敖106轉(zhuǎn)油站的火災危險性分析

王宇

（中國人民武裝警察部隊學院消防工程系，河北　廊坊）

摘要：近年來國內(nèi)外大型油氣儲運等場所火災爆炸事故頻發(fā)，造成的損失和后果也難以估計，對于該類場所火災爆炸事故的預防就要從源頭入手。本文以黑龍江省大慶市敖106轉(zhuǎn)油站為例，結(jié)合其作為石油化工企業(yè)自身具有的特殊性，通過了解其工藝流程進而分析生產(chǎn)過程中存在的火災危險性。希望通過對該類場所存在的火災危險性的分析，進而得到解決火災隱患、應對緊急情況、處理災害事故的科學理論。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)油站；火災爆炸事故；工藝流程；火災危險性

1　引言

1.1　轉(zhuǎn)油站簡介

轉(zhuǎn)油站，又稱集油站，是把數(shù)座計量或接轉(zhuǎn)站來油集中在一起，進行油氣分離、油氣計量、加熱沉降和油氣傳輸?shù)茸鳂I(yè)的中型油站。有的轉(zhuǎn)油站還包括原油脫水作業(yè)，這種站叫做脫水轉(zhuǎn)油站。其中油氣分離是生產(chǎn)過程中伴隨著流體壓力降低而出現(xiàn)的原油脫氣現(xiàn)象；油氣計量是指對石油和天然氣流量的測定，主要分為油井產(chǎn)量計量和外輸流量計量。油井產(chǎn)量計量是指對單井所生產(chǎn)的油量和氣量的測定，是進行油井管理、掌握油層動態(tài)的關(guān)鍵資料數(shù)據(jù)。外輸計量是對石油和天然氣輸送流量的測定，是輸出方和接收方進行油氣交接經(jīng)營管理的基本依據(jù)。

1.2　敖106轉(zhuǎn)油站工程概況

1.2.1　地理位置及自然狀況

敖106轉(zhuǎn)油站屬于黑龍江省大慶市葡萄花油田，同葡10-2、葡32-1一起分三區(qū)塊位于大慶市大同境內(nèi)，三個區(qū)塊分布相對獨立。區(qū)域內(nèi)分布有低洼地、大田、葦塘等，地勢相對低洼。南引干渠南北向穿越葡10-2井區(qū)并東西向穿越敖106-3井區(qū)。另外，區(qū)域內(nèi)無已建井排路可以依托，區(qū)域外部有明沈公路及201省道作為新建井排路的延伸。

1.2.2　站址選擇及平面布置

本著站址選擇靠近油田主干路，交通便利、具有滿足建設需要的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、地表地質(zhì)作用等一系列的工程地質(zhì)條件以及綜合考慮轉(zhuǎn)油站在不同位置時，油、氣、水、電、路、信等系統(tǒng)工程的投資和相應的運行費用等因素，在系統(tǒng)工程投資相近的情況下，轉(zhuǎn)油站盡量布置在井區(qū)中心等原則，敖106轉(zhuǎn)油站廠址設于市郊。周圍無城鎮(zhèn)、居民區(qū)以及人員密集性場所，其生產(chǎn)區(qū)位于市中心全年最小頻率風向的上風側(cè)。

轉(zhuǎn)油站總平面布置考慮以處理介質(zhì)流向為主線，采用甲、乙類設備盡量集中布置，功能分區(qū)相對獨立布置的原則。對同類別功能分區(qū)和介質(zhì)上下游關(guān)系分區(qū)采取相對集中布置，但并未對各功能分區(qū)進行嚴格劃分，使全站占地面積減小到最低，土地利用率為最高。廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)區(qū)無公路和地區(qū)架空電力線路，無區(qū)域排洪溝，除自身工藝流程內(nèi)輸油氣管道外，無地區(qū)輸油輸氣管路。站內(nèi)油水泵房與加藥間、化藥間、閥組間合一布置，甲乙類容器及加熱裝置集中布置，形成統(tǒng)一的加熱裝置區(qū)，位于全站的邊緣部位布置，以利于流程的銜接和管網(wǎng)的統(tǒng)一布置，便于設備的管理和日常維護。廠房加熱裝置區(qū)北部設有一個6m³的清水緩沖罐以及一個1.4m×4m×5m的防火砂池。

該轉(zhuǎn)油站與綜合值班室合建，進站路由站場東側(cè)接入，“四合一”裝置及加熱爐置于站內(nèi)南側(cè)，泵房等廠房置于站內(nèi)北側(cè)，污油坑置于站場南側(cè)，在轉(zhuǎn)油站北側(cè)預留綜合值班室位置。站址周圍沒有工業(yè)企業(yè)和城鎮(zhèn)，施工及建設對周圍環(huán)境影響小。此外，轉(zhuǎn)油站的供電、對外通信、輸油等系統(tǒng)工程盡量依托已建相關(guān)設施進行建設。

2　主要工藝流程及火災危險性分析

2.1　功能

敖106轉(zhuǎn)油站于2014年在站外管轄油井128口，集油閥組間5座。站外系統(tǒng)對處理后的含油污水采用單管環(huán)狀摻水集油工藝；該轉(zhuǎn)油站采用就地加熱放水回摻工藝，站內(nèi)采用分離緩沖沉降加熱“四合一”裝置對閥組間來液進行處理。來液經(jīng)“四合一”進行分離加熱處理，將來液一次加熱到65℃，將摻水分出，經(jīng)摻水泵輸至摻水閥組回摻至站外系統(tǒng)；并將加熱后的含水油經(jīng)輸油泵外輸至敖包塔聯(lián)合站進行脫水處理。“四合一”分離出的伴生氣經(jīng)天然氣除油干燥組合裝置處理后輸送至敖包塔聯(lián)合站；考慮敖包塔輕烴回收裝置冬季停運，“四合一”分離出的伴生氣可供“四合一”和采暖爐自耗，不足部分由敖包塔聯(lián)合站來氣補充。

2.2　主要工藝流程及火災危險性

轉(zhuǎn)油站中主要可燃氣體和液體分別是天然氣、液化石油氣和原油。天然氣主要成分是甲烷，與空氣混合爆炸下限為4.9％，小于10％，屬于甲B類火災危險性流體；液化石油氣主要成分是丙烷和丁烷，與空氣混合爆炸下限為1.5％，小于10％，屬于甲B類火災危險性流體；原油中有多種油品，其中汽油等閃點在28℃以下，屬于甲B類液體。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范規(guī)定，轉(zhuǎn)油站內(nèi)房間及設備的火災危險性類別應按火災危險性類別最高的設備確定，所以判定敖106轉(zhuǎn)油站為甲類火災危險性場所。

2.2.1　油系統(tǒng)

集油間來液→“四合一”→外輸油泵→計量→敖包塔聯(lián)合站。

（1）明火和散發(fā)火花地點。在該系統(tǒng)中，集油間來液是通過密封管道輸送的，而“四合一”中加熱爐、部分維修設施以及外輸油泵屬于明火源，同時站內(nèi)用電設備啟閉過程中電流沖擊將產(chǎn)生電火花，以及集油間和計量間電纜可能由于老化或接觸不良產(chǎn)生電火花，泄露或蒸發(fā)的油氣遇到明火源或電火花可能會引起火災與爆炸事故。

（2）超壓。在整個系統(tǒng)運行過程中，當“四合一”裝置中壓力表、溫度表指示不準或直接損壞，加熱爐鍋殼最高處無排氣閥或密封性不好，輸油輸氣管道發(fā)生堵塞，超溫或安全附件如安全閥、液面計不健全，不能明確顯示和自動泄壓時，可能造成設備及管道爆裂甚至引起物理性爆炸事故。

（3）泄露。油氣泄漏在生產(chǎn)過程中是不可避免的，在該系統(tǒng)中，輸油輸氣管路以及其閥門、法蘭處破裂和腐蝕將會造成來油和分離得到的成品油、天然氣和液化石油氣的泄露。同時由于該轉(zhuǎn)油站處于黑龍江省大慶市，四季及晝夜溫差較大，設備管道及其連接處很可能由于熱脹冷縮造成破裂，導致油氣的泄露。當泄漏事故發(fā)生時，特別是原油蒸汽或伴生氣在集油間管道、“四合一”加熱爐等封閉空間或是通風不良的環(huán)境中，易與空氣混合達到爆炸極限，遇引火源會造成嚴重的氣體爆炸事故。

（4）高溫、熱輻射。油系統(tǒng)屬于該轉(zhuǎn)油站主要生產(chǎn)工藝流程，其中“四合一”裝置中主要工作容器為一火筒式加熱爐，工作介質(zhì)含水油及天然氣，工作溫度最高可達300℃。在生產(chǎn)過程中加熱爐將會向周圍提供大量熱輻射，這將使管路中局部油溫過高。同時分離得到的成品油輸送至計量間過程中，外輸油泵可能由于連續(xù)工作等原因造成散熱不良，致使油泵內(nèi)油品溫度過高，最后油氣在高溫、熱輻射引發(fā)高溫條件下將會引起自燃，從而引起火災。

2.2.2　氣系統(tǒng)

（1）明火和散發(fā)火花地點。在該系統(tǒng)中，除了“四合一”裝置中加熱爐、部分維修設施屬于明火源外，非防爆燈具、開關(guān)、電纜等產(chǎn)生的電火花都可能引燃天然氣等可燃氣體。加上天然氣除油干燥組合裝置過程中，干燥劑再生時需要將天然氣加熱，一旦空氣混入系統(tǒng)，高溫加熱器表面的溫度足以點燃爆炸性混合氣體。另外對于氣體管道的檢修與維護中，使用電焊、氣焊等明火設備也都可能造成嚴重的氣體火災與爆炸事故。

（2）超壓。氣系統(tǒng)中超壓主要是在給“四合一”裝置供氣時出現(xiàn)超壓或在干燥壓縮過程中，壓縮機泵超速運轉(zhuǎn)以及管路不暢導致出口超壓。氣體超壓往往造成物理爆炸的發(fā)生，但是在爆炸發(fā)生瞬間，大量可燃氣體釋放到空氣中形成預混爆炸性氣體，導致化學爆炸也隨之一起發(fā)生。另外，由于冬天環(huán)境溫度過低，如果在干燥除油過程中對于天然氣脫水干燥度不達標，天然氣中某些成分就可能從氣體中析出繼而凝成固體，從而堵塞氣體管路，形成超壓環(huán)境，造成爆炸事故。

（3）泄露。天然氣與液化石油氣的泄露和油系統(tǒng)相比較而言，原因大體相同，都是管路、設備及閥門法蘭等處變薄或者泄露造成的。但是在氣系統(tǒng)中還有兩個原因可能造成氣體的泄露：一是加熱爐等處加氣軟管需要經(jīng)常拆卸，造成磨損；另一個是在轉(zhuǎn)油站內(nèi)如果設備設施過于發(fā)散，將造成天然氣及液化石油氣在整個站內(nèi)積聚，最終引發(fā)事故。同時人為加氣、排污等處開關(guān)閥門不及時所造成的氣體泄漏遠比油泄露后果嚴重得多。

2.2.3　收油流程

天然氣除油器干燥組合裝置→收油泵→外輸泵進口匯管。

在天然氣除油干燥組合裝置內(nèi)，水蒸氣遇天然氣中酸性氣體將形成對周圍的腐蝕，并且在排污減壓過程中，對于混合氣體汽化處理不當將引起火災與爆炸事故。

2.2.4　摻水系統(tǒng)

“四合一”→摻水泵→計量→摻水閥組→站外集油間（集油環(huán)）

（1）明火和散發(fā)火花地點。摻水系統(tǒng)主要是將來油中提出的水分經(jīng)摻水泵輸至摻水閥組回摻至站外系統(tǒng)，在該過程中提出的水分中含有部分原油及相應易燃易爆物質(zhì)，排出管道及站外集油間處一旦有點火源，火勢將回燃至站內(nèi)，甚至在排出管道中直接發(fā)生爆炸，造成更大的泄露及污染事故。

（2）泄露。摻水系統(tǒng)中管路都采取地下直埋敷設，在運輸廢水過程中，周圍空氣的氧化以及廢水中的化學物質(zhì)將腐蝕管路，特別是法蘭、接口等連接處，這將造成含油污水的泄露。一旦周圍環(huán)境溫度升高，散熱不良，將引起污水自燃。

另外，在整個轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)內(nèi)，還有很多自然及人為因素可能引起火災與爆炸事故，包括夏季雷電發(fā)生時，站內(nèi)未采取可靠避雷設施的情況下，工藝管道及設備遭受雷擊將直接引起火災與爆炸事故；整個廠區(qū)內(nèi)部油氣生產(chǎn)管道和設備在運行期間，因油氣的流動摩擦會引起靜電，從而引起火災與爆炸事故；在廠區(qū)內(nèi)特別是主要工藝裝置內(nèi)，電氣設備的啟閉產(chǎn)生的電火花以及工作人員自身攜帶明火或者身上衣物摩擦產(chǎn)生靜電的危害，都可能引發(fā)火災與爆炸事故，嚴重影響整個廠區(qū)的安全。

3　結(jié)論

通過上述分析，該轉(zhuǎn)油站內(nèi)主要應從防明火、防超壓泄露、防靜電、防雷防爆幾個方面預防事故的發(fā)生。由于該類場所火災危險性大，所以希望通過分析進而得到解決火災隱患、應對緊急情況、處理災害事故的科學理論。

參考文獻

［1］　曹樹剛，王艷平.石化企業(yè)儲罐區(qū)消防安全的模糊綜合評價.石油庫與加油站，2005（2）：98-100.