,安全泄放时间可达1h以上,较大容器的容器在几小时以上,保温隔热层可降低辐射热的传递速度,使安全阀能够及时释放出进入容器中的热能,避免过热。这种方法较其他防护方法更依赖于安全阀的动作。
5安全泄放防护
液化石油气罐上设置的安全阀具有重要的作用,避免了由于器内压力升高而引起的高温过热液体,同时其安全泄放起到了泄压冷却的作用。储罐上设置的安全阀应是全启封闭弹簧式安全阀。容器为100m3或100m3以上的储罐应设2个或2个以上的安全阀,并且安全阀应装设放散管,其管径不应小于安全阀出口的管径。放散管管口应高出储罐操作平台2m以上,且应高出地面5m以上,安全阀与罐之间必须装设阀门。
储罐区应设备用储罐,以备开罐检查、检修及发生事故时用,火灾时,为了安全,将危险区域的易燃物料转移到安全地带的备用储罐中。
6堆土掩埋罐体防护
液化石油气储罐也可用堆土掩埋或半埋进行罐体防护,两样也可起到防止热辐射的作用,同时还可保护罐体免受爆炸抛射物的冲击,延迟储罐失效的时间可更长。用土掩埋一般要求在容器周围筑一个坡度不超过34°的防护墙,需要占地面积较大,此法较适用于球形储罐的防护。然而,使用沙粒与纤维混合制成的新掩埋材料能提高防护墙的坡度达75°以上,从而能降低其厚度,减少占地面积,因为这种合成新材料具有较强的粘合力。
用金属板模拟罐壁进行的堆土掩埋实验得出良好的隔热防护结果。表3为倾斜金属板在堆土掩埋防护下,火焰辐射强度和时间与不同防护深度处的温度升高情况。
由于合成纤维材料在高温下受到破坏而降低粘合力,堆层在火焰中会受到不同程度的损坏,但堆层的厚度降低是缓慢的,火焰持续几小时以后,一个1m厚的堆层外表面仅减薄35cm,受保护的金属板仍然保持着最初的温度。
实验表明,采用这种防护方法,堆层的厚度应保持在0.5~1m范围,尽管堆层的外表面在火熔炉热作用下会有一定程度的损坏,但器壁和器内装物的温度仍能在几个小时内保持不变,取得良好的防护效果。
为了保护液化石油气罐来自外部的影响,还可在罐外层建上很厚的预应力混凝土层,如终端检测罐。
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