Tìm hiểu về khí gas - Chương II: An toàn các sản phẩm dầu mỏ và hóa dầu

CHƯƠNG II AN TOÀN CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ VÀ HÓA DẦU 22/12/2011 1 I. Yêu cầu an toàn và phòng chống cháy nổ đối với khí gas. Khí gas là mặt hàng rất dễ cháy nổ và quy định của nhà nước là hàng hóa kinh doanh có điều kiện. Không thể dập tắt đám cháy do khí gas nếu như không ngắt được nguồn khí đang gây cháy.  phòng vẫn là tiên quyết. - Tuân thủ nghiêm ngặt quy trình công nghệ và an toàn phòng cháy nổ tất cả cơ sở sản xuất và kinh doanh. - Các thiết bị dập lửa khí gas thuộc loại hóa học khô và được sản xuất theo tiêu chuẩn nghiêm ngặt. 22/12/2011 2 1. Tính chất Lý - Hóa của khí gas (LPG). - Áp suất hơi lớn. - Trạng thái nhạy với nhiệt độ và áp suất. - Tồn tại trạng thái lỏng trong bồn chứa. Tác hại: Gây bỏng lạnh (hoại tử) Tuyệt đối nghiêm cấm những người không có nhiệm vụ vào khu vực bồn và thiết bị LPG, kể cả xe bồn LPG. 22/12/2011 3 Tính chất chung: - Dễ cháy, toả nhiệt rất lớn và giải phóng CO2. - Giới hạn tỷ lệ trong không khí hỗn hợp cháy: - Mồi lửa, tia lửa do va đập, ma sát, tĩnh điện. 22/12/2011 4 a. Giới hạn cháy nổ: - Giới hạn cháy nổ là % thể tích hơi gas để tự bắt cháy nổ. - Giới hạn cháy nổ của gas: 1,5 ÷10 %.  Chính vì vậy LPG nguy hiểm cháy nổ hơn nhiều so với các loại nhiên liệu khác. 22/12/2011 5 Bảng II-1. Giới hạn cháy nổ trong hỗn hợp không khí – gas 22/12/2011 6 b. Nhiệt độ tự bắt cháy - Nhiệt độ tự bắt cháy là nhiệt độ mà ở đó có phản ứng cháy tự xảy ra đối với hỗn hợp không khí- nhiên liệu (hoặc Oxy - nhiên liệu). - Nhiệt độ tự bắt cháy tối thiểu phụ thuộc: + Thiết bị thử nghiệm. + Tỷ lệ không khí / nhiên liệu. + Áp suất hỗn hợp. 22/12/2011 7 Bảng II-2. Nhiệt độ tự bắt cháy của một số loại nhiên liệu tại áp suất khí quyển 22/12/2011 8 c. Nhiệt độ ngọn lửa: Nhiệt độ ngọn lửa của nhiên liêu cháy trong không khí hoặc trong oxy được xác định bằng phương pháp đo hoặc tính toán. 22/12/2011 9 • Bảng II-3. Nhiệt độ ngọn lửa của một số loại nhiên liệu 22/12/2011 10 d. Vận tốc ngọn lửa. Vận tốc ngọn lửa (tốc độ bắt cháy)phụ thuộc: - Tỉ lệ gas/không khí. - Nhiệt độ. - Áp suất. - Môi trường. - Các điều kiện thử. 22/12/2011 11 Bảng II-4. Vận tốc ngọn lửa của một số loại nhiên liệu 22/12/2011 12 1.2. Sự nguy hiểm cháy nổ LPG. 1.2.1. Tính cháy nổ của LPG. 1.2.2. Sự nguy hiểm do áp suất và rò rỉ. 22/12/2011 13 1.2.1. Tính cháy nổ của LPG. - Áp suất hơi bảo hoà cao. - Các tính chất cơ bản. + nhiệt trị. + nhiệt độ bắt lửa + nhiệt độ tự bắt cháy + giới hạn dưới. + giới hạn trên. 22/12/2011 14 1.2.2. Sự nguy hiểm do áp suất và rò rỉ. - LPG lưu trữ ở thể lỏng áp suất từ 7 ÷ 15 bar. - Rò rỉ ở áp suất thấp sẽ bốc hơi nhanh. - Tỉ lệ thể tích lỏng 1/250 thể tích khí. - Nặng hơn không khí do đó hỗn hợp này nằm sát mặt đất nên dễ tiếp xúc với nguôn lửa gây cháy. - Không màu, không mùi, không độc hại với người và gia súc, nên việc phát hiện rò rỉ là rất khó khăn, không kịp thời. 22/12/2011 15 - LPG tồn trữ ở thể lỏng trong bình, xi téc có áp suất cao. - Khi bị cháy: + Nhiệt độ LPG tăng lên  lỏng bốc hơi  áp suất trong bình chứa tăng lên  van an toàn xả hơi gas ra ngoài rất mạnh làm sự cháy rất nhanh và dữ dội. + Nếu van an toàn không mở được nhiệt độ cao làm áp suất tăng quá mức có thể dẫn đến nổ. 22/12/2011 16 1.3. Đặc điểm cháy của LPG 1.3.1. Sự cháy nổ. 1.3.2. Đặc điểm kỹ thuật dập tắt đám cháy LPG. 22/12/2011 17 1.3.1. Sự cháy - nổ. - Phản ứng của chất cháy với ôxy và toả nhiệt. - Đám cháy là sự cháy không kiểm soát được gây thiệt hại về người và tài sản. - Đám cháy hình thành hội tụ 3 yếu tố: + Vật liệu cháy + Ôxy trong không khí + Nguồn gây cháy (ngọn lửa, năng lượng kích thích)  Nếu loại bỏ một trong ba yếu tố này sẽ làm mất đi sự cháy. Hậu quả: Đám cháy sinh ra nhiệt năng và bụi. Nhiệt làm nhiệt độ môi trường tăng gây cháy lan. 22/12/2011 18 Nổ: - Cháy đẳng tích. - Tốc độ lan truyền lớn. - Nổ và phá vỡ kết cấu chứa và bao che chúng. Yêu cầu: Để dập tắt đám cháy phải loại bỏ một trong 3 yếu tố gây cháy: - Loại trừ vật liệu cháy. - Giảm oxy xuống dưới 10% thể tích. - Giảm nhiệt độ, loại trừ nguồn gây cháy. 22/12/2011 19 1.3.2. Đặc điểm kỹ thuật dập tắt đám cháy LPG. Nhiệt độ vùng cháy đạt từ 800 ÷ 20000C làm hư hỏng các mối liên kết trên đường ống, bồn, bể gây rò rỉ càng mạnh làm sự cháy nguy hiểm thêm. Yêu cầu: Trong quá trình chữa cháy việc đầu tiên là phải cắt nguồn LPG (bằng cách đóng van, ngừng bơm, bịt kín chỗ rò rỉ). 22/12/2011 20 Ngăn chặn sự phun LPG thực hiện trước khi dập tắt ngọn lửa.  Vì trong trường hợp ngược lại sẽ tạo ra sự cháy nổ không thể dập tắt được. - Sử dụng màn chắn dưới dạng tia phun nước hoặc bột chữa cháy từ bình bột. - Làm nguội khu vực xung quanh.  Thường xuyên giáo dục ý thức PCCC cho CBCNV, tổ chức học tập nghiệp vụ PCCC cho CBCNV và sử dụng thành thạo các phương tiện chữa cháy được trang bị . 22/12/2011 21 Để phòng cháy tốt ta thực hiện các nhiệm vụ sau: 1. Vệ sinh sạch sẽ trong và ngoài khu vực kho gas 2. Lắp đặt hệ thống van khóa tự động trên đường ống gas khi bị sự cố dò gas hoặc khi xảy ra cháy. Hệ thống báo động khi bị dò gas, hệ thống báo cháy tự động, hệ thống chữa cháy tự động. 3. Kiểm tra định kỳ hệ thống tiếp đất của bình chứa gas, thiết bị máy móc xuất nhập gas. 4. Khu vực kho phải tuyệt đối cấm các hoạt động phát sinh nguồn nhiệt do ma sát, do tàn lửa của ống xả, các phương tiện vận chuyển. 22/12/2011 22 1.4. An toàn và phòng cháy chữa cháy (PCCC) trong kho chứa LPG. 1.4.1. Đặc điểm. - Kho chứa LPG được thiết kế với tiêu chuẩn kỹ thuật cao, đảm bảo thiết bị PCCC hiện đại. - Thể tích chứa rất lớn (vài trăm đến vài nghìn tấn) do đó mức độ nguy hiểm rất cao. - Nhập, xuất LPG với số lượng lớn. Thiết bị và công nghệ nhiều, phức tạp, diện tích trải rộng. - Số lượng công nhân, nhân viên phục vụ nhiều. - Được trang bị hệ thống báo cháy, báo rò gas hiện đại, tự động nhanh chóng phát hiện nguy hiểm cháy nổ. 22/12/2011 23 1.4.2. Yêu cầu: - Quy định về an toàn nghiêm ngặt. - Phối hợp với công an. - Huấn luyện về an toàn và PCCC. - Kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống cứu hoả, sẵn sàng sử dụng được khi xảy ra sự cố cháy nổ. - Đặt đầy đủ các biển báo cấm lửa, tiêu lệnh chữa cháy, cấm hút thuốc, đề ra nội quy cho kho chứa. - Cấm mang chất dễ cháy nổ, cấm bật điện trên ôtô, cấm để tia lửa điện phát sinh khi xuất, nhập LPG. - Tất cả các thiết bị, dây chuyền sản xuất phải có quy trình vận hành an toàn, đầy đủ rõ ràng. - Có sơ đồ tổ chức phân công nhiệm vụ cho từng bộ phận, từng người khi xảy ra cháy nổ. 22/12/2011 24 - Không tự động thay đổi, điều chỉnh thiết bị gas khi không có lệnh của người có trách nhiệm . Không thí nghiệm thiết bị, sửa chữa ở trong kho khi không có nhiệm vụ. - Tuyệt đối chấp hành các nội quy vận hành những thiết bị trong kho LPG. - Thường xuyên kiểm tra an toàn PCCC cho xe bồn. Khi vận chuyển các bình chứa phải luôn ở tư thế thẳng đứng, van ở trên, mũ van phải đóng kín. 22/12/2011 25 II. An toàn phòng chống cháy nổ do tĩnh điện đối với xăng dầu. 2.1 Tổng quan. Sự phát sinh dòng tĩnh điện là hiện tượng liên quan đến ma sát bề mặt. Mức độ sinh ra và mất đi cũng là một chức năng phân loại dầu và hàm lượng của các thành phần vi lượng như nhựa, các sản phẩm oxi hoá, naphtenic và axit sulphonic. 22/12/2011 26 Đơn vị đo độ dẫn xuất thường dùng trong công nghiệp dầu khí là picosiemen/mét (pS/m). - Sản phẩm dầu mỏ có độ dẫn xuất trong khoảng từ 0.1 – 10 pS/m như ắc-quy tĩnh điện mạnh. - Các loại cặn và và dầu thô có độ dẫn xuất cao hơn trong khoảng từ 103 – 105 pS/m và bất kỳ sự tích tĩnh điện nào sinh ra cũng đều nhanh chóng mất đi. - Nước cất có độ dẫn xuất vào khoảng 108 pS/m. 22/12/2011 27 Tác dụng: - Việc phát sinh dòng tĩnh điện là một nguy hiểm. - Trường tĩnh điện có thể sinh ra một tia lửa có đủ năng lượng để tạo thành mồi lửa. - Tổng năng lượng cần dùng phụ thuộc vào thành phần của khoảng không dễ cháy xung quanh. 22/12/2011 28 2.2. Vận hành đường ống. - Tích tĩnh điện khi di chuyển do dầu tiếp xúc với thành ống. - Tích tĩnh điện tăng khi có nước tự do hay lưu chất không tan trong dầu, đặc biệt hệ nhị pha chảy cưỡng bức mức độ cao. Điều này là do: + Tăng bề mặt tiếp xúc. + Nước là một chất dẫn trong môi trường phân ly và hoạt động như một bình ắc quy.  Tích tĩnh điện có thể tăng 50 lần trong bồn chứa. 22/12/2011 29 - Trong ống dẫn không tiềm ẩn nguy hiểm. - Khí hay hơi chảy vào bể chứa làm khuấy động nước dưới đáy bể dẫn đến làm tăng độ tĩnh điện trong khoảng không chứa hơi.  Không thể ngăn ngừa sự tích tụ tĩnh điện trong bể chứa các loại dầu. 22/12/2011 30 Yêu cầu: 1. Khi có nước tự do hạn chế tích tĩnh điện bằng giới hạn vận tốc dòng đến 1m/s trong đường ống. 2. Không lẫn nước, chất lỏng khác tăng vận tốc dòng lên. Khó đưa ra giới hạn trên do tính chất phức tạp khi tính toán tỷ lệ tích tụ tĩnh điện. 3. Trường tĩnh điện lớn khi bể chứa nhỏ hơn. Tìm ra nguy hiểm về tĩnh điện xảy ra tại điểm nào. 4. Qua một thiết bị lọc, tích tĩnh điện tăng và giữa điểm tích tĩnh điện và bể chứa để giải phóng lượng tĩnh điện vượt quá giới hạn. 22/12/2011 31 Yêu cầu: 5. Tăng thời gian lưu để giảm mật độ tĩnh điện. 6. Với các loại dầu có độ dẫn xuất thấp hơn có thể xem xét tăng thời gian lưu. 7. Phương pháp giảm lượng tĩnh điện dư thừa (nhiên liệu máy bay) là tăng độ dẫn điện của sản phẩm dầu mỏ lên trên 50 pS/m bằng cách dùng phụ gia chống tĩnh điện. 22/12/2011 32 2.3. Vận hành bể chứa. - Nước tự do. - Khuấy động đáy trong quá trình rót dầu. - Tháo nước tự do khỏi các bể chứa. - Khi bơm vào bể có không gian phải chờ ít nhất 30 phút sau khi ngừng bơm mới được tiến hành lấy mẫu. - Khi bơm rót sản phẩm tạo thành tia sinh ra một khoảng không (hơi và sương) bên trong bể chứa. Để giảm nguy hiểm của sự phóng tĩnh điện, vận tốc rót trong hệ thống ống phải nhỏ hơn 1 m/s (ngay cả với dầu khan) cho đến khi đầu ra của ống ngập ≥ 0.5 m. 22/12/2011 33 - Tích tĩnh điện từ ma sát giữa găng tay với cuộn dây bằng sợi tổng hợp khi thả nhanh để lấy mẫu.  Dùng dây bằng sợi thiên nhiên. Các bể chứa chỉ được phép lấy mẫu thủ công khi chứa sản phẩm lỏng có độ dẫn xuất cao (trên 50 pS/m) - Bể mái cố định chứa sản phẩm dầu nhẹ được gắn thêm mái nổi bên trong để giảm thất thoát hơi. - Tránh tĩnh điện từ mái nổi sang thành bể chứa đã được nối đất dùng dây đai linh động 22/12/2011 34 2.4. Vận hành các xe bồn hay xi-téc. - Bơm lên xe bồn (xitec) không lẫn nước tự do và không màng lọc thì thời gian lưu khi hoàn thành bơm dầu đến lấy mẫu thủ công giảm xuống tối thiểu là 2 phút. - Tránh tạo tia bằng cách bơm phía dưới của xe bồn. Vận tốc bơm ban đầu ở mức 1 m/s cho đến khi đầu ra của ống nhập chìm hoàn toàn. - Khi nhập dầu thô từ trên (đỉnh) với vận tốc là v (m/s) qua ống nhập có đường kính d (m) thì có thể tính theo công thức sau: 22/12/2011 35 - vd ≤0.50  cho xe bồn - vd ≤0.80  xitec VD: xe bồn với d=0.1 m  v≤ 5 m/s. * Trường hợp nhập từ phía dưới làm tăng phóng tĩnh điện  v giảm xuống khoảng 25%. * Giảm ảnh hưởng này bằng cách tiếp đất từ xe bồn, xitec. Nếu không thể tuân thủ những nguyên tắc trên thì có thể sử dụng phụ gia chống tĩnh điện phù hợp. 22/12/2011 36 2.5. Nối (tiếp) đất. Biện pháp hữu hiệu nhất để chống hiện tượng tích tĩnh điện trên thành bể, đường ống hay bồn xe là nối tiếp đất. Có thể tiến hành giám sát trực tiếp dây nối đất tại các điểm tiếp xúc. - Tiếp đất là phương án hữu dụng nhưng khó giảm với các sản phẩm có độ dẫn xuất thấp bởi vì không thể giải phóng nhanh chóng qua nối đất. 22/12/2011 37 - Tất cả những vật có khả năng dẫn điện trong một bể chứa như nắp mái nổi, dây cáp, cánh khuấyphải được nối với thành bể. - Những xe bồn lốp cao su chuyên chở dầu có độ dẫn xuất thấp phải được nối đất trước khi xuất nhập hàng để loại bỏ hiện tượng tích tĩnh điện sinh ra trong quá trình rót hàng hay do ma sát của lốp xe. 22/12/2011 38 2.6. Quá trình rửa (làm sạch). - Hơi thoát ra từ vòi phun với vận tốc cao có thể gây ra sự hình thành một đám mây tích tĩnh điện. - Hiện tượng tĩnh điện này được sinh ra tại vòi phun. - Yêu cầu: + Không được làm sạch bằng hơi có vận tốc cao tại khu vực dễ cháy, đặc biệt trong không gian kín và ngay cả khi vòi phun đã được nối đất. + Cho phép sử dụng dòng hơi để phát hiện rò rỉ ở những nơi có khoảng không mở và hơi không có vận tốc cao. 22/12/2011 39 - Khi làm sạch bể bằng phun nước. - Làm sạch bể bằng tia nước cao áp có thể cho phép sử dụng sau khi đã đuổi hơi hay làm trơ. - Làm sạch bể bằng tia dầu cũng có thể sinh ra tích tĩnh điện. - Dùng giấy giáp (nhám). Tĩnh điện nhỏ không đủ để sinh ra những tia lửa nhưng vẫn cần chú ý phải nối đất. 22/12/2011 40 2.7. Trang phục. - Tích tĩnh điện có thể phát sinh do ma sát giữa trang phục và bề mặt ngoài (trang phục làm bằng chất liệu sợi tổng hợp có độ dẫn xuất thấp). - Trang phục bị tích điện sẽ gây nên một lượng điện tích tương đương trên cơ thể người và nó sẽ tích tụ khi người đó được cách điện khỏi mặt đất. - Để tránh xảy ra hiện tượng yêu cầu: 22/12/2011 41 - Mang giày chống tĩnh điện. - Đi trên nóc của bể có chứa sản phẩm dễ cháy thì vật liệu cách ly phải bao bọc bằng các đai kim loại được nối đất. - Vải dùng sợi có độ dẫn xuất cao. 22/12/2011 42