刍议石化储罐区的消防安

【摘要】本文分析石化油罐区火灾特点、消防安全监控要求和消防应急处置方法，探讨罐区可燃气体泄漏和消防监控系统的设计原则与构成方法，并通过实例说明石化储罐区泄漏监测、安全监控和消防联动三级处置措施。

【关键词】可燃气体，易燃液体，油罐区，泄漏监测，

1． 前言

随着我国社会主义现代化建设事业的发展，国内各地炼油厂、石油化工厂、石油库、液化气库等易燃易爆场所的数量和规模都相当可观。鉴于油罐区特殊的火灾危险性，在罐区内设计安装监测与消防安全监控系统具有实际意义，其目的在于将罐区内诸多的危险因素及环境和工艺参数给予实时监测、报警和监控，分析判断储罐区的安全状态，及时预测可能的事故后果和消除事故隐患，避免火灾事故发生。

2． 油罐区火灾特点及原因

石化储罐区储存的物质主要是油品及液化气等可燃、易燃液体，可燃液体常温下遇点火源易起火燃烧，且具有流淌性，装盛可燃、易燃液体的容器、管道一旦发生泄漏，会产生可燃气体及易燃液体蒸汽，尤其是蒸汽压较高的可燃液体，在流淌过程中液体蒸发速度加快，不断地从液面散发可燃蒸汽，一旦接触火源，即使是极其微小的火花，都有引起燃烧爆炸的危险。石油产品的火灾有以下特点及原因：

（1）着火速度快，火势凶猛。按一般规律，燃烧可分为初起阶段、发展阶段、猛烈阶段。而石油产品着火，分三个阶段，亦不明显，而且在极短的时间内，甚至在一瞬间，就形成了火海，其速度之快，火势之凶猛，是石化储罐火灾特点之一。由于石油产品易燃烧的特性，主要是以其闪点、燃点、自然点来衡量的。一般石油产品的闪点与燃点相差约1―5℃；即使闪点在100℃以上的石油产品，其燃点比闪点仅高30℃。例如：汽油的闪点是-50℃―30℃，爆炸极限上限6.48，下限1.58，自然点是415℃―530℃，一旦泄漏，迅速变为油蒸汽与空气混合，形成易燃、易爆气体。它被气流推动、扩散，其漂移距离一般在45.7左右，这时，哪怕是遇到闪电一样的火花，刹那间也会引起一场火灾，其火势就在整个油蒸汽范围内猛烈燃烧。所以，闪点越低的石油产品，其火灾危险性越大，燃烧速度越快，火势凶猛。

（2）火焰高，辐射强。例如一个5000 M3油罐燃烧时，若直径为11.5 M3时，其辐射热度平均值为1400大卡/平方米•小时；若直径为23m时，则为3000―4000大卡/平方米•小时。

(3)烟雾大，毒气重。石油产品一旦着火，其烟雾和有毒气体，比其他物质高出34倍，特别是部分原料其本身就有毒性，如二氧化硫、硫化氢、一氧化碳、环氧乙烷等。如果火场中有这些有毒物料，其有毒气体会更浓。

(4)爆炸危险性大，连锁反应快。石化储罐区一旦有易燃液体、气体泄漏，遇火星，即可闪燃或因超温超压引起爆炸，如果扑救措施不力。则易引起连锁反应，造成损失。

(5)冲击波力大，破坏性强。石化储罐区生产装置一旦发生火灾爆炸事故，其冲击波在瞬间可摧毁设备和厂房。

(6)受热膨胀快，流动范围广，扩散快。石油产品受热后体积膨胀快，同时蒸汽压力增强，若物料储存于密闭的容器中，就会造成容器的膨胀，甚至炸裂；一旦发生破裂，液体泄漏出，就会流动扩散；而液体流动扩散的强弱取决于油品本身的黏度，黏度低则流动扩散性强，会向四周流散，造成大面积燃烧。

(7)容易蒸发，火灾难以控制。石油产品尤其是轻质油品具有易蒸发特性，比重越轻的油品其蒸发越快，闪点亦越低，火灾危险性越大。石油产品的蒸发有两种状态：静止蒸发是指在比较严密的容器内的油在空气不太流通情况下，液面发生的蒸发现象；流动蒸发是指油品在进行泵送或灌装时，油品或周围的空气处于流动情况下，或二者都处在流动情况下所发生的蒸发现象。石油产品的蒸发速度与温度、蒸发面积、液体表面空气流动速度、液面承受的压力、比重等因素有关；蒸发速度较快的油品，其蒸发油气在空气中的浓度易超过爆炸下限而形成爆炸性混合物，且其比重一般在1.59-4.00之间，往往在作业区空间、地面弥漫飘荡，在低洼处聚积不散，大大增加了火灾危险性。

(8)容易沸腾突溢。储存重质油品的油罐着火后，由于辐射热作用、热波作用和水蒸气作用，有时会引起油品沸腾突溢，使燃烧的油品大量外溢，甚至从罐内猛烈喷出，扩大灾情。

(9)容易产生静电。石油产品的电阻率一般在1012Ω•cm左右，当沿管道流动与管壁摩擦和在运输过程中因震荡与车、船管壁冲击，以及在装卸、灌装、泵送等作业过程中，都会产生静电且电位高达2-3万伏。静电的主要危害是静电放电；当静电放电产生的火花能量达到或大于油品蒸汽的最小点火能量时，会立刻引起燃烧或爆炸。

(10)容易出现超稳、超压、超负荷引起容器破裂泄漏发生火灾爆炸事故。

3． 油罐区火灾安全监测及消防监控需解决的问题 。

石化消防安全的核心问题是通过监控手段保障生产过程安全。在石化生产过程体系中某一环节的消防安全问题，应与石化生产体系及生产工艺紧密结合、与企业发展决策紧密结合。因此，石化储罐区可燃气体及易燃液体泄漏检测与消防监控与消防监控系统在设计中需解决下列问题：(1)充分考虑生产过程复杂的工艺安全因素、被保护对象火灾特殊性、或蔓延和连锁反应问题，实现消防安全与生产工艺相结合。(2)通过计算机通信、控制与信息的有机结合 ,实现不同消防安全单元或区域、不同消防安全监控设备的纤细交互。(3)进行消防安全信息化管理，实现数据库的图形化及可透视性、消防安全信息共享和消防安全事故分析诊断。

4. 石化储罐区泄漏监测与消防设备联动要求 。

4.1监测系统的主导思想 。油罐区火灾监控系统是以火灾为监测对象，根据防灾要求和特点而设计、构成和工作的，是一种及时发现和通报火情，并采取有效措施控制和扑灭火灾而设置在油罐对象中的自动消防设施，是将油罐火消灭在萌芽状态，最大限度地减少火灾的有力工具。随着社会对消防和救灾抢险工作提出越来越高的要求，消防技术设施和消防技术手段之一，也越来越显示出它的重要性。

4.2监测系统的监测参数。 (1)机械――罐体、阀门、管件以及支撑建筑物的强度； (2)工艺――储罐内部的压力、温度、液体、成分、以及与储罐内物理化学状态密切相关的流量等；(3) 气象――风速、风向、气温、气压、温度；(4)火险――液化石油气包括许多易燃易爆气体，它是由石油经过石油化工厂过程中得到的，主要成分有乙烷、丙烷、丁烷、丙烯丁烯等等，火险分类为甲类。

4.3泄漏监测要求。根据石化储罐区特殊的火灾危险性和可燃气体及易燃液体泄漏监测实际需要，其消防安全监测参数主要是可燃气体浓度、成分、温度、液位或压力等工艺参数。此外，石化储罐区的火灾监测参数应充分考虑罐区特点来确定，当储存油品为原油等重质油品时，因其含碳量较多，燃烧将产生大量的烟气，火灾探测的重点是对烟气浓度的探测。

总体来讲，石化储罐区消防安全监测要求是通过对工艺参数和火灾参数的实时监测和数据分析，实现参数异常情况及时报警并预测判断可能的后果，采取有效的联动控制方式，启动消防安全设施及灭火设施。据此，在石化监测环境中工艺参数的监测要求，主要是有效测量各类参数，分析预测石化储罐区的安全状态、事故可能性及火灾危险性，根据判断结果采取相应的安全措施；对火灾参数的监测要求是在火灾初期对烟气浓度、温度、光辐射强度等进行有效监测，综合分析监测数据，及时产生报警信号及联动控制信号，有效启动现场灭火设备。

4．4消防设备联动控制要求。石化储罐区的消防设备主要包括火灾警报装置、灭火设备及安全操作设备。火灾警报装置是为了在安全参数出现异常或火灾发生时产生及时报警，主要设备有警铃、水力警铃、事故广播等。灭火设备是为了在火灾初期有效的控制火势，及时扑灭初起火灾，主要设备有消防炮、泡沫泵、自动喷淋泵等。安全操作设备是为了在安全参数出现异常时对物料管线及各种控制阀门进行控制和操作，如压力阀等。