發(fā)表時(shí)間： 2024-07-02 09:55:04
作者： 石油化工設(shè)備維護(hù)與檢修網(wǎng)
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事故概況
大型儲(chǔ)罐單體容量大，危險(xiǎn)源能量集中，一旦發(fā)生連鎖性災(zāi)難事故，持續(xù)時(shí)間長，破壞范圍大，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，極易造成惡劣的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響。
2022年8月5日19時(shí)左右，古巴馬坦薩斯省一處石油儲(chǔ)備基地的原油儲(chǔ)罐被閃電擊中，造成1個(gè)原油儲(chǔ)罐起火，進(jìn)而引燃了3個(gè)儲(chǔ)罐，并在幾天內(nèi)發(fā)生多次爆炸。這起事故，為各國石油、石化等危化倉儲(chǔ)企業(yè)預(yù)防雷電災(zāi)害敲響了警鐘。
古巴儲(chǔ)油基地“8·5”火災(zāi)事故分析
（一）最初著火點(diǎn)分析
著火的第一臺(tái)儲(chǔ)罐罐內(nèi)可燃?xì)怏w超標(biāo)，達(dá)到爆炸極限，鋁穹頂上避雷裝置失效，雷擊罐頂放電產(chǎn)生火花，引燃儲(chǔ)罐內(nèi)可燃?xì)怏w，發(fā)生儲(chǔ)罐著火，釀成全面積火災(zāi)。
（二）第二臺(tái)儲(chǔ)罐著火分析
根據(jù)衛(wèi)星地圖實(shí)測(cè)，第一臺(tái)和第二臺(tái)儲(chǔ)罐間隔約28米，由于受到強(qiáng)風(fēng)，在熱輻射影響下，罐內(nèi)可燃?xì)怏w達(dá)到自燃點(diǎn)，第二臺(tái)儲(chǔ)罐發(fā)生著火爆炸。
（三）第三、四臺(tái)儲(chǔ)油罐著火分析
第二臺(tái)儲(chǔ)罐在持續(xù)燃燒近40個(gè)小時(shí)后坍塌并溢出燃料，形成池火，波及緊鄰的另兩臺(tái)儲(chǔ)罐并引發(fā)爆炸。
根據(jù)中國氣象科學(xué)研究院對(duì)多年歷史數(shù)據(jù)的分析，我國的雷電活動(dòng)主要發(fā)生在5月至9月，以5月至8月最為活躍，其間發(fā)生的雷電災(zāi)害占全年總量的80%左右。
我國陸地閃電頻次日變化總體呈現(xiàn)單峰單谷的特征，最大峰值一般出現(xiàn)在下午至傍晚，海洋區(qū)域的閃電活動(dòng)多集中在下午和凌晨。此外，從全國閃電密度分布來看，華南、云貴川渝地區(qū)是我國閃電密度高值區(qū)，尤其是廣東省和海南省，華北、華東次之，西北地區(qū)為最低值區(qū)。
研究數(shù)據(jù)表明，對(duì)于局地環(huán)境來說，雷電“青睞”相對(duì)于周圍環(huán)境更為高聳的物體，比如高塔、高壓輸電線塔、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、大樹、天線、接閃器（避雷針）等。中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任呂偉濤建議，對(duì)雷電敏感的危化企業(yè)在選址和建設(shè)之前需先咨詢當(dāng)?shù)貧庀蟛块T，開展雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，盡量選擇雷擊風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)低的區(qū)域開建，并嚴(yán)格按照防雷規(guī)范選擇相應(yīng)的雷電防護(hù)設(shè)計(jì)方案。
由于雷電具有高電壓、大電流、強(qiáng)電磁輻射等特征，致災(zāi)性非常強(qiáng)。因此，對(duì)于危化企業(yè)來說，小小的火花放電就可能導(dǎo)致嚴(yán)重的災(zāi)害事故。例如，危化行業(yè)區(qū)域以罐區(qū)、裝卸區(qū)、碼頭區(qū)域?yàn)橹鳎饕课灰宰詣?dòng)化儀表如可燃?xì)怏w報(bào)警器、機(jī)柜間（內(nèi)）信號(hào)系統(tǒng)儀表等為主，雷電可能影響其生產(chǎn)運(yùn)行、監(jiān)控失效、動(dòng)力失效等。可見，雷電對(duì)危化企業(yè)的影響是全方位的。
專家建議
雷電災(zāi)害很大程度上可以采取防御措施！
● 定期做好企業(yè)園區(qū)、廠區(qū)雷電防護(hù)設(shè)施的安全檢測(cè)，確保防雷設(shè)施的有效性。
● 排查儲(chǔ)罐防雷設(shè)施缺陷問題，提升儲(chǔ)罐防雷能力。
一是提升儲(chǔ)罐區(qū)雷電預(yù)警與雷電防護(hù)能力，在罐區(qū)配置雷電預(yù)警系統(tǒng)，外浮頂儲(chǔ)罐導(dǎo)向柱增設(shè)絕緣裝置。
二是排查儲(chǔ)罐防雷防靜電隱患，評(píng)估設(shè)有避雷針的儲(chǔ)罐的雷擊閃爆風(fēng)險(xiǎn)，檢查罐頂中央通氣孔和呼吸閥是否設(shè)有阻火設(shè)施，排查罐體與浮頂?shù)慕拥亍⒘坑涂诤妥詣?dòng)通氣孔等附件的等電位連接等情況。
● 遇雷雨天，原則上要避免進(jìn)油和出油作業(yè)，若生產(chǎn)要求不能中斷操作，應(yīng)降低流速并加強(qiáng)監(jiān)護(hù)。
● 大型危化企業(yè)工作人員在戶外作業(yè)時(shí)應(yīng)關(guān)注天氣變化，及時(shí)接收雷電安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息，做好人員和設(shè)備安全防護(hù)。如遇雷雨天氣，應(yīng)立刻停止戶外作業(yè)，盡快到附近有防雷措施的建筑內(nèi)躲避。若周圍比較空曠，則建議采用雙腳并攏、下蹲等姿勢(shì)，并避免靠近高大的物體，比如大樹、雕像、廣告牌等，盡量降低被雷擊的風(fēng)險(xiǎn)。
● 推進(jìn)鋁穹頂抗雷技術(shù)攻關(guān)，解決鋁穹頂雷擊問題。
鋁穹頂具有永久性耐蝕、高度輕量化等特點(diǎn)，目前在國外大部分地區(qū)有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)此次事故暴露出來的問題，重點(diǎn)研究鋁穹頂抗雷技術(shù)，如研發(fā)具有抵抗 150kA 直擊雷的復(fù)合鋁蒙皮材料。深入分析國外鋁穹頂儲(chǔ)罐事故案例和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行和維護(hù)等方面系統(tǒng)開展抗雷型鋁穹頂技術(shù)攻關(guān)，形成成套技術(shù)及裝備，并有條件時(shí)進(jìn)行應(yīng)用。
附：鋁穹頂技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
大型外浮頂儲(chǔ)罐是常用的原油儲(chǔ)存設(shè)施，直徑一般為60米-100米，容積最大可達(dá)15萬立方米。大型浮頂儲(chǔ)罐浮盤面積大，太陽直射浮盤上表面與罐內(nèi)壁掛油，容易造成VOCs大量排放；外浮頂儲(chǔ)罐的雷擊密封圈火災(zāi)事故占大型儲(chǔ)罐事故30%以上；另外，暴雨、暴雪臺(tái)風(fēng)等易導(dǎo)致浮盤沉沒及密封損壞、中央排水管泄漏等事故都會(huì)造成大型油氣儲(chǔ)存的巨大損失。一旦加上頂蓋，以上事故皆迎刃而解。但是儲(chǔ)罐直徑越大，鋼拱頂重量越重，對(duì)罐壁和罐基礎(chǔ)影響大，因此當(dāng)儲(chǔ)罐直徑大于60米時(shí)，鋼拱頂難以應(yīng)用在大型外浮頂儲(chǔ)罐上。針對(duì)以上問題，美國等西方國家一般采用加裝鋁穹頂。
鋼拱頂每5年做一次外防腐、每8年做一次內(nèi)防腐，鋁穹頂可實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，節(jié)約日常維護(hù)和檢維修費(fèi)用，綜合費(fèi)用占優(yōu)勢(shì)，避免鋼頂巡檢、維修事故的發(fā)生，無需儲(chǔ)罐停運(yùn)檢修。
（一）國外應(yīng)用現(xiàn)狀
從 20 世紀(jì) 50 年代，國外在石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)已開始大量使用鋁穹頂，在荷蘭鹿特丹港、新加坡布星島、美國洛杉磯和休斯頓等地區(qū)煉油廠和油品罐區(qū)，鋁穹頂結(jié)構(gòu)儲(chǔ)罐隨處可見，針對(duì)鋁 穹頂技術(shù)形成了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（API 650《Welded Tanks for Oil Storage》附錄 G）。國外大多采取“全液面接觸式浮盤及高效密封”型式來控制罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度，通過減少可燃?xì)怏w來減少雷擊起火風(fēng)險(xiǎn)，鋁穹頂沒有任何防雷措施。另有一些國家和地區(qū)在鋁穹頂上加裝避雷針或接閃裝置。
（二）國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀
考慮到鋁穹頂自重輕、耐腐蝕、免維護(hù)等特點(diǎn)，國內(nèi)部分企業(yè)也采用了鋁穹頂形式，如惠州中海殼牌 5 臺(tái) 10 萬立方米儲(chǔ)罐（石腦油）、海南國投孚寶3 臺(tái) 5 萬立方米儲(chǔ)罐（成品油）、大連港 3臺(tái)2萬立方米儲(chǔ)罐（成品油）、大連港 11 臺(tái)1萬立方米 儲(chǔ)罐（成品油）等。大部分儲(chǔ)罐都沒有防雷設(shè)施。
