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 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,导致灾难扩大。由于液化石油气的较大火灾危急性,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

2、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%的热量可以被汲取,而若是白体,仅有20%30%被汲取,罐体表面的光滑度和清洁度越高,汲取的热量越少。 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。其中一个罐在试验

3、前快速被装满,类似于绝热压缩,因此该罐的初始温度较高。试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汲取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

4、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。喷淋装置的掌握阀宜放在距罐壁10m以外、便于操作的地点。 喷淋水膜的强度可以依据火焰热辐射强度、受保护容器的尺寸、几何外形和充装量加以调整。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。试验结果表明;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

5、更长时间内,罐内气相部分的壁温低于90;然而,必需在罐壁温度达到300之前启动水喷淋装置,并且保持罐壁表面完全潮湿,否则罐壁温度很快上升至500600,短时间内便会导致储罐失效。储罐的几何外形和火焰强度直接影响到安全喷淋强度,表1列出了不同几何外形储罐和火焰强度下的安全喷淋强度。试验结果表明: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。假如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78l/m2min以下。 4保温隔热防护 保温隔热防护是采用一种

6、具有低导热性能和内部能发生吸热的隔热耐火物质,掩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试验,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布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。同样的铁路槽车试验条件下,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

7、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连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状况下,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,使安全阀能够准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

8、方法更依靠于安全阀的动作。 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,安全阀与罐之间必需装设阀门。 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,将危急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

9、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四周筑一个坡度不超过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,削减占地面积,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试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状况。 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,受保护的金属板仍旧保持着最初的温度。 试验表明,采用这种防护方法,堆层的厚度应保持