油罐区防火堤安全可靠性分析及改进措施

油罐区防火堤安全可靠性分析及改进措施

宋兆勇

(中国石油天然气股份有限公司管道分公司，河北廊坊065000)

摘要：近年来，国内外发生的储油罐火灾爆炸事故暴露出储罐防火堤在设计、施工、管理方面存在着安全隐患。分析了现有防火堤完整性不足、密封不严，抗高温燃烧性能差，堤内有效容积不足，隔堤的设置不合理等四个方面的典型问题。有针对性地提出了设计改进建议，并且对孔洞、缝隙防火封堵和防火涂料的采购、施工等关键环节提出了建议措施。

关键词：油罐区防火堤安全分析改进措施近年来，我国储油罐数量及容量不断加大，百万立方米以上的超大型油库相继建成投产，为国家经济建设做出了贡献。但同时油库运行的安全风险也在不断加大，而且储油罐事故的多发频发，往往伴随着人员伤亡和巨额财产损失，并导致环境污染，甚至引发生态灾难。在近年来的国内外油库火灾爆炸事故中，多次暴露出储罐防火堤方面存在问题，防火堤的失效往往伴随着事故范围的急剧扩大，事故损失也会大幅增加。因此，分析当前油罐防火堤存在的安全隐患，有针对性地采取对策措施，成为加强油库安全环保管理的重要课题。

1．2

图l

邦斯菲尔德油库防火堤上的孑L洞和缝隙

防火堤抗高温燃烧性能差

当前，欧美、日本和俄罗斯等国家的储油罐

防火堤多采用梯形结构的土质防火堤，其在火灾事故状态下不但密封性强，而且抗燃烧性能好，可以长时间保持防火堤的完整有效。但国内油库在建造时由于考虑占地、土源等因素，真正采用土堤的很少，大多数储罐防火堤采用砖、石砌筑或钢筋混凝土结构，辅以内侧喷涂防火涂料的措施，满足耐火极限2h的规范要求。事实上，由于结构缺陷以及防火涂料质量差等原因，火灾状态下防火堤极易发生崩塌和碎裂失效(如图2所

示)。

1储罐防火堤失效原因分析

1．1防火堤完整性不足．密封不严

根据国内外规范要求，储罐防火堤应密实、闭合，并保证其坚固、不渗漏，同时在穿越防火堤处，管道、线缆应采用非燃烧材料封实。严禁在防火堤上开孔留洞。但是当前国内各大油库防火堤普遍存在堤身开裂，伸缩缝、管道穿孔部位未填实等问题，严重破坏了防火堤的完整性。2005年发生在英国邦斯菲尔德油库的大型火灾，就是由于防火堤的密闭性不良，在储罐发生爆炸火灾事故后，防火堤墙体的连接处和管道与墙面的穿越处出现多处泄漏点(如图1所示)，导致防火堤内大量的油料和泡沫液流失到堤外，大量污

染物渗入到地下，大大扩大了库区的污染范围‘1|。

收稿日期：2012—06一18。

作者简介：宋兆勇，男，2006年毕业于中国石油大学(华东)油气工程专业，学士，现在质量安全环保处从事安全管理工作，工程师。Email：gdzysong@

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图3某油罐火灾对同堤内的另一储罐造成破坏

图2某油库大型油罐火灾时倒塌的防火堤

燃烧性能最好，没有管道、线缆穿越造成防火堤1．3防火堤内有效容积不足

密封不严的问题，而且不用设置伸缩缝。美国、日本、俄罗斯等国家的储油罐多采用土堤。但是

作为储油罐泄漏事故的屏障，防火堤内存油由于土堤占地多(2m高的土堤，基底宽度6—7

量的大小直接关系泄漏污染范围。各个国家对于m)，目前平原地区储罐组多未采用土堤结构。其防火堤内有效容积的规定不尽相同：日本、加拿次，在建设土堤确实有困难的情况下，如采用混大规定为防火堤内最大储罐容量的110％；美国凝土浇注、砖砌筑结构的防火堤，应确保施工质规范规定为防火堤内最大储罐容量的100％【21；量，尤其要处理好管道穿越防火堤的封堵处理和我国的有关规范规定固定顶油罐罐组防火堤内的伸缩缝的密封处理HJ。

有效容积为防火堤内最大储罐容量的100％，浮另外，在运行管理方面也要对保持防火堤的顶、内浮顶油罐防火堤内的有效容积为防火堤内完整性做出要求。例如：禁止局部拆除防火堤或最大储罐容量的50％【3J。

隔堤；当储罐维修时，应在防火堤内外侧垫设坡1．4隔堤的设置存在问题

道；地基沉降等因素造成防火堤或隔堤变形开裂根据国内规范要求，储罐容量在2万m3以时，应及时修复等等。

上的，隔堤内的储罐不应多于2座，2万m3以下2．2提高防火堤的抗高温燃烧性能

的，按照储罐容积在隔堤内可分别设置4座或6近年来发生的油库火灾事故反映出：在火灾座油罐。实际上，油罐一旦发生泄漏火灾事故，烘烤情况下，毛石砌筑的防火堤极易发生崩塌失势必形成流淌火，即使在泄漏油量不大的情况效。因此在最新修订的相关标准中已经明确取消

下，由于没有隔堤的有效阻隔，流淌火仍然会危了毛石结构的防火堤。但是混凝土、砖砌筑的防及同一防火堤内的其它油罐。例如，国内某石化火堤仍然存在抗燃烧的问题。有关数据表明j混

公司油罐爆燃后，罐底焊缝撕裂，油品泄漏形成凝土在300℃时强度开始下降，500℃时强度降流淌火，在仅有约800t油品泄漏的情况下，形低一半，800℃时强度几乎丧失\"J。在l

000℃以

成了2万m3储罐防火堤内的全面火灾，致使同上的油品火焰烘烤下，防火堤会炸裂，造成结构一堤内的另一储罐遭到高温烘烤，险些发生次生倒塌失效，油品大量扩散形成大面积流淌火，因

火灾爆炸事故。

此需要在防火堤内侧刷涂防火涂料，提高其防火

性能。

2

防火堤应采取的对策措施

混凝土防火涂料分为膨胀型和非膨胀型两大针对现行防火堤在安全可靠性方面存在的诸

类。由于膨胀型防火涂料的耐火极限时间较短多问题，建议按照轻重缓急的原则，对不满足要(1．5h)，而且高温情况下会膨胀挥发有害气体，求的油罐防火堤实施改造，提高安全性能。因此在油罐防火堤内应多选用非膨胀型防火涂

料。为保证涂料的性能满足要求，在选择时要注

2．1增加防火堤的完整性、严密性

意以下几个问题：1)耐火极限应大于2h；其它

首先应从设计源头上保证防火堤的严密有性能参应满足《混凝土结构防火涂料》

效，从技术角度分析，粘土夯实构造的防火堤耐

(GA98)的规范要求。2)与混凝土结合要牢固，

+|罐

★

石油化工安全环保技术

★

2013年第29卷第必

粘结强度应大于O．05MPa。在潮湿、冰冻等自然环境下要满足粘结性要求。3)在高温下不能分鳃产生有毒有害气体，运输、施工环节不能对人体有害。4)在生产、运输、施工方面应符合环

保要求。

2．3适当增加防火堤内的有效容积

目前欧美、日本等国家规定防火堤的有效容积均为最大储罐容积的100％以上。原有“固定顶罐防火堤容积100％；浮顶罐防火堤容积50％”的标准已不能满足当前安全环保的需要。近年来，国内《石油库设计规范》、《石油化工企业设计防火规范》、《石油天然气工程设计防火规范》等国家标准在修订时已提高了防火堤的设计容量，将固定顶和浮顶罐的防火堤容积统一规定为“有效容积不应小于罐组内最大储罐的公称容

积’’[6|。

从油库的现状来看，绝大多数浮顶油罐、内浮顶油罐的防火堤都是按照原标准设计建设的。

如果要满足现有标准要求，需要对现有防火堤进行改造。在现行标准中，已经将防火堤的设计高

度由2．2m提高到3．2m(指高于堤外地坪或消防道路的高度)\"J，为提高防火堤增加有效容积的做法提供了标准依据。但是所有大型油库在短时间内完成防火堤改造是很难实现的。因此建议油库管理单位要结合实际情况采取以下措施：一是

在新、改、扩建油库工程项目中严格按照现行标

准设计建造防火堤，提高有效容积；二是对于短期内实现防火堤增容确实存在困难的油库，应考虑在储油罐区设置事故应急池，补充剩余容积，并落实科学完善的应急预案，加强油罐泄漏后的风险控制；三是加强运行管理，适当控制储罐运行容量，尽量减少高罐位或满罐运行。

2．4改变油罐隔堤的设置原则

隔堤的主要作用是在油罐少量泄漏时，减少泄漏油品的污染范围，一旦油品形成火灾，可以

对着火区域有效分隔，减少事故损失。虽然，隔堤要求的强度和高度不是很大，占地面积和建设

成本不高(一般规定高度在0．5—0．8m，厚度在

0．2—0．3

m)，但是在储罐发生冒顶、破裂等事

故状态下，却能有效减少油品影响范围，有利于应急抢险和油品回收。尤其是在油品已经发生燃烧的情况下，可以避免流淌火对同一防火堤

内的其它储罐产生高温烘烤。因此应考虑改变储罐区隔堤的设置原则，立式储罐每罐一隔，或者是1万m3以上储罐间设置隔堤。同时，应增加隔堤内容量的要求，参照国外相关标准要

求，隔堤内的存液容量最低不能小于储罐容量的10％。

3

结语

防火堤是储油罐区非常重要的安全设旋，

是实现油罐事故三级防控的首道屏障，一旦失

效，势必造成事故的扩大化。因此在今后的油罐区设计中，要优先选择土结构的防火堤，避

免密封不严、不耐火烧等缺陷风险。在条件受

限，只能选择混凝土或砖结构的防火堤时，要加强材料采购和现场施工管理，对防火涂料的

耐烧性、粘结性以及防火堤孑L洞、缝隙密封处理等关键环节要严格控制。另外，应根据近年来国内外大型油库火灾后总结的经验教训，尽

快修订《储罐区防火堤设计规范》(GB50351—2005)，提高防火堤的有效容量，变更隔堤的设置原则，从本质上降低油罐防火堤的失效风险，提高其可靠性。参考文献：

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