呂 朋，丁少軍

(中國石化北海煉化有限責(zé)任公司，廣西北海 536000)

在石油石化行業(yè)，油品泄漏普遍存在于生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)乃至銷售各個(gè)環(huán)節(jié)。作為煉油廠儲(chǔ)存油品的儲(chǔ)罐，特別是介質(zhì)易揮發(fā)的輕質(zhì)油罐，由于其存儲(chǔ)量大，具有易燃易爆、有毒有害的特性，一旦發(fā)生泄漏著火，后果往往十分嚴(yán)重，必須加強(qiáng)安全管理。中國石化北海煉化有限責(zé)任公司(以下簡稱“北海煉化”)通過及時(shí)處理儲(chǔ)罐運(yùn)行中產(chǎn)生的泄漏點(diǎn)，并通過強(qiáng)化儲(chǔ)罐日常管理的辦法來預(yù)防泄漏，取得較好效果。

1 氮封儲(chǔ)罐概況

北海煉化現(xiàn)有氮封儲(chǔ)罐20座。其中低壓拱頂罐4座，2座3 000 m3，2座2 000 m3;內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐16 座，7 座 5 000 m3，2 座 3 000 m3，3 座 2 000 m3，4 座 1 000 m3。

2 油罐泄漏點(diǎn)的處理

眾所周知，氮封內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐相對(duì)于拱頂罐、無氮封內(nèi)浮頂罐來說，泄漏是最小的，但還是存在由于設(shè)計(jì)、施工、管理不當(dāng)及儲(chǔ)罐“大、小呼吸”等造成的泄漏。2012年初北海煉化投用以來，在儲(chǔ)罐運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)不少泄漏點(diǎn)，現(xiàn)將處理情況介紹如下。

2.1 氮封儲(chǔ)罐罐壁與消防泡沫管連接法蘭處的泄漏處理

在氮封儲(chǔ)罐投用初期，儲(chǔ)罐罐壁與消防泡沫管連接法蘭密封面產(chǎn)生泄漏，罐壁涂層被泄漏氣體噴成黑色(圖1)，分析原因，罐壁為弧形，泡沫管法蘭密封面為平面，配合面差異造成泄漏。根據(jù)儲(chǔ)罐不能清罐以及清罐不經(jīng)濟(jì)等原因，不能采用動(dòng)火補(bǔ)焊處理，采用某公司雙組分環(huán)氧基高分子復(fù)合材料進(jìn)行粘接補(bǔ)漏，有效封堵漏點(diǎn)，材料具有強(qiáng)度、塑性好、抗壓、耐腐蝕、耐紫外線、耐高溫、固化時(shí)間短(約2 h即可投入使用)等特點(diǎn)，封堵后效果良好，4～5年未出現(xiàn)泄漏。對(duì)于到期清罐的儲(chǔ)罐，北海煉化認(rèn)為消防泡沫管與儲(chǔ)罐連接無需拆卸，于是利用清罐時(shí)機(jī)，將消防泡沫管連接法蘭與儲(chǔ)罐罐壁密封面進(jìn)行密封連續(xù)焊接處理，徹底消除漏點(diǎn)。

2.2 呼吸閥泄漏處理

根據(jù)調(diào)研，目前國內(nèi)絕大多數(shù)廠家生產(chǎn)的儲(chǔ)罐呼吸閥、緊急泄放人孔都不符合要求，都存在通氣量不足，正負(fù)壓閥盤密封面有嚴(yán)重漏氣現(xiàn)象，更有嚴(yán)重者設(shè)備本體密封面存在泄漏以及本體存在鑄造缺陷有砂眼等。呼吸閥、緊急泄放人孔到使用單位后，一般不進(jìn)行檢驗(yàn)(檢查呼吸閥正負(fù)壓閥盤及各密封部位密封性，驗(yàn)證正負(fù)壓閥盤開啟壓力是否符合設(shè)計(jì)要求)就投入使用。北海煉化在儲(chǔ)罐投用時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分呼吸閥不能正常工作，檢查后發(fā)現(xiàn)呼吸閥入口防塵蓋未拆直接安裝在儲(chǔ)罐上，導(dǎo)致入口堵塞不能呼吸(圖2)。

圖1 泡沫管與罐壁連接泄漏

圖2 呼吸閥防塵蓋未拆

拆除防塵蓋后，發(fā)現(xiàn)呼吸閥在開啟壓力范圍內(nèi)都存在漏氣，于是將呼吸閥、緊急泄放人孔送到檢驗(yàn)單位檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)呼吸閥、緊急泄放人孔在開啟壓力范圍內(nèi)任意壓力下都存在泄漏，無法保壓。通過通氣量試驗(yàn)，通氣量偏小，無法保證儲(chǔ)罐通氣量。仔細(xì)檢查閥體(鑄鋁)外觀，發(fā)現(xiàn)部分呼吸閥有砂眼。于是北海煉化對(duì)所有呼吸閥、緊急泄放人孔進(jìn)行全部更換，呼吸閥、泄放人孔到貨后，嚴(yán)格驗(yàn)貨，檢驗(yàn)合格方可安裝使用。更換后，全部消除因呼吸閥、泄放人孔造成的泄漏。

比較新、舊呼吸閥，新呼吸閥通過在本體兩側(cè)開通氣口，加大總出口截面積，保證通氣量;原不合格呼吸閥閥座密封面是在閥體上車削加工，與閥體成一體，由于鑄鋁材質(zhì)偏軟，且鑄造時(shí)存在氣孔、夾渣等缺陷，不能將密封面車削得很窄(圖3)，密封面平整度、光滑度也很難保證，所以閥盤密封面與閥座密封面貼合不好而泄漏。新呼吸閥對(duì)閥座密封面進(jìn)行改進(jìn)，選用304不銹鋼加工密封座，徹底解決鑄鋁難以加工產(chǎn)生密封不嚴(yán)的問題，密封座加工完成后，用專用粘接劑粘接在呼吸閥內(nèi)(圖4)，同時(shí)要求閥座密封面要車削得盡量窄而鋒利，這樣與閥盤密封(閥盤密封面也用砂紙做了打毛處理)配合時(shí)幾乎形成線接觸，在閥盤重力下，接觸良好，密封嚴(yán)格。

圖3 不合格呼吸閥閥座密封面寬而鈍

圖4 新呼吸閥閥座密封面窄而利

2.3 切水器切水帶油泄漏處理

目前石化行業(yè)輕質(zhì)油品儲(chǔ)罐均采用機(jī)械式切水器。切水器安裝在油罐下部，由殼體、進(jìn)出口閥以及自動(dòng)控制裝置組成。在殼體上部設(shè)有進(jìn)水口，下部設(shè)有排水口，內(nèi)部有一浮球通過連接桿與另一端的排水閥相連接。利用阿基米德定律、杠桿原理和充滿液體的容器內(nèi)部壓力均勻的原理，依靠浮球在油水介質(zhì)中的浮力差，使浮球上下運(yùn)動(dòng)，通過高靈敏度杠桿系統(tǒng)對(duì)獲得的浮力差進(jìn)行倍率放大，實(shí)現(xiàn)控制排水閥開啟和關(guān)閉，從而達(dá)到自動(dòng)運(yùn)行。排水完成后能自動(dòng)關(guān)閉，不需要人工干預(yù)，不消耗能源，不存在防爆問題，既保障了生產(chǎn)的安全運(yùn)行，也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和對(duì)環(huán)境的污染。

但機(jī)械式切水器對(duì)密度與水非常相近的油品(如直餾柴油、輕污油等)，就會(huì)造成脫水帶油現(xiàn)象，造成油品泄漏。針對(duì)這種情況，北海煉化采用智能傳感器式切水器來解決。智能傳感器切水器采用先進(jìn)的傳感技術(shù)，檢測介質(zhì)密度和粘度的微小差異，從而定性地檢測水中的油含量，傳感器檢測到油不切水，反之切水。并且能自動(dòng)適應(yīng)溫度的變化，消除溫度對(duì)密度和粘度的影響，又有效地防止切水帶油。為加強(qiáng)切水可靠性，北海煉化智能切水器采用雙傳感器、雙閥門控制型結(jié)構(gòu)，設(shè)定程序控制，只有兩個(gè)傳感器未檢測到油才切水。

無論機(jī)械式切水器，還是智能傳感器切水器，對(duì)于水包油的油品，均無能為力，均無法避免切水帶油。為有效避免切水帶油，北海煉化采取白天切水，夜間停止切水，生產(chǎn)有特殊需求可安排夜間切水，但無論白天還是夜間切水，均安排專人看守，切水不離人，切水完后停用切水器。

2.4 儲(chǔ)罐邊緣板外部與基礎(chǔ)圈梁之間的預(yù)防泄漏處理

儲(chǔ)罐建成后，罐底板邊緣板與混凝土基礎(chǔ)圈梁之間存在縫隙，裂縫的大小會(huì)隨著儲(chǔ)罐的運(yùn)動(dòng)變化不斷地膨脹與收縮，結(jié)果給外界的一些腐蝕介質(zhì)如雨水、露水等的侵入提供了一條通道，這些腐蝕介質(zhì)日復(fù)一日地入侵，由于縫隙很小，水分不易揮發(fā)而長年積存于底板與基礎(chǔ)之間，從而發(fā)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，最終導(dǎo)致底板的銹蝕穿孔。由于這種腐蝕發(fā)生在罐底與基座之間，不易觀察，容易被人們忽視，也是最危險(xiǎn)的。據(jù)有關(guān)調(diào)查資料分析，在油罐腐蝕中，底板腐蝕占80%;在底板腐蝕中，底板下腐蝕占60%;在底板下腐蝕中，邊緣板下腐蝕占60%?？梢姡装宓倪吘壈甯g是油罐失效的主要原因之一[1]。事實(shí)上，調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)比實(shí)際發(fā)生數(shù)還要低。所以，加強(qiáng)油罐底板邊緣板的防腐，對(duì)于提高油罐的使用壽命，減少油罐底板泄漏事故發(fā)生率至關(guān)重要[2]。

因此，需要對(duì)儲(chǔ)罐底部邊緣板進(jìn)行防護(hù)處理，切斷上述的入侵通道，有效防止環(huán)境因素等從儲(chǔ)罐底部四周入侵，達(dá)到保護(hù)儲(chǔ)罐底板(特別是邊緣板)，將其與水、大氣等隔離的目的。目前國內(nèi)的油罐底板防水的習(xí)慣做法是瀝青灌縫或敷瀝青砂，但投入使用后檢查沒有一例是成功的，也有用橡膠瀝青或環(huán)氧玻璃布進(jìn)行防水，但前者的耐老化性能差，粘接強(qiáng)度不夠;后者的彈性差，使用后發(fā)生開裂、拉脫等現(xiàn)象，效果也都不理想[2]。針對(duì)這種情況，北海煉化采用CTPU罐底專用密封膠進(jìn)行防腐處理，密封膠自身有良好的彈性、抗老化、耐腐蝕，同時(shí)與鋼板和混凝土基礎(chǔ)的粘接強(qiáng)度大，有效防止了罐底變形造成的罐底與基礎(chǔ)的縫隙，防止了因罐底變形造成的罐底腐蝕。

2.5 內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐裝配式鋁浮盤泄漏處理

目前大多數(shù)鋁浮盤鋪板搭接縫之間靠密封膠條來密封(圖5)，在運(yùn)行初期，一般2～3年內(nèi)，效果良好，但隨使用時(shí)間加長，密封膠條逐漸老化，失去密封效果，造成泄漏。利用清罐檢修，北海煉化對(duì)泄漏嚴(yán)重的浮盤進(jìn)行更換，新浮盤采用頂部為半圓形的、預(yù)先裝有過盈裝配螺栓的主橫梁與特制壓條配合來緊壓鋪板(圖6)，無需密封膠條即可保證密封，不僅消除以往螺栓(或鉚釘)與主梁間隙配合產(chǎn)生的泄漏，同時(shí)大大提高浮盤的使用壽命。同時(shí)新浮盤具有可拆卸性，能重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。

圖5 舊浮盤鋪板的搭接

圖6 新浮盤鋪板的搭接

除此之外還有一種值得推薦的內(nèi)浮盤——全接液蜂巢內(nèi)浮盤，其主要特點(diǎn)是浮盤下表面為全平面，與介質(zhì)全接觸，消除氣相空間(圖7)，不僅安全可靠，而且大大降低揮發(fā)損耗。全接液蜂巢內(nèi)浮盤由多個(gè)浮盤模塊單元(蜂窩箱)組成，模塊內(nèi)部放置鋁制蜂窩巢(每平方米超過2 500個(gè)蜂窩孔，蜂窩孔相對(duì)獨(dú)立且不連續(xù))，模塊整體密封，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的空間，即使受到穿刺性破壞，液體也只能進(jìn)入單個(gè)蜂窩孔的空間，不會(huì)流入其它蜂窩孔內(nèi)，不影響浮盤整體浮力，不會(huì)造成卡盤、沉盤。此外浮盤密封采用全接液密封，密封也無氣相空間，同時(shí)對(duì)液位計(jì)管、量油孔管等多處進(jìn)行密封處理，徹底消除浮盤泄漏。

圖7 全接液蜂巢內(nèi)浮盤與傳統(tǒng)鋁浮盤比較

3 儲(chǔ)罐日常維護(hù)管理

a)加強(qiáng)對(duì)氮封儲(chǔ)罐氮封閥日常維護(hù)保養(yǎng)。氮封儲(chǔ)罐氮封壓力系通過氮封閥調(diào)節(jié)，正常工作時(shí)，氮封壓力低于呼吸閥、泄放人孔開啟壓力，使罐內(nèi)大部分是氮?dú)猓ＷC罐的安全性，同時(shí)減少油品揮發(fā)。但氮封閥失效后(一般是向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)獠煌Ｖ?，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力超過呼吸閥開啟壓力，造成泄漏(罐內(nèi)是氮?dú)馀c油氣混合物)。這種情況一般都是氮封閥閥體夾渣，關(guān)閉不嚴(yán)所致，要及時(shí)解體清理。同時(shí)要經(jīng)常清理閥膜引壓罐上的過濾器，保證氮封閥正常工作。

b)切水器定期清理，呼吸閥定期檢查檢驗(yàn)。為避免切水器失效，切水帶油，北海煉化制定“自動(dòng)脫水器維護(hù)管理規(guī)定”，明確維護(hù)內(nèi)容、周期，制度規(guī)定每3個(gè)月對(duì)用于污油、燃料油等類油品的脫水器進(jìn)行一次開蓋檢查、排渣、排堵、清除油泥;每年對(duì)用于輕質(zhì)油(汽油、柴油、航煤、石腦油等)的脫水器進(jìn)行2次以上開蓋檢查、排渣、排堵、清除油泥。對(duì)長時(shí)間未清罐的儲(chǔ)罐的脫水器，適當(dāng)增加清洗維護(hù)頻率。

每月對(duì)呼吸閥檢查一次，在有物料動(dòng)態(tài)作業(yè)(車船裝卸、倒罐等)時(shí)，每2 h檢查一次，主要檢查閥體外觀是否完好，正負(fù)壓閥盤動(dòng)作是否靈活，是否密封等。根據(jù)呼吸閥使用情況、入口阻火器清理情況，北海煉化把呼吸閥檢驗(yàn)安排隨同儲(chǔ)罐清理進(jìn)行，如運(yùn)行中存在問題，另行安排處理檢定。

c)儲(chǔ)罐靜LDAR掛牌及檢測。對(duì)儲(chǔ)罐閥門、人孔等靜密封點(diǎn)統(tǒng)計(jì)、掛牌，形成臺(tái)賬，每年安排專人對(duì)各密封點(diǎn)用專門儀器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)泄漏，及時(shí)處理。

d)儲(chǔ)罐罐壁及頂部定期測厚。每年安排專業(yè)測厚單位對(duì)儲(chǔ)罐壁及頂部進(jìn)行一次腐蝕測厚，并將測厚數(shù)據(jù)錄入EM腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，及時(shí)分析了解儲(chǔ)罐腐蝕情況，避免產(chǎn)生泄漏。

e)加強(qiáng)有毒、可燃?xì)怏w報(bào)警儀、液位計(jì)維護(hù)管理，利用視屏監(jiān)控加強(qiáng)管理。對(duì)有毒、可燃?xì)怏w報(bào)警儀，安排儀表做好日常檢查，每月抽查測試是否好用，每年做好定期檢驗(yàn)。對(duì)于液位計(jì)，內(nèi)操加強(qiáng)盯盤，發(fā)現(xiàn)異常，通過檢尺比對(duì)，及時(shí)處理。利用視屏監(jiān)控，實(shí)時(shí)觀察儲(chǔ)罐動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)儲(chǔ)罐管理。

f)加強(qiáng)儲(chǔ)罐巡檢管理。除儲(chǔ)罐日常檢查外，要求各班組按印發(fā)的“儲(chǔ)罐月度檢查記錄本”，每月、每年專項(xiàng)檢查儲(chǔ)罐運(yùn)行情況，專業(yè)管理人員做好抽查、檢查簽名及考核工作。及時(shí)解決存在問題，保證儲(chǔ)罐安全長周期運(yùn)轉(zhuǎn)。

g)規(guī)范崗位操作，加強(qiáng)儲(chǔ)罐泄漏應(yīng)急演練。嚴(yán)禁儲(chǔ)罐超工藝指標(biāo)參數(shù)運(yùn)行，嚴(yán)禁超溫、超壓;嚴(yán)禁浮盤落底操作，消除靜電引發(fā)爆炸泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)減少油氣組分揮發(fā)泄漏。針對(duì)新投用儲(chǔ)罐，采取先用連通相鄰儲(chǔ)罐緩慢壓油至空罐內(nèi)，直到浮盤起浮后才開始改收裝置來油。對(duì)于無備用儲(chǔ)罐的油罐，收油時(shí)嚴(yán)格控制收油速度。定期開展儲(chǔ)罐泄漏應(yīng)急演練，訓(xùn)練班組對(duì)事故的應(yīng)急處置能力。

h)做好消防系統(tǒng)維護(hù)工作，確保事故狀態(tài)下可用。安排班組每周試運(yùn)一次消防泡沫泵，每季度試運(yùn)消防噴淋系統(tǒng)一次，并做好記錄。

i)做好定期清罐檢修、全面檢查工作。定期清罐檢修、全面檢查不僅可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有問題，加以整治，還為同介質(zhì)儲(chǔ)罐及下一次清罐提供依據(jù)，是預(yù)防儲(chǔ)罐泄漏、著火、爆炸的必要措施。北海煉化編制了儲(chǔ)罐定期清罐管理規(guī)定，針對(duì)不同存儲(chǔ)介質(zhì)的儲(chǔ)罐，安排不同清罐檢修周期，定期清罐，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在問題，及時(shí)消除問題，確保儲(chǔ)罐完好，很大程度上可以避免因事故或腐蝕造成的泄漏。清罐主要是以檢查儲(chǔ)罐內(nèi)腐蝕情況及鋁浮盤損壞情況等為主要工作，如有損壞做好防腐及浮盤修復(fù)更換工作，消除因儲(chǔ)罐腐蝕穿孔及浮盤密封不良造成的泄漏。

4 建議

a)管理好儲(chǔ)罐要做好儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、維護(hù)、修理、改造、更新直至報(bào)廢整個(gè)壽命周期的全過程管理。在設(shè)計(jì)階段把控好設(shè)計(jì)圖紙審查、設(shè)備選型及選材，在施工階段監(jiān)控好儲(chǔ)罐焊接施工、防腐、浮盤安裝等關(guān)鍵工序的質(zhì)量，從源頭上消除設(shè)備隱患。建議泡沫發(fā)生器消防泡沫管與罐壁連接方式采用連續(xù)焊接方式(圖8)，確保連接處不產(chǎn)生泄漏。建議在資金充足的情況下，輕質(zhì)油罐盡量安裝鋁浮盤，鋁浮盤盡可能采用全接液蜂巢內(nèi)浮盤，以減少揮發(fā)泄漏。儲(chǔ)罐本體內(nèi)外防腐，采取在所有動(dòng)火作業(yè)完工后，現(xiàn)場噴砂防腐，除銹等級(jí)Sa2.5，防腐每道工序，相關(guān)單位聯(lián)合檢查確認(rèn)簽字，合格才進(jìn)入下道工序，避免采用廠房預(yù)防腐;儲(chǔ)罐盤梯附件采用熱鍍鋅整體定制構(gòu)件，不建議現(xiàn)場焊接制作，易產(chǎn)生防腐不到位問題。儲(chǔ)罐呼吸閥、緊急泄放人孔要嚴(yán)格驗(yàn)收，檢驗(yàn)合格方可投用。

圖8 泡沫管與儲(chǔ)罐采用連續(xù)焊連接

b)要加快儲(chǔ)罐VOCs治理進(jìn)度，盡快出臺(tái)徹底治理方案。目前，雖然北海煉化采取一系列措施防治儲(chǔ)罐泄漏，但是對(duì)于氮封儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐的大小呼吸也會(huì)導(dǎo)致罐內(nèi)工作壓力超過呼吸閥開啟壓力，向外產(chǎn)生泄漏(氮?dú)馀c油氣混合物);對(duì)于無呼吸閥的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐的大小呼吸造成的油品揮發(fā)泄漏更加嚴(yán)重。目前，環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，已有多省開展VOCs排污收費(fèi)征收工作。GB 31570－2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了石油煉制工業(yè)企業(yè)及其生產(chǎn)設(shè)施的水污染物和大氣污染物排放限值、監(jiān)測和監(jiān)督管理要求。其中對(duì)非甲烷總烴的排放限值做了明確的要求。根據(jù)此要求，現(xiàn)有儲(chǔ)罐多數(shù)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，如果不加以整治，在污染環(huán)境的同時(shí)，將會(huì)收取大量VOCs排污費(fèi)，所以VOCs整治勢在必行。但是目前國內(nèi)成熟的VOCs治理方案還沒有，建議加快儲(chǔ)罐VOCs工藝處理的研究步伐，及早整治處理。