乙醇贮罐区危险性分析及其防范措施 摘要 本文对乙醇贮罐区的主要性及其特点进行了分析，提出了相应的事故预防技术措施。对乙醇贮罐区的总体布局、贮罐区安全设计、贮罐区危险性分析、贮罐区的安全管理及事故预防均有一定参考价值。 关键词：乙醇贮罐区分析防范措施 中图分类号：TQ086.5 文献标识码：A 文章编号： Abstract In this thesis酒精检测仪，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 乙醇贮罐区事故原因分析 1.1导致灾害事故的原因 对大量事故分析调查结果表明，导致灾害事故的原因基本上可分为两类：不安??状态；不安全行动。

其中包含物的原因、人的原因和环境条件三个方面。为了预防灾害性事故的发生,应从消除导致事故的主要原因着手进行危险性分析和预测。 1.2引起乙醇贮罐区火灾的原因 贮罐区所处位置环境十分复杂，通过分析，将可能引起乙醇贮罐区火灾的因素归结为5种点火源和5种乙醇外溢可能的组合[1]。 其中5种点火源是：雷电，静电，供电，外火和其它火源；5种乙醇外溢可能为：泄漏，外溢，汽化，开裂和其它情况。 （1）乙醇贮罐区的泄漏点 乙醇贮罐区包括贮罐，乙醇管道，阀门，与贮槽联接的乙醇入罐阀门，输出阀门，装车台阀门，转移乙醇阀门，管道法兰，鹤管旋转接头，观察孔、呼吸孔。其中，贮槽下部的乙醇阀门是关键之处，一旦泄漏危险程度很大。其它泄漏点都是间断型泄漏点，泄漏一般都是从渗漏开始的，遇火也只是小范围内的燃烧。 （2）罐满外溢 由于贮罐容积较大，一般情况下贮罐不应装满。这里，罐满外溢是指：①误操作引起；②控制罐内液面偏高时，由于温度升高,乙醇体积胀大，罐满溢槽。 （3）阀门破裂 每个乙醇贮罐都有1个放酒阀，其它阀门破裂都可以在散溢少量乙醇后采取措施更换，唯有这些阀门一旦突然破裂将使整罐乙醇泄漏。 （4）高温汽化 封闭在乙醇贮罐内的乙醇不易着火，只有在乙醇贮罐上部与大气相通口处的乙醇汽化蒸气接触火源才可能起火。

所以，在呼吸阀和透气孔间加装有阻火器，气体乙醇一旦进入大气滞留机会较少，会迅速扩散开去。 （5）贮罐开裂和其它不测损坏 贮罐由焊接制成乙醇泄露，焊缝或钢质由于多年使用，可能会因腐蚀、老化等原因而使贮罐开裂，这样乙醇渗漏应当能及时发现，即使着火也不会酿成严重后果。自然力能造成在瞬间使贮罐破裂大量乙醇溢出，引起火灾。 2乙醇贮罐区事故后果分析 由于设备损坏或者操作失误引起泄露从而大量释放易燃、易爆、有毒有害物质，有可能会导致泄露、火灾、爆炸、中毒等重大事故发生[2]。 2.1泄露 2.1.1泄露 预测一定范围内因泄漏引起的乙醇浓度对迅速有效控制和处理泄漏事故，减轻事故对人和财产影响具有重要意义。乙醇浓度与乙醇贮罐区的自然因素如风速、大气压力、地面状况等有直接关系。计算乙醇浓度时，必须综合考虑平均环境条件和最恶劣环境条件[3]。 2.1.2泄漏类型 常见泄漏源分为两种：一是小孔泄漏。较小孔洞长时间持续泄漏，按照流率又可以分为大、中、小型泄漏。二是大面积泄漏。较大孔洞在短时间内泄漏出大量物料。大量的管道设备连接乙醇贮罐区的各个生产单元，其破裂一般属于小孔泄漏。如果乙醇贮罐出现较大破裂，会在短时间内泄漏大量的乙醇应当按照大面积泄漏处理。

当发生泄露设备的裂口是规则的，而且裂口尺寸及泄露物质的有关热力学、物理化学性质及参数已知时，可根据流体力学中的有关方程式计算泄漏量。当裂口不规则时乙醇泄露，可采取等效尺寸代替；当遇到泄露过程中压力变化等情况时，往往采用经验公式计算。 2.2火灾 乙醇具有易燃易爆的特性氧气报警器，在其生产、贮运和使用过程中极易引起火灾事故，尤其在乙醇的贮罐区，贮罐集中，贮量大，一旦发生火灾，将会造成严重的后果。因此，乙醇火灾危险性的定量评价对于罐区安全设计和应急救援措施的制定具有重要的意义。 罐区池火灾主要是由于超载或雷击等原因导致乙醇泄漏而形成液池，遇到火源而引起的。火焰产生的热辐射是罐区火灾的主要危害。此外，在火焰环境下，易导致周围贮罐的破裂而引发二次灾害。沸腾液体扩展蒸气爆炸所产生的火灾持续时间较短，而池火灾持续时间一般较长。因此，为了对乙醇贮罐区火灾危险性进行定量评价，应根据不同类型火灾采用不同的数学评价模型。 2.3蒸气云爆炸（VCE） 在火灾条件下，当罐体表面出现破裂后乙醇泄露，在容器内高压的驱动下，乙醇以气态、液体或是气液两相流的形式高速喷出。对于泄漏引起的不同的事故情况进行分析。 当乙醇从贮罐中泄漏出后，如果没有立刻点燃，乙醇会蒸发成为可燃气体云与空气混合在一起。

如果产生的可燃蒸气云团在燃烧极限范围内被点燃，可燃气体云的燃烧火焰传播速度决定了事故类型是闪火(flash fire)还是不可控蒸气云爆炸(UVCE)。闪火是一种非爆炸性的燃烧过程，实验中观测到的火焰速度平均约为10m/s，这种速度不足以产生爆炸性超压。当速度增加导致爆燃向爆轰转变时就会产生不可控蒸气云爆炸。对于周围的人和设备来说，闪火的主要危害来自热辐射和直接接触火焰，而在不可控蒸气云爆炸中超压引起的危害则更为显著。 气态或是两相流形式的可燃液化气从裂缝中喷出，遇到火源会形成喷射火焰。除非泄漏开口较大(超过20mm)，否则喷射火焰释放热量是有限的，其火焰长度可能不足5m。即便如此，对于火焰喷射方向上没有防灭火保护的贮罐还是会造成强烈的热冲击。通过合理安排贮罐群平面布置可以显著降低喷射火焰事故的危害性。 蒸气云爆炸(VCE)是指可燃气体或蒸气与空气的云状混合物在开阔地上空遇到点火源引发的爆炸。 VCE发生有一定的条件，包括一定量的乙醇泄漏并与周围空气预混、延迟点火、局限化的空间等。 VCE具有以下特点：一般由火灾发展成的爆燃，而不是爆轰；是由于存储温度一般高于乙醇的常压沸点的乙醇大量泄漏的结果；是一种面源爆炸模型[4]。

VCE发生后的破坏作用有爆炸冲击波、爆炸火球热辐射对周围人员、建筑物、储罐等设备的伤害、破坏作用。 2.4沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE) 在众多可能的乙醇泄漏事故中，最为严重的一种灾害形式是沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)。沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)是指乙醇贮罐在外部火焰的烘烤下突然破裂，压力平衡破坏，乙醇急剧气化，并随即被火焰点燃而产生的爆炸[5]。作为一种物理爆炸，BLEVE的起因包括若干因素，其中最为常见的一种是在火灾场景下导致的BLEVE。一个部分装有乙醇的储罐，其液位上方暴露于火焰的冲刷下。火焰导致了很高的储罐壁面温度，壁温最高可以达到600～700℃，从而引起储罐材料强度下降。内部的压力导致了灼热的金属表面产生蠕变，壁面逐渐变薄，最终可能导致在罐壁表面产生裂缝。如果裂缝在整个储罐上传播开来，那么即发生了BLEVE。如果裂缝不继续变大，则发生乙醇的喷射泄漏。BLEVE发生后主要爆炸产生的火球热辐射危害，同时爆炸产生的碎片和冲击波超压也有一定的危害，但与火球热辐射危害相比，危害次要。BLEVE具有极大的破坏性，冲击波和抛射物是其主要的危害。爆炸会产生容器碎片的抛射，直接造成人员和周围设施的损伤，更进一步的是可能使周围设施（连接的管道，支撑架，其他附加装置，邻近的建筑或物体等）飞射，而引发连续事故，扩大破坏性，这种现象一般称为“多米诺效应”。

如果介质是有毒的，还要考虑扩散出的有毒物质对事故影响范围内人及其他生物健康的影响。如果介质是可燃的并且立刻被点燃，那么可能产生火球，引发火焰冲击和强烈的热辐射等伤害。如果可燃性介质没有被立刻点燃，那么延迟点燃可能会导致蒸气云爆炸，在某些情况下甚至可能引发相邻储罐的连锁爆炸。 沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)的经典模型有：ILO模型、H.R.Greeberg & J.J.Cramer模型和A.F.Roberts模型等，本文在分析比较的基础上选用H.R.Greeberg & J.J.Cramer模型和A.F.Roberts模型相结合使用。BLEVE主要危害是火球产生的强烈热辐射伤害，因而采用瞬态火灾作用下的热剂量准则确定人员的伤亡和财产损失的区域。 3乙醇贮罐区事故防范措施 3.1火灾、爆炸事故预防技术措施 乙醇为一级易燃物品，闭口闪点接近13℃，在大气压下，浮点为78℃，在空气中体积比的爆炸极限为3.5%～18.0%。虽然乙醇并不比其它易燃物质更加危险，但在生产作业时仍应注重消防安全，要确保切断工作现场的一切火源，设备完好接地,在可能产生乙醇聚集的地点安装通风设备。 维护人员在空罐中进行清扫或维护作业时，应切断相关设备，确定罐内无毒、无易燃物，并有充足的氧气。

如发生变性燃料乙醇泄漏或溢出，工作人员应尽快撤离污染区，切断区内所有火源[6]。 为防止事故发生时，高温火焰烧烤环境下的乙醇贮罐因罐内乙醇过热而迅速气化导致罐内超压、破裂所引起的二次灾害，应采取水喷淋冷却周围储罐外壁，降低罐内温度。同时，在泄压装置设计方面应考虑到事故状态下泄压装置的动作时间，避免动作时间过晚因超压导致储罐破裂；在确定泄压量时，应考虑到对罐内气液平衡的破坏影响。为防止池火灾发生时，因池面积的扩大而导致灾害的扩大，应根据储罐容积来设计事故状态下防护堤的半径和高度。 为了减少在罐区内形成局限化空间为UVCE创造条件，储罐布局时除了满足防火防爆间距要求，还应适当减小储罐分布密度；同时尽量避免罐区设计在山谷等低洼地区。点火源是引起火灾、爆炸的一个重要因素，应采取以下措施来消除和控制火源：罐区内严禁明火，同时注意防止静电；进入罐区的车辆必须配戴防火罩，装卸过程中车辆必须熄火；严格执行罐区内动火程序；罐区内应采用防爆电器设施。 设计罐区与周围办公、住宅等建筑物距离时，除满足防火防爆间距要求的同时，还应考虑到根据罐区储量估算的爆炸冲击波或火灾热辐射所导致的各种破坏、伤害半径大小，以减小突发事故对罐区外人员、建筑物的伤害、破坏[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 乙醇贮罐区物理爆炸的安全控制措施主要包括以下几点： （1）乙醇贮罐必须有良好的防腐措施； （2）严格控制乙醇贮罐充装量，乙醇贮罐的储存系数不应大于0.9，不要过量充装； （3）乙醇贮罐防止意外受热或罐体温度过高而致使饱和蒸气压力显著增加； （4）尽量减少空气进入乙醇贮罐； （5）乙醇贮罐尽可能保持较低的工作温度,低温储存,乙醇贮罐设置喷淋水,遮阳棚； （6）必须依据《压力容器安全技术监察规程》制订操作规程及各项管理制度,并严格照章运行； （7）必须按规定定期检验,及时发现缺陷,并妥善处理； （8）安全阀、压力表等安全装置必须齐全完好，妥善维护，定期校验，确保灵敏可靠； （9）操作人员应经培训合格后上岗。 3.2.2火灾、化学爆炸安全控制措施 乙醇贮罐区火灾、化学爆炸安全控制措施主要包括以下几点： （1）乙醇贮罐区建筑符合《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）的有关规定； （2）乙醇贮罐区应采用敞开式，乙醇贮罐区建筑物的地面应耐酸碱。在乙醇贮罐区防爆区域内，应采用防爆设计，如设置防爆设备、器材，应设围堤，建筑物防雷接地措施以及专用消防设施（如消防用水的消火栓等）。

围栏和装饰材料应满足耐火极限要求； （3）乙醇贮罐区附近的气体检测器系统数量、位置要合理或并定期检查防止其失灵； （4）根据《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005），乙醇贮罐区适当部位应设置一定数量的手提式于粉灭火剂，并定期检查，保持有效状态； （5）设置风向标，供现场人员辨识； （6）管道和设备的选材必须耐腐蚀以防止产生泄漏，乙醇管道必须定期检查，确保管道、阀门、法兰等无泄漏，防止保温层脱落、物体撞击及腐蚀减薄； （7）防止火源、热源发生，定期检查照明电路，防止磨擦、撞击及静电火花产生，检修时使用铜扳手等铜制工具进行操作，严格控制动火。 参 考 文 献 1张耀玺．南阳酒精总厂酒精贮运站防火系统安全性分析[J]．郑州轻工业学院学报，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张瑞华，陈国华，张文海，潘游，颜伟文，陈清光．油库储罐泄露危险程度定量模拟评价应用研究[J]．油气储运，2004（10）：4~7 4王三明，蒋军成，姜慧.液化石油气罐区的危险性定量模拟评价技术及其事故预防[J]．南京工业大学学报(自然科学版)，2001（6）：32~35 5王三明，蒋军成．沸腾液体扩展蒸气爆炸机理及相关计算理论模型研究[J]．工业安全与环保，2001（7）：30~34 6International Labour Organization．Prevention of major industrial accidents．Geneva：International Labour Office，1991 7蒋军成，郭振龙．工业装置安全卫生预评价方法．北京：化学工业出版社，2003

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