國外石油儲罐預(yù)防泄漏系統(tǒng)及滅火技術(shù)
1 儲罐底板預(yù)防泄漏系統(tǒng)
美國石油學(xué)會(API)推薦在儲罐底板下安裝預(yù)防泄漏系統(tǒng)(PRB)。PRB可以在罐底板內(nèi)涂層,或者在罐底板下安裝泄漏報警管件系統(tǒng),或者是采用雙層罐底板等。該方法優(yōu)點是對于新建儲罐安裝費用低,可暫時收集泄漏油品;缺點是土壤和地下水狀況可能會影響系統(tǒng)可靠性,應(yīng)定期維護保持泄漏報警管件系統(tǒng)的完整性。
2 儲罐泄漏檢測技術(shù)
美國TycoThermal Control公司研發(fā)TraceTek漏油感應(yīng)電纜,還發(fā)展了罐基礎(chǔ)預(yù)埋檢測元件法及導(dǎo)電性粉體元件監(jiān)測法、電場感應(yīng)技術(shù)和光導(dǎo)纖維監(jiān)測法等。
3 儲罐可燃氣體探測系統(tǒng)
可燃氣體探測報警系統(tǒng)是保證油氣管道站場設(shè)備和人員安全的重要設(shè)施。美國標(biāo)準ISA-60079-29-2(12.13.02)-2012《爆炸性氣體環(huán)境第29-2部分:氣體探測器-易燃氣體和氧氣探測器的選型、安裝、使用和維護》介紹了美國油氣管道站場可燃氣體探測報警系統(tǒng)在產(chǎn)品選型、傳感器冗余設(shè)計、設(shè)置場所、報警設(shè)定值、運行維護和使用方法培訓(xùn)方面的先進經(jīng)驗和推薦做法。例如,遠程控制可燃氣體探測報警系統(tǒng)的傳感器采用雙重或三重冗余設(shè)計,低溫、強腐蝕性和潮濕環(huán)境下氣體探測器防護措施,以及故障時應(yīng)采取的替代措施等。
編者注:目前,國內(nèi)已有可燃氣體探測報警系統(tǒng)的設(shè)計、產(chǎn)品參數(shù)、施工安裝調(diào)試以及檢定校準等標(biāo)準,但氣體探測器選型、設(shè)置和運行維護標(biāo)準還不完善。
4 儲罐自動泡沫滅火系統(tǒng)
近年來國外研發(fā)了CFITM、TANK GUARD、EF等設(shè)置在浮盤邊緣的獨立滅火單元,以希臘FoamFataleTM技術(shù)為例。該技術(shù)最顯著的優(yōu)點是無需消防水、電力和其他設(shè)備(泵、比例混合器、抽吸裝置),探測到火災(zāi)信號后5~10s內(nèi)自動啟動;滅火速度極快(最長2min);滅火過程無需人員參與;空氣污染??;對罐體和管內(nèi)油品影響小;維護簡便成本低,可靠性高。
FoamFatale TM研究表明,泡沫供給強度如達到現(xiàn)有標(biāo)準規(guī)范中規(guī)定值的2~3倍,能夠大大提高滅火機率。FoamFatale TM泡沫供給強度高達20~30L/(min?m2)。與傳統(tǒng)的泡沫供給系統(tǒng)不同,泡沫不是在火災(zāi)事故現(xiàn)場配置,而是預(yù)先配置好,儲存在壓力容器中。為保證高強度泡沫流量,該系統(tǒng)設(shè)計了分布式線性噴射口(CLN),泡沫管道沿罐周安裝在靠近罐壁的位置,噴射口平均分布在泡沫管道上。發(fā)生火災(zāi)后,溫度傳感器探測火災(zāi)信號,啟動控制閥。自膨脹泡沫在管道內(nèi)完成膨脹,通過噴射口向罐體中心射出,泡沫在極短時間內(nèi)擴散完畢,在罐內(nèi)液體表面形成泡沫覆蓋層,隔絕氧氣,實施滅火,同時冷卻罐體表面溫度。
5 儲罐移動式滅火技術(shù)
儲罐火災(zāi)事故統(tǒng)計表明,密封圈雷擊著火是浮頂罐最常見的火災(zāi)類型,美國石油學(xué)會(API)統(tǒng)計1951~1995年81起直徑超過30m的大型浮頂儲罐火災(zāi)事故中,密封圈火災(zāi)占72.8%(其它是空隙火災(zāi)、液面火災(zāi)和儲罐地面火災(zāi)等)。國外有浮頂下沉伴隨火災(zāi)的發(fā)生,最終形成儲罐全面積敞口火災(zāi)的案例。例如1981年美國某石油公司煉油廠一個10×104m3原油浮頂罐發(fā)生了浮頂沉沒,導(dǎo)致火災(zāi)失控。儲罐全面積敞口火災(zāi)難于撲救,特別是原油儲罐會發(fā)生沸溢,撲救時間短則數(shù)小時,長則幾天。固定式消防系統(tǒng)設(shè)計原則是撲救密封圈火災(zāi),根本無法滿足撲救全面積火災(zāi)的要求。
國外有應(yīng)用移動式大流量泡沫炮成功撲救大型儲罐全面積火災(zāi)事故的案例,例如美國使用巨型泡沫炮成功撲救直徑60.96m的油罐火災(zāi),射程152m,流量達250L/s;沙特阿莫科公司推薦撲救直徑60~100m浮頂罐火災(zāi),需使用流量260~930L/s消防炮。移動式消防設(shè)備泡沫供給強度明顯高于固定式消防系統(tǒng),例如美國消防協(xié)會標(biāo)準NFPA11-2016規(guī)定固定式泡沫滅火系統(tǒng)的泡沫混合液的供給強度是4L/(min?m2),持續(xù)供給時間是55min。針對原油儲罐全面積火災(zāi),采用泡沫炮滅火,泡沫混合液供給強度是6.5L/(min?m2),持續(xù)供給時間是65min。為彌補泡沫液損失量,泡沫炮實際供給強度往往需提高至10L/(min?m2)以上。
編者注:國內(nèi)大型儲罐均設(shè)置固定式消防系統(tǒng),較少配置大功率移動式消防設(shè)備,例如國內(nèi)一級石油庫一般配備1~3輛消防車,很少配備專門的舉高噴射消防車。《石油庫設(shè)計規(guī)范》(GB 50074-2014)規(guī)定石油庫儲罐區(qū)消防用水量,應(yīng)為撲救最大的儲罐火災(zāi)配置泡沫用水量和冷卻儲罐所需最大用水量的總和,但未涵蓋移動消防用水量。據(jù)統(tǒng)計,由于消防設(shè)施運行狀態(tài)不充分導(dǎo)致火災(zāi)擴大的情況占半數(shù)以上,消防車用于少量的流散火災(zāi)以及泡沫滅火的補充是很有必要的。
?。ㄕ幾浴妒蛶炫c加油站》2018年第5期李文靜等《國內(nèi)外儲罐消防和安全系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀》)