敖106转油站的火灾危险性分析
王宇
（中国人民武装警察部队学院消防工程系，河北 廊坊）
摘要：近年来国内外大型油气储运等场所火灾爆炸事故频发，造成的损失和后果也难以估计，对于该类场所火灾爆炸事故的预防就要从源头入手。本文以黑龙江省大庆市敖106转油站为例，结合其作为石油化工企业自身具有的特殊性，通过了解其工艺流程进而分析生产过程中存在的火灾危险性。希望通过对该类场所存在的火灾危险性的分析，进而得到解决火灾隐患、应对紧急情况、处理灾害事故的科学理论。
关键词：转油站；火灾爆炸事故；工艺流程；火灾危险性
1 引言
1.1 转油站简介
转油站，又称集油站，是把数座计量或接转站来油集中在一起，进行油气分离、油气计量、加热沉降和油气传输等作业的中型油站。有的转油站还包括原油脱水作业，这种站叫做脱水转油站。其中油气分离是生产过程中伴随着流体压力降低而出现的原油脱气现象；油气计量是指对石油和天然气流量的测定，主要分为油井产量计量和外输流量计量。油井产量计量是指对单井所生产的油量和气量的测定，是进行油井管理、掌握油层动态的关键资料数据。外输计量是对石油和天然气输送流量的测定，是输出方和接收方进行油气交接经营管理的基本依据。
1.2 敖106转油站工程概况
1.2.1 地理位置及自然状况
敖106转油站属于黑龙江省大庆市葡萄花油田，同葡10-2、葡32-1一起分三区块位于大庆市大同境内，三个区块分布相对独立。区域内分布有低洼地、大田、苇塘等，地势相对低洼。南引干渠南北向穿越葡10-2井区并东西向穿越敖106-3井区。另外，区域内无已建井排路可以依托，区域外部有明沈公路及201省道作为新建井排路的延伸。
1.2.2 站址选择及平面布置
本着站址选择靠近油田主干路，交通便利、具有满足建设需要的地质构造、水文地质条件、地表地质作用等一系列的工程地质条件以及综合考虑转油站在不同位置时，油、气、水、电、路、信等系统工程的投资和相应的运行费用等因素，在系统工程投资相近的情况下，转油站尽量布置在井区中心等原则，敖106转油站厂址设于市郊。周围无城镇、居民区以及人员密集性场所，其生产区位于市中心全年最小频率风向的上风侧。
转油站总平面布置考虑以处理介质流向为主线，采用甲、乙类设备尽量集中布置，功能分区相对独立布置的原则。对同类别功能分区和介质上下游关系分区采取相对集中布置，但并未对各功能分区进行严格划分，使全站占地面积减小到最低，土地利用率为最高。厂区内生产区无公路和地区架空电力线路，无区域排洪沟，除自身工艺流程内输油气管道外，无地区输油输气管路。站内油水泵房与加药间、化药间、阀组间合一布置，甲乙类容器及加热装置集中布置，形成统一的加热装置区，位于全站的边缘部位布置，以利于流程的衔接和管网的统一布置，便于设备的管理和日常维护。厂房加热装置区北部设有一个6m3的清水缓冲罐以及一个1.4m×4m×5m的防火砂池。
该转油站与综合值班室合建，进站路由站场东侧接入，“四合一”装置及加热炉置于站内南侧，泵房等厂房置于站内北侧，污油坑置于站场南侧，在转油站北侧预留综合值班室位置。站址周围没有工业企业和城镇，施工及建设对周围环境影响小。此外，转油站的供电、对外通信、输油等系统工程尽量依托已建相关设施进行建设。
2 主要工艺流程及火灾危险性分析
2.1 功能
敖106转油站于2014年在站外管辖油井128口，集油阀组间5座。站外系统对处理后的含油污水采用单管环状掺水集油工艺；该转油站采用就地加热放水回掺工艺，站内采用分离缓冲沉降加热“四合一”装置对阀组间来液进行处理。来液经“四合一”进行分离加热处理，将来液一次加热到65℃，将掺水分出，经掺水泵输至掺水阀组回掺至站外系统；并将加热后的含水油经输油泵外输至敖包塔联合站进行脱水处理。“四合一”分离出的伴生气经天然气除油干燥组合装置处理后输送至敖包塔联合站；考虑敖包塔轻烃回收装置冬季停运，“四合一”分离出的伴生气可供“四合一”和采暖炉自耗，不足部分由敖包塔联合站来气补充。
2.2 主要工艺流程及火灾危险性
转油站中主要可燃气体和液体分别是天然气、液化石油气和原油。天然气主要成分是甲烷，与空气混合爆炸下限为4.9％，小于10％，属于甲B类火灾危险性流体；液化石油气主要成分是丙烷和丁烷，与空气混合爆炸下限为1.5％，小于10％，属于甲B类火灾危险性流体；原油中有多种油品，其中汽油等闪点在28℃以下，属于甲B类液体。根据国家相关规范规定，转油站内房间及设备的火灾危险性类别应按火灾危险性类别最高的设备确定，所以判定敖106转油站为甲类火灾危险性场所。
2.2.1 油系统
集油间来液→“四合一”→外输油泵→计量→敖包塔联合站。
（1）明火和散发火花地点。在该系统中，集油间来液是通过密封管道输送的，而“四合一”中加热炉、部分维修设施以及外输油泵属于明火源，同时站内用电设备启闭过程中电流冲击将产生电火花，以及集油间和计量间电缆可能由于老化或接触不良产生电火花，泄露或蒸发的油气遇到明火源或电火花可能会引起火灾与爆炸事故。
（2）超压。在整个系统运行过程中，当“四合一”装置中压力表、温度表指示不准或直接损坏，加热炉锅壳最高处无排气阀或密封性不好，输油输气管道发生堵塞，超温或安全附件如安全阀、液面计不健全，不能明确显示和自动泄压时，可能造成设备及管道爆裂甚至引起物理性爆炸事故。
（3）泄露。油气泄漏在生产过程中是不可避免的，在该系统中，输油输气管路以及其阀门、法兰处破裂和腐蚀将会造成来油和分离得到的成品油、天然气和液化石油气的泄露。同时由于该转油站处于黑龙江省大庆市，四季及昼夜温差较大，设备管道及其连接处很可能由于热胀冷缩造成破裂，导致油气的泄露。当泄漏事故发生时，特别是原油蒸汽或伴生气在集油间管道、“四合一”加热炉等封闭空间或是通风不良的环境中，易与空气混合达到爆炸极限，遇引火源会造成严重的气体爆炸事故。
（4）高温、热辐射。油系统属于该转油站主要生产工艺流程，其中“四合一”装置中主要工作容器为一火筒式加热炉，工作介质含水油及天然气，工作温度最高可达300℃。在生产过程中加热炉将会向周围提供大量热辐射，这将使管路中局部油温过高。同时分离得到的成品油输送至计量间过程中，外输油泵可能由于连续工作等原因造成散热不良，致使油泵内油品温度过高，最后油气在高温、热辐射引发高温条件下将会引起自燃，从而引起火灾。
2.2.2 气系统
（1）明火和散发火花地点。在该系统中，除了“四合一”装置中加热炉、部分维修设施属于明火源外，非防爆灯具、开关、电缆等产生的电火花都可能引燃天然气等可燃气体。加上天然气除油干燥组合装置过程中，干燥剂再生时需要将天然气加热，一旦空气混入系统，高温加热器表面的温度足以点燃爆炸性混合气体。另外对于气体管道的检修与维护中，使用电焊、气焊等明火设备也都可能造成严重的气体火灾与爆炸事故。
（2）超压。气系统中超压主要是在给“四合一”装置供气时出现超压或在干燥压缩过程中，压缩机泵超速运转以及管路不畅导致出口超压。气体超压往往造成物理爆炸的发生，但是在爆炸发生瞬间，大量可燃气体释放到空气中形成预混爆炸性气体，导致化学爆炸也随之一起发生。另外，由于冬天环境温度过低，如果在干燥除油过程中对于天然气脱水干燥度不达标，天然气中某些成分就可能从气体中析出继而凝成固体，从而堵塞气体管路，形成超压环境，造成爆炸事故。
（3）泄露。天然气与液化石油气的泄露和油系统相比较而言，原因大体相同，都是管路、设备及阀门法兰等处变薄或者泄露造成的。但是在气系统中还有两个原因可能造成气体的泄露：一是加热炉等处加气软管需要经常拆卸，造成磨损；另一个是在转油站内如果设备设施过于发散，将造成天然气及液化石油气在整个站内积聚，最终引发事故。同时人为加气、排污等处开关阀门不及时所造成的气体泄漏远比油泄露后果严重得多。
2.2.3 收油流程
天然气除油器干燥组合装置→收油泵→外输泵进口汇管。
在天然气除油干燥组合装置内，水蒸气遇天然气中酸性气体将形成对周围的腐蚀，并且在排污减压过程中，对于混合气体汽化处理不当将引起火灾与爆炸事故。
2.2.4 掺水系统
“四合一”→掺水泵→计量→掺水阀组→站外集油间（集油环）
（1）明火和散发火花地点。掺水系统主要是将来油中提出的水分经掺水泵输至掺水阀组回掺至站外系统，在该过程中提出的水分中含有部分原油及相应易燃易爆物质，排出管道及站外集油间处一旦有点火源，火势将回燃至站内，甚至在排出管道中直接发生爆炸，造成更大的泄露及污染事故。
（2）泄露。掺水系统中管路都采取地下直埋敷设，在运输废水过程中，周围空气的氧化以及废水中的化学物质将腐蚀管路，特别是法兰、接口等连接处，这将造成含油污水的泄露。一旦周围环境温度升高，散热不良，将引起污水自燃。
另外，在整个转油站系统内，还有很多自然及人为因素可能引起火灾与爆炸事故，包括夏季雷电发生时，站内未采取可靠避雷设施的情况下，工艺管道及设备遭受雷击将直接引起火灾与爆炸事故；整个厂区内部油气生产管道和设备在运行期间，因油气的流动摩擦会引起静电，从而引起火灾与爆炸事故；在厂区内特别是主要工艺装置内，电气设备的启闭产生的电火花以及工作人员自身携带明火或者身上衣物摩擦产生静电的危害，都可能引发火灾与爆炸事故，严重影响整个厂区的安全。
3 结论
通过上述分析，该转油站内主要应从防明火、防超压泄露、防静电、防雷防爆几个方面预防事故的发生。由于该类场所火灾危险性大，所以希望通过分析进而得到解决火灾隐患、应对紧急情况、处理灾害事故的科学理论。
参考文献
［1］ 曹树刚，王艳平.石化企业储罐区消防安全的模糊综合评价.石油库与加油站，2005（2）：98-100.