王博(大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠，黑龍江 大慶 163311)

0 引言

無改造計(jì)劃車廂式計(jì)量間周邊環(huán)境復(fù)雜，常規(guī)改造方式可行性較差。截至目前，某采油廠油廠正在運(yùn)行的車廂式計(jì)量間共134座，運(yùn)行時間在10～20年之間的有40座、20～30年之間的有66座、30年以上的有28座，運(yùn)行時間普遍偏長，腐蝕老化問題嚴(yán)重，均存在跑冒滴漏滲等安全隱患。經(jīng)過多年的車廂式計(jì)量間安全隱患治理工作，其中106座車廂式計(jì)量間已經(jīng)有改造計(jì)劃，基本完成施工圖設(shè)計(jì)。常規(guī)的改造做法是在原地或相鄰位置將車廂式計(jì)量間改造為磚混結(jié)構(gòu)計(jì)量間，并更新間內(nèi)設(shè)備、管線。但是，剩余28座車廂式計(jì)量間與周邊建筑物不符合GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的安全距離要求，常規(guī)做法已經(jīng)不能有效削減其安全隱患，必須遷建。因此，產(chǎn)生了兩個問題：一是計(jì)量間遷建需調(diào)頭其管轄的所有單井的集油、摻水(熱洗)管線，工程量較多，遷建費(fèi)用較大；二是部分計(jì)量間被商服環(huán)繞，無處遷建，若更新計(jì)量間，需拆除周邊所有建筑，產(chǎn)生巨額補(bǔ)償款。過多的治理費(fèi)用導(dǎo)致車廂式計(jì)量間治理的可行性變差，因此，本文對車廂式計(jì)量間的危險性進(jìn)行分析，提出相應(yīng)措施，力爭用最少的費(fèi)用，盡可能多的削減安全隱患。

1 車廂式計(jì)量間危險原因

1.1 車廂式計(jì)量間設(shè)施老化嚴(yán)重，易發(fā)生穿孔現(xiàn)象

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，主要存在問題有以下3點(diǎn)：(1)車廂式計(jì)量間運(yùn)行時間偏長，計(jì)量間的基礎(chǔ)會產(chǎn)生形變，單井管道承重，如果解決不及時，管道會面臨撕裂、穿孔的安全隱患。(2)車廂式計(jì)量間內(nèi)部管線腐蝕嚴(yán)重，管網(wǎng)穿孔頻繁，受動火條件限制，普遍采取打卡子方式治理穿孔，不能有效緩解管線老化問題。經(jīng)調(diào)查，平均每座計(jì)量間打卡子5～6處，最多的計(jì)量間打卡子62處，安全隱患十分突出。(3)分離器工作壓力1.4 MPa，屬壓力容器，分離器腐蝕穿孔或堵塞嚴(yán)重，如不及時整改，將會導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的發(fā)生。經(jīng)調(diào)查，所有車廂式計(jì)量間分離器均存在堵塞、穿孔等問題。

1.2 車廂式計(jì)量間設(shè)計(jì)時間較早，不適應(yīng)新規(guī)范要求

車廂式計(jì)量間站場為一棟整體廠房，由閥組間、員工值班室組成。閥組間規(guī)范定為甲類廠房，員工值班室為丁類廠房，中間采用墻板隔開。根據(jù)設(shè)計(jì)文件，其墻隔板為非防爆墻，材質(zhì)為刨花復(fù)合板隔墻內(nèi)夾阻燃保溫板，耐火極限為0.75h，燃燒性能為難燃性，已不能滿足GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第3.3.5條：“辦公室、休息室等不應(yīng)設(shè)置在甲、乙類廠房內(nèi)，確需貼鄰本廠房時，其耐火等級不應(yīng)低于二級，并應(yīng)采用耐火極限不低于3.00h的防爆墻與廠房分隔，且應(yīng)設(shè)計(jì)獨(dú)立的安全出口”[1]的規(guī)定，存在較大的安全隱患。

1.3 車廂式計(jì)量間防火能力較差，易發(fā)生更大火災(zāi)

按照GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[2]要求，車廂式計(jì)量間為五級油氣生產(chǎn)站場，處理的物質(zhì)主要是易燃、易爆液體。如果發(fā)生泄漏，將會發(fā)生池火災(zāi)及爆炸事故，造成人員傷亡。為此，建立池火災(zāi)模型分析車廂式計(jì)量間發(fā)生火災(zāi)帶來的后果[3]。計(jì)量間火災(zāi)的常見原因是分離器、閥組或管線穿孔。影響池火災(zāi)事故嚴(yán)重度預(yù)測結(jié)果的關(guān)鍵參數(shù)有如下5個因素。

(1)池面積81m2

車廂式計(jì)量間規(guī)格一般為18 m×4.5 m×3.3 m；

計(jì)量間面積：S=18×4.5=81m2；

(2)燃燒速度0.022 5 kg/(m2·s)。從《溶劑手冊》中查表，原油單位表面積燃燒速度dm/dt= 0.022 5 kg/(m2·s)。

(3)火焰高度8.848m。設(shè)液池為一半徑為R的圓池子，其火焰高度為：

式中：h為火焰高度(m)；R為液池半徑(m)；ρ0為周圍空氣密度，取1.293 kg/m3(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件)；g為重力加速度，9.8 m/s2；dm/dt為燃燒速度(kg/(m2·s))。

(4)熱輻射通量10.56 MW。當(dāng)液池燃燒時放出的總熱輻射通量為：

式中：Q為熱輻射通量(W)；η為效率因子，可取0.13～0.35，計(jì)算取平均值0.24；HC為液體燃燒熱(J/kg)，原油的燃燒熱為 43.7 J/kg。

(5)目標(biāo)入射熱輻射強(qiáng)度。假設(shè)全部輻射熱量由液池中心點(diǎn)的小球面輻射出來，則在距離池中心某一距離(X)處的入射熱輻射強(qiáng)度為：

式中：I為熱輻射強(qiáng)度(W/m2)；tc為熱傳導(dǎo)系數(shù)，一般取1；x為目標(biāo)點(diǎn)到液池中心距離(m)。

該公式反映了入射熱輻射通量與受害目標(biāo)到池火中心距離之間的關(guān)系。當(dāng)入射通量一定的情況下，可以計(jì)算出目標(biāo)受害的距離，即結(jié)合熱輻射對人員的傷害程度和死亡及燒傷幾率表，計(jì)算X結(jié)果如表2所示。

表2 不同距離熱輻射對人員的傷害程度和死亡及燒傷幾率表

通過池火災(zāi)事故后果預(yù)測法可知，當(dāng)原油泄漏進(jìn)入計(jì)量間內(nèi)，如遇可激發(fā)能源形成池火災(zāi)時，以穿孔點(diǎn)為中心，距離事故中心4.74 m范圍內(nèi)的設(shè)備、設(shè)施將全部損壞，人員停留時間超過10 s時死亡率為1%，超過1 min時死亡率為100%。

2 針對不符合安全距離車廂式計(jì)量間的改造方法

通過上述問題分析，車廂式計(jì)量間危險原因主要體現(xiàn)在3方面：一是腐蝕老化問題突出；二是違反新版規(guī)范要求；三是自身安全距離不足。因此，提出2方面改造設(shè)想：一是附近有合適位置的車廂式計(jì)量間，異地遷建為磚混結(jié)構(gòu)計(jì)量間，調(diào)頭站間、單井管線；二是遷建距離較遠(yuǎn)或無處遷建的車廂式計(jì)量間，降級為閥組間，單井采用軟件量油的方式進(jìn)行量油，新建閥組間采取必要的防凍防盜措施。

3 結(jié)論

通過對車廂式計(jì)量間工藝過程、火災(zāi)事故、建筑結(jié)構(gòu)等方面危險性分析及評價，得出以下結(jié)論：(1)要加強(qiáng)火災(zāi)事故應(yīng)急預(yù)案演練?；馂?zāi)對人的傷害需要一定的時間，加強(qiáng)火災(zāi)事故應(yīng)急預(yù)案演練，人員快速反應(yīng)，減少或避免造成更嚴(yán)重的傷害具有很重要的意義。(2)要完善安全、應(yīng)急管理的制度。計(jì)量間經(jīng)過長時間運(yùn)行后，發(fā)生事故的可能性較多，一旦發(fā)生火災(zāi)事故的后果是嚴(yán)重的，因此在計(jì)量間的應(yīng)急管理、安全管理等方面還有大量工作要做。(3)要積極整改計(jì)量間的安全隱患。對于車廂式計(jì)量間現(xiàn)場存在的安全隱患，應(yīng)該制定比較完成的改造計(jì)劃，力爭在其發(fā)生嚴(yán)重事故前完成改造。因此，要從完善制度，提升管理，積極整改三個方面緩解車廂式計(jì)量間的安全隱患。