液化石油气罐区火灾的预防

液化石油气罐区火灾的预防液化石油气罐区火灾的预防 引言 引言 1 在常温下稍加压就容易液化的天然石油伴气或石油炼制工 程中生产的石油气 统称为液化石油气 早在本世纪初 人们 就在加工精制汽油的过程中 发现了这种新的能源 随着石油 工业的迅速发展 液化石油气的产量也在迅速增加 由于液化 石油气具有使用方便 燃烧性能好 无污染等特点 它作为良 好的燃料被工业生产 家庭生活及社会服务行业所广泛采用 目前 我国家用液化石油气在城市已基本普及 随之而来的大 量液化石油气的储存与使用所存在的消防安全问题也摆在了我 们的面前 对于液化石油气罐区的防火问题 虽然已有了一些防火技 术规范和要求 但仍不能适应目前要求严格的消防安全的需要 实践证明 液化石油气罐区的火灾爆炸原因 有其主要原因 也有其多面性 因此 笔者在对北京燕山石化公司炼油厂液化 石油气罐区进行实际考察的基础上 对液化石油气罐区的火灾 危险性及防火措施作一些初步探讨和研究 液化石油气罐区的火灾危险性分析 液化石油气罐区的火灾危险性分析 2 1 液化石油气的组成 液化石油气主要有丙烷 丙烯 丁烯组成 所以其组份的 物化性质便决定了液化石油气的特性 详见下表 烃类名称 丙 烷 丁 烷 异 丁烷 丙 烯 丁 烯 分子式 c3h8 c4h10 c4h10 c3h6 c4h8 气体 1 528 2 01 2 063 1 46 1 963 相对密 度 液体 0 528 0 578 0 582 0 545 0 619 着火温度 493 482 420 497 445 最高火焰温度 1979 1990 1973 1935 2032 上限 9 6 8 6 8 4 11 1 10 爆炸极 限 下限 2 15 1 55 1 8 2 0 1 6 气体热 高值 22 4029 50029 17020 80027 500值 kcal m3 低值 19 950 25 900 25 610 19 400 25 700 沸点下的汽化热 kcal kg 101 8 92 13 87 67 104 5 93 3 15 时与小体积膨胀系数 的相对值 16 1 11 1 15 5 10 6 2 液化石油气的火灾危险性 液化石油气在常温和常压下极易挥发 体积能迅速扩大 250 倍 350 倍 石油气比重较空气重 1 5 倍 2 0 倍 往往停滞 聚集在地势低处 一时不易被风吹散 液化石油气爆炸下限低 下下限幅值较大 液化石油气的爆燃速度很快 燃速为 0 38m s 0 5m s 爆速为 2000m s 3000m s 液化石油气着火能 很低 手电筒的电火花便可将其引爆 液化石油气的热膨胀系 数很大 约为水的十多倍 液化石油气温度每上升 1 其温度 应力增加值为 2 0mpa 3 0mpa 因此充装过量是十分危险的 一般不超过 85 以上这些特性说明了液化石油气是易燃 易 爆的高危险性物质 3 液化石油气罐区的火灾危险性 液化石油气罐区的火灾 爆炸是泄漏型的 因此罐区的火液化石油气罐区的火灾 爆炸是泄漏型的 因此罐区的火 灾危险性主要是液化石油气泄漏的火灾危险性 罐区液化石油灾危险性主要是液化石油气泄漏的火灾危险性 罐区液化石油 气储存系统是封闭的 但在使用过程中 由于种种原因 如储气储存系统是封闭的 但在使用过程中 由于种种原因 如储 罐的焊缝和线出现裂口 就会出现带压的液化石油气从裂口喷罐的焊缝和线出现裂口 就会出现带压的液化石油气从裂口喷 出 急剧扩散 形成可爆性蒸气云或爆炸性气体混合物 一旦出 急剧扩散 形成可爆性蒸气云或爆炸性气体混合物 一旦 遇火源便会发生燃烧和爆炸 其危害将波及周围大范围的爆炸遇火源便会发生燃烧和爆炸 其危害将波及周围大范围的爆炸 性可燃气体 而性可燃气体 而 1kg 液化石油气的爆炸威力与液化石油气的爆炸威力与 3 5kg 的的 tnt 的的 爆炸威力相当 因此液化石油气的火灾爆炸会给人员和设备造爆炸威力相当 因此液化石油气的火灾爆炸会给人员和设备造 成极大的损害 例如 成极大的损害 例如 1979 年年 12 月月 18 日 某市的液化石油气日 某市的液化石油气 罐区一罐区一 4000m3 球罐突然破裂 泄漏的液化石油气发生爆炸燃球罐突然破裂 泄漏的液化石油气发生爆炸燃 烧 附近的储罐也相继发生爆炸 形成数万烧 附近的储罐也相继发生爆炸 形成数万 m3 的爆炸空间 的爆炸空间 气云呈蘑菇状上升 高达几十米 当场死亡气云呈蘑菇状上升 高达几十米 当场死亡 27 人 受伤人 受伤 59 人 人 200m 范围内的建筑遭到破坏 范围内的建筑遭到破坏 500m 范围内的范围内的 390 万株树苗被万株树苗被 烧毁 直接经济损失烧毁 直接经济损失 600 多万元 多万元 29 家工厂停产家工厂停产 24h 36h 造 造 成了极其恶劣的后果 因此 液化石油气罐区被划为甲级防火成了极其恶劣的后果 因此 液化石油气罐区被划为甲级防火 区 区 液化石油气罐区泄漏原因分析 液化石油气罐区泄漏原因分析 3 液化石油气罐区的火灾和爆炸主要是由泄漏引起的 其过 程示意图为图 1 图 1 当设备产生微小的裂纹 泄漏量较小时 其不易被察觉 易蓄积在较低洼处 当裂口较大或内压过大时 气体泄漏时多 带啸叫声 在地面上可形成 1m 2m 或更厚的雾层 处于雾层中 的人及装置一旦有火灾或爆炸发生 都将遭受伤害 因此 明确发生泄漏的原因是研究制止泄漏的根本 而造 成泄漏的原因有很多 但概括起来不外设备和工艺操作两方面 就设备来讲 有设计上的原因 有制造上的原因 也有维修管 理上的原因 如设计不合理 选材不得当 就工艺操作来讲 则主要是人为的错误操作 如误开 闭 阀门等 下面 我们以事故树的形式将这些原因表达出来 如图 2 图 2 液化石油气泄漏是造成火灾或爆炸的主要因素 而火源是 引起火灾或爆炸的导火索 在罐区内若无火源 即使泄漏出液 化气来也不会发生火灾或爆炸 所以控制火源的产生也很重要 下面用事故树法表示火源产生的各种原因 如图 3 液化石油气罐的防火措施 液化石油气罐的防火措施 4 在了解了液化石油气罐的火灾危险性及其发生泄漏和产生 火源的原因后 我们应该看到对于液化石油气罐区 除了满足 生产和贮存需要 还应同时满足安全消防的需要 力求经济合 理 确保安全 一 对于罐区地理环境的要求 贮罐区的总平面布局 应选择人员集中和火源的常年主导 风向的下风向以及良好的通风地带 严禁布置在山谷地区的风 处 罐区与罐瓶 修瓶 动力等生产车间和生活区应分区设置 罐区沿防火墙应有消防通道环绕 并有两个独立的可通过消防 车的出口 道宽应大于 7m 或保证可错车 道路的路面不应低 于中级路面 道路两侧采取漫流措施 贮罐之间 罐区之间以 及罐区与相邻建筑之间应满足有关设计防火规范的要求 以防 止火灾蔓延和进行火灾扑救 二 防止罐区液化气泄漏的措施 1 设备方面的防泄漏措施 对于贮罐罐体 目前采用的主要是球形贮罐 由于物料压 力高 因此在罐体的设计 制造 安装和使用过程中应严格执 行 压力容器安全监察规程 的规定 材料通常按第三类压力 容器要求选择 设计温度为 40 50 设计压力一般按 48 时丙烷饱和蒸汽压 16kg cm2 计算 同时要求球罐应安装压力表 液面计 温度表 安全阀等安全附件 并保证在其使用过程中 灵敏度可靠 对于罐区内和各种管线 应采用无缝钢管 并且 地上铺设 经常操作的阀门集中布置 管线应采用焊接连接 并在中间加设法兰 以便于动火检修时的隔断 对于液化气泵 也应采取正确的安装和使用方法 2 工艺方面的防泄漏措施 对于工艺过程来说 主要是人为的误操作 造成设备超负 荷运行或跑漏液化气 而误操作造成的泄漏又以阀门 孔盖的 操作失误为最多 因此加强对操作人员的思想和业务教育 使 之娴熟掌握操作技术及消除故障和隐患的方法 并以抽堵盲板 泄压与排净 正常生产操作 定期维修等各方面制定完善的规 章制度 三 防止罐区液化气扩散的措施 贮罐发生泄漏是难以意料的 重要的是一旦发生泄漏 如 何控制和制止泄漏 以减少发生事故的危害 为达到这个目的 可以从以下几方面加以考虑 1 设置液化气报警系统 要尽快制止泄漏的液化石油气扩 散 使灾害消灭在萌芽状态 就应采用可燃气体报警设备 其 探头布置在液化石油气易泄漏地方的下风向的离地 50cm 处 并使之报警浓度达到液化石油气爆炸下限四分之一 2 堵漏 及时堵塞 修补漏洞是安全技术的基础之一 其 方法很多 应根据实际情况采用 如及时紧箍松动了的元件 拆换老化的垫圈 及时补焊腐蚀了的部分 3 在罐区周围应建坚实的防火堤 其高度应保证容量和贮 罐容量相等 为了防止扩散 在堤上还可考虑安装水雾喷头 将水喷酒成水幕状 把泄漏的罐密封起来 这是一种国内尚未 有记载的新方法 可以在设计 安装 使用等方面进行尝试 4 罐区内地面应有一定的坡度 发生事故时 罐体可能受 到破坏 贮存液体可能大量流入罐区内 如果液体不能及时排 出 就会越积越多 发生较大事故 实验证明 25mm 厚的液 化气罐壁钢板 明火条