1 大型储油罐基本结构
2004 年建成投运的甬沪宁(宁波- 上海- 南京)长距离输送进口原油管道, 全线设有6 座大型油库和泵站。目前, 总原油储量399×104 m3。其中的岚山输油泵站拥有10×104 m3 单盘结构外浮顶钢制储油罐8 座, 总库容80×104 m3, 储油罐单罐直径81 m, 罐壁高度23.5 m, 安全罐位2.5 m 至19.5 m, 设计极限罐位2.0 m 至19.9 m, 立柱数量144 个, 底顶柱高1.96 m, 单盘半径34.75 m, 罐浮舱数量45 个, 浮顶浮船外半径39.75 m, 浮顶浮船重325.168 t, 浮顶集水坑数量5 套, 紧急排水管规格DN150, 单盘人孔数量4 套, 罐壁人孔规格DN600, 呼吸阀数量4 套, 导向管1根, 量油管1根, 浮舱与罐壁采用金属静电导输线连接2 根, 罐壁连接防雷防静电接地10 处, 配套自动化安全消防保护系统自成体系, 采用计算机控制实现消防,站控、变电岗位联合预警、报警和及时启动消防措施, 完成储油罐的日常运行及安全消防管理。
2 大型油罐雷击事故案例
甬沪宁长距离输送进口原油管道站库拥有10×104m3 单盘结构外浮顶钢制储油罐22 座,( 其中册子岛油库6 座, 岚山输油站8 座, 白沙湾输油站8 座) 。例举此类型储油罐在运行中曾经出现的问题和安全隐患, 需要研究解决。
a) 2006 年8 月7 日12 时45 分, 仪征输油站G- 16 号15×104 m3 储油罐遭遇雷击, 造成浮顶与罐壁间的二次密封局部起火, 火焰高6 m 以上。
b) 2007 年5 月24 日16 时16 分, 相邻岚山输油站罐区距500 m 的镇海国家储备油库G- 47号10×104 m3 储油罐遭雷击, 造成浮顶与罐壁间的二次密封局部起火, 火焰高4 m 以上。
c) 2007 年6 月24 日16 时03 分, 相临岚山输油站罐区距500 m 的镇海国家储备油库G- 47号10×104 m3 储油罐第2 次遭雷击, 造成浮顶与罐壁间的二次密封局部起火, 火焰高4 m 以上。
d) 2007 年7 月7 日15 时20 分, 甬沪宁线白沙湾输油站G- 3 号10×104 m3 储油罐一二次密封间被雷击爆炸着火, 共有7 处着火点, 几乎连成大半圈, 一二次密封和局部泡沫堰板爆开, 二次密封板破坏。4 个呼吸阀被爆开断裂, 密封胶皮完全燃烬, 罐区火情监控系统同时遭雷击损坏。
从以上案例可以看出, 原设计没有在罐区外边境装设避雷针进行防雷保护, 使储油罐区存在着严重的防雷安全隐患。
3 可燃气体浓度检测结果
2007 年7 月16 日17 时10 分, 用XP- 311A型标准可燃气体测试仪分别对岚山输油站G- 1( 油品是阿曼, 油温是31℃, 罐位17.504m) , G- 2( 油品是卡宾达, 油温是29℃, 罐位16.1m) , G- 3( 油品是卡宾达, 油温是29℃, 罐位15.636m) ,G- 5( 油品是奎都, 油温是30℃, 罐位10.31m) 储油罐二次密封内的可燃气体进行浓度测试。2007年7 月17 日9 时30 分, 用XP- 311A 型标准可燃气体测试仪分别对岚山输油站G- 4( 油品是阿曼,油温是31℃, 罐位16.56m) , G- 6( 油品是沙中重,油温是29℃, 罐位15.175m) , G- 7 ( 油品是沙中重, 油温是29℃, 罐位11.068m) , G- 8( 油品凯沙杰, 油温是29℃, 罐位13.512m) 储油罐二次密封内的可燃气体进行浓度测试, VOC 综合可燃气浓度均到达爆炸下限的80%～100% , 此范围表明一旦遇到明火立即可燃可爆, 引起火灾。
4 雷电对罐区的危害
我国把年平均雷暴日不超过15 天的地区叫少雷区, 超过40 天的叫多雷区。岚山输油站地处在宁波地区, 近3 年统计, 雷暴日都在60 天以上,是多雷区。
从雷击储油罐引起火灾的事例分析, 多是雷雨天气, 带有一种雨云电荷移动到与罐区上方及周边的另一种集聚的电荷相碰通过大罐金属物体放电, 产生闪电直击罐区。雷电电流强度可达万安以上, 瞬间闪电及明火温度高达千度以上, 雷电直接对储油罐放电, 其过电压所引起的强大雷电流将通过罐体入地, 从而产生破坏性很大的热效应,直击雷是引起储油罐雷击火灾的主要原因。
储油罐区防雷的薄弱环节主要原因是储油罐遭雷击之前, 罐区没有装设避雷针防雷, 仅靠罐壁上焊接1m 高的金属避雷带引放雷电流防雷并不可靠, 一旦油罐上落雷, 尽管油罐壁接地良好能及时放电, 但罐顶金属浮船单盘在雷电强大的高电压大电流的作用下, 放电过程将会产生火花引起火灾。在储油罐发生雷击引起火灾之后,即使在罐顶金属浮船单盘与罐壁接地系统增加了2 根静电导输线措施, 依然不能完全避免储油罐遭雷击引起火灾事故的发生。因此, 应从罐区阻雷措施入手, 防止雷电进入罐区, 确保储油罐安全运行。
