第七章 油气储运安全

1油气储运安全第七章2第一节

防火防爆3一、火灾和爆炸的原因造成油库火灾的原因多方面，有的是设备质量不过关造成的，有的则是技术上的问题，也有的是操作和管理上的原因，等等。然而，从各种各样的油库火灾事故来看，事故的发生都存在着主、客观两个方面的原因。

主观上：麻痹大意、不遵守规章等。客观上：明火、金属撞击火花、静电、雷电、电器设备过热故障、可燃物燃烧等。4二、石油产品易燃、易爆性的衡量判据

（一）石油产品易燃性的衡量判据闪点：引起闪燃的最低温度。易燃、可燃液体（包括具有升华性的可燃固体）表面挥发的蒸气与空气形成的混合气体，当火源接近时会产生瞬间燃烧，这种现象称为闪燃。燃点：可燃物质在空气充足条件下，达到某一温度与火焰接触即着火（出现火焰或灼热发光），并在移开火焰之后仍能继续燃烧的最低温度称为该物质的燃点或者着火点。易燃液体的燃点，约高于其闪点1～5℃。自燃点：可燃物质在没有火焰、电火花等明火源的作用下，由于本身受空气氧化而放出热量，或受外界温度、湿度影响使其温度升高而引起燃烧的最低温度称为自燃点（或引燃温度）。5（二）石油产品易爆炸性的衡量判据爆炸：物质由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，爆炸有三种：

轻爆：传播速度每秒几十厘米～数米爆炸：传播速度每秒10米～几百米爆轰：传播速度每秒1000m～7000m

6爆炸分为物理性爆炸和化学性爆炸。

1）物理性爆炸：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。物理性爆炸前后物质的性质及化学成分不改变。2）化学性爆炸：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。化学性爆炸前后物质的性质、成分发生根本的变化。

石油产品爆炸性的衡量判据7爆炸极限：可燃气体或蒸气与空气混合后，遇火会发生爆炸的最高或最低浓度，叫做爆炸极限。其中，产生爆炸的最高浓度叫爆炸上限；产生爆炸的最低浓度叫爆炸下限。天然气的爆炸极限5～15%液化石油气的爆炸极限1.5～9.5%汽油的爆炸极限1.1～5.9%柴油的爆炸极限1.4～4.5%煤油的爆炸极限2～3%石油产品爆炸性的衡量判据8三、燃烧与灭火（一）燃烧及燃烧过程燃烧：指同时伴有发光、发热的激烈的氧化反应。燃烧的三要素（燃烧的必要条件）

可燃物

助燃物

导致燃烧的能源（点火源）9燃烧及燃烧过程燃烧过程：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，只要达到其本身氧化分解所需要的热量便能迅速燃烧，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，进行燃烧。固体燃烧，如果是简单物质，如S、P等，受热时首先熔化，然后蒸发、燃烧，没有分解过程；如果是复杂物质，在受热时首先分解生成气态或液态产物，然后气态或液态产物的蒸气着火燃烧。10（二）灭火方法冷却法：目的在于吸收可燃物氧化过程中放出的热量，降低温度甚至低到燃点以下，同时抑制分解，减缓可燃气体产生的速度，造成因可燃气体“供不应求”而灭火。窒息法：排除助燃物——氧。可以采取的措施有①用不燃物或难燃物直接覆盖②用水蒸汽或难燃气体稀释空气中的氧③密闭正在燃烧的容器。隔离法：是将火源与可燃物隔离，这种方法主要用于防止燃烧蔓延。化学中断法：向火焰中喷入一种化学灭火剂，比如干粉灭火剂。新的燃烧理论认为，燃烧是由某些活性基团维持的连锁反应。化学灭火剂能破坏、抑制这些活性基团的产生和存在，阻止燃烧的连锁反应。11（三）灭火剂

目前主要的灭火剂有：水、砂、二氧化碳、四氯化碳、化学泡沫、空气泡沫、干粉和卤化物（卤代烷）。

12四、油罐火灾（一）油罐火灾的类型稳定燃烧：轻质油品油罐在温度较高时，蒸发出大量的油蒸气，从呼吸阀、量油孔等处向外冒，遇火源时燃烧，形成所谓的火炬燃烧。爆炸燃烧：罐内蒸气浓度处于爆炸极限范围内，遇到火源会在罐内发生爆炸，造成罐体损坏，然后继续燃烧。这种情况可造成油品外溢，扩大火势。13爆燃：常常发生在重质油品储罐。重质油品储存一定时间后，当罐内油蒸气与空气的混合物浓度大于爆炸下限时，遇火源会爆炸，爆炸后，由于油品蒸气的挥发速度跟不上燃烧需要的蒸气量，因此爆炸后不能继续燃烧。沸溢燃烧：通常发生在原油、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。油罐火灾的类型14油罐沸溢火灾实验点火初期15点火初期161718192021（二）油罐火灾的特点油品燃烧表面温度油品在油罐内燃烧放出大量的热，其中有一部分热量通过辐射传给油品表面，使油品表面温度升高。同时，油品的蒸发需要吸收大量汽化热，又有使油面温度下降的趋势，这种升温、降温的趋势达到平衡时，油面温度就基本稳定了。轻油与重油相比，轻油燃烧表面温度低，重油燃烧表面温度高，这是因为轻油挥发性强，吸收的热量多。

汽油的燃烧表面温度80℃原油的燃烧表面温度300℃22油品燃烧速度燃烧速度是指单位时间内从油品表面烧掉的油品数量。若以公斤数表示燃烧掉油品的数量称为重量燃烧速度；若以罐内被燃烧掉油品的高度表示燃烧掉油品的数量称为直线燃烧速度。油品不同，挥发性不同，其燃烧速度就不一样。储罐中低液位比高液位燃烧速度快。（低液位时油品和油蒸气可以从罐壁获得更多的辐射热。）油罐火灾的特点23油罐内油品燃烧火焰的特征①

火焰的高度

通常：D>6m，焰高1.5DD≤6m，焰高2～3D②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。

油罐火灾的特点24③火焰温度

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。④火焰的热辐射

火焰的辐射热与受辐射点到油罐边缘的距离、风向和油面高度有关。受辐射点到油罐边缘的距离愈远，辐射温度愈低；在等距离范围内，下风向温度最高，是上风向的2～3倍，上风向温度最低，侧向居中；油面高度愈高，周围地面附近温度愈低。油罐火灾的特点25（三）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，发生变形、坍塌等破坏。钢板的强度受温度影响。钢材的温度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。26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分钟之内做出反应，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%。

油罐的破坏情况27五、空气泡沫灭火系统（一）泡沫的制备泡沫液泡沫混合液空气泡沫加水加空气比例混合器泡沫产生器泡沫液：水=6:94（3:97）

28（二）泡沫灭火机理隔离与窒息作用；降低油温、减少油品的蒸发；冲淡可燃气体，减轻火势。

29（三）空气泡沫灭火系统的种类

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）固定式灭火系统主要设备：蓄水池、泡沫液储罐、泡沫液泵、比例混合器、混合液管道、泡沫产生器。所有的设备均固定。2）半固定式灭火系统主要设备：消火栓、水龙带、泡沫车、混合液管道、泡沫产生器。3）移动式灭火系统主要设备：消火栓、水龙带、泡沫车、移动式泡沫管架（管枪或钩管）。303132第二节

防雷33一、雷的种类线状雷：是最常见的，发生在雷云和大地之间，又称直接雷。是呈曲折的枝叉纵横的巨型电弧放电，电弧通道长2～3km，甚至大于10km。片状雷：发生在雷云之间，电弧通道呈片状，对人们影响不大。球雷：紫色或红色的发光球体，直径从几毫米到几十米，存在时间一般为3～5秒。球雷通常是沿着地面大约以2m/s的速度滚动或在空中飘行，并且还会通过缝隙进入室内。碰到建筑物便可发生爆炸，并往往引起火灾。34二、雷电的危害雷云——带有不同极性电荷聚积的云团。雷云内部的放电一般不会造成危害，雷云对大地放电则可能造成危害，不仅能击毙人、畜，劈裂树木和电杆，破坏建筑物和设施，还能引起火灾和爆炸事故。雷电的危害包括直接危害和间接危害两大类。35（一）直接危害电效应：数万伏甚至数十万伏的冲击电压足以烧毁电器设备。热效应：放电通道的温度可达数万度，足以使金属熔化、引起火灾和爆炸。机械效应：雷击非导体时，由于热效应，产生大量气体并剧烈膨胀，物体内部出现强大的机械压力，致使破坏。

雷电的危害36（二）间接危害静电感应：静电感应电压击穿数十厘米的空气形成火花放电。电磁感应：电磁感应电流致使局部过热或击穿缺口间空气而形成火花放电。雷电反击：当防雷装置接受雷击时，由于其具有很高的电压从而会击穿3m以内的空气形成火花放电。

火花放电——引起可燃气体燃烧或爆炸。雷电的危害37三、防雷装置

防雷装置能防止直接雷击或将雷电流引入大地。常见的防雷装置有：避雷针、避雷线、避雷网、避雷带和避雷器。其中避雷针是目前广泛使用的油罐防雷装置。38（一）避雷针的结构接闪器：是直接接受雷击的金属构件，长度一般不超过2m。引下线：是避雷针的中间一段，上接接闪器，下接接地体，作用是将雷电流自接闪器引入接地装置。接地体：是埋设在地下用来向大地泄放雷电流的金属构件，以使整个避雷针对地电压不至过高。39（二）避雷针的种类避雷针分为独立避雷针和附设避雷针。独立避雷针是离开建筑物单独装设的。附设避雷针是装设在被保护物上的。

40四、油罐防雷措施地上金属固定顶油罐顶板厚度≥4mm，不设避雷针；顶板厚度＜4mm，设避雷针。浮顶罐浮顶罐可以不设避雷针，罐体做良好的接地，并且浮顶与罐体之间用两根截面积不小于25mm2的软铜线作连接。41地上非金属罐应装设独立避雷针。油罐的金属附件和外露金属件做电气连接并接地，为了防止电磁感应、静电感应的破坏，在罐顶铺设金属网并接地，金属网采用直径不小于8mm的圆钢做成不大于6m×6m的网格。覆土罐凡覆土厚度在0.5m以上的罐，可不设避雷装置。

油罐防雷措施42第三节

防静电43一、静电的产生和积累静电的产生除了摩擦以外，两种物质之间由于流动、搅拌、沉降、过滤、冲刷、喷射、灌注、飞溅、剧烈晃动以及发泡等所有接触、分离的相对运动，都会在介质中产生静电。由于油品的导电性很差，势必导致系统中静电的积累，当静电积累到一定程度就可发生火花放电。如果在放电空间同时存在爆炸气体，便可能引起着火和爆炸。44二、静电放电

静电放电是电能转换成热能的过程并可能将附近的可燃物引燃，成为引燃或爆炸的火源。静电放电一般伴有破裂声并且发光。

45（一）静电放电类型电晕放电：一般发生在电极相距较远、带电体表面有突出部分或楞角的地方。这种形式的放电使空气的电离局限在一个很小的区域。伴有嘶嘶声和辉光。火花放电：发生在两个相距较近的电极间，极间气体完全被击穿。有明亮而曲折的光束和爆裂声。刷形放电：是极间气体的不完全击穿。明亮的树枝状光束从一电极发出，但没有到达另一电极。危险程度由大到小依次为火花放电、刷形放电、电晕放电。46（二）静电放电引起爆炸和火灾事故的条件

有静电产生的来源；静电能积累到放电的程度；静电放电能量达到爆炸性