國外石油儲罐預防泄漏系統及滅火技術(shù)
1 儲罐底板預防泄漏系統
美國石油學(xué)會(huì )(API)推薦在儲罐底板下安裝預防泄漏系統(PRB)。PRB可以在罐底板內涂層,或者在罐底板下安裝泄漏報警管件系統,或者是采用雙層罐底板等。該方法優(yōu)點(diǎn)是對于新建儲罐安裝費用低,可暫時(shí)收集泄漏油品;缺點(diǎn)是土壤和地下水狀況可能會(huì )影響系統可靠性,應定期維護保持泄漏報警管件系統的完整性。
2 儲罐泄漏檢測技術(shù)
美國TycoThermal Control公司研發(fā)TraceTek漏油感應電纜,還發(fā)展了罐基礎預埋檢測元件法及導電性粉體元件監測法、電場(chǎng)感應技術(shù)和光導纖維監測法等。
3 儲罐可燃氣體探測系統
可燃氣體探測報警系統是保證油氣管道站場(chǎng)設備和人員安全的重要設施。美國標準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(chǎng)可燃氣體探測報警系統在產(chǎn)品選型、傳感器冗余設計、設置場(chǎng)所、報警設定值、運行維護和使用方法培訓方面的先進(jìn)經(jīng)驗和推薦做法。例如,遠程控制可燃氣體探測報警系統的傳感器采用雙重或三重冗余設計,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(shí)應采取的替代措施等。
編者注:目前,國內已有可燃氣體探測報警系統的設計、產(chǎn)品參數、施工安裝調試以及檢定校準等標準,但氣體探測器選型、設置和運行維護標準還不完善。
4 儲罐自動(dòng)泡沫滅火系統
近年來(lái)國外研發(fā)了CFITM、TANK GUARD、EF等設置在浮盤(pán)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(zhù)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需消防水、電力和其他設備(泵、比例混合器、抽吸裝置),探測到火災信號后5~10s內自動(dòng)啟動(dòng);滅火速度極快(最長(cháng)2min);滅火過(guò)程無(wú)需人員參與;空氣污染??;對罐體和管內油品影響??;維護簡(jiǎn)便成本低,可靠性高。
FoamFatale TM研究表明,泡沫供給強度如達到現有標準規范中規定值的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)。與傳統的泡沫供給系統不同,泡沫不是在火災事故現場(chǎng)配置,而是預先配置好,儲存在壓力容器中。為保證高強度泡沫流量,該系統設計了分布式線(xiàn)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)生火災后,溫度傳感器探測火災信號,啟動(dòng)控制閥。自膨脹泡沫在管道內完成膨脹,通過(guò)噴射口向罐體中心射出,泡沫在極短時(shí)間內擴散完畢,在罐內液體表面形成泡沫覆蓋層,隔絕氧氣,實(shí)施滅火,同時(shí)冷卻罐體表面溫度。
5 儲罐移動(dòng)式滅火技術(shù)
儲罐火災事故統計表明,密封圈雷擊著(zhù)火是浮頂罐最常見(jiàn)的火災類(lèi)型,美國石油學(xué)會(huì )(API)統計1951~1995年81起直徑超過(guò)30m的大型浮頂儲罐火災事故中,密封圈火災占72.8%(其它是空隙火災、液面火災和儲罐地面火災等)。國外有浮頂下沉伴隨火災的發(fā)生,最終形成儲罐全面積敞口火災的案例。例如1981年美國某石油公司煉油廠(chǎng)一個(gè)10×104m3原油浮頂罐發(fā)生了浮頂沉沒(méi),導致火災失控。儲罐全面積敞口火災難于撲救,特別是原油儲罐會(huì )發(fā)生沸溢,撲救時(shí)間短則數小時(shí),長(cháng)則幾天。固定式消防系統設計原則是撲救密封圈火災,根本無(wú)法滿(mǎn)足撲救全面積火災的要求。
國外有應用移動(dòng)式大流量泡沫炮成功撲救大型儲罐全面積火災事故的案例,例如美國使用巨型泡沫炮成功撲救直徑60.96m的油罐火災,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,需使用流量260~930L/s消防炮。移動(dòng)式消防設備泡沫供給強度明顯高于固定式消防系統,例如美國消防協(xié)會(huì )標準NFPA11-2016規定固定式泡沫滅火系統的泡沫混合液的供給強度是4L/(min?m2),持續供給時(shí)間是55min。針對原油儲罐全面積火災,采用泡沫炮滅火,泡沫混合液供給強度是6.5L/(min?m2),持續供給時(shí)間是65min。為彌補泡沫液損失量,泡沫炮實(shí)際供給強度往往需提高至10L/(min?m2)以上。
編者注:國內大型儲罐均設置固定式消防系統,較少配置大功率移動(dòng)式消防設備,例如國內一級石油庫一般配備1~3輛消防車(chē),很少配備專(zhuān)門(mén)的舉高噴射消防車(chē)?!妒蛶煸O計規范》(GB 50074-2014)規定石油庫儲罐區消防用水量,應為撲救最大的儲罐火災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(dòng)消防用水量。據統計,由于消防設施運行狀態(tài)不充分導致火災擴大的情況占半數以上,消防車(chē)用于少量的流散火災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《國內外儲罐消防和安全系統的技術(shù)現狀》)