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23 第七章 燃气储罐的防火 7-1 燃气的储存防火.pptx

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本课件为第7章起始部分,沿燃气储存防火主线展开,介绍储气设施与活动容积、固定容积、地层、水合物等储存方式,分析活动容积储罐火灾原因与八项防火条件,说明常温压力储罐的强度、安全附件与仪表要求,以及液化气泄漏与着火处置建议。

第7章燃气站场防火导学页,列出储存防火、储罐布置与灭火等内容
第7章学习目标页,涵盖储罐防火条件与灭火置换等九项内容
7.燃气储罐防火页,压力储存一旦事故可致中毒冻伤与死亡
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第1页:第7章燃气站场的防火

7.燃气站场的防火

  • 燃气储存防火
  • 储罐的布置
  • 储罐灭火设施
  • 储罐竣工验收与启用
  • 燃气泄漏紧急处理
  • 在置换过程中燃气浓度控制技术

第2页:第7章学习目标

7.燃气站场的防火——学习目标:

  • 储罐发生火灾的主要原因及防火条件
  • 燃气储罐安全附件
  • 液化石油气火灾的控制措施
  • 燃气供应基地储罐的布置
  • 灭火机理概述及种类
  • 燃气储罐的置换方法
  • 储罐的充装与使用管理
  • 燃气泄漏的紧急处置
  • 在置换过程中三角形法则的应用

第3页:燃气储存的压力容器风险

7.燃气储罐防火:液化天然气、液化石油气、压缩天然气等都是燃气行业重要的气源,它们一般储存在压力容器中;由于储存压力高,一旦出现事故不但会给设备本身带来相当严重的破坏,甚至造成人员中毒、冻伤、死亡。

第4页:澳门石油气仓库爆炸

7.1 燃气的储存防火——中新社澳门二日专电(记者孙兆震):澳门一座石油气储存仓库于一日晚上十时四十五分左右发生爆炸引起大火,至二日早上火势基本受到控制。发生爆炸的石油气仓库位于澳门青洲河边马路巴士总站附近;事故现场数小时内烈焰黑烟冲天、爆炸声不断。当局立即出动多部消防车灭火,大批警员也赶到,封锁附近交通并将周边居民暂时疏散安置在社工局青洲灾民中心。

第5页:澳门事故原因

事故原因主要是:石油气罐以及部分易燃物体着火爆炸,火势亦波及附近的地盘,烧着杂物。

第6页:西安石化槽车爆炸

2007年7月14日22时20分,位于陕西省西安市北郊建章路北段中国石油化工股份公司西安石化分公司油品与液化气储罐库区,一辆装有25吨液化气的槽车在倒罐时发生爆炸引起火灾。消防指战员在向火场行进途中通过指挥中心了解到装满了25吨液化气的槽车在石化分公司液化气储罐库区猛烈燃烧;消防指战员在行进距离火场数公里外便可以看见,冲天的火光在夜色中映红了半个天空,滚滚浓烟直冲天空。

第7页:储气设施的作用

7.1.1 燃气的储存方式——储气设施的作用有以下四个方面:

  • 储备煤气,当制气装置发生暂时故障时保证一定程度的供气;
  • 解决气源供气的均匀性与用户用气不均匀性之间的矛盾;
  • 混合不同组分的煤气,使煤气的性质、成份、热值均匀、稳定;
  • 合理确定储气设施在供气系统的位置,使输配管网的供气点分布合理,从而改善管网的运行工况、优化输配管网的技术经济指标。

第8页:燃气储存方式的分类

燃气储存方式:储存气量的变化可以通过改变压力和容积等参数来实现,并以此区分储气方式。

  • 储罐储存:活动容积储罐储存(低压储罐)、固定容积储罐储存(高压储罐)
  • 地层储存
  • 固态储存:天然气水合物储存、固态液化石油气储存

第9页:活动容积储罐储存

活动容积储罐储存
在立式金属储罐内放置钟罩和塔节或活塞,利用水封或油封隔断气体,靠改变储罐的几何容积来储存燃气。储罐的容积随着燃气进量的多少而变化,压力一般不超过6kPa,故又称低压储气罐、俗称气柜;按其结构和密封方法的不同又分为干式和湿式两类。

第10页:低压气柜结构图一

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第11页:低压气柜结构图二

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第12页:湿式气柜结构图

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第13页:干式气柜结构图

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第14页:固定容积储罐储存

固定容积储罐储存:储罐几何容积固定不变,是靠改变其中燃气的压力来储存气体的。这种储罐既可以储存气态燃气,也可以用来储存液态燃气,以储存液态燃气为主;大多数工作压力较高,所以又称做高压储罐。

储存方式:常温压力储存、低温压力储存、低温常压储存(国内外最广泛采用的储存方式)。

第15页:高压储罐结构图一

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第16页:高压储罐结构图二

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第17页:地层储存

地层储存
利用符合储存要求的地层作燃气储库,是一种经济的储存方式,一般储存较大量燃气时才采用。

储存方式:枯竭的油气田储气、含水多孔地层储气、盐矿层建造储气库储气、岩穴储气。

第18页:地层储存示意图一

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第19页:地层储存示意图二

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第20页:天然气水合物储存

天然气水合物储存
主要将天然气在一定的压力和温度下转变成固体的结晶水合物,储存于钢质的储罐中。天然气水合物具有独特的结晶笼状结构:水分子通过氢键作用形成阵晶体结构,天然气分子填充在晶体结构的空穴中,两种分子之间通过范德华力相互作用。

一般来说,在固态下储存甲烷气体所需的储存容积约为液态下储存同量气体所需容积的6倍(正在研究和开发)。

第21页:固态液化石油气储存

固态液化石油气储存:目前对液化石油气可将其与水溶性的聚合物及凝缩物质(如聚乙烯醇、尿素甲醛树脂等)在专门的设备中混合、搅拌形成粘稠状物质,液态的液化石油气被包在0.5~5微米的微粒中;再经固化、成型、干燥成为固态液化石油气,并在外层涂坚固的膜以减少蒸发、便于储存(尚未得到广泛应用)。

第22页:活动容积储罐火灾原因

7.1.2 活动容积储罐防火——1.活动容积燃气储罐发生火灾的主要原因:

  • 操作失误造成抽气过多或过量,使储气罐抽瘪或将钟罩顶出水封槽,使气体喷出遇明火而燃烧爆炸;
  • 检修时气体置换不净,动火引起爆炸;
  • 施工质量不好,储气罐受腐蚀、裂隙漏气;
  • 地质不好产生不均匀沉降,使罐体倾斜、升降不灵活、钟罩倒,气体泄漏;
  • 所储存气体中含氧量过高、水封冻结漏气或缺乏安全装置等造成火灾。

第23页:活动容积储罐防火条件

2.活动容积储罐应满足如下防火条件(8点):

  • 储罐建造必须严格质量要求,焊缝要经过严格的探伤检验,安装质量要好,不经验收不准启用;
  • 新安装的储罐和检修后需要重新启用的储罐,在充气前要用惰性气体进行置换,并经化验合格后才能充气;
  • 湿式储罐的液封要防冻,干式储罐的密封系统能可靠运行;
  • 储罐的罐体和活塞部分均应有良好的电气连接和防雷设施,并保证良好的接地,防雷接地电阻不超过10Ω。

第24页:防火条件续

  • 在操作时严格遵守操作规程。低压储气罐应设储气量指示器,储气量指示器应具有显示气体储量及可调节的高低限位报警装置;
  • 储气罐高度超过当地有关规定时应设高度障碍标志;
  • 为了防止设备的其它系统发生着火或爆炸时蔓延至储气罐,应当在储气罐的气体进出管线上设置安全液封;
  • 储气罐应当与其它建、构筑物和设备装置、明火或散发火花地点留有防火间距。

第25页:储罐防火间距

储气罐之间保持一定防火间距:

  • 湿式储罐之间不应小于相邻较大罐半径;
  • 干式储罐之间不应小于相邻较大罐直径的2/3;
  • 配置必要的灭火设施,以备着火时应急使用。

第26页:常温压力储罐防火要求

§7.1.3 常温压力储罐防火要求——常温压力储罐分为圆筒形与球形两类,其防火技术条件为:

  • 储罐必须具有符合设计要求的强度;
  • 储罐上必须安装符合要求的安全附件;
  • 储罐上必须安装监测各种热工参数的仪表。

第27页:储罐的设计温度

1、储罐必须具有符合设计要求的强度:依据《钢制石油化工压力容器设计规范》《压力容器安全监察规程》《城镇燃气设计规范》。实测表明罐内液态燃气的温度略低于相应的最高气象温度,通常无喷淋装置时取50℃为设计温度。

第28页:储罐设计压力

规范要求:

  • 材质 16MnR;
  • 液化燃气储罐设计压力 pi:pi=pb+dp

式中:pb——储罐最高温度下液化燃气饱和蒸气压;dp——机泵工作时附加给储罐的压力。

第29页:储罐安全附件

2、储罐上必须安装符合要求的安全附件——液化燃气储罐安全附件:

  • 安全阀
  • 压力表
  • 液位计
  • 防冻排污阀
  • 紧急切断阀
  • 过流阀

第30页:压力表的选用

压力表
根据容器的设计压力或最高工作压力正确选用压力表的精度级。为便于操作人员观察和减少视差,选用的压力表量程最好为最高工作压力的2倍,量程为0~2.5MPa 为宜,半年校验一次。

第31页:液位计的要求

液位计
盛装易燃、有毒液化气体的压力容器液面计必须采用平板型,不得使用玻璃管液面计;液位计上应标有允许最大液位红线,其端部应有防止液位计破裂的自锁装置。对大型储槽应选用安全灵敏的液面指示器(如超声式、激光发射式、放射性液位指示器等),应能清晰地指示罐内液位。

第32页:热工参数监测仪表

3、储罐上必须安装监测各种热工参数的仪表:液位计、压力表、温度计、燃气浓度检测报警器。

老式的可燃气体探测器的探测浓度是预先设定的、不能改变;目前的新型探测器可通过软件改变设定浓度的智能型探测器,且可以显示每一个可燃气体探测器所监测地点的即时气体浓度及显示可燃气体探测器的地址。

第33页:液化石油气火灾的控制

§7.1.4 液化石油气的火灾的控制:液化气的主要组成是丙烷和丁烷,常温下通过加压液化储存于密闭容器中;一旦泄漏迅速变为蒸汽与空气混合形成可爆气,它们被气流推动、扩散可达1524m的范围,而汽油蒸汽露天扩散其漂移距离一般不超过45.7m。

这种气体火灾应首先关闭、切断气源,而后采用干粉灭火;否则火灭后气体继续逸出扩散到很大范围,会造成更大危险。在气体火灾中应自始至终用水冷却着火罐和邻近设备。

第34页:基本预防措施

美国液化石油气协会对控制液化气泄漏及火灾提出如下建议——1.基本预防措施:

  • 1)从上风方向接近火灾或气体泄漏处;
  • 2)所有人员不得进入油气云雾区;需要从所有有云雾通过的地区撤出人员时则应立即执行,并同时消灭所有的引燃源。

第35页:未着火泄漏的处置

2.未着火的泄漏:

  • 1)如果液化气漏出尚未着火,则将所有能切断气流的阀门关闭;小的管线例如小口径铜管可用钳子夹扁以停止液化气流出;
  • 2)水喷淋对消散液化气是有效的,如有可能应尽快这样做,将水喷淋方向对着油气的正常通路。

第36页:气体流出不可制止时

  • 3)如果气体的流出不可制止,必须用其他方法驱散液化气云。火灾条件的控制方法包括采用足够的水以使容器外壳及暴露的管线冷却,使油品烧尽而不出现容器或配管的破裂;
  • 4)正常容器泄漏但未酿成火灾,如有可能最好是将容器搬至远处。

第37页:着火泄漏的处置

3.着了火的泄漏:

  • 1)除了一定条件外,除非泄漏能被制止,否则不要灭火;
  • 2)如果逸出的气体已着火,立即尽快用大量的水射向所有受热的表面,集中射向管线及容器的金属表面,允许放空线烧着;
  • 3)与汽车司机或工厂操作人员协商切断燃烧供应的可能;
  • 4)如果唯一可以切断燃料途径的阀处于火中,则考虑消防人员关闭此阀门时采用水雾和防护服保护的可能性。

第38页:控制燃烧与冷却要点

  • 5)对漏出的液化气进行有控制的燃烧,是消防业务中通常接受的方法:采用足量的水冷却容器壁和配管,以允许火焰将罐内的油品烧掉而不造成破裂的危险;
  • 6)采用干粉移动式灭火器对小的液化气火灾的扑灭是有效的,灭火剂应直接对着气体排出点,也可以采用二氧化碳;
  • 7)如没有足够的水使油罐冷却下来,由于火焰体积增加或者噪音增大可能发出压力升高的警告,这时要考虑发出所有人员撤退至安全地区的信号。

第39页:油罐破裂与搬动要求

  • 8)只有在容器的油气空间内的一部分金属表面过热时,使金属强度降低、形成弱点而不能承受油品压力,才往往造成油罐破裂;
  • 9)在着火的液化气罐上射几个孔不能起任何有效作用,因而是不允许的;
  • 10)通常不考虑将包围在火中的容器搬出,但如果在特殊的条件下需要这样做,则容器必须以竖着的位置而不能以任何其他位置进行搬动。
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