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乙醇貯罐區(qū)危險(xiǎn)性分析及其防范措施 摘要 本文對(duì)乙醇貯罐區(qū)的主要性及其特點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的事故預(yù)防技術(shù)措施。對(duì)乙醇貯罐區(qū)的總體布局、貯罐區(qū)安全設(shè)計(jì)、貯罐區(qū)危險(xiǎn)性分析、貯罐區(qū)的安全管理及事故預(yù)防均有一定參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞：乙醇貯罐區(qū)分析防范措施 中圖分類(lèi)號(hào)：TQ086.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： Abstract In this thesis酒精檢測(cè)儀，I have analysised the major risk and features of the ethanol tank area，the corresponding accident prevention measures have been advanced．This thesis has a certain value for the overall layout of the ethanol tank area，the security design、risk analysis、safety management of the tank district and accident prevention． Key words:the ethanol tank areaanalysis precautionary measure 1 乙醇貯罐區(qū)事故原因分析 1.1導(dǎo)致災(zāi)害事故的原因 對(duì)大量事故分析調(diào)查結(jié)果表明，導(dǎo)致災(zāi)害事故的原因基本上可分為兩類(lèi)：不安??狀態(tài)；不安全行動(dòng)。

其中包含物的原因、人的原因和環(huán)境條件三個(gè)方面。為了預(yù)防災(zāi)害性事故的發(fā)生,應(yīng)從消除導(dǎo)致事故的主要原因著手進(jìn)行危險(xiǎn)性分析和預(yù)測(cè)。 1.2引起乙醇貯罐區(qū)火災(zāi)的原因 貯罐區(qū)所處位置環(huán)境十分復(fù)雜，通過(guò)分析，將可能引起乙醇貯罐區(qū)火災(zāi)的因素歸結(jié)為5種點(diǎn)火源和5種乙醇外溢可能的組合[1]。 其中5種點(diǎn)火源是：雷電，靜電，供電，外火和其它火源；5種乙醇外溢可能為：泄漏，外溢，汽化，開(kāi)裂和其它情況。 （1）乙醇貯罐區(qū)的泄漏點(diǎn) 乙醇貯罐區(qū)包括貯罐，乙醇管道，閥門(mén)，與貯槽聯(lián)接的乙醇入罐閥門(mén)，輸出閥門(mén)，裝車(chē)臺(tái)閥門(mén)，轉(zhuǎn)移乙醇閥門(mén)，管道法蘭，鶴管旋轉(zhuǎn)接頭，觀察孔、呼吸孔。其中，貯槽下部的乙醇閥門(mén)是關(guān)鍵之處，一旦泄漏危險(xiǎn)程度很大。其它泄漏點(diǎn)都是間斷型泄漏點(diǎn)，泄漏一般都是從滲漏開(kāi)始的，遇火也只是小范圍內(nèi)的燃燒。 （2）罐滿(mǎn)外溢 由于貯罐容積較大，一般情況下貯罐不應(yīng)裝滿(mǎn)。這里，罐滿(mǎn)外溢是指：①誤操作引起；②控制罐內(nèi)液面偏高時(shí)，由于溫度升高,乙醇體積脹大，罐滿(mǎn)溢槽。 （3）閥門(mén)破裂 每個(gè)乙醇貯罐都有1個(gè)放酒閥，其它閥門(mén)破裂都可以在散溢少量乙醇后采取措施更換，唯有這些閥門(mén)一旦突然破裂將使整罐乙醇泄漏。 （4）高溫汽化 封閉在乙醇貯罐內(nèi)的乙醇不易著火，只有在乙醇貯罐上部與大氣相通口處的乙醇汽化蒸氣接觸火源才可能起火。

所以，在呼吸閥和透氣孔間加裝有阻火器，氣體乙醇一旦進(jìn)入大氣滯留機(jī)會(huì)較少，會(huì)迅速擴(kuò)散開(kāi)去。 （5）貯罐開(kāi)裂和其它不測(cè)損壞 貯罐由焊接制成乙醇泄露，焊縫或鋼質(zhì)由于多年使用，可能會(huì)因腐蝕、老化等原因而使貯罐開(kāi)裂，這樣乙醇滲漏應(yīng)當(dāng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，即使著火也不會(huì)釀成嚴(yán)重后果。自然力能造成在瞬間使貯罐破裂大量乙醇溢出，引起火災(zāi)。 2乙醇貯罐區(qū)事故后果分析 由于設(shè)備損壞或者操作失誤引起泄露從而大量釋放易燃、易爆、有毒有害物質(zhì)，有可能會(huì)導(dǎo)致泄露、火災(zāi)、爆炸、中毒等重大事故發(fā)生[2]。 2.1泄露 2.1.1泄露 預(yù)測(cè)一定范圍內(nèi)因泄漏引起的乙醇濃度對(duì)迅速有效控制和處理泄漏事故，減輕事故對(duì)人和財(cái)產(chǎn)影響具有重要意義。乙醇濃度與乙醇貯罐區(qū)的自然因素如風(fēng)速、大氣壓力、地面狀況等有直接關(guān)系。計(jì)算乙醇濃度時(shí)，必須綜合考慮平均環(huán)境條件和最?lèi)毫迎h(huán)境條件[3]。 2.1.2泄漏類(lèi)型 常見(jiàn)泄漏源分為兩種：一是小孔泄漏。較小孔洞長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)泄漏，按照流率又可以分為大、中、小型泄漏。二是大面積泄漏。較大孔洞在短時(shí)間內(nèi)泄漏出大量物料。大量的管道設(shè)備連接乙醇貯罐區(qū)的各個(gè)生產(chǎn)單元，其破裂一般屬于小孔泄漏。如果乙醇貯罐出現(xiàn)較大破裂，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)泄漏大量的乙醇應(yīng)當(dāng)按照大面積泄漏處理。

當(dāng)發(fā)生泄露設(shè)備的裂口是規(guī)則的，而且裂口尺寸及泄露物質(zhì)的有關(guān)熱力學(xué)、物理化學(xué)性質(zhì)及參數(shù)已知時(shí)，可根據(jù)流體力學(xué)中的有關(guān)方程式計(jì)算泄漏量。當(dāng)裂口不規(guī)則時(shí)乙醇泄露，可采取等效尺寸代替；當(dāng)遇到泄露過(guò)程中壓力變化等情況時(shí)，往往采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 2.2火災(zāi) 乙醇具有易燃易爆的特性氧氣報(bào)警器，在其生產(chǎn)、貯運(yùn)和使用過(guò)程中極易引起火災(zāi)事故，尤其在乙醇的貯罐區(qū)，貯罐集中，貯量大，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此，乙醇火災(zāi)危險(xiǎn)性的定量評(píng)價(jià)對(duì)于罐區(qū)安全設(shè)計(jì)和應(yīng)急救援措施的制定具有重要的意義。 罐區(qū)池火災(zāi)主要是由于超載或雷擊等原因?qū)е乱掖夹孤┒纬梢撼?，遇到火源而引起的?；鹧娈a(chǎn)生的熱輻射是罐區(qū)火災(zāi)的主要危害。此外，在火焰環(huán)境下，易導(dǎo)致周?chē)A罐的破裂而引發(fā)二次災(zāi)害。沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸所產(chǎn)生的火災(zāi)持續(xù)時(shí)間較短，而池火災(zāi)持續(xù)時(shí)間一般較長(zhǎng)。因此，為了對(duì)乙醇貯罐區(qū)火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)型火災(zāi)采用不同的數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型。 2.3蒸氣云爆炸（VCE） 在火災(zāi)條件下，當(dāng)罐體表面出現(xiàn)破裂后乙醇泄露，在容器內(nèi)高壓的驅(qū)動(dòng)下，乙醇以氣態(tài)、液體或是氣液兩相流的形式高速?lài)姵觥?duì)于泄漏引起的不同的事故情況進(jìn)行分析。 當(dāng)乙醇從貯罐中泄漏出后，如果沒(méi)有立刻點(diǎn)燃，乙醇會(huì)蒸發(fā)成為可燃?xì)怏w云與空氣混合在一起。

如果產(chǎn)生的可燃蒸氣云團(tuán)在燃燒極限范圍內(nèi)被點(diǎn)燃，可燃?xì)怏w云的燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣葲Q定了事故類(lèi)型是閃火(flash fire)還是不可控蒸氣云爆炸(UVCE)。閃火是一種非爆炸性的燃燒過(guò)程，實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的火焰速度平均約為10m/s，這種速度不足以產(chǎn)生爆炸性超壓。當(dāng)速度增加導(dǎo)致爆燃向爆轟轉(zhuǎn)變時(shí)就會(huì)產(chǎn)生不可控蒸氣云爆炸。對(duì)于周?chē)娜撕驮O(shè)備來(lái)說(shuō)，閃火的主要危害來(lái)自熱輻射和直接接觸火焰，而在不可控蒸氣云爆炸中超壓引起的危害則更為顯著。 氣態(tài)或是兩相流形式的可燃液化氣從裂縫中噴出，遇到火源會(huì)形成噴射火焰。除非泄漏開(kāi)口較大(超過(guò)20mm)，否則噴射火焰釋放熱量是有限的，其火焰長(zhǎng)度可能不足5m。即便如此，對(duì)于火焰噴射方向上沒(méi)有防滅火保護(hù)的貯罐還是會(huì)造成強(qiáng)烈的熱沖擊。通過(guò)合理安排貯罐群平面布置可以顯著降低噴射火焰事故的危害性。 蒸氣云爆炸(VCE)是指可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣的云狀混合物在開(kāi)闊地上空遇到點(diǎn)火源引發(fā)的爆炸。 VCE發(fā)生有一定的條件，包括一定量的乙醇泄漏并與周?chē)諝忸A(yù)混、延遲點(diǎn)火、局限化的空間等。 VCE具有以下特點(diǎn)：一般由火災(zāi)發(fā)展成的爆燃，而不是爆轟；是由于存儲(chǔ)溫度一般高于乙醇的常壓沸點(diǎn)的乙醇大量泄漏的結(jié)果；是一種面源爆炸模型[4]。

VCE發(fā)生后的破壞作用有爆炸沖擊波、爆炸火球熱輻射對(duì)周?chē)藛T、建筑物、儲(chǔ)罐等設(shè)備的傷害、破壞作用。 2.4沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸(BLEVE) 在眾多可能的乙醇泄漏事故中，最為嚴(yán)重的一種災(zāi)害形式是沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸(BLEVE)。沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸(BLEVE)是指乙醇貯罐在外部火焰的烘烤下突然破裂，壓力平衡破壞，乙醇急劇氣化，并隨即被火焰點(diǎn)燃而產(chǎn)生的爆炸[5]。作為一種物理爆炸，BLEVE的起因包括若干因素，其中最為常見(jiàn)的一種是在火災(zāi)場(chǎng)景下導(dǎo)致的BLEVE。一個(gè)部分裝有乙醇的儲(chǔ)罐，其液位上方暴露于火焰的沖刷下?；鹧鎸?dǎo)致了很高的儲(chǔ)罐壁面溫度，壁溫最高可以達(dá)到600～700℃，從而引起儲(chǔ)罐材料強(qiáng)度下降。內(nèi)部的壓力導(dǎo)致了灼熱的金屬表面產(chǎn)生蠕變，壁面逐漸變薄，最終可能導(dǎo)致在罐壁表面產(chǎn)生裂縫。如果裂縫在整個(gè)儲(chǔ)罐上傳播開(kāi)來(lái)，那么即發(fā)生了BLEVE。如果裂縫不繼續(xù)變大，則發(fā)生乙醇的噴射泄漏。BLEVE發(fā)生后主要爆炸產(chǎn)生的火球熱輻射危害，同時(shí)爆炸產(chǎn)生的碎片和沖擊波超壓也有一定的危害，但與火球熱輻射危害相比，危害次要。BLEVE具有極大的破壞性，沖擊波和拋射物是其主要的危害。爆炸會(huì)產(chǎn)生容器碎片的拋射，直接造成人員和周?chē)O(shè)施的損傷，更進(jìn)一步的是可能使周?chē)O(shè)施（連接的管道，支撐架，其他附加裝置，鄰近的建筑或物體等）飛射，而引發(fā)連續(xù)事故，擴(kuò)大破壞性，這種現(xiàn)象一般稱(chēng)為“多米諾效應(yīng)”。

如果介質(zhì)是有毒的，還要考慮擴(kuò)散出的有毒物質(zhì)對(duì)事故影響范圍內(nèi)人及其他生物健康的影響。如果介質(zhì)是可燃的并且立刻被點(diǎn)燃，那么可能產(chǎn)生火球，引發(fā)火焰沖擊和強(qiáng)烈的熱輻射等傷害。如果可燃性介質(zhì)沒(méi)有被立刻點(diǎn)燃，那么延遲點(diǎn)燃可能會(huì)導(dǎo)致蒸氣云爆炸，在某些情況下甚至可能引發(fā)相鄰儲(chǔ)罐的連鎖爆炸。 沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸(BLEVE)的經(jīng)典模型有：ILO模型、H.R.Greeberg & J.J.Cramer模型和A.F.Roberts模型等，本文在分析比較的基礎(chǔ)上選用H.R.Greeberg & J.J.Cramer模型和A.F.Roberts模型相結(jié)合使用。BLEVE主要危害是火球產(chǎn)生的強(qiáng)烈熱輻射傷害，因而采用瞬態(tài)火災(zāi)作用下的熱劑量準(zhǔn)則確定人員的傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的區(qū)域。 3乙醇貯罐區(qū)事故防范措施 3.1火災(zāi)、爆炸事故預(yù)防技術(shù)措施 乙醇為一級(jí)易燃物品，閉口閃點(diǎn)接近13℃，在大氣壓下，浮點(diǎn)為78℃，在空氣中體積比的爆炸極限為3.5%～18.0%。雖然乙醇并不比其它易燃物質(zhì)更加危險(xiǎn)，但在生產(chǎn)作業(yè)時(shí)仍應(yīng)注重消防安全，要確保切斷工作現(xiàn)場(chǎng)的一切火源，設(shè)備完好接地,在可能產(chǎn)生乙醇聚集的地點(diǎn)安裝通風(fēng)設(shè)備。 維護(hù)人員在空罐中進(jìn)行清掃或維護(hù)作業(yè)時(shí)，應(yīng)切斷相關(guān)設(shè)備，確定罐內(nèi)無(wú)毒、無(wú)易燃物，并有充足的氧氣。

如發(fā)生變性燃料乙醇泄漏或溢出，工作人員應(yīng)盡快撤離污染區(qū)，切斷區(qū)內(nèi)所有火源[6]。 為防止事故發(fā)生時(shí)，高溫火焰燒烤環(huán)境下的乙醇貯罐因罐內(nèi)乙醇過(guò)熱而迅速氣化導(dǎo)致罐內(nèi)超壓、破裂所引起的二次災(zāi)害，應(yīng)采取水噴淋冷卻周?chē)鷥?chǔ)罐外壁，降低罐內(nèi)溫度。同時(shí)，在泄壓裝置設(shè)計(jì)方面應(yīng)考慮到事故狀態(tài)下泄壓裝置的動(dòng)作時(shí)間，避免動(dòng)作時(shí)間過(guò)晚因超壓導(dǎo)致儲(chǔ)罐破裂；在確定泄壓量時(shí)，應(yīng)考慮到對(duì)罐內(nèi)氣液平衡的破壞影響。為防止池火災(zāi)發(fā)生時(shí)，因池面積的擴(kuò)大而導(dǎo)致災(zāi)害的擴(kuò)大，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐容積來(lái)設(shè)計(jì)事故狀態(tài)下防護(hù)堤的半徑和高度。 為了減少在罐區(qū)內(nèi)形成局限化空間為UVCE創(chuàng)造條件，儲(chǔ)罐布局時(shí)除了滿(mǎn)足防火防爆間距要求，還應(yīng)適當(dāng)減小儲(chǔ)罐分布密度；同時(shí)盡量避免罐區(qū)設(shè)計(jì)在山谷等低洼地區(qū)。點(diǎn)火源是引起火災(zāi)、爆炸的一個(gè)重要因素，應(yīng)采取以下措施來(lái)消除和控制火源：罐區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁明火，同時(shí)注意防止靜電；進(jìn)入罐區(qū)的車(chē)輛必須配戴防火罩，裝卸過(guò)程中車(chē)輛必須熄火；嚴(yán)格執(zhí)行罐區(qū)內(nèi)動(dòng)火程序；罐區(qū)內(nèi)應(yīng)采用防爆電器設(shè)施。 設(shè)計(jì)罐區(qū)與周?chē)k公、住宅等建筑物距離時(shí)，除滿(mǎn)足防火防爆間距要求的同時(shí)，還應(yīng)考慮到根據(jù)罐區(qū)儲(chǔ)量估算的爆炸沖擊波或火災(zāi)熱輻射所導(dǎo)致的各種破壞、傷害半徑大小，以減小突發(fā)事故對(duì)罐區(qū)外人員、建筑物的傷害、破壞[7]。

3.2其他安全控制措施 3.2.1物理爆炸的安全控制措施 乙醇貯罐區(qū)物理爆炸的安全控制措施主要包括以下幾點(diǎn)： （1）乙醇貯罐必須有良好的防腐措施； （2）嚴(yán)格控制乙醇貯罐充裝量，乙醇貯罐的儲(chǔ)存系數(shù)不應(yīng)大于0.9，不要過(guò)量充裝； （3）乙醇貯罐防止意外受熱或罐體溫度過(guò)高而致使飽和蒸氣壓力顯著增加； （4）盡量減少空氣進(jìn)入乙醇貯罐； （5）乙醇貯罐盡可能保持較低的工作溫度,低溫儲(chǔ)存,乙醇貯罐設(shè)置噴淋水,遮陽(yáng)棚； （6）必須依據(jù)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》制訂操作規(guī)程及各項(xiàng)管理制度,并嚴(yán)格照章運(yùn)行； （7）必須按規(guī)定定期檢驗(yàn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷,并妥善處理； （8）安全閥、壓力表等安全裝置必須齊全完好，妥善維護(hù)，定期校驗(yàn)，確保靈敏可靠； （9）操作人員應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)合格后上崗。 3.2.2火災(zāi)、化學(xué)爆炸安全控制措施 乙醇貯罐區(qū)火災(zāi)、化學(xué)爆炸安全控制措施主要包括以下幾點(diǎn)： （1）乙醇貯罐區(qū)建筑符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）的有關(guān)規(guī)定； （2）乙醇貯罐區(qū)應(yīng)采用敞開(kāi)式，乙醇貯罐區(qū)建筑物的地面應(yīng)耐酸堿。在乙醇貯罐區(qū)防爆區(qū)域內(nèi)，應(yīng)采用防爆設(shè)計(jì)，如設(shè)置防爆設(shè)備、器材，應(yīng)設(shè)圍堤，建筑物防雷接地措施以及專(zhuān)用消防設(shè)施（如消防用水的消火栓等）。

圍欄和裝飾材料應(yīng)滿(mǎn)足耐火極限要求； （3）乙醇貯罐區(qū)附近的氣體檢測(cè)器系統(tǒng)數(shù)量、位置要合理或并定期檢查防止其失靈； （4）根據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50140-2005），乙醇貯罐區(qū)適當(dāng)部位應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的手提式于粉滅火劑，并定期檢查，保持有效狀態(tài)； （5）設(shè)置風(fēng)向標(biāo)，供現(xiàn)場(chǎng)人員辨識(shí)； （6）管道和設(shè)備的選材必須耐腐蝕以防止產(chǎn)生泄漏，乙醇管道必須定期檢查，確保管道、閥門(mén)、法蘭等無(wú)泄漏，防止保溫層脫落、物體撞擊及腐蝕減薄； （7）防止火源、熱源發(fā)生，定期檢查照明電路，防止磨擦、撞擊及靜電火花產(chǎn)生，檢修時(shí)使用銅扳手等銅制工具進(jìn)行操作，嚴(yán)格控制動(dòng)火。 參 考 文 獻(xiàn) 1張耀璽．南陽(yáng)酒精總廠酒精貯運(yùn)站防火系統(tǒng)安全性分析[J]．鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1998(2)：109~110 2Federal Emergency Management Agency，US Department of Transportation，US Environmental Protection Agency．Handbook of cheETal hazard analysis procedures．US Government Printing Office：1989-622-583-10082 3張瑞華，陳國(guó)華，張文海，潘游，顏偉文，陳清光．油庫(kù)儲(chǔ)罐泄露危險(xiǎn)程度定量模擬評(píng)價(jià)應(yīng)用研究[J]．油氣儲(chǔ)運(yùn)，2004（10）：4~7 4王三明，蔣軍成，姜慧.液化石油氣罐區(qū)的危險(xiǎn)性定量模擬評(píng)價(jià)技術(shù)及其事故預(yù)防[J]．南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2001（6）：32~35 5王三明，蔣軍成．沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸機(jī)理及相關(guān)計(jì)算理論模型研究[J]．工業(yè)安全與環(huán)保，2001（7）：30~34 6International Labour Organization．Prevention of major industrial accidents．Geneva：International Labour Office，1991 7蔣軍成，郭振龍．工業(yè)裝置安全衛(wèi)生預(yù)評(píng)價(jià)方法．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003

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