第七章油库安全技术(2)

1第七章油库安全技术第一节油库消防第二节油库防雷第三节油库防静电2一、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库外火源第七章油库安全技术§7.1油库消防技术3二、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）第七章油库安全技术§7.1油库消防技术4§7.1油库消防技术第七章油库安全技术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54、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、离子的具有一定能量的活性基因，或称活化基、活化中心。主要是原子氧、氢、氢氧化合物：（*表示是活化基）氢的燃烧，连锁反应可以写成下面几个步骤+§7.1油库消防技术第七章油库安全技术形成活化基增殖的反应链。)(2)(22*2***2**2*OHHHOHOHHHOOHOOH*222*323HOHOHH***OHOH、、6（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。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。§7.1油库消防技术第七章油库安全技术7（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ｂ、复杂分解爆炸ｃ、爆炸性混合物爆炸由可燃气体、蒸气及粉尘与空气混合形成的混合物的爆炸均属此类爆炸。§7.1油库消防技术第七章油库安全技术8§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。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。第七章油库安全技术9§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、卤化物和空气泡沫。第七章油库安全技术10§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。第七章油库安全技术11§7.1油库消防技术第七章油库安全技术（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。12§7.1油库消防技术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℃。第七章油库安全技术13（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（）；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（）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。/,/mincmhmm第七章油库安全技术§7.1油库消防技术2/kgmh14（3）油罐内油品燃烧火焰的特征①火焰的高度通常认为：焰高焰高②火焰的倾斜度有关资料提供了这样的几个实验数据：无风条件下：倾角0～15°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。6,6,DmDm第七章油库安全技术§7.1油库消防技术1.52~3HDHD4/ms15§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：罐顶破坏，75%；罐壁、底破坏，4%；无破坏，21%。第七章油库安全技术16§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。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。第七章油库安全技术17§7.1油库消防技术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。第七章油库安全技术18§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。计算热波发生的时间：—水垫层以上油层厚度，；—热波速度，；=0.3～1.1（实验统计）；—从发生火灾到开始喷溅的时间，。RHtV第七章油库安全技术HRVRVtm/mh/mhh19§7.1油库消防技术六、低倍数空气泡沫灭火系统的设计（一）空气泡沫的制备泡沫液泡沫混合液空气(机械)泡沫加水加空气比例混合器泡沫产生器泡沫混合液=泡沫液:水6:94或（3:97）第七章油库安全技术20§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%控制时间第七章油库安全技术21§7.1油库消防技术（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。第七章油库安全技术22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)第一个汉字的声母；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。Y—表示压力比例混合器；16、32—最大混合液输出量压力比例混合器进口压力要求：6×105～12×105。/Ls第七章油库安全技术§7.1油库消防技术/LsPa23（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。1.泡沫混合液供给强度定义：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。用表示，常用单位。2(/min)hZLmhZ第七章油库安全技术§7.1油库消防技术2/minLm24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)液体类别混合液供给强度连续供给时间（）固定式、半固定式移动式甲、乙6.08.040丙6.08.0301h)min/(21mLZh第七章油库安全技术§7.1油库消防技术min25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）)min/(22mLZh泡沫产生器供给强度保护周长()连续供给时间()型号混合液流量PC4240()12.51830PC8280()12.536302h第七章油库安全技术§7.1油库消防技术minmmin/Lmin/L26§7.1油库消防技术2.扑救油罐火灾泡沫混合液计算耗量混合液的流量式中：：油罐一次灭火所需的泡沫混合液量，：泡沫混合液供给强度，：燃烧面积，：泡沫混合液连续供给时间，hGQhGhQZFhGhhQQZF第七章油库安全技术hZFL2/minLm2mmin27固定顶油罐F=储罐的横截面积外浮顶罐F=油罐壁板与泡沫堰板之间的环形面积内浮顶罐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F=油罐壁板与泡沫堰板之间的环形面积11hGhhQZF22hGhhQZF11hGhhQZF第七章油库安全技术§7.1油库消防技术22hGhhQZF28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。“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。第七章油库安全技术§7.1油库消防技术293、扑救液体流散火灾所需泡沫混合液的量式中：：泡沫枪泡沫混合液工作流量,：泡沫枪数：混合液连续供给时间，见下图表3pQq3hLpQpQhQqn第七章油库安全技术§7.1油库消防技术pQn3hmin/minL30油罐直径()PQ8型泡沫枪数量(支)连续供给时间()2311023～33220333303hm表3第七章油库安全技术§7.1油库消防技术minn314.泡沫液耗量式中：：油库一次灭火所需的泡沫液量，：泡沫混合液中泡沫液所占的百分比。hGQyehGhLQQQm第七章油库安全技术§7.1油库消防技术mL325.消防用水总量配置泡沫混合液的用水量冷却着火油罐的用水量或冷却邻近油罐的用水