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对两起储罐低液位进油爆炸事故的再思考

文档作者：郭丽霞文档来源：北京华海安科科技发展有限公司		更新日期： 2026年05月29日	点击数：
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2022 年第 38 卷第 1 期
★　石油化工安全环保技术　★
PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY 49
近年来，油库通过固定顶油罐改造或直接新
建内浮顶油罐来储存轻质油品。内浮顶储罐在保
证油品质量、降低环境污染方面发挥着重要的作
用。但在实际的运行过程中，由于不规范的操作
方法或管理行为，仍存在发生着火爆炸的安全隐
患，拟通过 2 起内浮顶油罐爆炸事故的分析与讨
论，引起油料工作者的思考和重视。
1　美国康菲石油公司“4·7”油罐爆炸事故
2003 年 4 月 7 日 16 : 00，美国康菲石油公司
油库。工作人员将 11 号内浮顶储罐 [ 罐容 8 万
桶（约 10 万 m3）] 存储的汽油输转到 12 号罐以
准备接收柴油，18 : 10 完成汽油的输转作业，此
时罐内及进油用 DN760 管线已无汽油，但在罐
底及用于进出油用的集油池中仍有约 55 桶汽油。
18 : 15，操作人员接收柴油准备工作就绪，所有
阀门正常开启，20 : 33，开始向 11 号储罐输油。
20 : 55 工作人员报告 11 号罐发生爆炸，罐顶被炸
飞，油罐完全坍塌。大火持续燃料 21 h 才被扑灭，
所幸没有造成人员伤亡。罐内柴油燃尽，事故导
致相邻 2 个储罐严重损坏，共造成直接和间接经
济损失 236 万美元，周围的 300 多户居民紧急撤
离，附近学校停课 2 天。
事故调查分析表明：这起火灾事故发生当
天没有雷电天气，首先排除了储罐雷击起火的
可能。同时，现场未进行动火作业，排除了电
弧、人为活动引发火灾的可能性。不难看出，在
收稿日期：2020-05-07
作者简介：郭丽霞，女，1996 年毕业于辽宁石油化工大
学石油与天然气专业，长期从事安全风险评估管理工作，
已发表论文 5 篇，安全评价师（一级）、高级工程师、注
册安全工程师、注册设备监理师、HAZOP 主持人、TUV
（莱茵）功能安全工程师、中国安全生产协会特聘讲师、
北京市安监局专家库专家。电话：010-82012720，E-mail:
1747517268@qq.com
对两起储罐低液位进油爆炸事故的再思考
郭丽霞
（北京华海安科科技发展有限公司，北京 100085）
摘　要：通过分析低液位状态下内浮顶罐进油过程中发生的 2 起爆炸事故，指出油罐工作人员在
储罐、特别是内浮顶储罐的收油作业、日常管理过程中应深入领会和严格落实制度规定。采用合理的
油罐进油扩散管结构设计能够显著降低进油速度；在进油作业过程中，控制液位上升速度有利于油罐
工作人员操作把握，从而有效地预防和避免发生静电灾害事故。
关键词：静电　爆炸　低液位　进油作业　油罐安全
汽油输转过程中，由于罐内液面不断下降，直至
浮盘不能正常浮起，在液面和浮盘之间存在并
聚集了一定浓度的油气混合物，这些油气混合物
处于爆炸范围之内。此外，油品装卸过程中油品
与管壁、罐壁之间会因强烈摩擦而产生静电积
累。API RP 2003 中规定了限制油品流速、管道
注油口浸入液面深度等相关保护措施，其中要求
油品流速应低于 1 m/s。这起事故柴油进油流量
为 2 800~3 280 m3/h，是静电安全限速的 2.3~3 倍，
远远高于相关标准的规定值。经测定，爆炸发生
时罐内油面与浮顶间距离仅为 0.6 m。由于当时浮
顶下部空间的可燃气体处于爆炸范围内，因此引
起携带大量静电的柴油与浮顶下部突出的排出管
放电产生静电火花，随即引发爆炸。
2　 中石油大连石化公司发生的“8·29”储
罐爆炸事故
2011 年 8 月 29 日 8 : 30 左右，中石油大连
石化储运车间接到调度通知，要将柴油调合一
★　石油化工安全环保技术　★ 50 2022 年第 38 卷第 1 期
线从 877 号罐改至 875 号罐。该罐为内浮顶罐，
罐容为 20 000 m3，收油前该罐液面为 0.969 m。
9 : 52 :40，开启 875 号罐入口电动阀开始收油。
9 : 56 :44，875 号罐突然发生闪爆、起火。泄漏的
柴油在防火堤内形成池火。13 : 06 经消防人员全
力扑救，明火被扑灭。事故造成 875 号罐坍塌，
874 号罐罐体过火。事故直接经济损失 789 万元，
没有造成人员伤亡。
这起事故的直接原因是由于事故储罐发油时
没有严格控制罐内存油液位。发油后因液位过低，
在浮盘与柴油液面之间形成大容积气相空间，造
成空气进入。通过管道进入事故储罐的柴油中轻
组分含量增加，在浮盘下形成爆炸性气体。
经分析，该罐发油后液位 0.969 m 保持静止
状态的时间超过 9 h，由于液面低于浮盘支柱高
度，浮盘落下，通气孔自动打开，大量空气进入
浮盘下方。经计算，875 号罐收油前罐内浮盘与
液面之间存在 0.831 m 高度（浮盘支撑高度 1.8 m）
的气相空间，体积约为 1 000 m3。
事故调查报告分析得到的发生爆炸前进油管
流速情况如表 1 所示。
表 1　875 号罐进油管道流速情况
实际时间 液位 /m 体积 /m3 入口管内平均流速 /（m • s-1）
09:54 0.969 1 247.68
09:55 0.981 1 263.13 1.58
09:56 1.014 1 305.62 4.34
09:57 1.045 1 345.54 4.08
09:58 1.065 1 371.29 2.63
09:59 1.065 1 371.29 0.00
虽然 875 号罐被烧后整体坍塌无法确定当时
浮盘的情况，但通过对 874 号、876 号罐、877
号罐内部进行检查发现，罐内存在浮筒抱箍松
落、浮顶压条、浮筒一端下垂的现象，由此推断
875 号有可能在液面存在漂浮的金属物形成孤立
导体，易与接地导体发生火花放电。另外从 877
号罐切换到 875 号罐输油后，875 号罐内收油管
出口流速达 4.34 m/s，超过 1 m/s 的安全界限，产
生大量静电，在浮盘下发生放电，并进一步引燃
由油雾、轻组分与空气混合形成的混合气体，发
生爆炸。由此确认，此次事故直接原因是静电放
电引起的可燃性混合气体爆炸。
3　两起事故特点
选取的 2 起爆炸事故的发生虽是个案，但分
析其事故根源，也有其必然性。并呈现出以下 3
个特点。
首先，事故罐皆为相同类型内浮顶储罐。这
种油罐由于其特定的内部结构，正常运行的浮盘
是飘浮在油面上的。但某些特殊情况下浮盘下部
仍然会存在悬空状态，管理人员都未对浮盘下存
在的爆炸性危险混合气采取有效控制措施。其次
2 起爆炸事故都是在油罐内低液位状态下进油过
程中发生的。最后事故发生原因都是进油流速超
出安全限值引发的。
4　事故教训和反思
首先，作业前合理分析和评估油罐不同作业
类型的风险性。油罐在清罐、改造、换装油品等
作业后，初次进油期间应严防静电灾害，特别是
内浮顶储罐在低液位状态下进油过程中发生静电
燃烧爆炸的风险性最大。作业前，对油罐管理人
员应进行有针对性的安全教育培训，使参与作业
人员都明确这种作业的风险性及预防措施。
其次，油罐管理人员应带头深入理解和学
习管理规范和安全规程，并落实到实际的管理工
作中。在油罐日常的具体操作层面上，对于低液
位进油作业，必须严格落实防止静电灾害的流速
控制要求。虽然防止液体石油产品静电安全规程
（YLB 3002A— 2003）中已经规定了空罐收油时
油品浸没注入口前的初始流速限值（不大于 1 m/
s）以及油品浸没注入口 200 mm 后可以提高流速
（最大流速不大于 7 m/s）等相关技术条件，但具
体落实到实际工作中还缺乏明确的指导方法。
对于不同公称容量的油罐，应以静电安全流
速（1 m/s）、进油管内径尺寸为依据，假设罐内
进油管管口尺寸无变化。计算该流速下的流量控
制上限数据，同时利用油罐内径及液位受控高度
计算油品浸没油管注入口 200 mm 后的罐内进油
体积即装油体积，从而得到要求控制的进油时间
数据，最后得到可便于保管员日常操作和观测的
液位上升速度。
★ 郭丽霞 . 对两起储罐低液位进油爆炸事故的再思考 ★ 51 2022 年第 38 卷第 1 期
表 2 中数据是未安装扩散管情况下得到的数
据。可见进油时间过长，与现实情况相比，数据
偏于保守，但也有助于保证进油作业安全。在油
罐初次进油阶段油罐工作人员通过观察和分析液
位计读数情况即可方便掌握罐内液位升速情况，
如果高于该限值则可以采取措施降低进油流量。
同时，在新罐设计或旧罐改造时应采用合理
的结构设计。事实证明合理的进油扩散管结构可
以有效降低油品入流速度，从而消除静电积聚的
风险。
进油扩散管主要有 4 种结构型式。第一种
为目前固定顶储罐上仍在广泛采用的为罐一端开
30°或 45°坡口形式，其特点是结构简单加工方
便；第二种为采用弯管或弯头将油料导入储罐下
方；第三种为罐内进油扩散管直径不变，通过法
兰与进油短管相连，罐内一端加盲板或挡板，在
扩散管沿轴向及周向表面上合理布置若干个小孔；
第四种为进油扩散管采用变径管结构型式并伸向
罐中心，同时在轴向及径向上均匀布置若干个开
孔。前面两种结构进油时由于管道内存在一定量
的空气，油料携带着空气会对浮盘产生连续的不
均匀的冲击而发生气击现象，从而使浮盘产生晃
动、运行不稳等情况。后两种结构型式通过合理
设计和布置开孔的尺寸、间隔、位置等数据可以
使开孔截面积远大于扩散管截面积，从而显著降
低液位的入流速度，有效减少静电的产生和积聚。
由表 2 可知，为满足静电安全要求，罐内进
油过程中宜采用进油扩散管以提高进油速度、缩
短进油时间。现采用与进油管同径的扩散管并
延伸罐内适当长度，在其下部表面上布置环向
8 个（≤1 000 m3 以下时布置 5 个）、轴向 18 个
φ30 mm 小孔，同时扩散管末端加工成 30° 坡口
的处理方式，来计算流量控制上限、进油时间以
及进油过程液位上升速度数据，其它如装油体积、
液位受控高度数据不变，如表 3 所示。各种油罐采
用该类型扩散管其过流面积变化情况如表 4 所示。
由表 4 可以看出：在进油扩散管上布置足够
数量的泄流孔能够显著提高油料的过流面积、在
相同流速上限数值要求下，可以通过更多的流
量，缩短满足防静电浸没深度和限制流速规定要
表 2　储罐进油管浸没 200 mm 之前静电安全控制数据
公称容量 /
m3
油罐内径 /
mm
进油管 流量控制上限 /
（m3 • h-1）
装油体积 /
m3
进油时间 /
min
液位升速 /
（mm •min-1）
液位受控
直径 /mm 中心距罐底 /mm 高度 /mm
500 9 000 80 200 18.10 27.99 92.81 4.74 440
700 10 200 80 200 18.10 35.95 119.21 3.69 440
1 000 11 500 100 300 28.27 57.13 121.23 4.54 550
2 000 15 800 150 400 63.62 132.35 124.82 5.41 675
3 000 18 900 150 400 63.62 189.37 178.61 3.78 675
5 000 23 700 200 400 113.10 308.81 163.83 4.27 700
10 000 31 200 200 400 113.10 535.18 283.92 2.47 700
表 3　油罐内采用进油扩散管浸没 200 mm 期间控制参数
公称容量 /
m3
流量控制上限 /
（m3 • h-1）
进油时间 /
min
液位上升速度 /
（mm •min-1）
500 265.21 6.33 69.48
700 265.21 8.13 54.09
1 000 285.57 12.00 45.82
2 000 493.67 13.70 41.96
3 000 493.67 23.02 29.33
5 000 592.63 31.26 22.39
10 000 592.63 54.18 12.92
表 4　进油扩散管过流面积变化情况
进油管
直径 /mm
横截
面积 /m2
开孔 /
m2
开坡口 /
m2
开孔 + 坡
口 /m2
过流断面
放大倍数
80 0.005 0.064 0.010 0.074 14.656
80 0.005 0.064 0.010 0.074 14.656
100 0.008 0.064 0.016 0.079 10.100
150 0.018 0.102 0.035 0.137 7.760
150 0.018 0.102 0.035 0.137 7.760
200 0.031 0.102 0.063 0.165 5.240
200 0.031 0.102 0.063 0.165 5.240
★　石油化工安全环保技术　★ 52 2022 年第 38 卷第 1 期
求的进油时间。
最后，建议内浮顶油罐在实际使用过程中严
格控制低液位，进油过程中尽量避免罐内液位低
于内浮盘支撑高度。主要是为了消除浮盘与油面
之间的油蒸气，从而防止静电积聚、降低发生火
灾爆炸的风险性。
虽然目前油库管理规范中尚没有对内浮顶油
罐的使用管理制定明确的要求，但仍然可借鉴地
方油库和石化行业储罐的管理要求：内浮顶油罐
正常操作时其最低液面不应低于内浮顶（内浮盘）
的支撑高度。建议油库在内浮顶油罐实际使用和
管理过程中严格遵循内浮顶油罐正常操作时其最
低液面不应低于内浮顶（内浮盘）的支撑高度这
个规定，有条件时可在内浮顶油罐罐壁安装低液
位控制开关联锁切断油罐出料，以防止油罐液面
运行低于内浮顶（内浮盘）的支撑高度，条件不
具备时可借助液位计判断，准确把握罐内浮盘或
液位高度变化情况。
对内浮顶油罐设置低液位控制高度，虽然会
损失一部分油罐存储容积，但对于油库整体运行
安全管理目标来说，还是值得提倡的管理规则和
安全操作行为。
5　结　语
在油罐日常管理过程中，应不打折扣地落实设
施设备检查和维护保养制度。当前个别单位在进油
过程中一般都没有严格地控制进油时间或精确地控
制流速，储罐在运行过程中不可避免地存在着安全
隐患。经过上述讨论和分析，希望对油库安全管理
工作起到抛砖引玉的作用，同时得到足够的关注。
为导致手部伤害的最主要作业种类；安全意识不
强、人员配合不当及违规操作等人为因素是手部
伤害致伤主因。
2）对海上钻修井作业进行了全面的风险辨
识，识别出生产活动中存在的各种手部伤害危险
有害因素，形成的手部防护风险辨识清单可指导
作业人员规避手部伤害风险。
3）结合手部伤害风险辨识清单及相关资料，
梳理总结出了包含工程技术措施、个体防护措施
和组织管理措施的海洋石油手部伤害通用防护措
施，该措施可为海洋石油现场作业手部伤害风险
管控提供参考。
参考文献：
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（上接第 34 页）
most common drilling and workover operations is taken
as examples to identify the injuries risk of hand. Finally, a list of hand injuries protection measures including
engineering technical measures, individual protection measures and organizational management measures was formed, combining the risk identification list of hand injuries and relevant data.
Key words: offshore oil ；hand injuries ；drilling and
workover ；risk identification ；protective measure
CAUSE ANALYSIS ON THE SUBSTANDARD SUPERHEAT DEGREE OF OILFIELD SUPERHEATED STEAM INJECTION BOILER AND THE COUNTERMEASURES[35] Hou Xiuqin, Zhang Jianjun, Zou Jun, Chen Hang.(PetroChina Xinjiang Oilfield Company, Karamay, Xinjiang,
834000)
Abstract: In order to ensure the safe and economic operation
of the superheated steam injection boiler in the oilfield and the efficient exploitation of heavy oil, this paper conducts a comprehensive analysis on the reasons
why the superheated boiler’s superheat does not meet the standard frequently under the condition of reusing purified sewage based on the investigation and data statistics
of superheated steam injection boiler in a block of
Xinjiang Oilfield. It is concluded that high pressure drop
of superheated boiler and abnormal liquid level of steam
water separator are the main reasons, which are basically
related to the easy scaling and blocking of key parts of the boiler and poor adaptability to the current water quality. Combined with the actual situation, the corresponding
treatment measures and suggestions are put forward,
which provides reference for improving the adaptability of the same type of boiler to the reuse water quality.
Key words: oilfield superheated steam injection boiler;
reuse of purified sewage; cause analysis; fouling
MEASURES FOR SAFE OPERATION OF ENVIRONMENTAL PROTECTION FACILITIES FOR ATMOSPHERIC TANK EXHAUST GAS COLLECTION UNDER EXTREME WEATHER[
41]
Zhang Lei, Zhang Lixin, Zhou Yimin, Ma Junfeng, Zhou
Wenfan.(PetroChina Dushanzi Petrochemical Company,
Dushanzi, Xinjiang, 833699)
Abstract: In order to control VOCs and odor at the site
of the second storage and transportation department, the
atmospheric storage tank area is modified with nitrogen
sealing and the combined collection of rich tail gas
from the storage tanks is disposed of by incineration. In
stormy weather, the temperature and pressure of atmospheric storage tank will drop suddenly, resulting in a large increase in the supply of nitrogen sealing system and sudden pulling down of the pressure of the nitrogen
network; and air will fill into the atmospheric storage tank instantly through the breathing valve, resulting in local pipeline vortex in the collection process of tank tail gas and oxygen content exceeding the standard, potential operational risks of flash explosion. In order to ensure the safe operation of atmospheric storage tank
tail gas collection, it is ensured that the atmospheric pressure storage tank does not enter the negative pressure
range during the rainstorm through the measures of flattening and early regulation of pressure values. Hence, the expected goals of standardized operation and safety control are achieved.
Key words: atmospheric tank exhaust gas collection; extreme weather; control measures
RISK ANALYSIS AND CONTROL MEASURES OF THUNDER AND LIGHTNING AND STATIC ELECTRICITY IN OIL DEPOTS[45]
Xu Yazhou.(PipeChina Southwestern Pipeline Company,
Lanzhou, Gansu, 730060)
Abstract: In oil and gas storage and transportation
system, thunder and lightning and static electricity are harmful. Due to the flammable and explosive nature of
petroleum products stored in oil depots, it would cause
huge economic, social and environmental risks once an
accident occurs. Therefore, it is of great significance for the safe production of oil depots to understand the risks of thunder and lightning and static electricity and
formulate effective control measures. Starting from the
harm of thunder and lightning and static electricity, this
paper discusses the control measures from three aspects
covering management, technology and emergency so as
to deal with the risks caused by thunder and lightning and static electricity effectively.
Key words: thunder and lightning; static electricity; safety of oil depot; risk; management and control
RETHINKING OF TWO OIL EXPLOSION ACCIDENTS
AT THE BOTTOM OF STORAGE TANK[49]
Guo Lixia. (Beijing Huahai Safety Science Ltd., Co., Beijing, 100085)
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points out that the personnel of the oil tank in the oil collection operation and daily management process of the storage tank, especially the inner floating roof storage tank, should thoroughly understand and strictly
implement the system regulations. The reasonable structure design of the oil inlet diffuser of the oil tank can reduce the lower oil inlet speed obviously. During the oil intake operation, the method of controlling the rising speed of the liquid level is conducive to the operation
of the oil tank staff, which can prevent and avoid
the occurrence of electrostatic disasters effectively.
Key words: static electricity; explosion; low liquid level;
oil feeding operation; safety of tank
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