液化石油氣儲罐對火災(zāi)的熱響應(yīng)及消防設(shè)計

1、液化石油氣儲罐對火災(zāi)的熱響應(yīng)及消防設(shè)計液化石油氣儲罐對火災(zāi)的熱響應(yīng)及消防設(shè)計作者：邢志祥蔣軍成摘要:介紹了液化石油氣儲罐在火災(zāi)作用下的熱響應(yīng)變化規(guī)律，分析了其發(fā)生失效的原因，并提出了消防設(shè)計的原則和建議。關(guān)鍵詞:液化石油氣；儲罐；火災(zāi)；熱響應(yīng)；消防1引言液化石油氣是工業(yè)和民用中應(yīng)用十分廣泛的一種燃料。由于它具有易燃、易爆等危險性，在生產(chǎn)、運輸和使用中極易發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故。液化石油氣儲罐周圍一旦發(fā)生火災(zāi)，在火災(zāi)環(huán)境的影響下，儲罐內(nèi)液化石

2、油氣的溫度和壓力會迅速升高，同時儲罐的強度會迅速下降，在一定條件下儲罐即會發(fā)生破裂和爆炸，并進而引起沸液蒸氣爆炸(BLEVE)，引起爆炸沖擊波、容器碎片拋出及巨大的火球熱輻射，對周圍的人員、建筑和設(shè)備造成更大的破壞。國內(nèi)外曾多次發(fā)生液化石油氣火災(zāi)并引起連鎖爆炸的事故。造成慘重的損失。如1984年墨西哥一液化氣儲配站由于液化石油氣泄漏引起火災(zāi)，使兩個球形儲罐破裂，液化氣大量泄漏引發(fā)大火，高溫火焰包圍了附近的容器，相繼造成多臺容器破裂爆炸，

3、導(dǎo)致500多人死亡，7000多人受傷，大量工業(yè)和生活設(shè)施毀壞，成為人類工業(yè)史上最為嚴重的事故之一。1998年西安液化石油氣站由于液化石油氣在一球罐底部泄漏，引發(fā)火災(zāi)，在火焰高溫的作用下相繼造成2個400立方米的球罐相繼發(fā)生爆炸，并引起B(yǎng)LEVE，造成十多人死亡，數(shù)十人受傷，直接經(jīng)濟損失400多萬元。因此了解和掌握液化石油氣儲罐對火災(zāi)的熱響應(yīng)規(guī)律，從而采取適當?shù)拇胧┓乐箖薨l(fā)生爆炸，是預(yù)防和控制重大事故發(fā)生的關(guān)鍵。本文重點介紹液化石油氣儲

4、罐對火災(zāi)的響應(yīng)規(guī)律，并提出了消防設(shè)計的要求和原則。2液化石油氣儲罐對火災(zāi)的熱響應(yīng)液化石油氣儲罐在周圍發(fā)生火災(zāi)時，由于火災(zāi)對容器表面的熱輻射和對流傳熱的影響，會使儲罐發(fā)生一系列的熱響應(yīng)。由于工業(yè)界對安全的迫切需要及其學術(shù)上的綜合性和復(fù)雜性，世界各國都投入了大量的人力和財力對此進行了深入廣泛的研究。研究的方法主要包括試驗研究、理論和計算機模擬研究、典型事故分析研究等。試驗研究是將不同比例、不同形狀的容器置于不同的火災(zāi)環(huán)境中，對響應(yīng)過程和有關(guān)

5、參數(shù)如溫度、壓力、熱通量等進行動態(tài)的觀測和測量，從而揭示容器失效過程、失效處理及危害性預(yù)測。理論和計算機模擬研究是根據(jù)二維或三維的質(zhì)量、動量和能量平衡方程進行較為復(fù)雜的場模擬或基于試驗研究的結(jié)果進行簡化的區(qū)域模擬，以及將場模擬和區(qū)域模擬結(jié)合起來的混合模擬，由于建立的復(fù)雜的偏微分方程組很難求得理論解，因此一般是借助于計算機進行數(shù)值求解。典型事故分析是收集以往發(fā)生的事故的有關(guān)數(shù)據(jù)資料，并進行進一步的統(tǒng)計和理論分析，從而揭示其規(guī)律性。液化石油

6、氣儲罐的熱響應(yīng)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：3.1.1固定噴淋水量根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》(GB5016092(以下簡稱“石化規(guī)”)第7.9.2條規(guī)定“液化石油氣儲罐容積大于100m3時，應(yīng)設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)”[1]，其冷卻水用量為:著火罐：Q著=PD2q1(1)相鄰罐：Q鄰=PD2q2(2)式中：Q著——著火罐固定消防冷卻用水量(Lmin)；Q鄰——相鄰罐固定消防冷卻用水量(Lmin)；D——球罐直徑(m)；q1q2——著火罐