1 爆炸原因分析
1.1 明火
由明火引起的油罐火災居第1位,其主要原因是在使用電氣(qì)、焊修儲油設(shè)備時,動火管理不善或措施不力而引起。例如,檢修管線(xiàn)不加盲板;罐內有油時,補焊(hàn)保溫釘不加措施;焊接管線(xiàn)時,事先沒(méi)清掃管線,管線沒加盲板隔斷;油罐周圍的雜草、可燃物未幹淨等。另(lìng)一個重要原因是在油庫禁區及油蒸氣易積(jī)聚的場所(suǒ)攜(xié)帶和使用火柴、打火機、燈火等違(wéi)禁品或在(zài)上述場合吸煙等。
1.2 靜電
所謂靜電(diàn)火災是指靜電放(fàng)電火花引燃可燃氣體、可燃液體、蒸汽等易燃易爆物而造成的火災或(huò)爆炸事故。
靜(jìng)電(diàn)的實質是存在剩餘電荷。當兩種不同物體接觸或摩擦時,物體之間就發生電子(zǐ)得失,在一定條(tiáo)件下(xià),物體所帶電荷不能流失而發生積聚,這就會產生很高的靜電壓,當帶有不同電荷的兩個物體分離或接觸時,物(wù)體之間就會出(chū)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及放電形式有關(guān)。靜電放電的形式有電暈(yūn)放電、刷形放電、火花放電等。其中火花放電能量較大,危險性大。
靜電引起火災必(bì)須具(jù)備以(yǐ)下4個條件:
(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、運輸或生產過程中,由於相互碰撞、噴濺與管壁摩擦或受到衝擊時(shí),都(dōu)能產生靜電。特別是當液體內沒有導電顆粒、輸送管道內表麵粗(cū)糙(cāo)、液體流(liú)速過快時,都會(huì)產生很強的(de)摩擦,從而產生靜電。
(2)靜電得以積聚,並達到足以引起火花放電的(de)靜電電壓。油料的物理特性決定了其內產生的靜電(diàn)電荷難以(yǐ)流失而大量積聚,其電壓可達上萬(wàn)伏,遇到放電條件,極易產生(shēng)放電引起火災。
(3)靜電火花周圍有足夠的爆炸性混合(hé)物。油品蒸(zhēng)發、噴濺時產生的油霧和儲油罐良(liáng)好的蓄(xù)積條(tiáo)件(jiàn)致使(shǐ)油麵上部空(kōng)間形成油氣一空氣爆炸性混合物。
(4)靜電放(fàng)電的(de)火花能量達到爆炸性混舍物的小(xiǎo)引(yǐn)燃能量。當靜電放電所產生的電火花能量達到或大幹油品蒸氣引燃的(de)小能量(0.2-0.25mJ)時,就會點燃可燃混合氣體(tǐ),造成燃燒爆炸。
因(yīn)靜電放電(ESD)引起的火災(zāi)爆炸事(shì)故屢見不鮮,而且靜電(diàn)火災具有一定的突發性、易爆炸、撲救(jiù)難度大、易造成人員傷亡等特點,故如(rú)何(hé)地做好防靜電危害工作一直是安全管理工作(zuò)的(de)重要組成部分。
1.3 自燃
自燃是物質自發的著火燃燒過(guò)程,通常是由緩慢的氧化還原反應而引起,即物質在沒(méi)有火源的條件下,在常溫中(zhōng)發生氧(yǎng)化還原反應而自行發熱,因散熱受到阻礙,熱(rè)量積蓄,逐漸達到(dào)自燃點而(ér)引起的燃燒。所以(yǐ)自燃(rán)的條件有3個,即發生氧化還原反(fǎn)應、放熱、熱量積(jī)蓄,主要過程有氧化、聚熱、升(shēng)溫、著火。
一般來說,引發儲油罐自燃主要原因有3種:靜(jìng)電自燃、磷化氫自燃、硫自燃。
靜電自燃如上麵介紹的,油罐在頻繁裝卸過程中,油品或運動部件與內壁(bì)相互摩擦,拍打(dǎ)油麵,液位波動,運動部件晃蕩,又由於油品含水和雜質量大等多種原因,極易產生靜(jìng)電,在運動部件和油罐形成巨大的飄浮帶電體,靜電通(tōng)過接觸(chù)點及突出部位放電,產生靜電火(huǒ)花。
磷化氫自燃源(yuán)於油(yóu)品中的磷化(huà)氫,據有關資(zī)料表明,油品中的(de)磷(lín)化氫以PH3或P2H4的(de)形式存在。PH3通(tōng)常以氣態的形式存在於油罐的氣相空間,且含量極低(dī),其自燃點100℃,一(yī)般無自燃可能(néng);而P2H4通常以液態的形式存在於油罐的液相空間,其與空氣反應(yīng)的活化能很(hěn)低,在常溫下就能發生(shēng)自燃,但由於(yú)汽油的極性較強,少量P2H4溶解其中,且與空氣隔絕,也不會發生燃燒。
硫自(zì)燃起因於硫(liú)化鐵自燃,硫化鐵是石油貯罐硫腐蝕的主要產物(wù),硫化鐵在(zài)與空氣接觸時強(qiáng)烈反應放熱,如出(chū)現熱積蓄(xù),溫度提(tí)高,就發生自燃。
原油(yóu)中(zhōng)的硫分為活性硫和非(fēi)括性硫,元素硫、硫化氫和低分子硫酵等統稱為活性硫(liú)。活性硫對金屬具有較高的腐蝕性,硫對設備的腐蝕可以分為低溫濕H2S腐蝕、高溫硫腐蝕等,其(qí)對儲油罐的(de)腐蝕屬於低溫濕H2S腐蝕。低溫濕H2S腐蝕又有2種腐蝕方式:一種(zhǒng)是硫化氫氣體溶解在罐壁上的水中生成氫(qīng)硫酸,氫硫酸(suān)與罐壁金屬鐵發生電化學腐蝕:另一種是(shì)儲罐內濕的硫化氫氣體,在沒有氧氣(qì)存在的(de)條件下與儲(chǔ)罐內壁鐵的腐蝕(shí)產物一鐵的氧化物及其水合物(wù)發生電化學腐蝕(shí)。兩類腐蝕的主要產物均是硫化(huà)亞鐵。
長期處於氣相空間的儲罐內壁腐蝕特別(bié)嚴重,其內防腐塗層被硫化成一層膠質膜,而處(chù)在液(yè)相部位的內防腐層無明顯腐蝕痕跡,由於膠質膜(mó)對FeS具有保護作用(yòng),因此在FeS氧化時,氧化熱量不容易及時釋放,加快了其(qí)自燃速度(dù)。