油库安全技术教材

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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
（3）油罐内油品燃烧火焰的特征
① 火焰的高度
D 6m,
H 1.5D
通常认为：D 6m,焰高 H 2 ~ 3D
焰高
② 火焰的倾斜度
有关资料提供了无这风样条的4件m几下/个s：实倾验角数0据～：15°
风速
：倾角60～70°
③ 火焰温度
燃烧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。
VVtRR——=热0从.波3发～速生1度 火.1，灾mm到// hh开（；始实喷验溅统的计时）间；，h 。
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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
六、低倍数空气泡沫灭火系统的设计 （一）空气泡沫的制备
加水
加空气
泡沫液 比例混合器
泡沫混合液 泡沫产生器空气(机械)泡沫
泡沫混合液 = 泡沫液:水 6:94或（3:97）
混合液供给强度 Zh1(L / min m2 ) 液体类别
固定式、半固定式 移动式
连续供给时
间 h1
（min）
甲、乙
6.0
丙
6.0
8.0
40
8.0
30
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§7.1油库消防技术
表2 非水溶性甲、乙、丙类液体泡沫混合液供给强度
（外浮顶罐、液上喷射）
泡沫产生器 型号 混合液流量
供给强度
式中：
QhG Zh
F
L L / min m2
：油罐一次灭m火2 所需的泡沫混合液量，
：泡沫混合液供给强度， min
：燃烧面积，
：泡沫混合液连续供给时间，
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§7.1油库消防技术
固定顶油罐 QhG Zh1 F h1
F=储罐的横截面积
外浮顶罐 QhG Zh2 F h2
1.泡沫混合液供给强度 Zh (L / min m2 )
定义：为有效灭火，单位时间内、单位燃烧面积上 所需供给的泡沫混合液量。
用 Zh 表示，常用单位 L / min m2。
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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
表1 非水溶性甲、乙、丙类液体泡沫混合液供给强度 （固定顶罐、液上喷射）
《低倍数泡沫灭火系统设计规范》(GB -92)
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§7.1油库消防技术
3、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。 燃烧的过程可用下面的框图给出。 几种燃烧形式： 按照燃烧反应相的不同分为：均相燃烧、非均相燃烧。 可燃气体的燃烧形式：
a）混合燃烧 b）扩散燃烧 可燃液体、固体的燃烧形式： a）蒸发燃烧 b）分解燃烧 c）表面燃烧
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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
（3）爆燃 常常发生在重质油品储罐。重质油品储存一定时间后，罐 内油蒸气与空气的混合物浓度大于爆炸下限，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。 （4）沸溢燃烧 通常发生在原油、重质油品。一定条件下，燃烧发生后， 油品会溢出罐外，造成更大的火灾。
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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
4、燃烧机理理简介 连锁反应认为：在空气中存在着游离态的原子、离子的 具 原有子一氧定、能氢量、的氢活氧性化基合因物，：O或*、称H活*、化O基H、* 活（化*表中示心是。活主化要基是）
氢的燃烧，连锁反应可以写成下面几个步骤
H * O2 O* OH O* H 2 H * OH *
罐顶破坏，75%； 罐壁、底破坏，4%； 无破坏，21%。
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§7.1油库消防技术
（5）热波与沸腾溢流 ① 热波 石油及石油产品是多组分的烃类化合物，各组分的沸点
是不一样的，油品燃烧时，油层表面的轻质馏分将首先蒸发 燃烧掉，而重质馏分蒸发较慢、蒸发量较少，温度上升。
由于重组分的密度较大，所以到一定时候，这些重组分 就会因自重而下沉，从而使油层逐层地往深部加热。这种现 象被称为热波现象。热油与冷油的分界面成为热波面。
气泡沫。
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§7.1油库消防技术
五、油罐火灾的类型及特点 1、油罐火灾的类型
（1）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，遇火源形成所谓的火炬燃烧。 （2）爆炸燃烧 罐内蒸气浓度处于极限范围内，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。
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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
（4）油罐的破坏情况 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，燃烧去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分钟之内做出反映， 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：
（2）油品燃烧速度 燃烧速度表达了单位时间内从油品表面烧掉的油品数量。 燃烧速度可用两种形式表达： 直线速度：单位时间内由于燃烧使油品表面下降的速度 （ cm / h, mm / min）； 重量速度：单位时间内从单位油品表面上所烧掉的油品
重量（kg / m2 h）
影响油品燃烧速度的因素有很多，主要有油品种类、油位 高低、油品含水率、油罐开口面积、油罐直径等等。
§7.1油库消防技术
二、 石油产品的易燃、易爆性的衡量判据
石油产品易燃性的衡量判据：闪点、燃点、自燃点 石油产品易爆性的衡量判据：爆炸极限 三、 燃烧与灭火
(一) 燃烧及燃烧过程 1、燃烧
定义：同时伴有发光、发热的激烈的氧化反应。 2、燃烧的三要素（燃烧的必要条件）
可燃物
三要素
助燃物
导致燃烧的能源（点火源）
根据爆炸压力波传播速度，可将爆炸分为：
轻爆：传播速度（数十厘米～数米/秒）
爆炸：传播速度（10米～数百米/秒）
爆轰：传播速度（1000～7000米/秒）
2、爆炸分类
（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
形成的爆炸现象称为物理性爆炸。物理性爆炸前后物质的性质
及化学成分均不改变。
第七章 油库安全技术
第一节 第二节 第三节
油库消防 油库防雷 油库防静电
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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
一、油库火灾和爆炸的原因 主观原因 麻痹大意；不遵守规章；等等 客观原因 电器设备的火花、过热等 金属的撞击引起火花 可燃物的自燃 静电和雷电 库外火源
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第七章 油库安全技术
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第七章 油库安全技术
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（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成为化学性爆炸 。化学性爆炸前后物质的性质、成分均发 生了根本的变化。
化学爆炸按爆炸时所产生的化学变换 ，可分为三类：
化学爆炸分类：
ａ、简单分解爆炸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｂ、复杂分解爆炸
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第七章 油库安全技术
影响爆炸极限的因素： a、原始温度； b、原始压力； c、含惰性介质量。
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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
（三）灭火方法 1.冷却法 2.窒息法 3.隔离法 4.化学中断法（化学抑制法）
四、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）。 油库中常用的有：水蒸气、化学泡沫、干粉、卤化物和空
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§7.1油库消防技术
（二）空气泡沫的灭火原理 1.隔离与窒息作用 2.隔热作用与降温作用 3.冲淡可燃气体，减轻火势 泡沫的性能要求： 1.具有良好的稳定性和抗烧性 2.具有良好的流动性 3.具有适当的发泡倍数 泡沫性能指标： 1.25%析液时间 2.抗烧时间 3.90%控制时间
Y—表示压力比例混合器； L / s
16、32—最大混合液输出量
Pa
压力比例混合器进口压力要求：6×105～12×105 。
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（四）泡沫灭火系统基本参数的确定 基本参数：泡沫液用量、储备量；消防水用量、储
备量；泡沫产生器数量、泡沫比例混合器数量、消防栓 数量、泡沫泵、清水泵的流量和扬程的要求。
F=油罐壁板与泡沫堰板之间的环形面积 内浮顶罐 QhG Zh1 F h1
浅盘式和浮盘采用易溶材料制作的内浮顶油罐
F=油罐横截面积
单、双盘式内浮顶油罐 QhG Zh2 F h2
F=油罐壁板与泡沫堰板之间的环形面积
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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
在进行泡沫系统设计计算时，油库的泡沫混合液计算 耗量以油库一次灭火所需量最大泡沫混合液消耗量作为混 合液计算耗量。
2(OH * H2 ) 2(H * H2O) +
形成活化基增 殖的反应链。
H * 3H 2 O2 2H 2O 3H *
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§7.1油库消防技术
（二）爆炸及爆炸极限
1、爆炸的基本概念
定义：物质自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。
第七章 油库安全技术
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我国目生产的负压比例混合器有两种型号有PH32、 PH64。
符号意义：
PH—泡沫(P)，混合器(H)第一个L /汉s 字的声母；
32、64 —最大混合液输出量，
适用流程：负压空气泡沫比例混合器，必须使用环
泵式流程。
压力比例混合器型号目前有： PHY16、PHY32。
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（三）、液上喷射空气泡沫灭火系统 灭火系统的形式
１. 固定式灭火系统 ２. 半固定式灭火系统 ３. 移动式灭火系统 灭火系统的主要设备 泡沫比例混合器（负压比例混合器、压力比例混合器） 泡沫产生器、消防栓、水枪、水龙带、泡沫钩管、泡沫管 架、泡沫枪等。
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“一次”：只考虑油库发生一个罐火灾的情况； “最大消耗量”：对不同规格、不同油品储罐做计 算，找出混合液用量最大的储油罐为着火罐，以此作为设 计，计算依据算出混合液计算耗量。
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§7.1油库消防技术
3、扑救液体流散Qh火L 灾所qp需Q 泡 n沫pQ混合h液3 的量
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2、油罐火灾特点
（1）油品燃烧表面温度
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，这是轻油挥发性强，吸收的热量多。
如：
燃烧表面温度 ℃
汽油
80℃；
煤油 321～326℃；
原油
300℃；
重油 ＞300℃。
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第七章 油库安全技术
§7.1油库消防技术
简言之，宽馏分油品储罐火灾中，高温热油层随重组分 向下传播的现象称为热波现象。
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② 沸溢及喷溅 当下移的热波面温度达到或超过了水的沸点，而该热波与油 品中的浮化水或悬浮水相遇，或者是热波面到达罐低的水垫层时， 水就被汽化。 由于水汽化时体积迅速扩大为原来的千倍以上，大量的蒸汽 上浮，形成强烈的搅拌，形成油包汽的气泡。从而将油品携带出 罐外，造成油品的扩散，使火灾扩大，称此现象为沸溢。 如果产生气泡的速度和气泡量很大，例如，悬浮水的颗粒较 大，或热波达到水垫层，水的大量、迅速的汽化，使得油品被蒸 汽抬起，冲入大气，发生喷发现象，使油滴、油气泡被抛出罐外， 这种现象我们称之为喷溅。 一般情况下，所说的沸腾溢流包括沸溢和喷溅现象。
Zh2 (L / min m2 )
保护周 长
( m)
连续供给时间
h2 ( min )
PC4 240 (L / min)
12.5
18
30
PC8 280 (L / min)
12.5
36
30
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§7.1油库消防技术
QhG Zh F
2. 扑混救合油液罐的火流灾量泡沫Q混h 合 Q液h计G 算Z耗h 量 F
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§7.1油库消防技术
③产生沸腾溢流的必要条件
a、油品具有移动热波特性；
b、油品中含有游离水、乳化水、或者油层下有水垫层；
c、油品具有足够的粘度。
④沸溢的预测
a、示温法（热敏漆）；
b、观测法（观测现象）；
c、计算法。
H
计算热波发生的时间： t
H—水垫层以上油层厚度，mV；R
§7.1油库消防技术
这类爆炸需要一定的条件，例如：爆炸性物质的含量、 含氧量、激发能源等等。同此，其危险性较前二类要低， 但极普遍，造成的危害性也较大。
从机理上讲，爆炸性混合物爆炸属于混合燃烧的剧烈 形式。
爆炸下限、上限：可燃气体或蒸气与空气组成的混合 物能使火焰蔓延的最低、最高浓度，称为该气体或蒸气的 爆炸下限、上限。