第七章答案油库设计的答案.pdf

第七章第七章 油库安全技术油库安全技术 一、复习思考题一、复习思考题 1油库火灾和爆炸的原因有哪些油库火灾和爆炸的原因有哪些? （1）主观原因： 麻痹大意；不遵守规章；等等 （2）客观原因 电器设备的火花、过热等 金属的撞击引起火花 静电和雷电 可燃物的自燃 库外火源 2石油产品的燃烧、爆炸特性一般用什么指标来衡量石油产品的燃烧、爆炸特性一般用什么指标来衡量? （1）石油产品易燃性的衡量判据： 闪点、燃点、自燃点 （2）石油产品易爆性的衡量判据： 爆炸极限 3爆炸极限的含义是什么爆炸极限的含义是什么? 爆炸下限、上限：油蒸气在空气中会引起爆炸的最小浓度和最大浓度，称 为该气体或蒸气的爆炸下限、上限。 4当油蒸气浓度超过爆炸上限时是不是就不存在爆炸的危险性了当油蒸气浓度超过爆炸上限时是不是就不存在爆炸的危险性了?为什么为什么? 不是，因为当油蒸气浓度超过爆炸上限时，因为油品蒸气含量太多，而空气中 的氧气供应不足，不能产生激烈的氧化反应，因而不会引起爆炸，但是在燃烧 过程中，油品蒸气体积浓度有可能会降到爆炸上限，从而引起爆炸。 5燃烧的三个必要条件燃烧的三个必要条件(或称燃烧的三要素或称燃烧的三要素)是什么是什么? （1）可燃物 （2）助燃物 （3）导致燃烧的能源（点火源） 6灭火的原理是什么灭火的原理是什么?有哪些灭火方法有哪些灭火方法? 灭火的原理就是破坏燃烧条件。其方法如下： （1）冷却法 （2）窒息法 （3）隔离法 （4）化学中断法（化学抑制法） 7燃烧速度的概念是什么燃烧速度的概念是什么?影响燃烧速度的主要因素有哪些影响燃烧速度的主要因素有哪些? （1）燃烧速度：其表达了单位时间内从油品表面烧掉的油品数量。 （2）影响油品燃烧速度的因素有很多，主要有油品种类、油位高低、油品含 水率、油罐开口面积、油罐直径等等。 8 油罐火灾的热辐射特性如何 油罐火灾的热辐射特性如何?为什么说油罐低液位火灾时不利于消防人员进 行灭火工作 为什么说油罐低液位火灾时不利于消防人员进 行灭火工作? 油罐着火后，由于热辐射的作用，其周围空气的辐射温度和辐射强度均由 近及远而降低。其等温线或等辐射强度线呈梨形，其尖端部分指向下风方向， 即在等距离范围内下风方向温度最高，约为上风方向的23倍，上风方向温度 最低，侧向居中。测定结果还表明油面高度越高，周围地面附近的温度越低。 而油面高度越低，周围地面附近的温度越高，所以说油罐低液位火灾时不利于 消防人员进行灭火工作。 9简述沸溢的概念简述沸溢的概念 当下移的热波面温度达到或超过了水的沸点， 而该热波与油品中的浮化水 或悬浮水相遇，或者是热波面到达罐低的水垫层时，水就被汽化，由于水汽化 时体积迅速扩大为原来的千倍以上，大量的蒸汽上浮，形成强烈的搅拌，形成 油包汽的气泡。从而将油品携带出罐外，造成油品的扩散，使火灾扩大，称此 现象为沸溢。 10油罐火灾中，发生沸溢的条件是什么油罐火灾中，发生沸溢的条件是什么? （1）油品具有移动热波特性； （2）油品中含有游离水、乳化水、或者油层下有水垫层； （3）油品具有足够的粘度。 11空气泡沫空气泡沫(或称空气机械泡沫或称空气机械泡沫)灭火的机理是什么灭火的机理是什么? （1）隔离与窒息作用 （2）隔热作用与降温作用 （3）冲淡可燃气体，减轻火势 12空气泡沫是怎样配制产生的空气泡沫是怎样配制产生的? 泡沫混合液=泡沫液:水=6:94或（3:97） 比例混合器 泡沫液 加水 泡沫混合液 加空气 泡沫产生器 空气泡沫 13根据灭火设备的设置情况，空气泡沫灭火系统可分为哪三种形式根据灭火设备的设置情况，空气泡沫灭火系统可分为哪三种形式?各有哪 些主要设备 各有哪 些主要设备?各自的优缺点是什么各自的优缺点是什么? （1）固定式灭火系统：包括空气泡沫比例混合器、空气泡沫产生器等主要设 备。具有灭火时不需要铺设管线和安装设备；启动迅速，出泡沫快；操作简单， 节省人力；劳动强度小等优点。其缺点是设备一次性投资大。 （2）半固定式灭火系统：除设有固定的泡沫产生器及下面装有部分附属管道 外，还有一些可移动的器材设备。具有建设投资和维修费用较低等优点，但是 需要机动消防车和水泵，并要有一定数量的操作人员。 （3）移动式灭火系统：包括泡沫钩管、升降式泡沫管架、空气泡沫枪、空气 泡沫炮等设备。具有安全性好，使用灵活，投资少等优点。但是操作复杂，灭 火的准备时间长等缺点。 14.空气泡沫灭火系统设计的基本参数有哪些空气泡沫灭火系统设计的基本参数有哪些?是怎样确定的是怎样确定的? 空气泡沫灭火基本参数及其确定： 泡沫混合液供给强度 Zh(L/min.m2) 表1 非水溶性甲、乙、丙类液体泡沫混合液供给强度（固定顶罐、液上喷射） 混合液供给强度Zh1(L/min.m2) 液体类别 固定式、半固定式 移动式 连续供给时间 th1 (min) 甲、乙 6.0 8.0 40 丙 6.0 8.0 30 表2 非水溶性甲、乙、丙类液体泡沫混合液供给强度（外浮顶罐、液上喷射） 泡沫产生器 型号 混合液流量 供给强度 Zh2 (L/min.m2） 保护周长 (m) 连续供给时间 th2 (min) PC4 240 (L/min) 12.5 18 30 PC8 280 (L/min) 12.5 36 30 泡沫计算耗量 Qp=ZpF 式中 Qp-泡沫计算耗量，l/s； Zp-着火罐所储存油品的泡沫供给强度，l/s.m2； F-燃烧面积，m2。 泡沫产生器数量 固定顶油罐： Nc= Qp/qc 式中 Nc-泡沫产生器数量，个； Qp-单位时间内泡沫消耗量，l/s； qc-每个泡沫产生器的泡沫产生量，l/s。 浮顶油罐 浮顶油罐的泡沫产生器数量， 应按每个泡沫产生器的保护周长计算 确定。 泡沫液储备量 Qyi=mtQh 式中 Qyi-泡沫液储备量，m3； m-泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，%； t-泡沫延续供给时间 ，min； Qh-扑救油罐及流散液体火焰需用泡沫混合液总流量，l/s。 消防用水总耗量 Qs= Qs1+ Qs2+ Qs3 Qs1-配置全部泡沫混合液用水量，l Qs2-冷却着火油罐用水量，l； Qs3-冷却邻近油罐用水量，l。 15雷电有哪三种类型雷电有哪三种类型? （1）线状雷电 （发生在云、地之间） （2）片状雷电 （发生在云、云之间） （3）球雷 16雷电的直接危害和间接危害指的是什么雷电的直接危害和间接危害指的是什么? （1）直接危害 电效应 热效应 机械效应 （2）间接危害 雷电反击 跨步电压 静电感应 电磁感应 17防止直接雷击和感应霄击有哪些措施防止直接雷击和感应霄击有哪些措施? 在油罐上安装避雷针。 18防雷装置有哪些防雷装置有哪些?油库中常用的是什么防雷装置油库中常用的是什么防雷装置? （1）常见的防雷装置有避雷针，避雷线，避雷网，避雷带，避雷器。 （2）油库中常用的防雷装置为避雷针。 19避雷针的结构有哪几部分避雷针的结构有哪几部分?它们各自的功能是什么它们各自的功能是什么? 避雷针的结构及其功能： （1）接闪器：用于直接接受雷电的金属构件。 （2）引下线：将雷电流自接闪器引入接地装置。 （3）接地装置：用来向大地泄放雷电流，限制防雷装置对地电压不致过高。 20何谓避雷针的保护范围何谓避雷针的保护范围? 受到避雷针某种程度保护的空间称为避雷针的保护范围。 21. 处于避雷针保护范围内的物体是不是可以保证一定不遭受雷击处于避雷针保护范围内的物体是不是可以保证一定不遭受雷击?为什么为什么? 位于避雷针附近的任何空间都能受到避雷针的保护，只是受到的保护程度 不同。一般地说，距离避雷针越近的空间受到保护程度越高，遭受雷击的可能 性越小。由于雷电放电途径受很多因素的影响，要想保证被保护物绝对不遭受 雷击是很不容易的。 22如何用公式和作图来确定单支避雷针的保护范围如何用公式和作图来确定单支避雷针的保护范围? 答：单支避雷针的保护范围 在地面上的保护半径： hr5 . 1 0 = 任一高度hx水平面上的保护半径：P h h h r x a x + = 1 5 . 1 式中： h： 避雷针的总高度，m hx：被保护物体的高度，m rx： 高度为hx处避雷针的保护半径，m P： 避雷针超过30m时，保护范围受高度影响的系数。 当30hm 时，P=1 当30h120 m 时， h P 30 = ha：避雷针的有效高度，m; xa hhh= 23避雷针接地电阻为什么不能过大、不能过小避雷针接地电阻为什么不能过大、不能过小? 为了迅速将雷电流导入地下，并在引下线上不形成很高的对地电压，就要 求接地电阻不能太大，以免造成雷电反击，但也不能太小，不然浪费材料。并 且由于电流泄放， 雷电流变化率非常大， 可能因电磁感应而产生雷电破坏现象。 24按照石油库设计规范按照石油库设计规范(GBJ7484)的规定，接地电阻不宜大于多少欧 姆 的规定，接地电阻不宜大于多少欧 姆? 规定：当油罐顶装有避雷针或利用罐体作接闪器时，接地电阻不宜大于 110-2千欧，当油罐仅作防感应雷接地时，接地电阻不宜大于310-2千欧。 25如何计算垂直、水平、复合接地体的接地电阻如何计算垂直、水平、复合接地体的接地电阻? 答：（1）垂直接地体的接地电阻 + += Lt Lt d L L R 4 4 ln 2 12 ln 2 式中： ：土壤电阻率，m L：接地体全长，m d：接地体直径或当量直径，m t：地面到接地体中部的深度，m （2）水平接地体的接地电阻 +=K td L L R 2 ln 2 式中： d：水平接地体直径或等效直径，m K：水平接地体形状系数 （3）复合接地体的接地电阻 n R Rf= 式中： Rf ：复合接地体的接地电阻， R：单根垂直（水平）接地体的接地电阻， n：垂直（水平）接地体的根数； ：复合接地体的屏蔽系数，一般取0.8 。 26对于油罐可采用什么样的防雷措施对于油罐可采用什么样的防雷措施? （1）地上固定顶金属油罐 我国的石油库设计规范规定：顶板厚度4mm，不设避雷针；顶板厚 度4mm，设避雷针。 （2）浮顶油罐 按石油库设计规范规定，浮顶罐可以不设避雷针，罐体做良好的接 地，并且浮顶与罐体之间用两根截面积不小于25mm2的软铜线作电气连接。 （3）地上非金属油罐 应装设独立避雷针。油罐的金属附件和外露金属件做电气连接并接地，为 了防止电磁感应、静电感应的破坏，在罐顶铺设金属网并接地，金属网采用直 径不小于8mm的圆钢做不大于6m6m的网格。 （4）覆土油罐 凡覆土厚度在0.5m以上者，可不设避雷装置。 27液体产生静电的主要原因是什么液体产生静电的主要原因是什么? （1）液体与固体（气体、不相容的液体）接触，形成双电层； （2）接触两相的相对运动，两者带有极性相反的电荷。 28油品的起电方式有哪些油品的起电方式有哪些? （1）油品管路流动起电 （2）水滴、杂质在油品中的沉降起电 （3）油品冲击起电 （4）喷射起电 29影响油品带电量的因素有哪些影响油品带电量的因素有哪些? （1）介质电阻率的影响 （2）管线材质及管壁粗糙度的影响 （3）管路中的设备、附件的影响 （4）流态的影响 30静电放电的类型有哪几种静电放电的类型有哪几种?其中哪一种放电的危险性最大其中哪一种放电的危险性最大? （1）电晕放电 （2）火花放电 （3）刷形放电 （4）放电危险程度:火花放电刷形放电电晕放电。 31由于静电放电而引起爆炸和火灾，必须具备哪四个必要条件由于静电放电而引起爆炸和火灾，必须具备哪四个必要条件? （1）有静电产生的来源； （2）静电能积累到放电的程度； （3）静电放电能量达到爆炸性混合物最小引燃能量； （4）放电空间有处于爆炸极限范围之内的可燃气体。 32防止静电事故的措施有哪些防止静电事故的措施有哪些? （1）减少静电的产生 控制流速 控制加油方式 防止不同油品相混或油品中含有空气和水 油品经过过滤器后，要有足够的静电泄漏时间 （2）增强电荷的流散 接地与跨接 加抗静电剂 设置静电消除器 设置静电缓和器 （3）消除危险放电 （4）消除爆炸性混合气体 二、计算题二、计算题 1、解：油罐布置形式见下图： （1）防火堤高度计算 () ()() ()hhh14 . 3 4 8 . 15 314 . 3 4 7 . 22 5000 4 . 18. 7 .32 9 . 132 6 . 312 9 . 13 22 =+=+ mh726. 0= = 最终取防火堤高度为 1m。 （2）选定泡沫产生器和泡沫比例混合器的型号及个数 FZQ pp = sLQp/ 7 . 24214 . 3 4 7 . 22 6 . 0 2 = c p c q Q N = = 个个2 150 7 .242 = c N 扑灭流散液体所需泡沫枪3个PQ8。（混合液流量400L/min， 泡沫量1.5 L/min） 所以选用 2 个 PC24 空气泡沫产生器。 2 6064 4200 = = = b h b q Q N 所