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液化石油氣的防火防爆 |建筑消防
發(fā)布日期：2016-07-21 22:02:49
一、爆炸概述
可燃物質引起燃燒和爆炸的條件是：
① 可燃物質在空氣中的濃度在著火濃度(或爆炸極限)之內；
② 有點火源。
在一定的著火濃度下，閃點越低，越易發(fā)生燃燒，其火災危險性就越大。根據閃點高低，油品的閃點(珞)分為二類四級。即
一類一級 tF＜28℃
一類二級 tF=29～45℃
二類三級 tF=46～120℃
二類四級 tF≥121℃
一類油品叫做易燃液體，二類油品叫做可燃液體。
《建筑設計防火規(guī)范》(GN 16—87)對生產的火災危險性分類已做出明確規(guī)定，根據液化石油氣的主要特征(表4-24)，表明液化石油氣儲配站火災危險性屬于甲類。因此，從事這項工作的工人和工程技術人員，必須嚴格掌握安全防火、防爆基本知識，并制定預防事故發(fā)生的必要措施。
表4-24 低級烴的著火特性
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序號
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介質分子式
|
大氣壓下液體沸點/℃
|
液體的閃點/℃
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氣體自動著火溫度/℃
|
在空氣中的爆炸極限/%
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|
1
|
CH4
|
-161.5
|
-175
|
595
|
5.3～14
|
|
2
|
C2H6
|
-88.6
|
-125
|
510
|
3.1～12.5
|
|
3
|
C3H8
|
-42.3
|
-105
|
468
|
2.1～9.5
|
|
4
|
nC4H10
|
-0.5
|
-60
|
365
|
1.8～8.5
|
|
5
|
iC4H10
|
-11.7
|
-83
|
500
|
1.8～8.5
|
|
6
|
C3H6
|
-47.7
|
-180
|
453
|
2～11.1
|
|
7
|
aC4H8
|
-6.1
|
-80
|
440
|
1.6～9.3
|
|
8
|
γC4H8
|
-6.9
|
-72
|
465
|
1.8～8.8
|
如果將油品預熱到很高的溫度，然后使它與空氣接觸，即使在無火源的情況下，它也可能劇烈地氧化而發(fā)生燃燒，其自燃時的最低溫度稱為自動著火溫度(或自燃點)。油品的沸點愈低則愈難自燃，即其自動著火溫度愈高。通常測定可燃液體的燃點時，是使可燃液體表面上的蒸汽和空氣混合物與火接觸，能使之燃燒不少于5s的溫度稱作其燃點。由于液化石油氣的比重大于1，容易積聚于低洼或死角處，與空氣混合形成爆炸性混合氣體，加之閃點及燃點較低，所以遇明火而發(fā)生火災的危險性極大。
火災往往都是由于燃燒失控而引起的。若火勢較大而又急救不及時，就可能產生次生災害。如由于燃燒傳熱量過大，溫度急劇上升使容器內液化石油氣液相體積極度膨脹導致容器破裂，或容器內壓升高到安全閥，氣態(tài)液化石油氣大量釋放，事故就必然蔓延。
顯然，消防工作的重點應放在平時消除隱患，并分區(qū)設防、配備精干機動靈活的滅火設備，以便盡可能在局部范圍內控制火源，避免火勢蔓延成災。
爆炸和燃燒可相伴而生，以燃燒的角度來看，爆炸是可燃物在一定條件下，發(fā)生迅速的氧化反應，發(fā)出高熱和火光，反應的氣體受高熱作用下，體積猛烈膨脹，產生強而有力的沖擊波，繼而發(fā)出巨響，其破壞力甚至足以摧毀建筑物。例如，液化石油氣由液體汽化成氣體，其體積膨脹近250倍。然后可能與空氣混合形成爆炸下限為2%的混合氣。由此推算，該爆炸混合物的體積可達原液態(tài)液化石油氣體積的12500倍，若外加由于燃燒溫度急劇升高引起體現膨脹的因素在內，爆炸所產生的后果將是災難性的。雖然爆炸事故的發(fā)生難以預料，但是可以采取一定措施，消除引起爆炸的誘發(fā)因素，從而有效避免爆炸事故的發(fā)生。
二、液化石油氣的爆炸特性
1. 爆炸
物質從一種狀態(tài)驟然轉變成另一種狀態(tài)，并在瞬間釋放出大量的能量，同時產生巨大聲響的現象稱為爆炸。液化石油氣爆炸可分為物理性爆炸和化學性爆炸兩種。
(1) 物理性爆炸 這種爆炸是由物理變化引起的。爆炸原因往往是由于容器內部介質的壓力超過了容器所能承受的強度，致使容器破裂，內部介質在瞬間膨脹，并以高速度釋放出內在能量。物質在發(fā)生物理性爆炸前后的成分和性質均不改變。儲罐或鋼瓶內的液化石油氣，受高溫膨脹而引起的容器脹裂爆炸；鍋爐超壓爆炸等都屬于物理性爆炸。
(2) 化學性爆炸 這種爆炸是由于物質發(fā)生極迅速的化學反應，產生高溫、高壓反應混合物而引起的爆炸。當儲罐或鋼瓶破裂時，內部的液化石油氣迅速蒸發(fā)、膨脹，并與周圍的空氣相混合，形成可燃性混合氣體，極易達到爆炸極限，一旦遇到火源，便立即發(fā)生化學性爆炸。其實質是高速度的燃燒，從而產生出大量的高溫燃氣向四周擴散，并引起附近的可燃物質燃燒?；瘜W性爆炸常常伴隨火災的發(fā)生，破壞力更為巨大。物質在發(fā)生化學性爆炸前后的成分和性質均發(fā)生了根本的變化。
2. 爆炸極限
液化石油氣各組分的爆炸極限見表4-25。
表4-25 液化石油氣各組分的爆炸極限 單位：%，體積分數
|
名稱
|
爆炸下限
|
爆炸上限
|
在空氣中完全燃燒時理論含量
|
名稱
|
爆炸下限
|
爆炸上限
|
在空氣中完全燃燒時理論含量
|
|
丙烷
|
2.37
|
9.50
|
4.02
|
丁烷
|
1.86
|
8.41
|
3.12
|
|
丙烯
|
2.00
|
11.10
|
4.44
|
丁烯
|
1.70
|
9.00
|
3.37
|
確定爆炸濃度極限的實用意義如下所述。
① 評定氣體或液體蒸汽的火災危險性大小?？扇細怏w或液體蒸汽的爆炸下限越低，爆炸范圍越大，則火災危險性愈大。例如，汽油的爆炸極限約為1.7%～7.2%，液化石油氣爆炸極限約為1.5%～9.5%，氨氣的爆炸極限為15%～27%，火災危險性的順序則為：液化石油氣＞汽油＞氨氣。
② 劃分可燃氣體等級的依據。爆炸濃度下限低于10%的可燃氣體屬于一級可燃氣體，爆炸濃度下限高于10%的可燃氣體屬于二級可燃氣體。如液化石油氣屬一級可燃氣體，氨氣屬二級可燃氣體。
③ 評定氣體生產、儲存，火災危險性類別，選擇電氣設備的依據。
三、液化石油氣站用電場所爆炸危險等級和范圍的劃分
爆炸和火災危險場所的等級，按其物質狀態(tài)的不同和發(fā)生事故的可能性及危險程度劃分為三類八級。根據發(fā)生事故的可能性和后果及危險程度，在《電力裝置設計規(guī)范》中，將爆炸火災危險場所劃分三類八級，見表4-26。
表4-26 爆炸火災危險場所等級劃分
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類別
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分類場所
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級別
|
分級場所
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第一類
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氣體或蒸汽爆炸性混合物的場所
|
O-1級
|
在正常情況下能形成爆炸性混合物場所
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O-2級
|
正常情況下不能形成，僅在不正常情況下才能形成爆炸性混合物場所
|
||
|
Q-3級
|
在不正常情況下整個空間形成爆炸性混合物的可能性較小，爆炸后果較輕的場所
|
||
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第二類
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粉塵或纖維爆炸性混合物的場所
|
G-1級
|
正常情況下能形成爆炸性混合物(如鎂粉、鋁粉、煤粉等與空氣的混合物)的場所
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|
G-2級
|
正常情況下不能形成，僅在不正常情況下能形成爆炸性混合物的場所
|
||
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第三類
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火災危險場所
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H-1級
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在生產過程中產生，使用、加工儲存或轉運閃點高于場所環(huán)境溫度的可燃物體，而它們的數量和配置能引起火災危險的場所
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H-2級
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在生產過程中出現的懸浮狀、堆積可燃粉塵或可燃纖維，它們雖然不會形成爆炸性混合物，但在數量上與配置上能引起火災危險的場所
|
||
|
H-3級
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有固體可燃物質，在數量上和配置上能引起火災危險的場所
|
液化石油氣站屬于第一類，即可燃氣體、易燃或可燃液體的蒸汽與空氣形成的爆炸性混合物場所。
液化石油氣站用電場所爆炸危險等級和范圍，主要根據其液化石油氣場所配置設備情況、設備泄漏和擴散情況以及自然通風條件等因素劃分。
1. Q-1級場所
在正常情況下，爆炸性混合氣體連續(xù)地、短時間頻繁地出現或長期存在的場所。
在液化石油氣站Q-1級場所原則上是不存在的。只有Q-2級場所中比地面低洼，易積存液化石油氣的部位，可視為Q-1級場所。
2. Q-2級場所
在正常情況下，爆炸性混合氣體可能出現的場所。
① 封閉式的灌瓶間及附屬瓶庫、壓縮機室、烴泵房、汽車槽車庫、儲罐室氣化間、混氣間、調壓室。瓶裝供應站的瓶庫、瓶組間等建筑物的內部空間。
② 敞開式或半敞開式灌瓶間的內部空間，以及敞開面向外水平距離15m以內和敞開面高度以下的空間。
③ 敞開式或半敞開式的灌瓶間附屬瓶庫、壓縮機室、烴泵房汽車槽車庫、儲罐室、氣化間、混氣間、調壓室、瓶裝供應站的瓶庫、瓶組間等內部空間，以及敞開面向外水平距離7.5m以內和敞開面高度以下的空間。
④ 鐵路槽車和汽車槽車裝卸口以外水平距離15m和裝卸口2m以下的空間。
⑤ 儲罐和容器安全閥口和排污閥口以外以3m為半徑的空間。
⑥ 儲罐、容器和管道上閥門1m以內的空間。
⑦ Q-2級場所中比地面低洼，易積聚液化石油氣的部位。
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