甲醇儲(chǔ)罐區(qū)的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分析及防火防爆措施

1概述：
??? 甲醇（ＣＨ3.ＯＨ）是重要的基本有機(jī)化工原料，具有劇毒、易燃燒性，其蒸氣與空氣在一定范圍內(nèi)可形成爆炸性混合物。同時(shí)也是一種清潔、高效的液體燃料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。由于甲醇的易燃性及其蒸氣與空氣在一定濃度區(qū)間內(nèi)混合物的爆炸性，因此，如何安全、有效地儲(chǔ)存和使用是非常重要的。
??? 2.火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性：
??? 由于甲醇的物理化學(xué)性質(zhì)及儲(chǔ)存的條件和周?chē)h(huán)境等因素所致，甲醇儲(chǔ)存的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
??? 　　2.1揮發(fā)性：甲醇在常態(tài)下為液體，沸點(diǎn)64.5℃，2.0℃時(shí)的飽和蒸氣壓為12..8ｋＰａ（96ｍｍＨｇ），溫度愈高，蒸氣壓愈高，揮發(fā)性越強(qiáng)。以地面固定頂罐儲(chǔ)存甲醇為例，夏季晝夜溫差按10℃考慮，則1臺(tái)裝料系數(shù)為85%的5000ｍ3.儲(chǔ)罐揮發(fā)損失達(dá)77.2.ｋｇ/ｄ。由此可見(jiàn)，甲醇的揮發(fā)性較強(qiáng)，儲(chǔ)罐的“小呼吸”損失十分明顯。
??? 　　2.2.流動(dòng)/擴(kuò)散性：甲醇的粘度0.5945ｍＰａ.ｓ（2.0℃），并隨溫度升高而降低，有較強(qiáng)的流動(dòng)性。同時(shí)由于甲醇蒸氣的密度比空氣密度略大（～10%），有風(fēng)時(shí)會(huì)隨風(fēng)飄散，即使無(wú)風(fēng)時(shí)，也能沿著地面向外擴(kuò)散，并易積聚在地勢(shì)低洼地帶。因此，在甲醇儲(chǔ)存過(guò)程中，如發(fā)生溢流、泄漏等現(xiàn)象，物料就會(huì)很快向四周擴(kuò)散，特別是甲醇儲(chǔ)罐一旦破裂，又突遇明火，就可能導(dǎo)致火災(zāi)。
??? 　　2.3.高易燃性：甲醇的閃點(diǎn)11.1℃（閉杯），根據(jù)美國(guó)防火協(xié)會(huì)ＡＮＳＩ/ＮＦＰＡ3.0、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（ＧＢ50160-92.）、《危險(xiǎn)貨物品名表》（ＧＢ12.2.68-90），甲醇屬中閃點(diǎn)（-18～2.3.℃）、甲類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性可燃液體?？扇家后w的閃點(diǎn)越低，越易燃燒，火災(zāi)危險(xiǎn)性就越大。由于可燃液體的燃燒是通過(guò)其揮發(fā)的蒸氣與空氣形成可燃性混合物，在一定的濃度范圍內(nèi)遇火源而發(fā)生的，因而液體的燃燒是其蒸氣與空氣中的氧進(jìn)行的劇烈和快速的反應(yīng)。所謂液體易燃，實(shí)質(zhì)上就是指其蒸氣極易被引燃。甲醇的沸點(diǎn)為645℃，自燃點(diǎn)為473.℃（空氣中）、461℃（氧氣中），開(kāi)杯試驗(yàn)閃點(diǎn)為16℃。應(yīng)當(dāng)指出，罐區(qū)中常見(jiàn)的潛在點(diǎn)火源，如機(jī)械火星、煙囪飛火、電器火花和汽車(chē)排氣管火星等的溫度及能量都大大超過(guò)甲醇的最小引燃能量。
??? 　　2.4蒸氣的易爆性：由于甲醇具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，在甲醇罐區(qū)通常都存在一定量的甲醇蒸氣。當(dāng)罐區(qū)內(nèi)甲醇蒸氣與空氣混合達(dá)到甲醇的爆炸濃度范圍 6.7%～3.6%時(shí)，遇火源就會(huì)發(fā)生爆炸。此外，由于甲醇的引爆能量小，罐區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)的潛在引爆源，如明火、電器設(shè)備點(diǎn)火源、靜電火花放電、雷電和金屬撞擊火花等，具有的能量一般都大于該值，因此決定了甲醇蒸氣的易爆性。
??? 　　2.5熱膨脹性：甲醇和其它大多數(shù)液體一樣，具有受熱膨脹性。若儲(chǔ)罐內(nèi)甲醇裝料過(guò)滿(mǎn)，當(dāng)體系受熱，甲醇的體積增加，密度變?。ㄈ?.0℃時(shí) 0.7915ｇ/ｍｌ，3.0℃時(shí)0.782.0ｇ/ｍｌ）的同時(shí)會(huì)使蒸氣壓升高，當(dāng)超過(guò)容器的承受能力時(shí)（對(duì)密閉容器而言），儲(chǔ)罐就易破裂。如氣溫驟變，儲(chǔ)罐呼吸閥由于某種原因來(lái)不及開(kāi)啟或開(kāi)啟不夠，就易造成儲(chǔ)罐破壞或被吸癟。對(duì)于沒(méi)有泄壓裝置的罐區(qū)地上管道，物料輸送后不及時(shí)部分放空，當(dāng)溫度升高時(shí)，也可能發(fā)生脹裂事故。另外，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)附近的儲(chǔ)罐受到熱輻射的高溫作用，如不及時(shí)冷卻，也可能因膨脹破裂，增大火災(zāi)的危險(xiǎn)性。
??? 　　2.6聚積靜電荷性：靜電產(chǎn)生和聚積與物質(zhì)的導(dǎo)電性能相關(guān)。一般而言，介電常數(shù)小于10（特別是小于3.）、電阻率大于 106Ω&#8226；ｃｍ的液體具有較大的帶電能力。而甲醇的介電常數(shù)為3.2..62.，電阻率為 5.8×106Ω&#8226；ｃｍ，說(shuō)明有一定的帶電能力。因此，甲醇在管輸和灌裝過(guò)程中能產(chǎn)生靜電，當(dāng)靜電荷聚積到一定程度則會(huì)放電，故有著火或爆炸的危險(xiǎn)。
??? 3.防火防爆設(shè)計(jì)：
??? 由于甲醇的物化性質(zhì)以及儲(chǔ)存過(guò)程中潛在的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性，甲醇罐區(qū)的防火防爆設(shè)計(jì)必須既要注意預(yù)防火災(zāi)和爆炸的發(fā)生，也要盡量減少火災(zāi)和爆炸造成的損失。為此，一般應(yīng)遵循或充分考慮下述要求。
??? 　　3.1選址和布置：甲醇罐區(qū)的廠址選擇與布置應(yīng)符合ＡＮＳＩ/ＮＦＰＡ3.0、《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》所規(guī)定的防火要求。3.11罐區(qū)與周?chē)O(shè)施的安全距離：罐區(qū)與周?chē)O(shè)施的安全距離的確定依據(jù)是考慮到罐區(qū)防火因素，以及物料揮發(fā)對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，同時(shí)還考慮到周?chē)O(shè)施的重要程度，如人員或車(chē)輛出入頻繁的公眾設(shè)施。此外，甲醇罐區(qū)應(yīng)設(shè)在有明火或飛火設(shè)施的側(cè)方向。
??? 　　3.12罐區(qū)建（構(gòu)）筑物之間的防火間距：建（構(gòu)）筑物之間的防火間距，主要是根據(jù)各建（構(gòu)）筑物的耐火等級(jí)、有無(wú)可燃蒸氣散發(fā)和有無(wú)明火而定。據(jù)有關(guān)調(diào)查，爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的影響一般是15ｍ范圍以?xún)?nèi)；火災(zāi)的影響距離約10ｍ。像甲醇這樣的甲類(lèi)易燃液體，正常操作時(shí)，其蒸氣的擴(kuò)散范圍約3.ｍ以?xún)?nèi)；泄漏后其蒸氣的擴(kuò)散范圍在10～15ｍ內(nèi)。
??? 　　3.13儲(chǔ)罐之間的防火間距：儲(chǔ)罐之間應(yīng)留有一定的防火距離，其確定依據(jù)了物料的危險(xiǎn)性、儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)、容量、消防力量及操作要求等因素，同時(shí)考慮著火幾率極小，盡量減少占地、消防設(shè)施統(tǒng)一、節(jié)省管道等因素。
??? 　　3.2儲(chǔ)罐型式：液體儲(chǔ)罐的型式很多，按建造材料可分為金屬罐和非金屬罐兩種。金屬罐應(yīng)用廣泛；非金屬罐（如磚砌、混凝土和橡膠儲(chǔ)罐）導(dǎo)電性能差，易遭受雷擊，加之罐容往往較大，著火難以撲救，特別是黃島油庫(kù)大火之后，國(guó)家已禁止建造此類(lèi)儲(chǔ)罐（用于儲(chǔ)存石油產(chǎn)品）。金屬儲(chǔ)罐的種類(lèi)較多，從結(jié)構(gòu)形式講有立式、臥式、圓柱形、球形、橢圓形、浮頂罐等。然而，國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的是立式拱頂罐和浮頂罐。儲(chǔ)存甲醇則宜首先選擇浮頂罐，其次為拱頂罐。若選取拱頂罐，考慮到安全可靠、減少物料蒸發(fā)損失、火災(zāi)撲救容易等因素，單臺(tái)罐容量不宜超過(guò)10000ｍ3.。
??? 　　3.3建（構(gòu)）筑物的耐火等級(jí)：根據(jù)建筑材料在明火或高溫作用下的變化特征，一般將建筑材料分為非燃燒體、難燃燒體和燃燒體3.類(lèi)。建（構(gòu)）筑物的耐火等級(jí)是由組成建（構(gòu)）筑物的主要構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限決定的?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》（ＧＢＪ16-87）將建（構(gòu)）筑物的耐火等級(jí)分為4級(jí)。對(duì)不同耐火等級(jí)的建（構(gòu)）筑物的構(gòu)件分別提出了燃燒性能和耐火極限要求。根據(jù)甲醇罐區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)性，為保障罐區(qū)的防火安全，罐區(qū)建（構(gòu)）筑物在火災(zāi)高溫作用下要求其基本構(gòu)件能在一定時(shí)間內(nèi)不被破壞、不傳播火災(zāi)、延緩和阻止火勢(shì)蔓延，為疏散人員、物資和撲滅火災(zāi)贏得時(shí)間，因此，在甲醇罐區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，罐區(qū)內(nèi)建（構(gòu)）筑物（如配電室、控制室、管架等）的耐火等級(jí)應(yīng)按二級(jí)考慮，所用建筑材料應(yīng)為非燃燒體。
??? 　　3.4電氣的防爆：由于甲醇的物化性質(zhì)和儲(chǔ)存條件所致，其蒸氣能在罐區(qū)內(nèi)與空氣形成爆炸性混合物（爆炸濃度6.7%～3.6%），并存在潛在的爆炸危險(xiǎn)性，因此，甲醇罐區(qū)的電氣設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵循有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（ＧＢ50058-92.）。其中主要內(nèi)容包括：