液化石油气站消防管理

出处:按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第三卷》第1628页(9771字)

液化石油气站有储配站、供应站和储配供应站之分。石油化工厂的液化石油气站多数是储配供应站,是专门储配、供应、接卸、输送液化石油气的场所,一般由储罐或储罐区、灌瓶间、压气机室、接卸站台、槽车及槽车库、气瓶及气瓶库等组成。

液化石油气是一种火灾爆炸危险性较大的可燃气体,在储配、供应、接卸、运输过程中,稍有不慎,逸散到空气中,遇到点火源,就会发生火灾爆炸事故,造成严重危害。例如,某市煤气公司液化石油气厂由于一球形罐焊缝断裂,泄漏出大量液化石油气,沿地面扩散到约150m处遇明火发生一场特大火灾爆炸事故,烧死31人,烧伤55人,直接经济损失539万元,并使48个工厂企业停产26小时,间接损失近百万元。可见,做好液化石油气站的安全防火工作,十分必要。

(一)液化石油气的组成及特性

液化石油气是石油气经加压或降温后而成的液态烃混合物。它是从石油、天然气开采和石油炼制加工过程获得的副产品。其主要成分有:丙烷、丁烷、丙烯、丁烯和丁二烯,还含有少量的甲烷、乙烷、戊烷、硫化物等杂质。从不同生产过程得到的液化石油气,其组成有所差异。我国的液化石油气按原石油工业部规定的质量标准,可分为如表5-4-16所示的四种规格。

表5-4-16 液化石油气的组成及质量指标

注:①C3-按丙烷计;C4-按丁烷计。

②计算成分:1#-C3100%;2#-C3、C4各50%;3#-C330%,C470%;4#-C4100%。

液化石油气具有如下五个方面的特性:

1.常温易气化

液化石油气在常温常压下的沸点低于-50℃,因此它在常温常压下易气化。1升液化石油气可气化成250~350L,而且比空气重1.5~2.0倍。由于气态液化石油气比空气重,所以泄漏时常常滞流聚集在地板下面的空隙及地沟、下水道等低洼处,一时不易被吹散,即使在平地上,也能顺风沿地面飘流到远处而不易逸散到空中。因此,在储存、灌装、运输、使用液化石油气的过程中,一旦发生泄漏,远处的明火也能将逸散的石油气点燃而引起燃烧或爆炸。

2.受热易膨胀

液化石油气受热时体积膨胀,蒸气压力增大。其体胀系数在15℃时,丙烷为0.0036,丁烷为0.00212,丙烯为0.00294,丁烯为0.00203,相当于水的10~16倍。随着温度的升高,液态体积会不断膨胀,气态压力也不断增加,大约温度每升高1℃,体积膨胀0.3~0.4%,气压增加0.02~0.03MPa。国家规定按照纯丙烷在48℃时的饱和蒸气压确定钢瓶的设计压力为1.6MPa,在60℃时刚好充满整个钢瓶来设计瓶内容积;并规定钢瓶的灌装量为0.42kg/L,在常温下液态体积大约占钢瓶内容积的85%,留有15%的气态空间供液态受热膨胀。所以,在正常情况下,环境温度不超过48℃,钢瓶是不会爆炸的。如果钢瓶接触热源(如用沸水烫、用火烤或靠近供热设备等),那就很危险了。因为温度升高到60℃时钢瓶内就完全充满了液化石油气,气体膨胀力直接作用于钢瓶,尔后温度再每升高1℃,压力就会急剧增加2~3MPa。钢瓶的爆破压力一般为8MPa,此时温度只要升高3~4℃,钢瓶内的气压就可能超过其爆破压力而爆炸。如果超量灌装钢瓶,那就更危险了。据实验,规定灌装量为15公斤的钢瓶,超装1.5kg,在35℃时液态就充满了瓶内容积,在40℃时就有可能引起瓶体爆炸;若超量灌装2.5kg,在20℃时液态就充满了瓶内容积,在25℃时就可能使钢瓶爆炸。如某地一用户为贪小便宜,通过私人关系在液化气站往15kg钢瓶内多灌了2kg液化石油气,拿回家停放不久就爆炸了,造成物毁人亡。

3.流动易带电

液化石油气的电阻率约为1011~1014Ω·cm,流动时易产生静电。实验证明,液化石油气喷出时产生的静电电压可达9000V以上。这主要是因为液化石油气是一种多组分的混合气体,气体中常含有液体或固体杂质,在高速喷出时与管口、喷嘴或破损处产生强烈摩擦所致。液化石油气中含液体和固体杂质愈多,在管道中流速愈快,产生的静电荷也就愈多。据测试,静电电压在350~450V时所产生的放电火花就可点燃或点爆。

4.遇火易燃爆

液化石油气的爆炸极限约为2%~10%,自燃点约为446~480℃,最小引燃(爆)能量约为0.26mJ。就是说,液化石油气在空气中的浓度处2%~10%的范围内,只要受到0.26mJ点火能量的作用或受到446~480℃点火源的作用即能起火燃烧或爆炸。1kg液化石油气与空气混合浓度达到4%(化学计量浓度)时,能形成12.5立方米的爆炸性混合气,爆速可达2000~3000m/s,爆炸威力相当于10~20kg梯恩梯爆炸的当量。在标准状况下,1m3液化石油气完全燃烧大约需要30m3的空气,产生100760kJ的热量,形成2100℃的火焰温度。可见,液化石油气一旦燃爆,将会造成严重危害。

5.含硫易腐蚀

液化石油气中大都含有不同微量的硫化氢。硫化氢对容器设备内壁有腐蚀作用,含量愈高,腐蚀作用愈强。据测定,民用液化石油气中硫化氢对钢瓶的内腐蚀速度可高达0.1毫米/年。液化石油气容器是一种受压容器,内腐蚀可使容器壁变薄,降低容器的耐压强度,缩短容器的使用年限,导致容器穿孔漏气或爆裂,引起火灾爆炸事故。同时,容器内壁因受硫化氢的腐蚀作用会生成硫化铁粉末,附着在容器壁上或沉积于器底部,随残液倒出,遇空气还有生热引起自燃的危险。

(二)事故易发部位及危险点

1.罐区

罐区内设置各种盛装危险品的压力储罐以及附属设施,如果罐区选址不当,地面坑洼不平,布局不合理,防火间距不够,消防水源不足,消防道路不畅通,防雷设施不完善等,都会带来火险隐患,一旦发生火灾,容易蔓延,难于扑救。

2.储罐

储罐为盛装液化石油气的压力容器,易燃易爆程度超过汽油。由于罐体材质及附件的缺陷、灌装操作失误、疏于试压检修等原因,容易发生泄漏、着火、爆炸事故。

3.灌瓶间

在灌瓶间里,因气瓶完好程度不同,同时灌装的注气连接口又多,装、卸操作频繁,气流速度大,静电的危险性增多,灌满程度、气温高低、通风排气条件好坏等一系列因素,都可能造成火灾爆炸事故。

4.压气机室及仪表间

在压气机室及仪表间,因周围是易燃易爆物品,处于爆炸危险区域,设备故障和仪表失灵误动作等都可能带来严重火险,导致火灾爆炸事故。

5.接卸站台

接卸站台有各种装卸设备和管道,容易发生跑、冒、滴、漏,是事故多发区。

6.汽车槽车

汽车槽车是运输和装卸液化石油气的机动压力容器,由于槽车罐体材质缺陷,安全附件不齐配或失灵,严重超装,进入装卸区排气管不戴火花熄灭器或静电接地不良,误起动槽车拉断卸气管而造成大量液化气泄漏等原因,都有可能造成火灾爆炸事故。

7.气瓶库

气瓶库内存放大量实瓶和空瓶,由于气瓶本身的缺陷,角阀不良,严重超装以及气温、通风、搬运等一系列原因,都可能招致爆炸火灾事故。

8.液化气管道

从炼油厂或石油化工厂的液化气储备供应总站的储罐到火车或汽车装车站台,以及从卸车站台送到分配、零售站的储罐,再送灌瓶间装瓶,都需要管道密闭输送。液化气管道涉及的面和点很宽很广,由于压力大、流速快,泄漏和静电带来的危险比较突出。已有多起事故都是因为管子断裂、阀门漏气,高压液化石油气喷出,遇明火或静电放电火花引起着火爆炸。

(三)防火检查重点及控制点

1.罐区

(1)罐区宜布置在厂(站)常年主导风向的下风侧或平行下风侧,并选择通风良好的地段单独设置。罐区与其他建(构)筑物、堆场应保持《建筑设计防火规范》和《石油化工企业设计防火规范》规定的防火间距。

(2)罐区的地坪要铺筑,无裂缝、洼坑,并定期拔出高棵植物和枯草。

(3)罐区应设高度不低于1m的非燃烧体实体防护墙,穿墙的套筒孔应填塞完好。

(4)罐区防护墙外应有环形消防车道,并应保持经常畅通无阻。

(5)罐区内的排水应经水封井排除。要求水封层不小于25cm,井内无沉渣淤泥,水封井上冻前应淘尽存水。

(6)罐区内应有消防给水设施(消防给水管网或消防水池),其消防用水量应满足在火灾延续时间内冷却用水量和水枪灭火用水量之和。

(7)在罐区内外30m内不得有与管沟直接连通的设施,如因工艺特别需要,则应有防止气体窜入沟内的措施。

(8)罐区一般应设置独立避雷针。电气设备应按1级区爆炸危险场所考虑。

(9)罐区内应备有移动式水枪和干粉灭火器水枪数量不少于4支,每支供水能力不小于7.5L/s。干粉灭火器按每个储罐设置两具计算,其总量不少于4具,至少分两处放置。

2.储罐

(1)不论常温压力或低温常压储罐,都必须罐形完好,无凹不瘪,不渗不漏,罐座正立坚固,经压力容器管理部门检验合格。

(2)罐体、罐座如刷银灰色防火涂料或其他防腐油漆,应封闭无脱落。颜色发暗、有浮锈出现迹象时,应及时更新。

(3)储罐的安全附件应齐全、灵活可靠,无变形渗漏。安全附件通常有人孔、放空口、安全阀、压力表、液位计、温度计、截止阀等。校验合格的安全阀、压力表应加铅封。液位计的保护套要坚固可靠,禁止采用玻璃管液位计。

(4)大型液化石油气储罐或储罐组,应尽可能采用压力、温度、液位、油气浓度等参数就地显示,超标报警。罐上安装传感控制设备时,必须按爆炸危险场所电气设置的规定办理。

(5)炼油厂或石油化工厂的液化石油气储罐的安全阀和放散管应通过阻火器、凝结液回收器后通向火炬,以便在事故、检修时安全排放物料。

(6)储罐和与之相连的管道应设防雷设备和静电接地装置,其接地电阻分别不得大于10Ω和30Ω。如三种接地共用,以最小值为准。

(7)储罐灌装系数应严格控制在0.85以下,不得超装;储存温度应保持在48℃以下,不得越逾。

(8)储罐使用1年后要进行1次全面检查,以后每年至少进行1次外部检查,每3年进行1次内外部检查,每6年进行1次全面检查。

3.灌瓶间

(1)手工或半机械化、半自动化灌瓶,通常将灌瓶间和气瓶库布置在一个建筑物内。灌瓶间一般采用封闭式,而附属的气瓶库则采用半开敞式,两者之间用防火墙分隔,且各自设出入口。

(2)灌瓶间的建筑耐火等级不应低于二级。采用金属门窗时,应有防止碰撞产生火花的措施。地面应采用电阻率为106~108Ω·cm的不发火地面,禁止铺绝缘橡胶垫。

(3)灌瓶间应有良好的通风设施。采用机械通风时,换气次数不小于10次/h,通风量不小于0.5m3/m2·min,排风量从底部为2/3,从上部为1/3,所有通风排气设备均应为防爆型。采用自然通风时,通风口总面积按300cm2/m2计算,其通风孔应紧挨地面分开设置。

(4)灌瓶间内的电气设备,除灌瓶嘴处1m范围为0级区外,均按1级区爆炸危险场所选型。所有电线均应铠装敷设。所有金属设备、管道,包括灌瓶枪和称瓶台秤,均应良好接地,其接地电阻不得大于10Ω。

(5)旋塞或其他注气阀门必须启闭灵活,管组和各个接口应严密无泄漏。

(6)气瓶应有合格检验证。瓶体无裂纹、鼓泡,焊口无开裂、气孔,角阀严密完好,标志清晰,不符合要求者拒不灌瓶。

(7)应在专门地方,利用吸液器、抽真空设备或气体置换设备回收残液,集中处理,不准随意排放。

(8)气瓶的充满度不超过85%(体积),灌瓶压力不超过1.6MPa。

(9)灌瓶间宜设气体浓度测定、显示、报警器。

(10)作业人员应穿戴防静电服装鞋帽,不带硬质金属工具和用具。

(11)日装瓶量超过3000瓶的灌瓶间、实瓶库,应设雨淋喷水灭火系统。车间内应每50m2配置1只8kg手提式干粉灭火器,但至少不得少于2只,且应分两处放置。

4.压气机间及仪表间

(1)压气机问及仪表间的建筑防火要求及电气设备、接地装置和移动式灭火器配置的要求,同“灌瓶间”。

(2)与灌瓶间合建成一幢建筑物时,其间应用防火墙分隔,门窗开口之间水平距离不应小于6米。

(3)室内应通风良好,保持空气新鲜,石油气在空气中的含量不应超过300mg/m3

(4)压气机宜为活塞式,安全阀开启压力为2.65±0.05MPa,进气温度≤50℃,排气温度≤100℃,润滑油温度≤60℃,真空度为0.0789MPa。

(5)压气机必须配备异步防爆电机、防爆磁力起动器、弹簧式安全阀和进气过滤器。

(6)在压气机进口管上应安装气液分离器,在气液分离器上还应安装安全阀、压力表、排出接口等安全附件。

(7)在压气机出口管口上应安装油气分离器,定期排放油气分离器中的油污,并用容器回收。

(8)在压气机气体吸入管路上应设有闸阀和压力表,在压出端应设有单向阀和闸阀,以防压气机停车或因故障使机内压力降低时气流由压出干管回流到机内引起灾害事故。

(9)各种测量、控制仪表应灵活、准确,不误动作,显示清晰。

5.气瓶库

(1)气瓶库应为一、二级耐火等级的单层建筑,宜采用半敞开式,地脚窗,保持良好通风。

(2)库房屋盖应采用轻型石棉瓦,地面为碰击不产生火花的材料浇筑。门窗向外开,玻璃刷白色,防止阳光直射。

(3)库内照明、排风等用电设备应符合1级区爆炸危险场所的防爆要求。

(4)气瓶库如与营业室、值班室等布置在同一建筑物内,则应用实体防火墙分隔。实瓶库与空瓶库设在同一库房时,应用铁栅栏隔开,而且应分别上锁。

(5)单独仓库的总储瓶数不宜超过360瓶(按15kg瓶计)。

(6)实瓶应直立排放,瓶装15kg以上者,只放一层,15kg以下者可放两层。

(7)条件允许时,气瓶外应套胶圈,无胶圈的气瓶要防止倾倒、滚撞。装运时要加垫并牢固靠紧,避免相互磨碰。搬运时,禁止拖拉、摔滚、抛掷。

(8)夏天库房内气温不宜超过35℃,防止膨胀超压。冬天的气温设法保持在-35℃以上,避免搬运时焊口产生冷脆破裂。

(9)角阀关闭不严、坏扣、底座与提手松动、标志不清晰的气瓶不准入库和出库。

(10)库内每50m2设2只8kg手提式干粉灭火器,2块石棉毯。

6.接卸站台

(1)铁路专用线和接卸站台的防火安全要求参见本节之四的有关内容。

(2)铁路罐车组多于4辆时,应建栈台,1至3辆可在站台上设固定卸车管组,并在站台往储罐输液管路上的方便地方设紧急切断阀。管组和卸车设备应严密、牢固、无泄漏。

(3)汽车接卸站与停车位置之间应设有缓冲防撞设施,并有各型车辆的停车标志。

(4)汽车进入作业区时应戴火星熄灭器,排气管上有防护套,必要时要浇水降温。

(5)卸车管组应坚固、严密、无泄漏。

(6)在卸车未完和卸车管阀未关闭之前,不准发动和起车。

(7)接卸台应有防雷、防静电接地装置,并设置与罐(槽)车连接的静电接地线的接头;照明等电气设备应为防爆型。

(8)铁路接卸站台按每12m设1个8kg手提式干粉灭火器,且一个站不少于2个;汽车装卸站台按2个以上8kg手提式灭火器设置。

7.汽车槽车及车库

(1)槽车罐体的材质必须符合《钢制石油化工压力容器设计规定》的要求。其设计压力在50℃时,液化石油气饱和蒸气压大于1.65MPa者为2.2MPa,余者为1.8MPa。

(2)槽车应有产品合格证、产品质量证明书和产品使用说明书。

(3)罐体上应有固定的金属铭牌,标记车型和名称、充装介质、设计压力、设计温度、最大充装量以及产品编号、制造日期、制造厂家等。

(4)槽车上应设置灵活可靠的安全阀(内置全启式)、液而计、压力表、温度计、紧急切断阀、防波隔板、接地链等安全附件,其电气设备应为防爆型。

(5)罐体外表面应涂银灰色,沿罐体水平中心线四周涂刷一道红色色带,罐体两侧中央部位用红色漆喷写“严禁烟火”字样。

(6)槽车的每一侧至少有一只5kg以上的干粉灭火器或4kg以上的1211灭火器。

(7)槽车的最大充装量为0.42kg/L,严禁超装,严禁用汽车槽车在站内或站外灌瓶。

(8)槽车车库宜设在液化气站生产区边缘靠近出口处,采用一、二级耐火建筑。库内要通风良好,照明等电气设备应符合防爆要求。库内禁止设地下室、地沟,禁止修理车辆和放置易燃易爆物品。

8.液化石油气管道

(1)采用无缝钢管地面架设,尽量不埋没。一般情况下,不用管沟,如局部地方必须采用管沟敷设时,要用净砂填实,防止液化石油气漏入沟内积聚。

(2)管道连接,除安装附件和设备处采用法兰或螺纹连接外,均应采用焊接。

(3)经常操作的、并联管道上的阀门可集中布置。

(4)凡属封闭形管道以及两个关闭阀之间的管段应设安全阀,防止压力升高胀裂管道及管道上的附件。

(5)局部地方采用耐高压橡胶软管时,其允许耐压压力不应小于管道设计压力的4倍。

(6)距离不大于100mm的并列和交叉管道,应作感应电跨接,其接触电阻应小于0.03Ω。管道每隔50m设静电接地极1组。每年检查2次接地电阻。

(7)管道的最低处要设凝结液回收罐,管道的最终点应设排水器。

(8)为了与其管道相区别,液化气液相管应涂灰色,气相管涂黄色。

(9)每日巡查1次管道的连接件,如法兰、丝扣、焊缝、阀门、垫片及填料等有无裂开、破损而发生泄漏的现象。

(10)每年检查1次管道的腐蚀情况,特别是弯头和连接处,用探针或测厚仪检查,如余厚小于原来的一半时应更新。个别管段虽不超标,但发现有生锈和蚀坑时,应重新刷防腐油漆。

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