储油罐池火灾事故后果分析
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储油罐池火灾事故后果分析
作者:暂无
来源:《中国储运》 2012年第7期
文/吴兆鹏
摘 要:本文以中石油大连瓦房店销售分公司油库3000m3的汽油、柴油储罐为工程背景,运用池火模型,分别计算无风和瞬时最大风速(30m/s)情况下池火灾的持续时间、火焰高度、热辐射通量等参数,并根据计算结果对池火灾的预防和救援提出有关建议。
关键词:储油罐;池火灾;热辐射;事故后果
油库是储存、输转和供应石油及石油产品的专业性仓库,其中储罐是油库火灾爆炸危险性最大的设施之一,其火灾事故类型包括池火灾、喷射火灾、沸腾液体扩展蒸汽爆炸和未封闭蒸汽云爆炸四种,池火灾产生的火焰能够向周围发出强烈的热辐射,使附近的人员受到伤害,并可引燃周围的可燃物,从而造成重大的损失,因而,储罐池火灾的预防和救援是油库安全管理工作的重点。
为了使储罐池火灾的预防和救援工作更加具有针对性和科学性,对池火灾的有关参数,如持续时间、火焰高度、热辐射通量等进行分析计算是十分必要的,笔者运用池火灾模型,对中油大连瓦房店油库储罐池火灾有关参数进行分析计算,并依据分析计算结果对储罐池火灾的预防和救援提出有关建议。
1.油库及储罐基本情况
1.1 油库概况
中国石油天然气股份有限公司大连瓦房店销售分公司注册地址位于瓦房店市钻石街41号,储存地址位于瓦房店市岭东办事处转角村,始建于1956年,占地面积60128 m2,油库出库以汽油为主,主供瓦房店和普兰店地区,现日均出库500吨左右,2011年单日出库最高为672吨;柴油出库以上述两地客户为主,现日均出库150吨左右。2009年和2010年周转量分别为118263.767吨和198001.307吨。
1.2 油库储罐基本情况
油库由储油区、油品装卸区、辅助生产区和行政管理区组成。储油区由三个油罐组、一个装卸油泵棚组成,三个油罐区内中间均设有隔堤。第一油罐组在一个防火堤内布置有3000m3(Φ17m×13.3m)地上立式浮顶汽油罐1座,2000m3(Φ14m×13.3m)地上立式浮顶汽油罐1
座; 第二油罐组在一个防火堤内布置有: 30 0 0 m 3(Φ17m×13.3m)地上立式固定顶柴油罐1座,2000m3(Φ14m×13.3m)地上立式浮顶汽油罐1 座, 1 0 0 0 m 3(Φ11m×10.6m)地上立式固定顶柴油罐1座,1000m3(Φ11m×10.6m)地上立式浮顶乙醇罐1 座; 第三油罐组在一个防火堤内布置有: 20 0 0 m 3(Φ14m×13.3m)地上立式浮顶汽油罐2座,2000m3(Φ14m×13.3m)地上立式固定顶柴油罐2座。装卸油泵棚位于铁路油品装卸栈桥北侧14.5m,共有油泵17台,其中卸车泵6台、装车泵11台。
1.3 所在地气候条件
所在地年平均温度:10.5℃;绝对最高温度:35.3℃;绝对最低温度:-21.4℃;瞬时最大风速:30m/s;风载荷:0.6kPa;年平均风速:5.3m/s;年(夏季)主导风向:偏南风;年(冬季)主导风向:偏北风;夏季主导风向:SSE;冬季主导风向:NNW。
2.储罐池火灾后果计算模型
对于储罐池火灾需要计算的参数有:火灾持续时间、池火的火焰高度、火焰热辐射系数等。这些参数的计算方法如下。
2.1 火灾持续时间
当储罐中额定容积为v时,火灾持续时间t为:
式中:Hc为燃料燃烧热,J/kg;汽油为4.36×107J/kg,柴油为4.48×107J/kg;η为燃烧效率一般0.13~0.35,保守取0.35。
S1为火焰顶部面积,S2为火焰侧面积,无风时,火焰截面为圆,则有:
3.计算结果及分析
本文选取3000m3的汽油罐、柴油罐进行计算,分别计算无风和瞬时最大风速(30m/s)下池火的有关参数。
3.1 汽油储罐池火灾计算结果对于3000m3汽油储罐,在额定储量情况池火灾的有关参数分别为:
(1)池火灾持续时间:99.18×103(s),约27.55(小时)。
( 2 ) 无风情况下池火火焰的高度1 3 . 5 1 ( m ) , 总热辐射通量为4.0786×107(w)。
(3)在瞬时最大风速(30m/s)下,池火火焰高度6.36(m),风向上直径为28 . 6 4 7(m),火焰倾角为7 7 . 1 8 0, 总热辐射通量3 . 7 4 2 4 × 1 0 7(w)。
3.2 柴油储罐池火灾计算结果对于3000m3柴油储罐,在额定储量情况发生池火灾的有关参数分别为:
( 1 ) 池火灾持续时间:2 1 2 . 3 5 1 7 × 1 0 3(s),约58.98(小时)。
( 2 ) 无风情况下池火火焰的高度9 . 3 6 3 ( m ) , 总热辐射通量为2.407×107(w)。
(3)在瞬时最大风速(30m/s)下, 池火火焰高度4 . 0 7 8 ( m ) , 风向上直径为28 . 6 4 7(m),火焰倾角为77.180,总热辐射通量2.303×10 7(w)。
4.结论与建议
(1)对于3000m3的储罐,汽油储罐火灾持续时间约1昼夜,而柴油储罐池火灾的持续时间达两昼夜。因此,在平时对消防物质的储备应考虑一定余量,尤其是消防水应准备充分,一旦储罐发生火灾,在思想上要有足够的重视,并采取必要的措施减少储罐中燃料的量。(2)在有风的情况,一方面使火焰发生倾斜,另一方面使火焰直径向下风向扩展,因此,在进行火灾救援时,应注意下风向最近储罐的冷却,以免该储罐损坏或引起火灾。
(3)储罐发生池火灾时,将辐射出大量的热量,随着燃烧液面的下降,火焰将在储罐内部,辐射出来的热量将被储罐吸收,因此,应及时加大对该储罐的冷却,避免油品发生沸扬而使火灾扩大。
(中国石油大学(华东)/中国石油大连销售分公司)