防火防爆设计的基本内容

防火防爆设计的基本内容防火防爆设计的基本内容包括以下几个方面：

1考虑总体布局、厂址选择和厂区总平面的配置对限制灾害的要求；包括：厂址选择；总平面布置；防火间距等。

2建筑防火防爆的设计；包括：生产及储存的火灾危险性分类；建筑物的耐火等级；厂房的耐火等级；层数和占地面积；厂房建筑的防爆设计。

3消防扑救设施的设置。

下面是一个具体的实例分析：甲醇罐区的火灾爆炸危险性分析及防火防爆设计

王允升(四川大学化工学院)

摘要：根据甲醇的物化性质及储存过程特点,对甲醇罐区潜在的火灾爆炸危险性进行分析,提出设计中应采取的防火防爆措施以及设计审核时需着重检查的项目和内容。

关键词：甲醇罐区危险性防火防爆设计

1概述：甲醇(ＣＨ3ＯＨ)是重要的基本有机化工原料,具有剧毒、易燃烧性,其蒸气与空气在一定范围内可形成爆炸性混合物。同时也是一种清洁、高效的液体燃料,在国民经济中占有十分重要的地位。由于甲醇的易燃性及其蒸气与空气在一定浓度区间内混合物的爆炸性,因此,如何安全、有效地储存和使用是非常重要的。

2火灾、爆炸危险性：由于甲醇的物理化学性质及储存的条件和周围环境等因素所致,甲醇储存的火灾、爆炸危险性主要体现在以下几个方面。

21挥发性：甲醇在常态下为液体,沸点64.5℃,20℃时的饱和蒸气压为12.8ｋＰａ(96ｍｍＨｇ),温度愈高,蒸气压愈高,挥发性越强。以地面固定顶罐储存甲醇为例,夏季昼夜温差按10℃考虑,则1台装料

系数为85%的5000ｍ3储罐挥发损失达77.2ｋｇ/ｄ。由此可见,甲醇的挥发性较强,储罐的“小呼吸”损失十分明显。

22流动/扩散性：甲醇的粘度0.5945ｍＰａ.ｓ(20℃),并随温度升

高而降低,有较强的流动性。同时由于甲醇蒸气的密度比空气密度略

大(～10%),有风时会随风飘散,即使无风时,也能沿着地面向外扩散,

并易积聚在地势低洼地带。因此,在甲醇储存过程中,如发生溢流、

泄漏等现象,物料就会很快向四周扩散,特别是甲醇储罐一旦破裂,又

突遇明火,就可能导致火灾。

23高易燃性：甲醇的闪点11.1℃(闭杯),根据美国防火协会ＡＮＳ

Ｉ/ＮＦＰＡ30、中国国家标准《石油化工企业设计防火规范》(ＧＢ50160-92)、《危险货物品名表》(ＧＢ12268-90),甲醇属中闪点

(-18～23℃)、甲类火灾危险性可燃液体。可燃液体的闪点越低,越

易燃烧,火灾危险性就越大。由于可燃液体的燃烧是通过其挥发的蒸

气与空气形成可燃性混合物,在一定的浓度范围内遇火源而发生的,

因而液体的燃烧是其蒸气与空气中的氧进行的剧烈和快速的反应。

所谓液体易燃,实质上就是指其蒸气极易被引燃。甲醇的沸点为645℃,自燃点为473℃(空气中)、461℃(氧气中),开杯试验闪点为16℃。应当指出,罐区中常见的潜在点火源,如机械火星、烟囱飞火、

电器火花和汽车排气管火星等的温度及能量都大大超过甲醇的最小

引燃能量。

24蒸气的易爆性：由于甲醇具有较强的挥发性,在甲醇罐区通常都存在一定量的甲醇蒸气。当罐区内甲醇蒸气与空气混合达到甲醇的爆

炸浓度范围6.7%～36%时,遇火源就会发生爆炸。此外,由于甲醇的引爆能量小,罐区内绝大多数的潜在引爆源,如明火、电器设备点火源、静电火花放电、雷电和金属撞击火花等,具有的能量一般都大于该值,因此决定了甲醇蒸气的易爆性。

25热膨胀性：甲醇和其它大多数液体一样,具有受热膨胀性。若储罐内甲醇装料过满,当体系受热,甲醇的体积增加,密度变小(如20℃时0.7915ｇ/ｍｌ,30℃时0.7820ｇ/ｍｌ)的同时会使蒸气压升高,当超过容器的承受能力时(对密闭容器而言),储罐就易破裂。如气温骤变,储罐呼吸阀由于某种原因来不及开启或开启不够,就易造成储罐破坏

或被吸瘪。对于没有泄压装置的罐区地上管道,物料输送后不及时部

分放空,当温度升高时,也可能发生胀裂事故。另外,在火灾现场附近

的储罐受到热辐射的高温作用,如不及时冷却,也可能因膨胀破裂,增

大火灾的危险性。

26聚积静电荷性：静电产生和聚积与物质的导电性能相关。一般而言[2],介电常数小于10(特别是小于3)、电阻率大于106Ωｃｍ的液体具有较大的带电能力。而甲醇的介电常数为32.62,电阻率为

5.8×106Ωｃｍ,说明有一定的带电能力。因此,甲醇在管输和灌装过程中能产生静电,当静电荷聚积到一定程度则会放电,故有着火或爆炸的危险。

3防火防爆设计：由于甲醇的物化性质以及储存过程中潜在的火灾爆炸危险性,甲醇罐区的防火防爆设计必须既要注意预防火灾和爆炸的发生,也要尽量减少火灾和爆炸造成的损失。为此,一般应遵循或充分考虑下述要求。

31选址和布置：甲醇罐区的厂址选择与布置应符合ＡＮＳＩ/ＮＦＰＡ30、《石油化工企业设计防火规范》所规定的防火要求。其中的要点包括：

311罐区与周围设施的安全距离：罐区与周围设施的安全距离的确定依据是考虑到罐区防火因素,以及物料挥发对周围环境的影响,同时还考虑到周围设施的重要程度,如人员或车辆出入频繁的公众设施。此外,甲醇罐区应设在有明火或飞火设施的侧方向。

312罐区建(构)筑物之间的防火间距：建(构)筑物之间的防火间距,

主要是根据各建(构)筑物的耐火等级、有无可燃蒸气散发和有无明

火而定。据有关调查[2],爆炸危险场所的影响一般是15ｍ范围以内;火灾的影响距离约10ｍ。像甲醇这样的甲类易燃液体,正常操作时,

其蒸气的扩散范围约3ｍ以内;泄漏后其蒸气的扩散范围在10～15ｍ内。

313储罐之间的防火间距：储罐之间应留有一定的防火距离,其确定

依据了物料的危险性、储罐的结构、容量、消防力量及操作要求等

因素,同时考虑着火几率极小,尽量减少占地、消防设施统一、节省

管道等因素。

32储罐型式：液体储罐的型式很多,按建造材料可分为金属罐和非金属罐两种。金属罐应用广泛;非金属罐(如砖砌、混凝土和橡胶储罐)

导电性能差,易遭受雷击,加之罐容往往较大,着火难以扑救,特别是

黄岛油库大火之后,国家已禁止建造此类储罐(用于储存石油产品)。

金属储罐的种类较多,从结构形式讲有立式、卧式、圆柱形、球形、

椭圆形、浮顶罐等。然而,国内外广泛应用的是立式拱顶罐和浮顶罐。储存甲醇则宜首先选择浮顶罐,其次为拱顶罐。若选取拱顶罐,考虑