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油品儲罐火災爆炸事故分析與防范

文檔作者：劉永斌文檔來源：中國石油化工股份有限公司洛陽分公司		點擊數：	更新時間： 2021年06月15日
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蠢 石油化工安全環保技術 蠹
201 1年第27卷第4期PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY
油品儲罐火災爆炸事故分析與防范
劉永斌
(中國石油化工股份有限公司洛陽分公司，河南洛陽471012)
摘要：對石油化工企業油品儲罐因冒罐、雷擊、靜電、硫化亞鐵自燃、用火施工作業
和與生產運行裝置協調不當等引發的六類典型火災爆炸事故案例進行了風險分析，提出了有
效的防范措施，防止事故發生。
關鍵詞：油品儲罐 火災爆炸 防范措施
石油化工企業油品儲罐內介質易燃易爆，儲
存量大，構成重大危險源，發生火災爆炸事故的
危險性極大，事故后果也非常嚴重，常常會造成
設備破壞、財產損失、人員傷亡，社會影響巨
大。作為石化企業安全防范的重點油品儲罐，除
了源頭設計、材料選擇、安全技術措施滿足最新
標準規范外，日常安全管理也非常重要，應從隱
患排查治理、標準化操作、執行制度以及油罐的
運行、施工、維修等各方面嚴格管理。對發生在
石化企業的各類火災爆炸事故典型案例進行分類
風險分析，以采取有效措施，防止事故發生。
1 冒罐遇明火發生爆炸火災事故
1．1 典型事故案例
(1)1997年6月27日21時26分，某化工
廠儲運分廠油品車間儲罐區發生特大爆炸火災事
故，造成9人死亡，39人受傷，直接經濟損失
1．17億元。事故的直接原因是：卸輕柴油時，由
于石腦油和輕柴油閥門處于錯開錯關狀態，泵出
的輕柴油不能卸入輕柴油B號罐，而進入了滿載
石腦油的A號罐，導致石腦油大量“冒頂” 溢
出，溢出的石腦油及其油氣在擴散過程中遇到火
源，產生爆炸和燃燒¨J。
(2)1993年10月21日18時15分，某煉油
廠油品分廠半成品車間汽油罐區310汽油罐
(10 000 m )在進行汽油加劑循環調合時，操作工
因誤開了該罐泵前的另一汽油罐(311號罐)的人
口閥，致使311號罐汽油通過泵打人310號罐內，
高液位報警后，操作工以為是誤報警，致使汽油
從310號罐大量外溢，在罐區內揮發擴散，遇一
民工駕駛載垃圾的拖拉機致310號罐55．5 In處引
起爆燃，310號罐頂發生大火，造成重大火災事
故，2人死亡。
1．2 風險分析
事故發生的主要原因有：(1)因油罐容積較
大，收油時間較長，有時要收幾天時間，當達到
油罐安全高度時，需要改罐，此時人員思想易麻
痹，尤其發生在晚上時，操作人員不能及時發
現，遇明火易發生大的爆炸火災事故。(2)操作
人員違犯勞動紀律，夜班睡崗、脫崗或注意力不
集中，違犯操作紀律引起誤操作或誤動作，巡回
檢查、值班檢查不認真，不能及時發現事故苗
頭。(3)誤操作或誤動作，現場出現大面積跑油
時，可燃氣體報警器未起到應有作用。(4)油罐
的液位報警設施誤報、不準、聲音小或未被關注
到。(5)罐區封閉化管理及防爆管理有漏洞，有
違規機動車輛出入或非防爆電器設備使用，使之
產生火花。
1．3 防范措施
此類事故危害大，經濟損失大，人員傷亡
多，社會影響極大，必須從根本上采取措施徹底
避免。(1)在油罐液位將要達到安全高度時，要
收稿日期：2011-04．10；修改稿收到日期：2011-06-24。
作者簡介：劉永斌，男，1985年畢業于西安建筑科技
大學，現任中國石化洛陽分公司副總工程師，高級工程
師。電話：0379-66994673，E·mail：liuyb@lypcc．coin．cn
蠹 石油化工安全環保技術 2011年第27卷第4期
在該時間節點內高度關注，及時改罐操作，并實
行確認制度。(2)嚴格崗位巡檢制度，因罐區一
般面積較大，巡檢一次需要較長時間，要合理安
排巡檢路線，關注油罐運行動態，及時發現異常
并處理。嚴格勞動紀律，嚴禁監控運行油罐人員
不按規定夜里睡崗，罐區值班人員、調度人員要
及時相互溝通、提醒。(3)進行標準化操作，有
完善的確認制度，防止誤操作。配備現場電視監
控系統和可燃氣體報警系統，認真監視異常情
況。(4)保證液位顯示及報警設施完好，誤報警
或聲音小或有其它故障時要及時維修，維修過程要
有預案。(5)嚴格罐區封閉化管理，嚴禁未經允
許車輛隨便進入，落實各種防止產生火花的措施。
2 雷擊引起的油罐爆炸火災事故
2．1 典型事故案例
(1)1989年8月12日9時55分，黃島油庫5
號原油儲罐(2．3萬rn )遭受對地雷擊，產生感應
火花引爆油氣，造成油罐特大火災爆炸事故，l9
人死亡，100多人受傷，直接經濟損失3 540萬元。
(2)2006年8月7日12時18分左右，某輸
油站16號l5萬113。原油儲罐遭雷擊起火，起火點
多達5處之多。
(3)2007年9月20 El 10時許，某輸油分公
司蘭州首站儲油罐區24號罐(內存2萬m 一35
號柴油)遭雷擊起火爆炸，地面產生流淌火，罐
區固定冷卻系統啟動泵機械損壞。
2．2 風險分析
雷擊是通過電、熱、機械等效應產生破壞作
用。一是電效應破壞，雷擊對大地放電時電流變
化很大，可達到幾萬甚至幾十萬安培，產生數十
萬伏的沖擊電壓，足以燒毀電力系統的電機、變
壓器等設備。絕緣被擊穿， 電線燒斷，電氣短
路。雷擊還引起靜電感應和電磁感應危害。靜電
感應是指雷云貼近地面時導體感應出靜電荷，當
雷擊放電后導體感應電荷積聚在金屬表面，呈現
感應靜電壓，高達上萬伏特，發生火花放電，遇
到可燃氣體立即燃燒爆炸。如浮頂油罐頂有感應
電荷對罐壁放電，可能引起浮頂罐雷擊著火，因
此油罐要良好接地。電磁感應會產生火花，點燃
油氣形成火災。二是熱效應破壞，大電流通過導
體變熱能，雷擊點的發熱能量約為500～2 000 j，
可以熔化50—200 mm’的鋼。當雷擊沖人油罐時
會立即引起火災爆炸事故。三是機械效應破壞，
雷擊時氣體劇烈膨脹，使物體間隙脹大，建筑物
受雷擊氣浪被損壞，油罐變形等。目前大型油罐
大多采用外浮頂結構，采用二次密封，中間積聚
可燃氣體，泄漏遇雷擊火災爆炸，另外靜電導地
設施缺陷不能將雷擊能量有效導地。
2．3 防范措施
參照中國石化《大型浮頂儲罐安全設計施
工、管理暫行規定》，應采取如下防范措施：
(1)防雷設施方面：大型儲罐要做好防雷接
地；罐體基礎自然接地應與罐區接地相連，連接
點不少于兩處；大型儲罐接地體系應采用不小于
4×40 mm熱鍍鋅扁鋼；引下線宜在距離地面
0．3 m至1．0 in之間裝設斷接卡，斷接卡用2個
M12的不銹鋼螺栓連接并加防松墊片固定。大型
儲罐宜設避雷針；浮頂應與罐體做電氣連接，連
接線不少于兩根，每根導線就選用截面積不小于
50 mm 扁鍍錫軟銅復鉸線或絕緣阻燃護套軟銅復
鉸線。連接點同銅接線端子及2個M12的不銹鋼
螺栓連接加防松墊片固定，宜采用可靠的連接方式
將浮盤與罐體沿罐周做均布的電氣連接。與罐體相
連的電氣、儀表應采用金屬屏蔽保護。配線金屬上
下兩端與罐壁宜做電氣連接。在相應的被保護設備
處，應安裝與設備耐壓水平相適應的浪涌器。
(2)在儲罐密封方面：大型儲罐應設置二次
密封裝置，罐型與浮頂之間的環型密封間隙在
5～10萬m 時應符合200～250 mm，10萬m 以
上應為250—300 mm，當一次密封選用軟密封時，
應選擇浸入液面的安裝方式，二次密封應采用帶
油氣隔膜的密封結構，其結構應能保證橡膠刮板
與罐壁之間形成良好的面接觸。一次密封與二次
密封不應有金屬突出物。一次密封的安裝位置設
計，應有利于最大限度地減少油氣空間和形成液
封。對密封原件和材料應提出詳細的技術要求和
安裝驗收技術條件。
(3)油品進出口管道，應采取防止浮盤飄移
損壞密封或造成密封處泄漏的措施。
(4)做好維護與管理：一是應定期對大型儲
罐的一、二次密封進行檢查，并對密封圈處的可
燃氣體進行監測，確保密封運行的安全可靠性。
二是滅火作戰方案應對滅火時消防水及泡沫液的
2011年第27卷第4期 盤 劉永斌．油品儲罐火災爆炸事故分析與防范 螽
使用進行合理安排。三是在每年雷雨季節前，組
織專業人員對等電位和接地系統進行檢查、檢測
和維護，必要時挖開地面抽查地下隱蔽部分銹蝕
情況，發現問題及時處理。四是設置消防系統、可
燃氣體報警系統和電視監控系統，大型儲罐區的電
視監控系統必須24小時監控，大型儲罐區的火災
報警系統應定期進行檢查，以確保運行正常。
3 靜電引起的油罐爆炸火災事故
3．1 典型事故案例
(1)2002年12月20日，根據生產安排某分
公司五聯合車間環烷酸裝置，將罐202／B(催化汽
油堿渣罐，200 m ，當時液位2．4 m)內催化汽
油堿渣倒入罐V201(催化汽油堿渣罐，400 m ，
當時液位3．3 m)，以便生產急用。當操作工啟動
泵后約20 s，V201、V203相繼發生爆炸并著火，
罐頂飛出20 m外，罐體傾斜損壞，幸無人員傷
害。事故原因為V201為上部進料方式，進料口
離罐底約7．8 m(罐高9．1 m，當時液位3．3 m)，
液面之上存在較大的可燃氣體空間，而且堿渣面上
有大約400～500 mnq油品，在啟泵開閥的瞬間，物
料噴濺產生靜電火花，引爆罐內可燃氣體。
(2)2005年3月3日，某石化公司煉油廠裝
運車間3名員工在進行污油回收作業過程中，
Z一4污油罐發生爆炸，導致2人死亡。事故的主
要原因為操作人員在用車載泵向污油罐倒污油
時，倒油膠管出口未插入污油罐液面，噴濺卸
油，導致污油與空氣摩擦產生靜電，引燃罐內氣
體，發生爆炸。
3．2 風險分析
靜電引發火災爆炸的條件是：積聚的所形成
的靜電場具有足夠大的電場強度或電位差；放電
發生在可燃混合介質中；可燃性混合物在爆炸極
限內。對于一般油氣混合介質，最小引燃能量為
0．2 mj。在石油化工生產過程中和油料裝卸作業
時，物料沿著管路流動，摩擦起電，使管壁和物
料分別積聚性相反的電荷，其電位可以達到很高
的量值，易在金屬物體的不良導電部位放電引發火
花，導致燃燒和爆炸。當采用上進料方式向低液位
油罐進料時，可燃液體勢能撞擊油層表面也可產生
靜電火花，引燃上部形成爆炸極限的可燃氣體發生
爆炸火災事故。在向油罐中倒油時，因膠管未插入
液面以下，因噴濺導致油品與空氣摩擦產生靜電
火花，發生火災爆炸的事故案例較多。
3．3 防范措施
(1)按照標準規范落實消除靜電措施，一是
可靠接地，油罐接地考慮防靜電和防雷擊，接地
電阻保證≤100 n，浮頂油罐設浮頂油罐接地線，
通常是銅質，單根導線截面積I>25 mm。。二是油
面與大氣隔離，設氮封，浮頂結構，防止爆炸性
氣體混合物存于罐內。三是改進工藝，采取油罐
下部進料，控制流速<4．5 m／s，保證層流，避免
湍流，防止飛濺。四是使用與本體電導率不同的
配件。五是清除罐內不接地的金屬懸浮物。六是
正確操作，穿防靜電服，安裝消除人身帶靜電的
設施。
(2)防靜電管理方面：一是要每年檢測一次
油罐靜電接地電阻。二是在日常巡檢時檢查接地
是否有腐蝕斷裂現象。三是控制進料速度。四是
對浮頂油罐的浮頂靜電導出銅線定期更換。五是
嚴格勞保著裝，嚴禁在規定的防爆區域內使用手
機等通訊工具，操作時嚴禁使用非防爆工具。
4 硫化亞鐵自燃引起的油罐爆炸火災事故
4．1 典型事故案例
(1)2001年4月，某石化公司重整車間
3 000 m 的立式鋼制內浮頂罐在大檢修期間突然
冒白煙，在消防人員向罐頂打消防泡沫時，發生
閃爆，并有濃煙冒出，事故原因是付油過程中硫
化亞鐵與空氣混合自燃。
(2)2005年7月16日，某分公司焦化裝置
操作人員發現罐頂脫硫罐氣相出口著火后將其熄
滅，后發現冷焦水罐液位下降，要求外操提升液
位，操作工開閥后，冷焦水罐發生閃爆，80℃左
右的冷焦水噴出，現場兩名職工被輕度燒傷。
(3)2006年3月3日，某石化公司1 600 kt／a
焦化裝置冷焦水罐發生閃爆，罐體從地腳螺栓脫開
后飛出50 m，砸至低壓配電柜電間墻上，造成配
電間局部損壞，裝置緊急停工。事故原因是，罐
向外倒水過程中空氣吸人罐內形成爆炸性混合
物，硫化亞鐵自燃，引起爆炸。
(4)2010年5月11時30分左右，某分公司
煉油事業部儲運2號罐區石腦油罐發生火災事故，
造成1臺5 000 m 的油罐報廢。經過調查分析，
辯 石油化工安全環保技術 璁 2011年第27卷第4期
判斷火災為硫化亞鐵自燃所致。
4．2 風險分析
硫化亞鐵本身不是易燃物，在常溫下與空氣
發生氧化反應，該反應是放熱反應，如果反應環
境中沒有可燃烴類，則有可能出現煙霧，如果有
可燃烴類物質，就有可能發生燃燒和爆炸。以上幾
起事故都是由于油品中含硫量較高，經過長時間的
運行，在罐內壁、加熱器和內浮盤等處產生了硫化
亞鐵，由于硫化亞鐵具有還原性，當溫度達到一定
程度時，達到了爆炸、燃燒所需要的最小點火能量
而引起閃爆、著火，導致了事故的發生。
一般情況下，油品儲罐內壁沒有防腐涂層，
腐蝕生成的硫化亞鐵附著在儲罐內壁上。長期處
于氣相空間的儲罐內壁腐蝕特別嚴重，內防腐層
被腐蝕成一層較厚的，柔性很強的膠質物，付油
狀態時，大量空氣被吸人并充滿油罐的氣相空
間，原來浸沒在浮盤下和隱藏于防腐膜內的硫化
亞鐵也逐漸暴露出來，并在膠質膜薄弱部位首先
發生氧化，迅速發熱，氧化釋放的熱量由于膠質
膜對硫化亞鐵的保護作用而不能及時擴散，溫度
急劇升高促進硫化亞鐵氧化，進而發生自燃引起
油品火災爆炸事故。
4．3 防范措施
一是將罐體內部做防腐處理，阻止油品中的
活性硫與罐體發生反應，避免硫化亞鐵的生成。
二是油罐盡量不在低液位運行，硫化物的低聚物
密度比較大，一般沉在油罐底部，只要液位覆蓋
沉積物，與空氣隔離，沒有氧氣，缺少了燃燒的
條件，就不會發生自燃。三是儲罐設氮封設施，
降低儲罐內氧含量。四是使用化學清洗劑等，清
除罐底積聚的硫化亞鐵。
5 用火施工作業引起的油罐爆炸火災事故
5．1 典型事故案例
(1)2007年1月16日，某分公司承包商對
污水汽提裝置2臺3 000 m 污水罐更換樓梯及平
臺板，在切割平臺時將罐頂平臺割穿，引爆罐內
油氣，導致罐頂作業的2名承包商員工1死1傷。
(2)2008年4月28日，某分公司承包商對
凈水車間的含油污水罐(G601號)進行增加氮風
管線施工作業，開具了“二級用火作業許可證”，
超出用火范圍，上罐氣焊切割人孔蓋最后一個無
法打開的生銹螺栓，發生罐內爆炸，造成1人死
亡，2人受傷。
5．2 風險分析
清空而未徹底處理的油罐、含油污水罐、含
硫污水原料水罐等，常被認為是空罐或水罐，忽
視其重大風險，施工用火引發爆炸火災事故。在
這些含油的儲罐中，只要有足夠的空間，少量的
輕質油品或污油在環境溫度升高時揮發，極易形
成爆炸性氣體，當進行用火作業時，火花引起爆
炸，瞬間釋放能量，造成施工人員傷亡和罐體破
壞。如果罐中還存有油品，則爆炸后燃燒引發火
災。對于含油污水罐的火災爆炸風險，容易被人
輕視或危害識別及分析不到位，措施不落實。施
工人員多為承包商外來施工人員，安全意識及知
識欠缺，如果對施工人員現場管理不到位，降低
用火等級，未做環境氣體化驗分析，“三不用火”
安全措施不落實等，就容易發生爆炸火災事故。
5．3 防范措施
在油罐上用火作業，首先要充分進行危害識
別和風險分析，要按照重大風險作業來認真對
待，能不用火作業則不用火作業，非要用火作業
不可的一定要制定特殊的措施，如隔離、置換、
充惰性氣體等，進行化驗分析，排除內部形成爆
炸性氣體的可能。其次，嚴格用火作業許可證審
批程序，嚴格措施的落實及確認，實行“一處一
證一人” 制度，不能隨意變更用火部位，嚴格執
行“三不用火”。第三，管理人員要向施工人員
進行作業前安全交底和安全教育，落實領導干部
在場帶班制度，制定相應應急預案。
6 與生產運行裝置協調不當操作失誤引發的油
罐爆炸火災事故
6．1 典型事故案例
(1)2006年1月21日上午約9時，某分公
司焦化裝置在開工過程中，將吸收穩定干氣誤操
作引進罐區的粗柴油線，后進入儲油罐區802號
柴油罐中，該罐為10 000 m。拱頂罐，內存柴油
3 000 m ，干氣進入罐后，罐壓力迅速升高，造
成罐頂焊縫撕裂，引發大火，經過兩個小時撲
救，將火撲滅。
(2)2003年4月19日凌晨2時，某石化公
司烯烴廠ARGG裝置分餾塔操作波動，操作人員
2011年第27卷第4期 蠢 劉永斌．油品儲罐火災爆炸事故分析與防范 蠹
在改流程時沒有按照操作規程打開穩定汽油去不
合格線的閥門，而打開了粗汽油去不合格油線閥
門，并且未關閉粗汽油進吸收塔的閥門，使吸收
塔內1．08 MPa壓力的貧氣倒串，順不合格油線進
入常壓儲罐T311—5(容積為650 In )，導致罐嚴
重超壓，罐根部撕裂，發生爆炸、燃燒，向東移
位4 1TI，進而引發T311—3(容積為862 m )罐超
壓爆炸。經過兩個多小時撲救，將火撲滅。
6．2 風險分析
油罐作為生產裝置的配套儲存設施，與生產裝
置結合十分緊密。油罐對于溫度和壓力有著較為嚴
格的要求，而對于生產裝置存在著不同壓力、不同
溫度、不同輕重組分的介質，當把輕組分誤操作成
重組分進入罐區，或在異常情況下，為了泄壓將輕
組分送入裝置污油罐，都會導致油罐壓力迅速升
高，造成沖頂冒罐或油罐撕裂，發生火災爆炸事
故。當超出油罐允許溫度較高的物料誤進入油罐內
時，有發生自燃產生火災爆炸事故的風險。
6．3 防范措施
在生產裝置開停工的過程中，要加強生產裝
置與罐區的生產協調，生產調度要合理精確指
揮。嚴格操作規程，在調整操作和改動流程前要
執行確認制，防止因誤操作引發油罐爆炸火災事
故。在生產裝置處于異常情況下，嚴禁隨意將輕
質組分排入污油罐進入罐區。嚴格罐區工藝紀
律，防止來料超溫超壓。加強工藝技術管理，充
分考慮并實現防止高壓串低壓的措施。
7 結論
為避免油品儲罐發生重大火災爆炸事故，除
了要按照新的標準規范不斷完善油品儲罐及罐區
的各種安全措施，實現油罐的本質安全外，還要
加強各項安全管理，一方面要提高操作人員的安
全意識及素質，嚴格執行工藝紀律、操作紀律、
勞動紀律，防止各種誤操作和失誤引發的油品泄
漏，防止違規操作或用火。另一方面要加強對油
品罐區各種火源的管理，加強各種安全設施的檢
查及維護，消除事故隱患。
參考文獻：
[1] 中國石油化工集團公司安全環保局．近期
典型事故案例匯編[M]．北京：中國石
化出版社。2011．
封面照片說明
工業生產廢水處理新技術—— 第二代緊湊型浮選裝置
目前工業生產廢水處理的主要技術是應用水力氣旋器與脫氣器串聯使用，但是，水力旋流器在處理較小的油滴方面
有很大局限性。對于輕油，水力氣旋器可以去除尺寸小到10 txm 的油滴，對于重油，水力氣旋器只能去除尺寸小到
20 m的油滴，這就意味著仍然有很多油滴殘留在水中。十年前第一代CFU投入市場，它能夠去除尺寸小到5 txm或以
上的油滴，處理后的生產水平均水中含油量從40—50 mg／L降至20 mg／L以下。目前由TS Technologies挪威公司推向市
場的第二代CFU裝置，能夠去除尺寸小到l txm的油滴。CFU技術是將離心技術與氣泡浮選技術結合在一起，其效果取
決于氣泡與水的較好混合。如果CFU進口的生產水中含油量較高，第一代CFU需要多臺容器串聯使用，新一代CFU則
可以在一臺容器內完成多至四級的工藝處理，可為用戶節省設備安裝空間，降低設施的投資成本。
TST CFU中國總代理商和制造商利豐海洋工程有限公司在今年第三季度之前將在渤海灣完成三套CFU裝置的制造和
安裝，另外一套WKO將在今年底安裝完成。前三套裝置為傳統型CFU， 旨在將水中含油量降到10 mg／L以下，第四套
在建的WKO，安裝在生產分離器上游，能夠去除原油中80％ 的水。WKO出口的生產水中含油量約為200—600 mg／L，
之后生產水進入傳統的CFU裝置，進一步將水中含油量降至10 mg／L以下。TsT已在中國放置了一套試驗裝置，此裝置
小巧，重約300kg，易于移動，可接入平臺上不同的測試點進行測試。完成一套標準的試驗需3—4天。根據現場試驗，
可以確定需要使用CFU的級數，以及是否需要化學藥劑，同時，可以編制完整的解決方案并提供工藝保證。

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