安全生产_油库安全技术培训教材

由于油品的危险特性引起的 易挥发性易燃性易爆性易积聚静电荷性易受热膨胀性 油品 易流淌及 油气 易扩散性易渗漏毒性 第八章油库安全技术 你知道 安全事故频频出现 警钟要时时敲 就在不久前的10月24日下午 大连新港码头油库7 16爆炸事故现场拆除曾着火油罐时 引燃罐体内残留原油 再次发生火情 1油品危险特性 第八章油库安全技术 教学目的与总体要求油库安全十分重要 通过本章学习 认识到这方面的重要性 能够切实树立安全意识 自觉地做好油库的安全工作了解并做好油库的防毒 防火 防爆 防电 雷电 静电 等安全工作 具体要求 了解油品毒性 掌握常规的预防油品中毒的措施了解油品火灾的特征 火灾及爆炸的原因 危害性及两者的区别 掌握常规的防火和防爆措施 熟悉常用的灭火剂了解雷电现象 种类及危害 熟悉油库防雷措施了解油品静电产生 积聚 释放 放电等现象及原因 熟悉油库防静电措施结合其后的课程设计 毕业设计 掌握油品储运系统的消防设计 重点和难点 油库的防毒 防雷重点 了解油品毒性及防毒措施 雷电的概念及雷电的危害 难点 原理及基础理论较难 一般了解即可 油库的防火与灭火重点 油库的防火措施 油库的灭火方法及设计 难点 油库的灭火方法及设计 通过复习有关课程及相应规范 作业实例 加以掌握 要求学会应用有关规范计算即可 油库的防静电重点 液体静电产生的机理 静电的流散与积累 影响油品带电的因素 静电的危害 静电的测量方法 防静电的措施 难点 原理及基础理论较难 一般了解即可 油库安全技术与管理简介 油库安全技术是为了控制和消除库内各种潜在的不安全因素 针对生产经营作业环境 设施设备 工艺流程以及作业人员等方面存在的问题 而采取的一系列技术措施 安全技术是油库安全生产工作的重要组成部分 油库安全技术的研究内容从横向看 应包括对油库的人 物 环境等诸对象采取的安全技术措施 从纵向看 涉及到油库设计 施工 验收 操作 维修 储存及经营管理等诸多环节中的安全技术问题 具体来讲主要有以下几个方面的内容 油库安全技术的主要研究内容 1 油库安全设计 主要包括站址选择的安全要求 平面布置的安全要求 工艺及设备设施的安全设计 选型 建筑防火防爆设计 消防灭火设施的设计等内容 2 油库设施设备的安全技术管理 主要包括储油设备 动力设备 电气设备等的安全操作 安全检查 设备检修和维护以及事故的防范措施等内容 3 油库设备 设施的防静电 防雷技术 建构筑物的防雷技术及作业人员的防静电 防雷电安全操作技术 4 安全检测和监控系统运用 油库灭火器材和设施的配置及火灾的预防和扑救 5 油库环境保护技术 油库安全管理就是将油库作为一个系统 为实现油库安全目标而进行的有关决策 计划 组织 控制等方面的活动 油库安全管理是管理的重要组成部分 在油库经营活动过程中 由于存在大量的易燃 易爆 易蒸发 易泄漏 易积聚静电等不安全因素 危险性大 一旦发生事故 不仅可能造成人员伤亡和财产损失 而且会影响企业形象 因此 油库安全管理具有十分重要的意义 油库安全管理及其研究内容 油库安全管理涉及面广 它既是顺利进行各项管理工作和经营活动的前提 又是实现目标管理的重要内容和约束条件 在油库经营活动中 由于导致发生事故的原因较多 包括人 设备设施和环境等因素 因此油库安全管理研究对象应包括人 物 环境三要素以及三者之间的相互联系的各个环节 油库安全管理的研究对象 油库安全管理研究的主要内容是从油库安全管理体制 管理技术 管理方法等着手 对涉及油库安全的各个环节进行有效的控制 从而保证生产经营的顺利进行 因此 油库安全管理的主要研究内容包括以下几个方面 1 油库安全管理组织体制 主要研究安全管理组织机构的形式 任务 目标等方面的内容 2 油库安全生产责任制的贯彻实施和安全生产法规 制度的建立与执行 3 油库经营作业安全管理 主要是油品接卸 加注和储存作业的安全管理 4 油库设施 设备的安全管理 5 油库员工的安全教育 培训 6 油库安全检查和事故管理 油库安全管理研究的主要内容 第一节防毒 一 炼油厂储运系统的工业毒物原油 低毒 微毒汽油 低毒四乙基铅 Pb C2H5 4 剧毒苯类产品等 中毒二 油品储运的防毒措施 1 尽量减少油品蒸汽的吸入量油品库房要保持良好的通风 油罐 油箱 油泵及加油设备等要保持严密不漏 进入轻油罐 船舶油舱作业时 须事先打开人孔通风 并穿戴有通风装置的防毒装备 配上保险带和信号绳 操作时罐外要有专人值班 并轮换作业 清扫汽 煤油油罐 汽车和其他小型容器的余油时 严禁工作人员进入罐内操作 在清扫其他余油必须进罐时 应采取有效的安全措施 轻油作业时 站在上风口侧 尽量减少油气吸入 油品质量调整作业场所 要安装排风装置 以免在加热和搅拌过程中产生大量油气 2 避免口腔和皮肤与油品接触严禁用嘴吸含铅汽油或其他油品 可以用橡皮球或抽吸设备去吸 作业完毕后 要用碱水或肥皂洗手 未经洗手 洗脸 漱口不要吸烟等 严禁用含铅汽油洗手 擦洗衣服等 不要将沾有油污的工作服 手套 鞋袜带进食堂和宿舍 第二节防火和防爆 一 油库火灾和爆炸的原因 麻痹大意 违反操作规程等 明火 金属撞击火花 静电 雷电 电器设备过热故障 可燃物燃烧 库外火源 二 石油产品的易燃 易爆性 易燃性的衡量 闪点 燃点 自燃点 易爆危险性衡量 爆炸极限 闪点越低 越容易燃烧 三 爆炸及爆炸极限 1 爆炸的基本概念 定义 物质自一种状态迅速转变成另一种状态 并在瞬间放出大量能量 同时产生巨大声响的现象称为爆炸 根据爆炸压力波传播速度 可将爆炸分为 轻爆 传播速度 数十厘米 数米 秒 爆炸 传播速度10米 数百米 秒 爆轰 传播速度1000 7000m s 2 爆炸分类 由物理变化而引起的爆炸 物质因压力等状态发生突变而形成的爆炸现象称为物理性爆炸 物理性爆炸前后物质的性质及化学成分均不改变 如蒸气锅炉 液化气钢瓶等的爆炸 物理爆炸 化学爆炸 由于物质发生极迅速的化学反应 产生高温高压而引起的爆炸成为化学性爆炸 化学性爆炸前后物质的性质 成分均发生了根本的变化 如 油蒸汽空气混合爆炸 化学爆炸按爆炸时所产生的化学变换 可分为三类 这类爆炸发生时 不一定发生燃烧反应 爆炸所需的热量由爆炸物质本身分解产生 如 叠氮铅 乙炔银等 轻微振动即可引起爆炸 PbN6 Pb 3N2Ag2C2 2Ag 2C a 简单分解爆炸 什么是叠氮铅 乙炔银 查查百度百科啊 小帖示 b 复杂分解爆炸 这类爆炸发生时 伴有燃烧现象 燃烧所需的氧气由本身的分解反应供给 所有的炸药属此类爆炸 c 混合物爆炸 有可燃气体 蒸气及粉尘与空气混合形成混合物的爆炸均属此类爆炸 这类爆炸需一定条件 如 爆炸性物质的含量 含氧量 激发能源等 故其危险性较前二类低 但极普遍 造成的危害性也较大 爆炸下限 可燃气体或蒸气与空气组成的混合物能使火焰蔓延的最低浓度 称为该气体或蒸气的 爆炸上限 可燃气体或蒸气与空气组成的混合物能使火焰蔓延的最高浓度 称为该气体或蒸气的 3 爆炸极限 可燃气体与空气形成一种混合物 可燃气体 空气在混合物中各占一定比例 该混合物能否爆炸的内因在于可燃气体在混合物中占据的比例 汽油 1 58 6 48 4 影响爆炸极限的因素系统初始温度 初始温度越高 爆炸范围越大 系统原始压力 系统压力增高 爆炸极限范围扩大 明显体现在爆炸上限的提高 含惰性介质量 爆炸极限范围缩小 惰性气体种类不同 对爆炸极限的影响也不同 以汽油为例 其爆炸极限范围按氮气 燃烧废气 二氧化碳 氟利昂21 氟利昂12 氟利昂11顺序依次缩小 混合物中氧含量 点火源等 含氧量增加 爆炸下限降低 爆炸上限上升 1 燃烧 一 燃烧及燃烧过程 定义 物质与氧化合 发生剧烈的化学反应 同时产生热和光的现象 第三节油库消防技术 2 燃烧的三个必要条件可燃物三要素助燃物点火能源 3 燃烧过程 大多数可燃物质的燃烧是在蒸气或气体状态下进行的 气体最容易燃烧 只要经过受热和氧化过程 温度达到着火点便能迅速燃烧 在极短的时间内全部烧光 液体在火源作用下 首先蒸发 然后蒸气氧化 分解 燃烧 固体燃烧分三种情况 一是简单物质 如S P等 受热熔化 再蒸发 燃烧 没有分解过程 二是低熔点物质 如石蜡等 受热即速熔化 再蒸发 分解 氧化直至出现火焰燃烧 三是复杂物质 受热时 先分解生成气或液态产物 其产物的蒸气着火燃烧 4 燃烧机理 连锁反应认为 在空气中存在的游离态原子 离子 并具有一定能量的活性基因 或称活化基 活化中心 主要是原子氧 氢 氢氧化合物 O H OH 氢在氧中的燃烧是最简单的燃烧之一 以氢的燃烧为例说明燃烧机理 H O2 O OH O H2 H OH 2 OH H2 2 H H2O 相当于下面一个化学方程式 H 3H2 O2 2H2O 3H 以上的反应过程称为连锁反应中的一个链 一个活化基参加一个链的反应可产生三个活化基 这三个活化基则可分别在下一个链中产生更多的活化基 分别产生三个 从而形成一种活化基增殖的反应链 整个燃烧过程就得以加剧 持续下去 这个简单的燃烧例子明白地说明了活化基在燃烧过程中的重要作用 对于其他具有复杂分子结构的易燃物 可燃物 其燃烧过程可能不同 可能更复杂 但活化基仍起着与氢在氧中燃烧时类似的 相当重要的作用 5 燃烧速度和热量传播 燃烧速度用火焰传播速度来衡量 影响燃烧速度的因素燃烧物与氧化合的能力燃烧表面积与体积之比 同一可燃物 可燃元素C O S P等的含量 一般规律 油温高 液面低 含水量低 则燃烧速度快 气体最快 液体次之 固体最慢 燃烧热量传播热辐射 对扩大火势的作用最大对流 影响火势发展和趋向 气体 导致沸腾 喷溅 火势扩大 液体 固体热传导 二 油罐火灾的类型及特点 1 油罐火灾的类型 稳定燃烧 温度较高时 轻质油品蒸发出的大量油蒸气从油罐呼吸阀 量油孔等处向外冒 遇火源会造成稳定燃烧 即所谓火炬燃烧 爆炸燃烧 罐内油蒸气浓度处在爆炸极限范围内 遇火源会在罐内发生爆炸 造成罐体损坏 然后继续燃烧 有时可能造成油品外溢 扩大火势 爆燃 常发生于重质油品储罐 当重质油品储罐内油蒸气与空气的混合物浓度大于爆炸下限 遇火源可能会在罐内发生爆燃 由于油品蒸气的挥发速度跟不上燃烧需要的蒸气量 因此爆燃后不再继续燃烧 沸溢燃烧 常发生在含水原油 重质油品储罐 一定条件下 燃烧发生后 油品会溢出罐外 造成更大的火灾 2 油罐火灾特点 油品燃烧速度 燃烧速度表达了单位时间内从油品表面烧掉的油品数量 燃烧速度可用两种形式表达 重量燃烧速度 单位时间内从单位油品表面上所烧掉的油品重量 kg m2 h 直线燃烧速度 单位时间内由于燃烧使油品表面下降的高度 cm h mm min 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 油品燃烧表面温度 油品罐内燃烧 放出大量辐射热 其中部分热量传给油品表面 使油品表面温度逐渐升高 油品蒸发加剧 并吸收大量汽化热 使油面温度又有下降的趋势 最后 当升温 降温的趋势达到平衡时 则油面温度基本稳定 轻油与重油比 轻油燃烧表面温度较低 重油燃烧表面温度较高 这是由于轻油挥发性强 吸收的汽化热多 如 燃烧表面温度 汽油80煤油321 326原油300重油 300 油罐内油品燃烧火焰的特征 a 火焰的高度 通常 D 6m 焰高H 1 5D D 6m 焰高H 2 3D 储存的油品越轻 油罐直径越小 则罐内火焰的燃烧高度与油罐直径的比值越大 b 火焰的倾斜度 有关材料提供了这样的几个实验数据 无风条件下 倾角0 15 风速 4m s 倾角60 70 火焰倾角与风速的关系可以用下式表示 a 35 6w0 34式中 a 火焰倾角 w 风速 m s c 火焰温度 燃烧火焰温度主要取决于燃烧物的种类 一般石油产品的火焰温度在900 1200 之间 火焰温度高 热辐射强度大 对邻近物的威胁也就越大 油罐火灾的热辐射 受油罐火灾辐射热的作用 在等距离范围内下风方向温度最高 约为上风方向的2 3倍 测试结果还表明 油面高度越高 周围地面附近的温度越低 油罐的破坏情况 油罐发生火灾 在一开始可能有爆炸 直接将罐破坏 也有的仅有燃烧 而无爆炸 燃烧使钢板 钢结构强度下降 发生形变 坍塌等破坏 钢板的强度与其温度有关 强度受温度的影响 钢材的温度到250 左右时 强度最大 当温度超过300 时 强度很快下降 温度达到500 时 钢材的强度降低一半 750 时强度减小90 以上 一般情况下 钢材温度达到600 时 就失去了承载能力 从火场实践得知 一般建筑起火5分钟内燃烧区可达500 起火10分钟内 燃烧区建筑构件的温度可达750 对油品储罐 低液位着火 而无冷却水的情况下 着火后5 8分钟 油罐就会发生变形 破坏 油品可能流散出来 使火灾蔓延 扩大 因此 油罐着火后 消防力量必须在5分钟之内做出反映 对着火罐实施扑救和冷却 同时 对邻近罐也要冷却 油罐破坏情况 罐顶破坏 75 罐壁 底破坏 4 无破坏 21 热波与沸腾 a 热波 石油及其产品是多组分的烃类化合物 各组分沸点不一样 油品燃烧时 油层表面的轻质馏分首先蒸发燃烧掉 而重质馏分蒸发较少较慢 温度上升 由于重组分的浓度较大 所以到一定时候 这些重组分会因自重下沉 从而使油层逐层地往深部加热的现象 称为热波现象 热油与冷油得分界面成为热波面 简言之 宽馏分油品储罐火灾中 高温热油层随重组分向下传播的现象称为热波现象 b 沸溢及喷溅 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底的水垫层时 水就被汽化 由于水汽化时体积迅速扩大为原来的4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 汽化继续进行 体积不断扩大 这样外面的包有油品薄膜的气泡溢出罐外 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 如果产生气泡的速度和气泡量很大 比如 悬浮水的颗粒较大 或热波达到水垫层 水的大量 迅速的汽化 使得油品被蒸汽抬起 冲入大气 发生喷发现象 使油滴 油气泡被抛出罐外 这种现象我们称之为喷溅 一般情况下 所说的沸腾溢流包括沸溢和喷溅现象 c 产生沸腾溢流的条件 油品的热波必须具有足够高的温度 油品具有移动热波特性 油品具有足够的粘度 d 沸溢的预测 示温法 热敏漆 观测法 观测现象 计算法 油品中含有乳化或悬浮状态的水或在油层下有水垫层 计算喷溅发生的时间 H 水垫层以上油层厚度 m V1 油品燃烧速度 m h V2 油品的传热速度 m h VR 热波速度 m h t 从发生火灾到开始喷溅的时间 h 式中 e 突沸 重质油品中含有轻质馏分的油罐发生火灾后 由于辐射热的作用 热波往油面下部传递 使重油内的轻质馏分迅速挥发 油罐内会突然沸腾起来 一 灭火方法 1 冷却法 2 窒息法 3 隔离法 4 化学中断法 四 灭火方法与灭火剂 二 灭火剂 目前主要的灭火剂有 水 应用最广泛 砂 小面积的地面火灾 二氧化碳 精密仪器和易受其他灭火剂污染的固体物质的火灾 泡沫 化学 空气 非水溶性可燃液体 固体火灾 干粉 可燃液体 气体及带电设备 一般固体 的火灾 卤化物 卤代烷 油类 电气设备 精密仪器 SO2等火灾 油库中常用的有 水蒸汽 化学泡沫 空气泡沫 干粉和卤化物 卤代烷的命名 以C F Cl Br为顺序 分子式中原子个数取代号 如 CF2ClBr 命名为 1211 灭火剂 CF2Br 命名为 1201 灭火剂 五 空气泡沫灭火系统设计 一 泡沫的灭火机理 1 隔离与窒息作用 2 降低油温 减少油品的蒸发 3 冲淡可燃气体 减轻火势 关于泡沫的性能指标 a 有良好的稳定性和抗烧性 b 具有良好的流动性 c 具有适当的发泡倍数 发泡倍数是泡沫体积与产生该泡沫的泡沫混合液体体积的比值 n 泡沫体积 泡沫混合液体积 低倍数泡沫 发泡倍数6 8倍为好 可远距离喷射 抗风干扰能力比中倍数强 适用于开放性的火灾灭火 中倍数泡沫 发泡倍数60 70倍为好 50倍以下适于地上油罐液上灭火 50倍以上适于流淌火灾 高倍数泡沫 发泡倍数500 1000倍为好 有利于扑灭有限空间的火灾 液下喷射灭火 采用发泡倍数2 4倍的泡沫液 二 液上喷射空气泡沫灭火系统 根据灭火用泡沫导入方式 分为液上喷射和液下喷射两大类 按照灭火设备布置情况 分为固定式 半固定式和移动式三种灭火系统 1 灭火系统的组成 固定式 所有的设备均固定 主要设备 泡沫液泵 比例混合器 泡沫产生器 泡沫液储罐 混合液管道和蓄水池 半固定式 主要设备 泡沫钩管 泡沫管架 移动式 主要设备 消火栓 泡沫车 水龙带 移动式泡沫管架 刚管架 3 泡沫的灭火设备 1 泡沫比例混合器 有两种类型 负压比例混合器和压力比例混合器 2 泡沫的制备泡沫液泡沫混合液空气泡沫泡沫液 水6 94 3 97 空气机械泡沫 加水 比例混合器及泵中 加空气 我国目前生产的负压比例混合器有两种型号PH32 PH64 符号意义 PH 泡沫 P 混合器 H 第一个汉字的声母 32 64 最大混合液输出量L s 混合器所要求的进口压力 6 105 12 105Pa 适用流程 必须使用环泵式流程 A 负压比例混合器 B 压力比例混合器型号目前有 PHy16 PHy32 y 表示压力 拼音 16 32 最大混合液输出量L s 这两种比例混合器进口压力要求 6 105 12 105Pa 2 泡沫产生器 用于固定式 半固定式泡沫灭火系统中 型号 立式 PS型横式 PC型 泡沫产生器入口压力不得低于5 105Pa PS型 PC型为了保证正常的发泡倍数 在泡沫产生器入口处压力必须满足其设计要求 3 消火栓 水枪 水龙带 泡沫钩管 泡沫管架 三 泡沫灭火系统基本参数的确定 基本参数 泡沫液用量 储备量 消防水用量 储备量 泡沫产生器数量 泡沫比例混合器数量 消防栓数量 泡沫泵 清水泵的流量和扬程的要求 1 泡沫混合液供给强度 定义 为有效灭火 单位时间内 单位燃烧面积上所需供给的泡沫混合液量 用Zh表示 常用单位L min m2 Zh的取值 应符合 低倍数泡沫灭火系统设计规范 的规定 表1 非水溶性甲 乙 丙类液体的泡沫混合液供给强度及连续供给时间 2 扑救油罐火灾的泡沫混合液计算耗量QhG 在进行泡沫系统设计计算时 油库的泡沫混合液计算耗量以油库一次灭火所需量最大泡沫混合液消耗量作为混合液计算耗量 一次 只考虑油库发生一个罐火灾的情况 最大消耗量 对不同规格 不同油品储罐做计算 找出混合液 用最大量的储油罐为着火罐 以此作为设计计算依据算出混合液计算耗量 灭火所需泡沫混和液量计算式 不同类型储罐 燃烧面积F及QhG的计算 固定顶油罐 F 储油罐横截面积 外浮顶油罐 F 罐壁与泡沫堰板之间的环形面积 内浮顶油罐 A 浅盘式和浮盘采用易熔材料制作的内浮顶油罐 F 储油罐横截面积 表2 泡沫混合液供给强度 泡沫产生器保护周长和连续供给时间 外浮顶油罐 液上喷射灭火 B 单 双盘式内浮顶储罐 F 罐壁与泡沫堰板之间的环形面积 3 扑救液体流散火灾泡沫混合液用量QhL 扑救甲 乙 丙类液体流散火灾 需用的辅助泡沫枪数量 应按罐区内泡沫混合液最大用量的储罐直径确定 其数量和泡沫混合液连续供给时间不应小于下表的规定 4 泡沫液消耗量Qye 5 消防水总量 1 配置混合液用水量 2 冷却着火罐用水量D 20m 6hD 20m 4h 3 冷却邻近罐用水量 邻近罐距着火罐之间1 5倍范围的内的罐 即S 1 5D 邻近罐超过了3座时 按3座最大罐计算 浮顶 内浮顶的邻近罐 可不考虑冷却 因为火势小 但易熔浮盘储罐按固定罐考虑 用水总量 Qs Qs1 Qs2 Qs3 6 消防设备选择 对于浮顶油罐 1 泡沫产生器数量的确定Nc 固定顶油罐 表3泡沫产生器数量