一级消防工程师《技术实务》章节辅导:第四篇第二章第三节
第三节储运防火
石油化工产品以油品居多,常用储存设施为油罐、油桶等。运输方式通常以铁路、公路和水路运输为主。
一、储存设施防火
在石油化工企业日常生产运行中,油品储存主要靠储罐存放。不同类型的油罐由于其所处环境以及结构形式的不同,储存油料的安全性也不同。
(一)储罐种类
1.按储罐的设计内压分类
一般可分为常压储罐、低压储罐和压力储罐。常压储罐的最高设计内压为6kPa(表压),低压储罐的最高设计内压为103.4kPa(表压)。设计内压大于103.4kPa(表压)的储罐为压力储罐。
大多数油料,如原油、汽油、柴油、润滑油等均应采用常压储罐储存。液化石油气、丙烷、丙烯、丁烯等高蒸汽压产品一般采用压力储罐储存(低温液化石油气除外)。只有常温下饱和蒸气压较高的轻石脑油或某些化工物料采用低压储罐储存。
2.按储罐安装位置不同分类
一般可分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐。地上储罐是指建于地面上,罐内最低液面高于附近地坪的储罐,通常由钢板焊接而成。这种储罐的优点是投资少、建设周期短、日常维护和管理方便,是应用最多的储罐。其缺点是占地面积大、油料蒸发损耗较大、火灾危险性大。地下储罐是指罐内最高液面低于附近(周围4m范围内)地坪0.2m的储罐。半地下储罐是指罐底埋深不小于罐壁高度的一半,且罐内最高液面不高于储罐附近(周围4m范围内)地坪3m的储罐。其优点是油料蒸发损耗低、火灾危险性小、油料着火也不易危及相邻油罐,对消防设施的设置要求减少,有一定的隐蔽能力。
3.按储罐的材质分类
一般可分为金属储罐和非金属储罐。金属储罐使用钢板焊接而成的容器,具有造价低、不易渗漏、不裂纹、能承受较高的内压、施工方便、大小形状不受限制、易于清洗和检修,安全可靠,适合于储存各类油料等优点,因而得到了广泛应用。其缺点是易受腐蚀、易增加轻油蒸发损耗以及储存粘油加温时易损失热量,降低效率等。非金属油罐其顶底采用钢筋混凝土制作。其优点是可以大量节省钢材,抗腐蚀性能好,材料导热系数小、热损失较少,可以提高热利用率。用于储存原油或轻质油料时,气体空间的温度变化较小,可以减少油料的蒸发损耗。其缺点是储存轻质油料时易发生渗漏,一旦发生基础沉陷,易使油罐破坏且不易修复。
4.按储罐结构形状分类
一般可分为立式圆筒状、卧式圆筒状和特殊形状三类。立式储罐按罐顶结构又可分为固定顶储罐和活动顶储罐两类。固定顶有锥顶和拱顶两种。活动顶有外浮顶和内浮顶两种。卧式储罐有圆筒形和椭圆形两种。特殊形状的油罐有球形罐、扁球形罐、水滴形罐。特殊形状的储罐在容量相同的情况下,液体蒸发面对所储油料的体积之比值较小,这些形状的储罐能将储罐产生的应力均匀地分布在金属结构上,应力分布较为合理,能承受较高的压力。多用于储存高蒸气压的石油产品,如液化石油气、丙烷、丙烯、丁烷等。
(二)防火设计要求
1.罐区防火设计
甲、乙、丙类液体储罐区、液化石油气储罐区、可燃、助燃气体储罐区、可燃材料堆场等,应设置在城市(区域)的边缘或相对独立的安全地带,并宜设置在城市(区域)全年最小频率风向的上风侧。应与装卸区、辅助生产区及办公区分开布置。桶装、瓶装甲类液体不应露天存放。
甲、乙、丙类液体储罐(区)宜布置在地势较低的地带。当布置在地势较高的地带时,应采取安全防护设施。
液化石油气储罐(区)宜布置在地势平坦、开阔等不易积存液化石油气的地带。四周应设置高度不小于1.0m的不燃烧体实体防护墙。
罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距不应小于表4-2-2的规定。液化烃、可燃气体、助燃气体的罐组内储罐的防火间距不应小于表4-2-3的规定。
表4-2-2 罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距
液体类别 | 储罐形式 |
固定顶罐 | 浮顶、 内浮顶罐 | 卧罐 |
≤1000m3 | >1000m3 |
甲、乙类 | 0.75D | 0.6D | 0.4D | 0.8m |
丙A类 | 0.4D |
丙B类 | 2m | 5m |
注:表中D为相邻较大罐的直径
表4-2-3 液化烃、可燃气体、助燃气体的罐组内储罐的防火间距
介质 | 储存方式或储罐类型 | 球罐 | 卧(立)罐 | 全冷冻式储罐 | 水槽式气柜 | 干式 气柜 |
≤100m3 | >100m3 |
液化烃 | 全压力式或半冷冻式储罐 | 有事故排放至火炬的措施 | 0.5D | 1.0D | * | * | * | * |
无事故排放至火炬的措施 | 1.0D | * | * | * | * |
全冷冻式储罐 | ≤100m3 | * | * | 1.5m | 0.5D | * | * |
>100m3 | * | * | 0.5D | 0.5D | * | * |
助燃气体 | 球罐 | 0.5D | 0.65D | * | * | * | * |
卧(立)罐 | 0.65D | 0.65D | * | * | * | * |
可燃气体 | 水槽式气柜 | * | * | * | * | 0.5D | 0.65D |
干式气柜 | * | * | * | * | 0.65D | 0.65D |
球罐 | 0.5D | * | * | * | 0.65D | 0.65D |
注:1表中D为相邻较大罐的直径;
2.液氨储罐间的防火间距要求应与液化烃储罐相同;液氨储罐间的防火间距应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的要求执行;
3.沸点低于45℃的甲B类液体压力储罐,按全压力式液化烃储罐的防火间距执行;
4.液化烃单罐容积≤200m3的卧(立)罐之间的防火间距超过1.5m时,可取1.5m;
5.助燃气体的卧(立)罐之间的防火间距超过1.5m时,可取1.5m;
6.“*”表示不应同组布置。
2.储罐防火
储罐选型时首先应保证使用的可靠和安全,要求储罐结构密封性好,以减少储罐内石油及石油产品的蒸发损耗,既保护了环境免遭污染,也防止了储罐区可燃蒸气的积聚,减少了油库的不安全因素。
储罐安装的所有电气设备和仪器仪表,必须符合相应的防爆等级和类别,测量油面的电子仪表、温度计以及其他指示器、探测器等,均应按专门的设计要求安装在储罐上。钢制储罐必须做防雷接地,接地点不应少于两处。钢质储罐接地点沿储罐周长的间距,不宜大于30m,接地电阻不宜大于10Ω。装有阻火器的地上卧式储罐的壁厚和地上固定顶钢质储罐的顶板厚度等于或大于4mm时,可不设避雷针。铝顶储罐和顶板厚度小于4mm的钢质储罐,应装设避雷针。浮顶罐或内浮顶罐可不设避雷针,但应将浮顶与罐体用两根导线做电气连接。
二、装卸设施防火
石油产品的装卸设施包括铁路装卸、码头装卸和汽车装卸设施。一般分为装卸作业区、装卸车船两部分,其防火要求也不尽相同。
(一)铁路装卸防火设计要求及措施
铁路油品装卸作业区一般布置在油品生产、仓储区的边缘地带,主要由油品装卸线、装卸栈桥、装卸鹤管、零位罐、缓冲罐、油泵房等设备和设施组成。
1.装卸区的防火要求
(1)铁路油品装卸线。装卸线一般不与生产、仓储区的出入口道路相交,以避免铁路调车作业影响生产、仓储区内车辆正常的出入,以及发生火灾时外来救援车辆的顺利通过。
装卸线一般采用尽头式布置,其车位数根据油品运量的大小确定。装卸作业频繁、收发油品种类较多的企业,一般要设置3股作业线,相邻作业线之间要保持20m以上的缓冲段。
(2)装卸栈桥。装卸栈桥采用非燃材料建造,是装卸油品的操作台。装卸栈桥一般都设置在装卸线的一侧,通常与鹤管共同建造,并设有倾角不大于60°的吊梯,方便人员上到罐车顶部。栈桥段铁路须采用非燃材料的轨枕。在距离装卸栈桥边缘10m以外的油品输入管道上,设有紧急切断阀。
(3)防火间距。两条油品装卸线共用一座栈桥或一排鹤管时,两条装卸线中心线的距离:采用公称直径为100mm的小鹤管时,一般不大于6m,采用公称直径为200mm的大鹤管时,不大于7.5m。
相邻两座装卸栈桥之间两条油品装卸线中心线的距离,两者或其中之一用于甲、乙类油品时,一般不小于10m,当两者都用于丙类油品时,一般不小于6m。卸车线中心线至零位罐的距离一般不小于6m。
装卸栈桥边缘与油品装卸中心线的距离,自轨面算起,高度3m以下的一般不小于2m,高度3m以上的一般不小于1.85m。装卸栈桥至作业区内其他铁路线的间距一般不小于20m;至主要道路的间距一般不小于15m。
油品装卸鹤管至油品生产、仓储企业围墙的铁路大门的距离,一般不小于20m。鹤管的水平伸长不得小于2.6m。鹤管在铁路接近限界之内部分的最多位置距轨顶的高差一般不小于5.5m。
(4)电气防爆。处在爆炸危险区域范围内的电气设备、都要采取相应的防爆措施。电气设备一般选用dIIAT3型;电气线路要采用钢管配线并做好隔离密封。
(5)防雷、防静电。在棚内进行易燃油品灌装作业的,需要装设避雷针(带)予以保护。装卸栈桥的首末端及中间等处,要将钢轨、输油管道、鹤管等设施相互作电气连接并接地,两组跨接点的间距一般不大于20m,每组接地电阻不大于10Ω。在装卸甲、乙、丙A类油品(原油除外)的装卸作业区内,操作平台的扶梯入口处要设置消除人体静电导除装置。
(6)消防车道的布置。作业区内需设环形消防车道。受条件限制的,可设置有回车场的尽头式消防车道。消防车道与装卸栈桥的距离一般不大于80m且不小于15m。消防车道与铁路油品装卸作业区内铁路平面相交时,交叉点要在铁路机车停车限界之外,平交的角度最好为90°,困难时一般不小于45°。
(7)消防设施和灭火器材的设置。装卸栈桥,宜设置半固定消防给水系统,供水压力一般不小于0.15MPa,消火栓间距不大于60m。附近有固定消防设施可利用的装卸栈桥,宜设置消防给水及泡沫灭火设施,泡沫混合液量一般不小于30L/s,有顶盖的装卸栈桥消防冷却水量一般不小于45L/s;无顶盖的装卸栈桥消防冷却水一般不小于30L/s。装卸作业区一般要设置户外手动报警设施,值班室内要设报警电话。要按规定配置石棉板、灭火毯、灭火器等消防器材。
2.装卸作业的防火措施
铁路油罐车装卸作业的火灾危险性很大,必须采取有力的措施确保消防安全。装卸油品操作人员都要穿戴防静电工服、工帽、工鞋和纯棉手套。
(1)装卸前:装卸作业前,油罐车需要调到指定车位,并采取固定措施。机车必须离开。操作人员要认真检查相关设施,确认油罐车缸体和各部件正常,装卸设备和设施合格,栈桥、鹤管、铁轨的静电跨接线连接牢固,静电接地线接地良好。
(2)装卸时:装卸时严禁使用铁器敲击罐口。灌装时,要按列车沿途所经地区最高气温下的允许灌装速度予以灌装,鹤管内的油品流速要控制在4.5m/s以下。雷雨天气或附近发生火灾时,不得进行装卸作业,并应盖严油罐车罐口,关闭有关重要阀门,断开有关设备的电源。
(3)装卸后:装卸完毕后,须静止至少2min后,再进行计量等作业。作业结束后,要及时清理作业现场,整理归放工具,切断电源。