液化石油气储罐受热失效预防措施

1、液化石油气储罐受热失效预防措施受热危险性（ 1）1 火焰作用下储罐受热我国的液化石油气普遍采用常温加压力的储存方式，液化石油气储存 的容器有球型储罐、卧式储罐以及汽车槽车、火车槽车等。一旦容器 或其附件出现泄漏着火，容器本身以及邻罐会处于受热的状态。在受 热下器壁及其内部液化气温度上升，甚至液化气沸腾使内压升高。由 于液面以上气相部位的壳体温度上升较快，金属器壁的强度会下降， 同时气液相界面处存在温度差，器壁上产生局部的热应力，器壁在增 大的内压作用下受到拉伸，以致产生裂缝；裂缝一出现，带压的液化 气蒸气会迅速从裂缝喷出，又导致器内压力急速下降，造成器内液化 气呈过热状态。为了再次维持气液相的

2、平衡，液相内的部分热量会转 变为蒸发热，使液体加速蒸发； 同时过热液体内部产生众多的沸腾核， 无数气泡形成和增长， 液体体积急剧膨胀， 冲击器壁而呈现液击现象。 器壁在承受这种数倍于最初蒸气压力的冲击下，其裂缝便继续开裂扩 大，甚至发生破坏性爆裂，器内液体瞬间大量喷出，呈现爆炸现象。 蒸气爆炸喷出的液化气与空气混合形成可燃性气云，遇到火源还会发 生二次化学爆炸。2 阳光直晒下储罐受热液化石油气的储罐夏季受到太阳直射，与火焰作用原理相同，罐体气相部分温度升高，液体大量蒸发气化。液化石油气由液态变为气态时 体积膨胀，压力上升，并吸收大量的热，使液相部分温度下降，由此 温度差变化会造成应力，严重时会

3、使储罐产生裂缝或脆裂而失效。受热失效的措施（ 2）1 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

4、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

5、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。 。图 1 表示了储罐内温度随时间变化 的情况。从图中看出,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25.2C，而罐内的平均温度不高于282C。3 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

6、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

7、4.85m3 的储罐受喷6.7L/m2min喷淋强度保护和0.5m3的储罐受9.61L/m2min 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90C ;然而，必须在罐壁温度达到 300C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 500600C，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300C之前就已启动水喷淋装

8、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/m2min可降低到 78L/m2min 以下。4 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7.79.5min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

9、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 1/51/6 。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814min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

10、情况下，容器内气相部分的壁温可保持在 300C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

11、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，受保护的金属板仍然保 持着最初的温度。实验表明，采用这种防护