液化石油气储罐受热失效预防措施

液化石油气储罐受热失效预防措施液化石油气储罐受热失效预防措施 1 防火间距应符合要求防火间距应符合要求 防火间距可降低燃烧区的热辐射能对邻近罐 设备的影响 避免将邻近的储罐或设施烤着 导致灾害扩大 由于液化石油 气的较大火灾危险性 故它的防火间距较大 储罐之间的防火 间距不应小于相邻较大罐的直径 分组布置的储罐应单排布置 组与组之间的距离应不小于 20m 液化石油气储罐或罐区与建 构 筑物 堆场 道路等设施的安全距离应符合规范所规定 的要求 1984 年 11 月 19 日 墨西哥国家石油公司液化石油气 储运站由于管线泄漏引起大火 后发生了液化石油气的蒸气爆 炸 650 人死亡 6000 人受伤 近 3 1 万人无家可归 财产损 失高达 2250 万美元 1990 年币值 其事故教训之一 就是 储罐间防火间距太小 以至火灾引起一个储罐燃烧爆炸后 其 他储罐也受到波及 紧接着发生一连串的连锁爆炸引发更多的 伤亡和损失 2 储罐表面涂白防护储罐表面涂白防护 储罐表面涂白防护是将罐体表面涂成白色 借以反射阳光 直射的热量 夏季阳光直晒到地面的热流率大约为 1010w m2 储罐若是黑体 90 的热量可以被吸收 而若是白 体 仅有 20 30 被吸收 罐体表面的光滑度和清洁度越高 吸收的热量越少 采用 2 个长 15m 直径为 2 9m 体积为 113m3 圆筒形储 罐 在 7 月的 2 天里进行阳光下受热试验 罐重 35900kg 内 容物 49100kg 液体充装度为 90 罐表面没有隔热层 但是 被涂成白色 其中一个罐在实验前迅速被装满 类似于绝热压 缩 因此该罐的初始温度较高 实验期间没有任何液化气输入 和输出 随着环境白天和黑夜温度变化 罐内温度变化仅在 几度范围 曲线呈正弦波趋势 环境的平均温度为 25 2 而 罐内的平均温度不高于 28 2 3 喷淋水膜防护喷淋水膜防护 喷淋水膜防护是直接向罐体表面喷淋水 形成一层水膜进 行防护 采用在辐射火焰和罐之间喷射水幕吸收辐射热也属此 类方法 这种方法需要有足够的供水量 可用的操作系统 保 证在遭受火灾时能快速启动 一般适用于固定容器 不适用于 移动的槽 罐 在液化石油气储罐区发生火灾时 为了防止发 生新的燃烧和爆炸 需用大量的喷淋水对着火罐和相邻罐及设 备进行冷却 储罐宜设置固定式消防喷淋装置 喷淋装置宜采 用喷雾头 储罐上的液位计 进出管线的阀门 梯子等薄弱环 节应设有辅助喷雾头 消防用水量及设储水池的要求应按 建 筑设计防火规范 的有关规定执行 喷淋装置的控制阀宜放在 距罐壁 10m 以外 便于操作的地点 喷淋水膜的强度可以根据火焰热辐射强度 受保护容器的 尺寸 几何形状和充装量加以调节 用池火或丙烷燃烧器模拟 的火灾热辐射作用于液化石油气储罐 罐壁受喷淋水膜保护 确定在一定时间内罐壁不失效的最低喷淋供水强度 即安全喷 淋强度 实验结果表明 当 4 85m3 的储罐受喷 6 7l m2 min 喷 淋强度保护和 0 5m3 的储罐受 9 61l m2 min 喷淋强度保护时 足以保证在 90min 甚至更长时间内 罐内气相部分的壁温低于 90 然而 必须在罐壁温度达到 300 之前启动水喷淋装置 并且保持罐壁表面完全湿润 否则罐壁温度很快上升至 500 600 短时间内便会导致储罐失效 储罐的几何形状和火 焰强度直接影响到安全喷淋强度 表 1 列出了不同几何形状储 罐和火焰强度下的安全喷淋强度 实验结果表明 处于火灾场 所的液化石油气储罐 在大于安全喷淋强度的水膜保护下 保 持器壁无干燥表面 并在器壁温度达到 300 之前就已启动水喷 淋装置 能够在几个小时内不失效 如果储罐上设置的安全阀 能够正常工作 安全喷淋强度 9 61l m2 min 可降低到 7 8l m2min 以下 4 保温隔热防护保温隔热防护 保温隔热防护是采用一种具有低导热性能和内部能发生吸 热的隔热耐火物质 覆盖于罐体表面进行防护 这种方法较适 用于火车槽车和汽车槽车 对于球形固定储罐的钢支柱应作保 温隔热防护 耐火极限不应低于 2h 用 1m3 的液化石油气储容器进行实验 容器器壁无保温隔 热层 进行火焰烘烤 在 7 7 9 5min 内便发生了爆炸 2 个 64t 充满丙烷的铁路槽车陷入火中 未使用保温隔热层防护的在 24min 时发生了蒸气爆炸 而使用了保温隔热层的则 94min 后 才发生爆炸 同样的铁路槽车实验条件下 使用容器体积为原 来的 1 5 在其外部夹套内用聚氨酯泡沫作为保温隔热层 在受 火焰烘烤 40min 内 传入罐内的热流率仅为辐射热的 1 5 1 6 在容器上安装或不装安全阀 测定在安全阀的安全泄放作 用下 隔热垫层的防护能力 一个充装量为 25 50 的 1 9m3 丙烷容器 没有安全阀 被火焰烘烤 8 14min 后发生了蒸气爆 炸 若容器上装有安全阀 则爆炸没有发生 表 2 列出了不同 体积的球形容器 受隔热介质防护的性能 由此可见 保温隔热防护方法能有效地延续和防止受热辐 射的液化石油气容器壁温升高 器内温度和压力升高 在容器 内部存在液化气体的情况下 容器内气相部分的壁温可保持在 300 以下 设有安全阀的较小容积的容器 安全泄放时间可达 1h 以上 较大容器的容器在几小时以上 保温隔热层可降低辐 射热的传递速度 使安全阀能够及时释放出进入容器中的热能 避免过热 这种方法较其他防护方法更依赖于安全阀的动作 5 安全泄放防护安全泄放防护 液化石油气罐上设置的安全阀具有重要的作用 避免了由 于器内压力升高而引起的高温过热液体 同时其安全泄放起到 了泄压冷却的作用 储罐上设置的安全阀应是全启封闭弹簧式 安全阀 容器为 100m3 或 100m3 以上的储罐应设 2 个或 2 个以 上的安全阀 并且安全阀应装设放散管 其管径不应小于安全 阀出口的管径 放散管管口应高出储罐操作平台 2m 以上 且 应高出地面 5m 以上 安全阀与罐之间必须装设阀门 储罐区应设备用储罐 以备开罐检查 检修及发生事故时 用 火灾时 为了安全 将危险区域的易燃物料转移到安全地 带的备用储罐中 6 堆土掩埋罐体防护堆土掩埋罐体防护 液化石油气储罐也可用堆土掩埋或半埋进行罐体防护 两 样也可起到防止热辐射的作用 同时还可保护罐体免受爆炸抛 射物的冲击 延迟储罐失效的时间可更长 用土掩埋一般要求 在容器周围筑一个坡度不超过 34 的防护墙 需要占地面积较大 此法较适用于球形储罐的防护 然而 使用沙粒与纤维混合制 成的新掩埋材料能提高防护墙的坡度达 75 以上 从而能降低其 厚度 减少占地面积 因为这种合成新材料具有较强的粘合力 用金属板模拟罐壁进行的堆土掩埋实验得出良好的隔热防 护结果 表 3 为倾斜金属板在堆土掩埋防护下 火焰辐射强度 和时间与不同防护深度处的温度升高情况 由于合成纤维材料在高温下受到破坏而降低粘合力 堆层 在火焰中会受到不同程度的损坏 但堆层的厚度降低是缓慢的 火焰持续几小时以后 一个 1m 厚的堆层外表面仅减薄 35cm 受保护的