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【關鍵詞】靜電防護;雷電防護;感應雷
伴隨著經濟的高速發展,人們的生活水平也在不斷提高,城市中機動車輛的數目也在迅速增加,對于石油的需求量逐年上升,作為儲存石油和提供石油的設施來說,油庫和加油站的數量也隨之增加,由于石油屬于易燃易爆物品,在靜電或者雷電發生時很有可能發生爆炸和火災,造成巨大的損失,所以要做好對油庫和加油站的雷電和靜電安全保護措施。
1.油庫加油站靜電防范策略
靜電是造成油庫加油站爆炸事故的主要點火源,因為油庫、加油站的油品在儲存運輸等過程中會產生靜電,當產生的靜電放電能量超過油蒸氣的最小引燃能量時,就可以引起爆炸。
1.1加油站,油庫靜電的產生
一方面,油庫、加油站中的油品在儲存運輸過程中由于發生流動、沉降、攪拌等接觸、摩擦的相對運動而產生靜電。主要包括:流動帶電、沖擊帶電、沉降帶電和噴射帶電。油品流動帶電就是低導電率的輕質油品在管道中流動與管道之間產生摩擦,使得油品帶有靜電荷。沉降帶電是因為油品本身含有雜質,當其中的雜質與油品進行相對運動時,雜質中的水珠和顆粒會帶走吸附在界面上的電荷,使水滴和有帶上不同的電荷。沖擊帶電是指油品從頂部注入儲罐內式,油粒與罐壁之間發生碰撞而帶電。噴射帶電是因為油品在管口高速噴出的時候在界面處形成雙電層,使粒子和管口分別帶上正負電荷。
另一方面,油庫、加油站的工作人員在進行操作時可能產生靜電。油庫加油站的工作人員由于在活動時,衣服之間產生摩擦或者是鞋子與地面之間產生摩擦造成人體帶電,引發爆炸燃燒事故。在裝油作業中,采樣器不接地,成為一個獨立的導體,在接近油品的時候就會由于靜電感應而出現放電現象。
1.2油庫、加油站靜電防范策略措施
1.2.1控制靜電的產生
油庫、加油站中避免靜電的引起的爆炸最主要的是控制靜電的產生,控制靜電產生可以從以下幾點開始:(1)控制油品的流速,油品流速越高,與管道之間產生的摩擦力就越大,產生的靜電量也越大,要控制好流速做到有效預防靜電的產生。(2)改變油罐車的卸油方式,因為油罐從頂部開始卸油的話,油就會沖擊油罐壁,加速油的蒸發,使油品的帶電量急速增加,所以在進行卸油過程中可以采用潛流式灌裝油,減少卸油中的靜電產生。(3)油庫、加油站操作人員由于衣服材質的不同,在頻繁的摩擦或者是穿脫衣服時容易產生靜電,所以油庫、加油站工作人員在工作時間應該避免穿化纖材質的衣服,應該穿防靜電服,不用絲綢和化纖類的布去擦拭加油機、量油口。
1.2.2采用泄露法、中和法和工藝控制法消除靜電
泄露法是利用接地、增濕、加入抗靜電劑、鋪設導電橡膠或者是噴涂導電涂料等措施使靜電荷可以很容易的從帶電體上消失,減少電荷的累積。中和法是利用正負電荷相消、外加直流電場、電離空氣等方法對帶電體中加入一定的相反電荷,使兩種電荷達到中和。
2.油庫、加油站雷電防范策略
2.1油庫、加油站雷電防護存在的問題
加油站油庫的選址不合適,加油站一般設在高速公路以及國道旁邊,很多加油站的規模較小,不具備實施多級防雷方案,加油站油庫的電力系統不安全,一般加油站才有的是380V的交流電,電線是架空明線介入站區然后地埋引入建筑,這種方式很容易感應雷電電磁脈沖,加油站的通信線路也是從戶外架空明線引入的,而且一般沒有安裝信號電涌保護器,不能有效防止雷電入侵。
2.2油庫、加油站雷電防護措施
2.2.1油庫的防雷措施
(1)安裝避雷針。避雷針的原理是利用避雷針把雷引向自身,再通過接地裝置將雷電引入低下,保護油庫的安全。
(2)消除油氣泄漏。油庫遭雷擊起火的原因是多方面的比如有關附近有可燃性油氣混合物,所以要對各種油罐采取措施,對于非金屬油罐進行更新和修理,對于金屬油罐要對它的檢修要求以及操作規范有明確的規定。提高油罐對雷電的屏蔽能力,減少油氣外漏。
(3)雷電的靜電感應、電磁感應等都會造成短路和爆炸。所以對于油罐來說還是要做好接地工作,接地電阻值要在30歐以下。
2.2.2加油站的防雷設計
(1)加油站的直擊雷防護:①油罐區的防雷措施,根據油罐規定,油罐區的防雷等級應該為一類,要求金屬油罐必須做環形接地,而且接地的點應該在兩個以上,兩點之間的弧形距離應該在30m以上,當鋼油罐的頂板厚度大于4mm時不需要安裝直擊雷預防裝置,當鋼油罐的頂板厚度小于4mm就需要安裝防直擊雷設施,對于雷電出現比較多的地區應該安裝獨立的避雷針,避雷針與油罐的水平距離不能小于3cm。②建筑物的防雷,加油站的建筑物防雷屬于二級防雷范圍,包括營業廳、罩棚以及加油站內其他的建筑,加油站的建筑物防雷使一般采用避雷網進行保護,避雷網應該在加油站建筑物的各個屋角、屋脊等容易受到雷擊的部位鋪設,將突出屋面的金屬物與避雷網連接,為了提高效率,加油站的防雷接地可以與防靜電接地、以及信息系統的接地共用接地裝置,但是要求接地電阻小于4Ω。
(2)加油站感應雷防護:①加油站電源系統的防雷,根據加油站配電系統的不同,可以將加油站電力系統的防雷分為三個級別,對于一級防雷來說可以在380V低壓總配電箱中安裝標稱通流容量25kA的電涌防護器。對于二級防雷,選用通流容量20kA的浪涌防護器,但是要在浪涌防護器前安裝空氣開關作為短路保護裝置以免浪涌防護器受到雷擊而損壞。對于三級防雷來說,在使用了前兩級防護措施的情況下,還要在加油站的計算機管理設備、數據傳輸設備等出使用防雷電源插座。這樣層層保護就可以有效防止加油站中感應雷電的產生。②加油站信息系統的防雷。工控機、機柜、各種的SPD(浪涌防護器)為保證人身和設備安全接地端均應以最短距離與等電位接地網絡可靠連接。還需要在液位儀控制線上安裝額定負載電流1.0~1.5A的大功率特殊信號電涌防護器。加油站的IC卡工控機的UPS后和電子設備上安裝響應時間小于或者等于50ns,標稱通流容量大于10kA的浪涌防護器。
3.結論
當前階段,油庫、加油站的靜電和雷電防護措施還存在一定的隱患,在油庫、加油站的安全管理中要充分認識到靜電和雷電造成的后果,做好有效的防范工作,確保加油站和油庫的安全。 [科]
【參考文獻】
[1]王偉良,何灝,毛傳泰.加油站的雷電防護設計[J].廣西氣象,2007,(04).
作者:陳建華 單位:福陸(中國)工程建設有限公司
防雷電感應措施分析雷電感應是潛在的危險源,它可能導致非常高的電壓產生,并由此會產生火花放電引發爆炸。防雷電感應是一個化工廠的重要防護措施的組成部分,一般可采取接地、等電位連接方式來解決,具體措施如下:在生產過程中,值得注意的是,化工生產車間里、倉庫內都存放著大量的易燃易爆等危險化學產品和原材料,在設計時可以采取建筑物主筋布置環形接地匯集排的方式,就會極大程度上改善電磁和靜電環境,那么在設計時將所有與建筑物內的設備器械、大型金屬構件、防靜電接地和金屬門窗框架都應采取就近與接地匯集排設置可靠的等電位連接,但第一類防雷建筑物的獨立避雷針及其接地裝置不在此范圍之內。
這環形接地匯集排可以起到雙重保護作用:一是只要直擊雷在避雷針、帶接閃后雷電進入地下所設置的閉合環形接地體就取到了均勻分布的效果;二是此設備只要在有雷電的情況下,就會感應到有高電位的產生,閉合環形接地體就會在設計范圍內保持了電位的均衡,確保了安全。為防止電磁感應產生火花現象,在平行敷設管道和電線電纜時,保持其相互間凈距在100mm之外,如超出此值范圍,就要每隔20~30m用金屬線跨接。防雷電波的侵入措施分析隨著雷擊、靜電感應和電磁感應的雷電電磁脈沖產生,通過信號電纜、電線電纜、通信光纖等途徑將雷電波引入,防雷電波侵入措施的應用,將會保證化工廠內的設備、機械、電子系統等的正常運行和生產,避免遭其破壞和影響,并有效防止引起爆炸等意外事故的產生。當低壓線路采取埋地引入廠房時,進戶端就應將電線電纜的金屬外皮和線槽接入地下,架空線纜要改成護套穿鋼管埋地接入,長度應符合L≥(式中L—金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管埋于地中的長度(m);埋電纜處的土壤電阻率(.m))表達式的要求,但電纜埋地長度不應小于15m。進戶電線電纜的鋼管、金屬外皮和防雷接地裝置設備相連接,電纜與架空線連接處裝電涌保護器,電阻應控制在10之內。
化工廠生產車間的裝置接地措施化工廠生產車間要設置防爆區域,重點規劃和管理,對于電氣設備、管線管道、儲罐設備等都要采取妥善的防靜電接地安全措施,尤其在有火災重點區域以及產生靜電危及人身安全的工作區域,在金屬用具、各種零部件和工作設施設備都要采取防靜電和接地保護措施。接地具體措施具體采取的措施包括:處理易燃液體堆棧單位和碼頭、管道、設備、建筑、金屬構件和鐵路鋼軌(陰極保護的除外)的結構,應電氣連接和接地。在爆炸危險區的轉動設備必須使用和安裝防靜電皮帶。靜電接地線和接地應與其他用途的接地裝置實行統一布局和規劃設計。可用于保護接地線,雷電靜電接地干線傳感器的接地線,或應專門設置靜電接地線和接地,接地線和接地材料應選擇耐腐蝕材料。靜電接地支線和電纜,應使用具有足夠的機械強度,耐腐蝕,易分解的多股導線或金屬機身。
化工廠防雷裝置還需要進行專業的維護管理,分為周期性維護和日常維護,管理應由熟悉技術的人員負責管理。雷電事故一旦發生,第一時間里報告當地氣象部門,以便對雷電災害工作的調查研究,分析原因,制定和布署相關預防政策和措施。
1.1爆炸分析
聚丙烯生產工藝中的爆炸危險是由多項原因引起的,而且爆炸危險表現在多個方面,如:閃爆、聚爆等,嚴重影響了聚丙烯生產工藝的安全控制。分析聚丙烯生產爆炸危險的原因,如:
(1)聚丙烯生產原料引起的爆炸,丙烯是生產中的主要原料,一旦工藝中發生丙烯泄露,即會在設備生產底部聚集,導致設備膨脹爆炸;
(2)溫度失控,聚丙烯生產過程中的聚合反應,需要嚴謹控制溫度,如果溫度與生產工藝矛盾,就會引起爆炸;
(3)粉塵聚集,粉塵占據了聚丙烯反應的空間,受到膨脹影響而發生爆炸。
1.2靜電火災
靜電是聚丙烯生產中比較常見的一類危險源,雖然聚丙烯是非導體,但是表面很容易聚集靜電電荷,特別是在聚丙烯流動的狀態下,靜電電荷與周圍的設備、管道發生摩擦,長期摩擦的過程中發生靜電感應,如果聚丙烯生產的環境較為干擾,也能發生靜電火災,引發嚴重的危險事故。
1.3堵塞危險
因為聚丙烯生產的產物,具有粘合、依附的特性,容易粘結在聚丙烯生產的設備表面,長期以來形成了固結體,所以引起了堵塞的危險。例如:聚丙烯生產中采用管式聚合器,在反應后期產生大量的粘合物,集中粘結在管道內壁上,導致管式聚合器內形成了堵塞的問題,如果管式聚合器內聚集物較多,即會影響管道的輸送水平,管內的壓強、溫度等都會偏離正常的數值,也能引起爆炸或火災風險。
2聚丙烯生產工藝的安全措施
綜合評價聚丙烯的生產工藝,針對工藝的危險性提出安全控制的措施,確保聚丙烯生產的安全性。聚丙烯生產工藝中,可以采用蒙德法分析危險源,落實相關措施的安全控制。
2.1爆炸控制的措施
聚丙烯生產工藝危險性中的爆炸控制,需要根據爆炸危險的原因規劃措施應用。首先是防止丙烯過度聚合,聚丙烯生產時嚴格按照原料的投放順序和比例執行,消除潛在的聚合危險,監督聚丙烯生產的過程,防止原料聚合;然后控制聚丙烯生產的溫度,可以在聚丙烯生產中安排冷卻工藝,重點控制工藝生產過程中的放熱;最后是預防粉塵爆炸,規范處理聚丙烯生產工藝中的堵塞問題,遵循聚丙烯生產的要求,防止粉塵堵塞聚丙烯生產的設備和管道。全面控制聚丙烯生產工藝中的爆炸危險,保障聚丙烯生產的經濟效益。
2.2靜電火災控制的措施
為了防止靜電火災,聚丙烯生產的過程中需要采取靜電接地的方式,還要注重聚丙烯生產環境的控制,防止生產環境過于干燥。聚丙烯生產時,應該定期檢查靜電接地的可靠性,也可利用加濕的方法,消除聚丙烯表面的靜電電荷,降低靜電火災的危害。除此以外,聚丙烯的輸送工藝中,增加氮氣物質,防止聚丙烯表面的靜電與設備或管道結合,保障聚丙烯在管道運輸中的安全性,充氮控制的方法是目前防靜電火災中最簡單的一類,解決了精丙烯生產中的靜電問題。
2.3堵塞危險的控制措施
聚丙烯生產工藝中安裝自動控制系統,監控聚丙烯生產的堵塞危險。自動控制系統檢測到堵塞危險時,會自動發出警報,促使生產工藝進入緊急處理的狀態,提高聚丙烯生產系統的輸送能力,以免聚丙烯的產物過度聚集在生產管道內。部分情況下,自動控制系統具有報警的功能,提供緊急處理的手段,有利于控制聚丙烯的堵塞問題。自動化控制系統非常注重堵塞風險的控制,通過實踐性的操作方式,杜絕堵塞的風險,防止聚丙烯生產中發生危險事故,提高聚丙烯生產的效率。綜上所述,聚丙烯生產工藝的危險性,需積極采取相關的安全措施,利用可靠的安全控制措施,規避聚丙烯生產中潛在的危險隱患,加強聚丙烯生產安全控制的水平,消除聚丙烯的危險源,促進生產工藝的安全進行。所以,在聚丙烯生產工藝中實行安全控制,保障聚丙烯生產的安全水平。
3結語
關鍵詞:危險因素辨識與分析 控制措施
一、裝置概況
本裝置屬于甲類生產裝置,主要危險介質為甲類(催化干氣)可燃氣體。裝置西面為硫磺裝置,東面為60萬噸/年柴油加氫裝置,北面為乙苯儲運罐區,南面35米處為廠區圍墻。裝置南北長為147米,東西寬為71米,本裝置占地面積10437m2。
1.物料危險特性
干氣制乙苯利用干氣中的乙烯和苯在一定的溫度、壓力下進行氣相烴化、液相反烴化反應制取乙苯。工藝中有高溫、低溫、高壓、伴隨生產過程的干氣和苯屬甲類易燃易爆氣體和液體并伴有有毒有害特性。
2.工藝流程簡介
工藝流程如圖1所示。
3.原料預處理部分
采用水洗工藝將脫硫干氣含有MDEA脫除,將MDEA濃度降至1ppm以下,防止烴化催化劑中毒,降低反應活性。
4.反應部分
在一定溫度及催化劑作用下,催化裂化干氣中的乙烯迅速與苯發生烷基化反應,生成乙苯。
5.吸收部分
將反應產物其中重組分吸收下來。尾氣從吸收塔塔頂排出,一部分作裝置內燃料,剩余進管網,吸收塔塔底物料作為反烴化料進反烴化反應器。
6.精餾部分
將含有多組分的液相物料進行分離,一部分做為產品經換熱冷卻后送入乙苯產品罐;另一部分做為副產品(丙苯、高沸物)間歇送出裝置。
7.再生部分
利用氮氣與凈化風按比例經氮壓機加壓,經與煙氣換熱后,再經爐子升溫,從反應器頂部進入反應器床層,自上而下燒焦,使催化劑活化、再生。
二、乙苯裝置主要危險因素的辨識與分析
1.工藝、設備設施的火災爆炸危險因素
干氣制乙苯裝置在連續性生產過程中,干氣、苯、烴化液等均為易燃易爆介質。物料的反應、分離、升壓、升溫,輸送以及儲運等工藝狀態以及設備設施的狀況構成發生火災爆炸事故的基礎條件。
2.電氣、儀表的火災爆炸危險因素
2.1電氣、儀表火花
電氣設備接地設施失效,線路絕緣損壞,短路,接點接觸不良,設備和線路、照明不符合防爆要求等原因引起電打火;電動儀表可能因能量積聚產生并泄放火花。
2.2自動儀表及聯鎖保護失效
調節儀表出現故障或表信號出現錯誤顯示或產生誤動作;DCS自控系統及自動聯鎖保護系統功能出現故障,可造成工藝參數指示失真,可能導致超壓、超溫、操作失控、物料溢出等后果,進而引發火災爆炸。
2.3可燃、有毒氣體報警器失靈
裝置及儲運罐區各部位的可燃、有毒氣體報警器失靈,可能導致泄漏的可燃介質聚集,不易發現,延誤可燃、有毒介質泄漏事故的處理時機,導致火災爆炸和人員中毒事故。
3.現場管理及其他因素
3.1現場作業管理
3.1.1以下違章作業行為可能引發火災爆炸、人員中毒事故:
人員違規操作,倒錯流程;在易燃易爆、有毒有害區私用明火,使用非防爆工具。
3.1.2檢修作業不執行檢修規程,安全措施不力,系統吹掃不凈。
3.2靜電
系統管路、設備中物料流速過大,尤其在易燃易爆介質泄漏時,可產生高速氣流,導致產生物流靜電;進裝置人員因著裝不符合防靜電要求可產生人體靜電,靜電集聚產生放電火花,構成火災爆炸事故的重要點燃源。
3.3硫化亞鐵自燃
在長期生產過程中,裝置的容器內壁可能形成硫化亞鐵垢層,當在裝置開停工過程中,使用蒸汽吹掃或其他原因造成升溫條件時,有可能發生硫化亞鐵自燃火災。
4.機械傷害
乙苯裝置大型設備具有轉速較高、結構較復雜等特點,轉動設備調試、檢修有一定難度,易發生機械故障,存在著發生機械傷人,設備損壞、停工停產事故的危險。
5.高處墜落
裝置各構架平臺及塔器高度在10m以上,其中苯塔塔、乙苯塔高70m,人員在操作、巡檢、檢修作業中,有發生滑跌、墜落的危險。
6.灼燙及凍傷
高溫灼燙
裝置加熱爐、反應器、塔底泵、再生氣換熱器等設備的操作溫度在220~500℃,在設備及附屬管道出現損壞,保溫層破損以及操作不當時,人員有高溫介質噴出燙傷和高溫接觸灼傷的危險。
7.其他危害
7.1防雷、防靜電接地
裝置設備和建(構)筑物的防雷、防靜電接地設備的設置和配備不合格,致使發生雷擊和靜電放電,可能導致設備設施損壞和火災爆炸事故。
7.2防凍防凝
裝置生產系統伴熱冬季因氣溫低,易造成設備或管路凍堵凍裂,可能造成設備設施損壞、停工停產,若處理不當,甚至可能引發火災爆炸、窒息中毒等其它事故。
7.3公用工程
裝置因供配系統發生意外停電、停水、停氣、停風等,會導致停工停產,處理不當還可能造成設備、設施及部件損壞,甚至引發火災爆炸、窒息中毒等其他事故。
三、危險因素控制
通過危險因素分析,可以針對所找出的各種危險因素制定相應的防范措施,確保安全生產。
1.工藝防范措施
1.1裝置采用先進可靠的工藝技術和合理的工藝流程,生產過程具有高度自動化、連續化、密閉化,使危險物料在操作條件下處于密閉的設備和管道中,不易泄漏;
1.2裝置可能引起超壓的設備和系統均設置安全閥和連鎖自保系統,超壓時,密閉排放至火炬系統,以保證事故狀態下人身安全和設備安全;
1.3裝置大型機動設備都選用安全防暴型,其他機泵選用隔爆型;
1.4根據裝置工藝和加工方案,確定出優化的工藝參數;
1.5制定出滿負荷處理量和低負荷處理量的運行工藝安全管理措施;
1.6加強對高溫高壓、有反應發生的工藝部位參數的監控,保證安全生產;
1.7定期校驗安全附件和試驗安全連鎖裝置的靈敏度。
2.強化設備管理
加大設備安全運行檢查的工作力度,重點檢查設備完好運行和檢修情況,以及大機組,關鍵設備的監護、特護情況,確保設備的運行、使用,必須安全可靠。
3.加強安全監督檢查
車間管理人員每天進行一次現場安全檢查;每周組織一次安全大檢查;分廠每月一次安全聯合大檢查;對查出的隱患和問題及時整改,并動員廣大職工積極查找隱患,以消除不安全因素。
4.規范安全管理制度
嚴格執行集團公司“六大禁令”和“作業和操作要受控”安全規定;認真推行集團公司的16項管理規定。認真執行工藝操作規程,遵守工藝紀律,做到平穩生產。
5.加強安全教育
定期的做好安全教育培訓和各項安全演練活動。組織員工學習各類事故發生的原因,總結經驗教訓,使廣大員工通過安全活動的學習能夠更深刻的認識到,安全生產是一切事物的前提,督促全體員工認真學習各項安全知識,提高全員的安全防護和處理突發事件的能力。
6.正確勞保著裝
進入化工設備內部作業時,在易燃、易爆的設備內或生產區,應穿防靜電工作服,防止起靜電火花或有腐蝕性物質接觸皮膚。勞保鞋要采用抗靜電和防砸專用鞋。
7.加強與相關單位的協調聯系工作
加強與周圍臨近裝置的協調、聯系,對周圍裝置,特別是催化裝置所作的可能影響到本裝置的調整及早了解,提前做好相應的準備,以保證裝置平穩,避免作緊急處理時對安全、設備及平穩生產造成危害。
參考文獻
1、貫徹國家、上級部門關于設備設計制造、檢修、維護保養及施工方面的安全規定和標準,做好主管業務范圍內的安全工作。負責制定和修訂各類機械設備的操作規程和管理制度。
2、負責各種機械設備、電氣儀表、管道及工業建筑物的安全管理,使其符合安全技術規范、標準和制度的要求。禁止防爆等級不夠的家電進入生產裝置。
3、負責組織工業建筑設備,起重機械、施工機具、鍋爐、壓力容器及安全附件、氣瓶、防塵、毒和防靜電裝置、機械和電氣聯鎖裝置、安技裝備的定期安全檢查、校驗工作。及時整改檢查中發現的問題,有重大隱患要堅決停用。
4、在制定或審定有關設備設計、制造、改造方案和編制設備檢修計劃時,應有相應的職業安全衛生措施內容,對安全措施完成情況負責檢查監督。
5、組織設備安全大檢查,對檢查出的有關問題,要有計劃地及時整改,按期實現安全技術措施計劃和事故隱患整改項目。
6、負責對壓力容器、起重設備及特種設備的登記取證工作。