二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

究Ξ二氯丙烷的危險(xiǎn)特究Ξ二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)1,2,宋文1,王以1,徐 2,丁旭2謝(.天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,天津30038;.天津市消防總隊(duì),天津300100)摘:針對(duì)易燃液體儲(chǔ)存罐區(qū)火災(zāi)危險(xiǎn)因素和事故類型多而復(fù)事故后果嚴(yán)重且難以有效防控的特點(diǎn),通過(guò)實(shí)例,對(duì)二氯丙烷的理化特性和火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性進(jìn)行分析,得出了在不同環(huán)境溫度條件下所對(duì)應(yīng)的災(zāi)害模;依據(jù)規(guī)范,對(duì)其消防安全設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析與評(píng).針對(duì)夏季環(huán)境溫度條件下的爆炸災(zāi)害模式,利用TNT當(dāng)量蒸氣云火災(zāi)爆炸模型和爆炸波超壓傷害準(zhǔn)則,分析評(píng)估了儲(chǔ)罐上部空間爆炸性混合物爆炸和因爆炸導(dǎo)致大面積泄漏并形成擴(kuò)散蒸氣云爆炸的事故后果,給出了爆炸環(huán)境消除和潛在點(diǎn)火源控設(shè)置固定式與大流量消防冷卻水系提升防火堤在儲(chǔ)罐首次爆炸時(shí)的防爆能力和增加防火堤內(nèi)固定滅火設(shè)施等應(yīng)進(jìn)一步采取或加強(qiáng)的消防安全防控措.關(guān)鍵:二氯丙;罐區(qū)存;理化特;火災(zāi)爆炸模;消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)中圖分類:X92.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí):A0引言近年,隨著我國(guó)工業(yè)化建設(shè)的不斷深入,各類液體危險(xiǎn)化學(xué)品的儲(chǔ)平衡和轉(zhuǎn)運(yùn)的罐區(qū)不斷建設(shè),罐區(qū)規(guī)模不斷加大1.對(duì)于這種儲(chǔ)存易燃易爆液體的場(chǎng)所,各種火災(zāi)危險(xiǎn)因素既多又復(fù),所以儲(chǔ)罐區(qū)的消防安全設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn),尤其是露天建設(shè)的乙類易燃液體罐區(qū)1-5.但是,進(jìn)行這類罐區(qū)的消防安全設(shè)計(jì),主要還是依據(jù)目前規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)所給出的基本條款,比是甲類還是乙類液體甲類還是乙類液體儲(chǔ)罐之間的間距符合標(biāo)準(zhǔn)給出的間距的要求進(jìn)行符合性設(shè)計(jì)(也處方式設(shè)),很少針對(duì)儲(chǔ)存物質(zhì)的具體理化特性和儲(chǔ)存外部環(huán)境條件(溫壓力)變化等因素,進(jìn)行相應(yīng)的消防安全設(shè).本文以天津某企業(yè)在役使用的二氯丙烷罐區(qū)為,在依據(jù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)符合性消防安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)之上,針對(duì)二氯丙烷的理化特性和火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性,通過(guò)特性分析給出對(duì)應(yīng)的災(zāi)害模,利用定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法評(píng)價(jià)事故后果的影響程,確定應(yīng)進(jìn)一步采取或加強(qiáng)的消防安全防控措施,為新建此類罐區(qū)的消防設(shè)計(jì)提供措施選擇的理論依.1況二氯丙烷罐區(qū)布置在廠區(qū)的北側(cè),罐區(qū)設(shè)防火,防火堤為鋼筋混凝土結(jié),罐區(qū)圍堤長(zhǎng)約40m寬10m高1m,占地面積約400m.防火堤外側(cè)與生產(chǎn)裝置(甲類場(chǎng)所)的距離為10m左右,與一側(cè)廢棄建筑物的距離為6m,一側(cè)毗鄰總廠交通道,一側(cè)毗鄰廠內(nèi)其它建.罐區(qū)共有儲(chǔ)罐4個(gè),儲(chǔ)罐成一字布.儲(chǔ)罐與臨總廠道路和廢棄建筑物側(cè)防火堤內(nèi)墻的距離為2m左右,與其它側(cè)防火堤內(nèi)墻的距離為.5m左右,罐與罐之間的間距為.4m左.Ξ收稿日:20120312基金項(xiàng):天津市應(yīng)用基礎(chǔ)及前沿技術(shù)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(1JCDJC25000);天津市科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(1CGYSF01600)作者簡(jiǎn):謝飛(1983-),男,天津人,博士研究.訊作:宋文華(1964-),男,山東煙臺(tái)人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事火災(zāi)科學(xué)與消防工安全科學(xué)與工程和環(huán)境健康與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等研.ma:onwenhuatem@sn.m92·南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第45卷二氯丙烷存儲(chǔ)的條件為常92·南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第45卷二氯丙烷存儲(chǔ)的條件為常常.二氯丙烷儲(chǔ)罐采用平地圓形錐頂式儲(chǔ)罐,材質(zhì)為鋼襯塑,容積均為200m3,單純二氯丙烷儲(chǔ)的罐裝系數(shù)為90%.罐直徑為6m,罐高7m;罐體有相應(yīng)的空氣呼吸,罐體無(wú)冷卻水系統(tǒng),也無(wú)防曬防高溫措.二氯丙烷由生產(chǎn)裝置用管道輸送至罐區(qū)儲(chǔ)罐,管道走向?yàn)橛绍囬g至最遠(yuǎn)端儲(chǔ)罐(1#分離罐),經(jīng)油水分離,依靠液面自身重力經(jīng)由底閥至其它3個(gè)罐(2#～4#儲(chǔ)罐)儲(chǔ).罐區(qū)二氯丙烷槽車灌裝區(qū)布置在罐區(qū)面向廠外側(cè),毗鄰總廠廠內(nèi)主要道路,未設(shè)置任何防護(hù)措.罐區(qū)存儲(chǔ)的工藝條件:輸送條:由生產(chǎn)裝置區(qū)二氯丙烷中間罐,用泵間歇式泵至1#分離罐頂部進(jìn)罐,泵壓力.～.3MP.1#分離:利用水和二氯丙烷的比重差,采用溢流式油水分,二氯丙烷滿罐后,打開(kāi)底,利用液差將二氯丙烷分別打至2#～4#.2#～4#儲(chǔ):底部,底部,罐中二氯丙烷>90%罐.2 析.1 二氯丙烷的理化性質(zhì)與危險(xiǎn)性企業(yè)生產(chǎn)的二氯丙,其主要組分為1,2二氯丙.1,2二氯丙烷為無(wú)色液,有類似氯仿的氣.閃點(diǎn)15℃,熔點(diǎn)-80℃,沸點(diǎn)9.8℃,不溶于,溶于多數(shù)有機(jī)溶;相對(duì)密度.16(水=1),相對(duì)蒸氣密度.9(空氣=1);飽和蒸氣壓.33kPa(1.4℃),臨界溫度30.3℃,臨界壓力.44MP;燃燒熱154.8kJmo,引燃溫度555℃,爆炸極限范圍為.4～1.5%6.1,2二氯丙烷蒸氣與空氣可形成爆炸性混合,遇明高熱極易燃燒爆.其蒸氣比空氣,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地,遇火源會(huì)著火回.二氯丙烷與氧化劑接觸猛烈反應(yīng),受高熱分解產(chǎn)生有毒的氯化物氣.二氯丙烷傳輸過(guò)程若流速過(guò),容易產(chǎn)生和積聚靜,會(huì)成為點(diǎn)火源而引發(fā)爆炸或燃..2 二氯丙烷的氣化特性與危險(xiǎn)性1,2二氯丙烷的氣化特性參數(shù)見(jiàn)表17.表11,2-二氯丙烷的飽和蒸氣壓隨溫度的變化值abe1aaedsmpresreof1,2-dchoropronecngngwhmpeare1,2二氯丙烷的氣化特性曲線見(jiàn)圖.根據(jù)蒸氣壓理,對(duì)特定的可燃液體,飽和蒸氣壓對(duì)應(yīng)相應(yīng)的蒸氣濃度,與溫度為一一對(duì)應(yīng)關(guān),蒸氣爆炸濃度下限所對(duì)應(yīng)的液體溫度稱為可燃液體的爆炸溫度下.液體溫度處于爆炸溫度極限范圍內(nèi)時(shí),液面上方的蒸氣與空氣的混合氣體遇火源會(huì)發(fā)生爆;爆炸溫度下限小于最高室溫的可燃液體,其蒸氣與空氣混合物遇火源均能發(fā)生爆;爆炸溫度下限大于最高室溫的可燃液體,其蒸氣與空氣混合物遇火源均不能發(fā)生爆;爆炸溫度上限小于最低室溫的可燃液體,其飽和蒸氣與空氣的混合物遇火源不發(fā)生爆炸,非飽和蒸氣與空氣的混合物遇火源有可能發(fā)生爆.圖11,2-二氯丙烷的氣化特性曲線asfatncaacerstcscrveof1,2-dchoroproneF.1?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.://www溫度℃ 蒸氣壓kPa溫度℃ 蒸氣壓kPa溫度℃ 蒸氣壓kPa溫度℃ 蒸氣壓kPa0 .67520 .13940 1.2860 2.9780 6.71100 11.6120 19.3140 31.8160 48.3180 71.2200 1012220 1403240 1897260 2518280 3290300 424893·第3期謝飛:二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)1,2二氯丙烷的爆炸極限范圍為.4～1.5%,計(jì)算得爆炸下限對(duì)應(yīng)的93·第3期謝飛:二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)1,2二氯丙烷的爆炸極限范圍為.4～1.5%,計(jì)算得爆炸下限對(duì)應(yīng)的蒸氣壓分別為.444、1.6885kPa,為甲B類可燃液體8炸溫度極限范圍為1～45.天津近幾年夏天最高溫度在3～37℃,7月份平均氣溫為26;冬天最低溫度在-1～-15℃,1月份平均氣溫為-～9.因此,夏季露天二氯丙烷儲(chǔ)罐內(nèi)液體的溫度處于爆炸溫度極限范圍,其蒸氣與空氣混合物遇火源的災(zāi)害模式為爆;冬季條件下,露天二氯丙烷儲(chǔ)罐內(nèi)液體的溫度下限小于最低室溫,其蒸氣與空氣混合物遇火源的災(zāi)害模式為燃.另外,二氯丙烷沸點(diǎn)9.8℃,其飽和蒸氣壓在沸點(diǎn)以上隨溫度變化較,見(jiàn)表.遇高熱會(huì)導(dǎo)致容器內(nèi)壓增,有開(kāi)裂和爆炸的危險(xiǎn)6.3 價(jià).1 設(shè)計(jì)要求石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范(B501602008)給出常壓甲B類可燃液體罐區(qū)的基本設(shè)計(jì)要求概括如下8:(1)儲(chǔ)罐應(yīng)采用鋼,罐組內(nèi)的儲(chǔ)罐不應(yīng)超過(guò)兩;罐組應(yīng)設(shè)防火,防火堤的耐火極限不得小于3h,防火堤內(nèi)的有效容積不應(yīng)小于罐組內(nèi)1個(gè)最大儲(chǔ)罐的容,立式儲(chǔ)罐至防火堤內(nèi)堤腳線的距離不應(yīng)小于罐壁高度的一;可燃液體的儲(chǔ)罐基防火隔堤及管架(墩)等,均應(yīng)采用不燃燒材;在使用或生產(chǎn)乙A類液體的工藝裝系統(tǒng)單元和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施區(qū),應(yīng)按區(qū)域控制和重點(diǎn)控制相結(jié)合的原則,設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警系.(2)儲(chǔ)罐與其它設(shè)備及建構(gòu)筑物之間的防火間距應(yīng)符合表2的規(guī);可燃液體的儲(chǔ)罐裝卸區(qū)及化學(xué)危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)區(qū)應(yīng)設(shè)環(huán)形消防車道,當(dāng)受地形條件限制時(shí),也可設(shè)有回車場(chǎng)的盡頭式消防車.消防車道的路面寬度不應(yīng)小于6m,路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于12m,路面上凈空高度不應(yīng)低于5m.表2石油化工廠總平面布置的防火間距abe2Freprevntnngnealayoutofperoemchmalpnt;由氣化特性曲線可知對(duì)應(yīng)的溫度分別為145℃,故二氯丙烷的爆工藝裝置(單元)乙全廠重要設(shè)施項(xiàng)目明火地點(diǎn)甲丙一類二類>5000m3>100～5000m3>50～1000m3≤500m3或臥式504030254035252035302015605045405040353040352520可燃液體甲B乙類固定罐(單罐)(3)固定頂罐組的總?cè)莘e不應(yīng)大于120000m3,單罐容積小于或等于5000m3時(shí),隔堤所分隔的儲(chǔ)罐容積之和不應(yīng)大于20000m3,否則,應(yīng)按要求設(shè)置隔;罐組內(nèi)相鄰可燃液體地上儲(chǔ)罐的防火間距不應(yīng)小于表3的規(guī).表3罐組內(nèi)相鄰可燃液體地上儲(chǔ)罐的防火間距abe3Freprevntnnofnknhegropofheadacntfmabeludnk儲(chǔ)罐型式D為相鄰較大罐的直徑)類別固定頂罐浮內(nèi)浮頂罐臥罐≤1000m3>1000m3甲乙類丙A類丙B類.75D.6D.4D.8m.4D2m5m(4)常壓固定頂罐頂板與包邊角鋼之間的連接應(yīng)采用弱頂結(jié),儲(chǔ)罐的進(jìn)料管應(yīng)從罐體下部接入,若必須從上部接,宜延伸至距罐底200mm;可燃液體的儲(chǔ)罐宜設(shè)自動(dòng)脫水,并應(yīng)設(shè)液位計(jì)和高液位報(bào)警,必要時(shí)可設(shè)自動(dòng)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料設(shè);甲B乙類液體的固定頂罐應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸;對(duì)于采用氮?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.://www94·南開(kāi)大學(xué)學(xué)94·南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第45卷氣或其它氣體氣封的甲B乙類液體的儲(chǔ)罐還應(yīng)設(shè)置事故泄壓設(shè);甲B類液體固定頂罐或低壓儲(chǔ)罐應(yīng)采取減少日曬升溫的措.(5)罐壁高度小于7m或容積200m3的非水溶性可燃液體儲(chǔ)罐,可采用移動(dòng)式泡沫滅火系;可燃液體地上立式儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)固定或移動(dòng)式消防冷卻水系,其供水范供水強(qiáng)度和設(shè)置方式應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定,且供水范供水強(qiáng)度不應(yīng)小于規(guī);儲(chǔ)罐固定式冷卻水系統(tǒng)應(yīng)有確保達(dá)到冷卻水強(qiáng)度的調(diào)節(jié)設(shè);控制閥應(yīng)設(shè)在防火堤外,并距被保護(hù)罐壁不宜小于15m.控制閥后及儲(chǔ)罐上設(shè)置的消防冷卻水管道應(yīng)采用鍍鋅鋼.可燃液體儲(chǔ)罐消防冷卻用水的延續(xù)時(shí)間為6.(6)液化烴及可燃液體罐區(qū)應(yīng)設(shè)置消防冷卻水系,并應(yīng)配置移動(dòng)式干粉等滅火設(shè);當(dāng)儲(chǔ)罐采用固定式消防冷卻水系統(tǒng)時(shí),對(duì)儲(chǔ)罐的閥液位安全閥等宜設(shè)水噴霧或水噴淋噴頭保護(hù),移動(dòng)式消防冷卻水系統(tǒng)可采用水槍或移動(dòng)式消防水;消防冷卻總用水量應(yīng)按儲(chǔ)罐固定式消防冷卻用水量與移動(dòng)消防冷卻用水量之和計(jì);移動(dòng)消防冷卻用水量應(yīng)按罐組內(nèi)最大一個(gè)儲(chǔ)罐用水量確,并應(yīng)符儲(chǔ)罐容積小于400m3時(shí),不應(yīng)小于30Ls,大于或等于400m3小于1000m3時(shí),不應(yīng)小于45L;大于或等于1000m3時(shí),不應(yīng)小于80Ls之規(guī).(7)可燃液體的鋼罐必須設(shè)防雷接,其中,甲B乙類可燃液體地上固定頂罐,當(dāng)頂板厚度小于4mm時(shí),應(yīng)裝設(shè)避雷線,其保護(hù)范圍應(yīng)包括整個(gè)儲(chǔ);可燃液體儲(chǔ)罐的溫液位等測(cè)量裝置應(yīng)采用鎧裝電纜或鋼管配線,電纜外皮或配線鋼管與罐體應(yīng)作電氣連;防雷接地裝置的電阻要求應(yīng)石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范(B50074)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(B50057)的有關(guān)規(guī)定執(zhí);對(duì)爆火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)可能產(chǎn)生靜電危險(xiǎn)的設(shè)備和管道,均應(yīng)采取靜電接地措.可燃液體的管道在進(jìn)出裝置或設(shè)施爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的邊管道泵及泵入口永久過(guò)濾緩沖器等部位應(yīng)設(shè)靜電接地設(shè)施,汽車罐車和裝卸棧臺(tái)應(yīng)設(shè)靜電專用接地線,每組專設(shè)的靜電接地體的接地電阻值宜小于1008..2 二氯丙烷罐區(qū)的消防安全評(píng)價(jià)321 總平面布置與建構(gòu)筑物防火間距的消防安全評(píng):依據(jù)1,2二氯丙烷的危險(xiǎn)特性和相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),二氯丙烷儲(chǔ)存罐區(qū)的總平面布置與建構(gòu)筑物防火間距的消防安全分析與評(píng)價(jià)如.(1)罐區(qū)總罐容為800m3,罐區(qū)與生產(chǎn)裝置(甲類場(chǎng))的距離應(yīng)為30m,實(shí)際距離10m左右,不符和規(guī)范的要;與全廠重要設(shè)施的距離不小于35m,實(shí)際距離大于150m;與明火地點(diǎn)的距離應(yīng)為25m,實(shí)際上,企業(yè)不存在明火.(2)儲(chǔ)罐為鋼罐,罐組內(nèi)的儲(chǔ)罐為單排,罐區(qū)設(shè)防火,防火堤的耐火極限不小于3h,防火堤內(nèi)的有效容積為4000m3,符合規(guī)范的要;立式儲(chǔ)罐至防火堤內(nèi)堤腳線的距離不應(yīng)小于罐壁高度的一半,立式儲(chǔ)罐至防火堤內(nèi)堤腳線的實(shí)際距離為.5m左右,不符合規(guī)范的要.(3)儲(chǔ)罐區(qū)及裝卸區(qū)與生產(chǎn)裝置之間為10m左右的通道,灌裝區(qū)直接與總廠道路相鄰且無(wú)護(hù)欄,另一側(cè)與廢棄建筑物的距離6m左右,但與其它建筑一側(cè)的距離不足5m,路面上凈空高度均不低于5m,但無(wú)法設(shè)置有回車場(chǎng)的盡頭式消防車道,不符合規(guī)范的要.(4)罐區(qū)內(nèi)各儲(chǔ)罐之間的間距小于.5m,不能滿足規(guī)范對(duì)間距.75D的要.322 罐區(qū)消防與電氣安全的評(píng):依據(jù)1,2二氯丙烷的危險(xiǎn)特性和相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),二氯丙烷儲(chǔ)存罐區(qū)的消防與電氣方面的分析與評(píng)價(jià)如.(1)儲(chǔ)罐灌頂有呼吸閥但未設(shè)置阻火器,不符合甲B類液體的固定頂罐應(yīng)設(shè)阻火器和呼吸閥的要;也未按甲B類液體固定頂罐應(yīng)采取減少日曬升溫措施的要求采取相應(yīng)的措.(2)罐區(qū)未設(shè)置冷卻水系,不符可燃液體地上立式儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)固定或移動(dòng)式消防冷卻水系統(tǒng)和可燃液體罐區(qū)應(yīng)設(shè)置消防冷卻水系統(tǒng)的要;罐區(qū)配置了移動(dòng)式干粉及其它相應(yīng)的滅火設(shè)施,符合規(guī)范的要.(3)在防火堤內(nèi)未設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng),不符合規(guī)范的要.(4)儲(chǔ)罐設(shè)防雷接地,罐區(qū)二氯丙烷槽車灌裝區(qū),在防火堤外邊界設(shè)置了靜電接地設(shè)施,其防雷接地裝置和靜電接地設(shè)施的電阻檢測(cè)符合有關(guān)規(guī);可燃液體的管道法閥管道泵等部位未采取相應(yīng)的靜?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.://www95·第3期謝飛:二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)電導(dǎo)除措施,不符合規(guī)范的要.323 罐區(qū)儲(chǔ)罐物質(zhì)的危險(xiǎn)特性與相應(yīng)消防安全設(shè)計(jì)的定性定量分析與評(píng):依據(jù)1,2二氯丙烷的理化特性與危險(xiǎn)性分析,假設(shè)在夏,平均氣溫為26℃,單罐儲(chǔ)存的二氯丙烷的量分別為罐容的90%、70%595·第3期謝飛:二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)電導(dǎo)除措施,不符合規(guī)范的要.323 罐區(qū)儲(chǔ)罐物質(zhì)的危險(xiǎn)特性與相應(yīng)消防安全設(shè)計(jì)的定性定量分析與評(píng):依據(jù)1,2二氯丙烷的理化特性與危險(xiǎn)性分析,假設(shè)在夏,平均氣溫為26℃,單罐儲(chǔ)存的二氯丙烷的量分別為罐容的90%、70%50%30%和10%,儲(chǔ)罐上部空間形成的爆炸性混合物,其災(zāi)害模式為爆.因靜電積聚或雷擊導(dǎo)致的爆,可以視為受限空間內(nèi)可燃混合氣體爆.利用TNT當(dāng)量,分別計(jì)算此條件,儲(chǔ)罐上部空間形成的爆炸性混合物的爆炸當(dāng).TNT當(dāng)量法9的計(jì)算公式:WNT=EQNT式中,WNT為爆炸TNT當(dāng)量(kg);E為爆炸的總能量(kJ);QNT為TNT爆熱值(kJkg),其平均取值為4500kJk.二氯丙烷的燃燒熱Hc為154.8kJmo,摩爾質(zhì)量為11.9,故換算后的二氯丙烷的燃燒熱為1366.2kJk.對(duì)于爆炸在空氣中產(chǎn)生的沖擊波超壓,以1000kgTNT炸藥在空氣中爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波超壓為基準(zhǔn)(見(jiàn)表4),具體的計(jì)算公式為9-10:3R=WNT=ΑNT10001000R100033WNT.6NT1000=1000=1000=.039?P=?P1000R1000NT1000)式,R為目標(biāo)與爆炸中心的距離m),R1000為目標(biāo)與1000kgTNT爆炸中心的相當(dāng)距離m),NT1000為TNT炸藥爆炸與1000kgTNT爆炸試驗(yàn)的模擬,?P為實(shí)際TNT當(dāng)量的爆炸沖擊波超壓MPa),?P1000為1000kgTNT的爆炸沖擊波超壓MPa.表41000kgNT的爆炸沖擊波超壓abe4Exposnhockaveoverpresreof1000kgNTR1000m56789101214161820?P1000MPa .94 .06 .67 .27 .95 .76 .50 .33 .235 .17 .126 R1000m2530354045505560657075?P1000MPa.079 .057 .043 .033 .027.0235.0205.018 .016.0143.013 爆炸波超壓對(duì)人體的傷害程度及對(duì)建筑物的破壞作用分別見(jiàn)表表.表5爆炸波超壓對(duì)人體的傷害程度abe5Dmageohmnoyofbastaveoverpresre超壓?PMPa人員傷害程度.0～.03.0～.05.0～.10人員輕微傷害人員嚴(yán)重傷害內(nèi)臟嚴(yán)重?fù)p傷或死亡 >.1 大部分人員死亡表6爆炸波超壓對(duì)建筑物的破壞程度Dmageoudngsofbastaveoverpresreabe6超壓?PMPa破壞程度.00～.006.00～.010.01～.02.02～.03.04～.05.06～.07.07～.10.10～.20窗玻璃部分破碎受壓面門窗玻璃大部分破碎門框損壞墻出現(xiàn)裂縫墻出現(xiàn)大裂房瓦掉下木建筑廠房柱子折房架松動(dòng)磚墻倒塌防震鋼筋混凝土破壞,小房屋倒塌 .20～.30 大型鋼架結(jié)構(gòu)破壞儲(chǔ)罐內(nèi)氣溫為26℃時(shí),由二氯丙烷的氣化特性,儲(chǔ)罐上部空間形成的爆炸性混合物蒸氣壓為.4?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.://www96·南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第45卷kP;37℃時(shí),蒸汽壓為1.3kPa96·南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第45卷kP;37℃時(shí),蒸汽壓為1.3kPa,計(jì)算出相應(yīng)罐容,儲(chǔ)罐上部空間爆炸性混合物的,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表.表7爆炸性混合物的NT爆炸當(dāng)量abe7NTexposveyedofexposvemxre儲(chǔ)罐上部空間爆炸性混合物的量kg爆炸性混合物的TNT爆炸當(dāng)量kg環(huán)境溫度二氯丙烷儲(chǔ)存量所占儲(chǔ)罐罐容90%70%50%30%10%90%70%50%30%10%.904.11.773.315.857.34.161.797月份平均氣溫26℃夏天最高溫度37℃依據(jù)表7的計(jì)算結(jié)果,得:(1)在同一溫度條件,隨著二氯丙烷儲(chǔ)存量所占儲(chǔ)罐罐容的減少,儲(chǔ)罐上部空間爆炸性混合物的量逐漸增加,其發(fā)生爆炸后的危害越;(2)在不同溫度條件,由于二氯丙烷的飽和蒸氣壓隨溫度升高而增加,同一罐容時(shí)溫度越高,儲(chǔ)罐上部空間爆炸性混合物的量越,其發(fā)生爆炸后的危害越;(3)在夏季最高環(huán)境溫同一罐容條件下,儲(chǔ)罐上部空間爆炸性混合物的量和TNT爆炸當(dāng)量是平均氣溫條件下的.2倍,其發(fā)生爆炸后的危害更.當(dāng)P取值.0.0.05MPa時(shí),分別導(dǎo)致人員的輕重傷和死,取值.04.06.200MPa時(shí)導(dǎo)致的建筑物損傷分別為墻出現(xiàn)裂房架松防震鋼筋混凝土與鋼架結(jié)構(gòu)破壞(簡(jiǎn)稱混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞),具體結(jié)果見(jiàn)表.表8爆炸性混合物爆炸波超壓對(duì)人體的傷害程度及對(duì)建筑物的破壞作用abe8Dmageohmnoyndoudngsofexposnaveoverpresreofexposvemxre 26℃37℃二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容沖擊波超壓對(duì)人員及建構(gòu)筑物傷害損害程度沖擊波超壓對(duì)人員及建構(gòu)筑物傷害損害程度相當(dāng)距離R1000m相當(dāng)距離R1000m損傷半徑m損傷半徑m死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞.8.55.06死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞.8.98.2090%70%50%?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.://www97·第3期謝飛:二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)續(xù)表8 26℃37℃二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容沖擊波超壓對(duì)人員及建構(gòu)97·第3期謝飛:二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)續(xù)表8 26℃37℃二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容沖擊波超壓對(duì)人員及建構(gòu)筑物傷害損害程度沖擊波超壓對(duì)人員及建構(gòu)筑物傷害損害程度相當(dāng)距離R1000m相當(dāng)距離R1000m損傷半徑m損傷半徑m死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞.23.84.00.04.13.99死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞死亡重傷輕傷墻出現(xiàn)裂縫房架松動(dòng)混凝土與鋼結(jié)構(gòu)破壞.47.84.9330%10%依據(jù)表8的計(jì)算結(jié)果,得:(1)二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容為90%時(shí),37℃時(shí)的人員死亡半徑.54m重傷半徑.63m,在臨近總廠道路和廢棄建筑物兩側(cè),已經(jīng)波及到過(guò)往行人與車灌裝車,并能造成防火堤幾乎完全破;(2)二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容為70%時(shí),26℃時(shí)的人員死亡半徑.94m重傷半徑.15m,在臨近總廠道路和廢棄建筑物兩側(cè),已經(jīng)波及到過(guò)往行人與車灌裝車輛,并能造成防火堤完全破;37℃時(shí),能造成臨近儲(chǔ)罐完全破.(3)二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容為50%時(shí),26℃時(shí)的人員死亡半徑.67m重傷半徑.12m,在臨近總廠道路和廢棄建筑物兩,已經(jīng)波及到過(guò)往行人與車灌裝車,并能造成防火堤和臨近儲(chǔ)罐完全破;37℃時(shí)的人員死亡半徑.08m重傷半徑.94m,廢棄建筑物側(cè)的重傷半徑已經(jīng)完全覆蓋道.(4)二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容為30%時(shí),26℃時(shí)的人員死亡半徑.23m重傷半徑.84m,在臨近總廠道路一側(cè),已經(jīng)波及到過(guò)往行人與車灌裝車輛,在臨近廢棄建筑物一側(cè),重傷半徑幾乎完全覆蓋道路,并且能造成防火堤和臨近儲(chǔ)罐完全破;37℃時(shí)的人員死亡半徑.47m重傷半徑.84m,在臨近總廠道路一側(cè),已經(jīng)波及到過(guò)往行人與車灌裝車輛,在臨近廢棄建筑物一側(cè),死亡半徑幾乎完全覆蓋道,并且能造成防火堤和臨近儲(chǔ)罐完全破.(5)二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容為10%時(shí),26℃時(shí)的人員死亡半徑.68m重傷半徑.43m,在臨近總廠道路一,已經(jīng)波及到過(guò)往行人與車灌裝車輛,在臨近廢棄建筑物一側(cè),重傷半徑完全覆蓋道,并且能造成防火堤和臨近儲(chǔ)罐完全破;37℃時(shí)的人員死亡半徑.48m重傷半徑.78m,在臨近總廠道路一側(cè),已經(jīng)波及到過(guò)往行人與車灌裝車輛,重傷半徑已經(jīng)完全覆蓋道,在臨近廢棄建筑物一,死亡半徑幾乎完全覆蓋道,并且能造成防火堤和臨近儲(chǔ)罐完全破.通過(guò)上述分析可知,在二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容為70%環(huán)境溫度37℃時(shí),能造成防火堤和臨近儲(chǔ)罐完全破;二氯丙烷儲(chǔ)存量占儲(chǔ)罐的罐容為50%環(huán)境溫度26℃時(shí),能造成防火堤和臨近儲(chǔ)罐完全破;而臨近儲(chǔ)罐完全破壞所造成的完全泄,會(huì)引發(fā)后續(xù)的蒸氣云爆炸或地面大面積流淌,其后果不堪設(shè).基于上述結(jié)論,同樣條件下,假設(shè)儲(chǔ)罐中的二氯丙烷完全泄漏并形成爆炸性蒸氣,依據(jù)蒸氣云火災(zāi)爆炸的TNT當(dāng)量,進(jìn)一步分析爆炸性蒸氣云可能引發(fā)的后,TNT當(dāng)量法計(jì)算公式11如:WNT=Wp=R1=R2=WHcQNTWHcQp.9W.447p1.18W3p?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.://www98·南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第45卷1R3=1.W13pKW3NTR4=(3175)2]98·南開(kāi)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第45卷1R3=1.W13pKW3NTR4=(3175)2]11+6WNT其,Wp為可燃?xì)怏w的丙烷當(dāng)量(kg),Α為蒸氣云的TNT當(dāng)量系數(shù)(取.04),Qp為丙烷的爆炸熱(5.4MJkg),R1為死亡半徑,R2為重傷半徑,R3為輕傷半徑,R4為財(cái)產(chǎn)損失半,K3為建筑物三級(jí)破壞系數(shù)(取.6.計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表表1.表9儲(chǔ)罐所儲(chǔ)二氯丙烷完全泄漏并形成爆炸性蒸氣云的NT爆炸當(dāng)量abe9NTexposveyedofexposveaporcodfomedfrmhecmpeeyaageofdchoropronenks二氯丙烷泄漏量占儲(chǔ)罐罐容的比例形成爆炸性蒸氣云的TNT爆炸當(dāng)量kg形成爆炸性蒸氣云的丙烷爆炸當(dāng)量kg爆炸性混合物的量kg20.8×10316.4×103116×1036.6×1032.2×1032.31×1031.74×1031.12×103.46×103.82×103.26×103.76×103.26×103.74×103.25×10390%70%50%30%10%表10儲(chǔ)罐所儲(chǔ)二氯丙烷完全泄漏并形成爆炸性蒸氣云的傷害半徑與財(cái)產(chǎn)損失半徑abe10hepropertesossndmageadusofexposveaporcodfomedfrmhecmpeeyaageofdchoropronenks二氯丙烷泄漏量占儲(chǔ)罐罐容的比例死亡半徑m重傷半徑m輕傷半徑m財(cái)產(chǎn)損失半徑m90%70%50%30%9.138.077.285.8612.5611.929.238.1023.5121.7619.0116.635.354.633.642.39 10% 3.31 5.87 11.57 1.41 依據(jù)表表10的計(jì)算結(jié)果可:(1)二氯丙烷泄漏量占儲(chǔ)罐罐容的90%時(shí),形成爆炸性蒸氣云的TNT爆炸當(dāng)量為2.31×103kg,其死亡半徑為9.13m,重傷半徑為12.56m,輕傷半徑為23.51m,財(cái)產(chǎn)損失半徑為5.35m.事故已完全覆蓋二氯丙烷罐區(qū)周邊的生產(chǎn)裝置交通道路和廢棄建筑物與其它建.(2)二氯丙烷泄漏量占儲(chǔ)罐罐容的70%時(shí),形成爆炸性蒸氣云的TNT爆炸當(dāng)量為1.74×103kg,其死亡半徑為8.07m,重傷半徑為11.92m,輕傷半徑為21.76m,財(cái)產(chǎn)損失半徑為4.63m.事故已完全覆蓋二氯丙烷罐區(qū)周邊的生產(chǎn)裝置交通道路和廢棄建筑物與其它建.(3)二氯丙烷泄漏量占儲(chǔ)罐罐容的50%時(shí),形成爆炸性蒸氣云的TNT爆炸當(dāng)量為1.12×103kg,其死亡半徑為7.28m,重傷半徑為9.23m,輕傷半徑為19.01m,財(cái)產(chǎn)損失半徑為3.64m.事故已完全覆蓋二氯丙烷罐區(qū)周邊的生產(chǎn)裝置交通道路和廢棄建筑物與其它建.(4)二氯丙烷泄漏量占儲(chǔ)罐罐容的30%時(shí),形成爆炸性蒸氣云的TNT爆炸當(dāng)量為.46×103kg,其死亡半徑為5.86m,重傷半徑為8.10m,輕傷半徑為16.63m,財(cái)產(chǎn)損失半徑為2.39m.距生產(chǎn)裝置區(qū)最近端儲(chǔ)罐的事故已完全覆蓋二氯丙烷罐區(qū)周邊的生產(chǎn)裝置交通道路和廢棄建筑物及整個(gè)二氯丙烷罐.基于上面的分析,依據(jù)規(guī)范的要求,得出應(yīng)進(jìn)一步采取的消防安全防控措施:(1)基于夏季環(huán)境條件下,二氯丙烷罐區(qū)儲(chǔ)罐上部空間形成的爆炸性混合物的災(zāi)害模式為爆,應(yīng)在爆炸環(huán)境消除和潛在點(diǎn)火源控制方面加強(qiáng)防,采用氮?dú)饣蚱渌鼩怏w氣封是消除爆炸環(huán)境的有力措施之;防雷擊和靜電導(dǎo)除措施,是潛在點(diǎn)火源控制的基本要求(二氯丙烷傳輸過(guò)程流速過(guò)快也容易產(chǎn)生和積聚靜電.(2)基于二氯丙烷飽和蒸氣壓在沸點(diǎn)以上隨溫度變化較大,高熱或火焰烘烤會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致容器內(nèi)壓急劇增儲(chǔ)罐開(kāi)裂?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.://www99·第3期謝飛:二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)和爆炸的發(fā).因此,除應(yīng)采取減少日曬升溫的措施之外,固定式消防冷卻水系統(tǒng)的設(shè)置尤為重要,并且要高于規(guī)范的規(guī).99·第3期謝飛:二氯丙烷的危險(xiǎn)特性分析與罐區(qū)存儲(chǔ)消防安全設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)和爆炸的發(fā).因此,除應(yīng)采取減少日曬升溫的措施之外,固定式消防冷卻水系統(tǒng)的設(shè)置尤為重要,并且要高于規(guī)范的規(guī).(3)基于不同罐不同環(huán)境溫度條件,二氯丙烷罐區(qū)儲(chǔ)罐上部空間爆炸性混合物爆炸和因爆炸導(dǎo)致大面積泄漏并形成擴(kuò)散蒸氣云爆炸的事故后果,提升防火堤在儲(chǔ)罐首次爆炸時(shí)的防爆能,使其不被爆炸所損,也是應(yīng)對(duì)和防止形成大面積流淌火和擴(kuò)散蒸氣云爆炸的重要防控措施之;在此基礎(chǔ)上的防火堤內(nèi)固定滅火設(shè)施的設(shè)計(jì),也是有利的防控措,尤其是針對(duì)次生災(zāi)害或二次爆炸與火.4結(jié)論通過(guò)實(shí),對(duì)二氯丙烷的理化特性和火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性進(jìn)行分析,給出了不同環(huán)境溫度條件下所對(duì)應(yīng)的災(zāi)害模.針對(duì)夏季環(huán)境溫度下的爆炸災(zāi)害模式,利用TNT當(dāng)量蒸氣云火災(zāi)爆炸模型和爆炸波超壓傷害準(zhǔn),分析評(píng)估了儲(chǔ)罐上部空間爆炸性混合物爆炸和因爆炸導(dǎo)致大面積泄漏并形成擴(kuò)散蒸氣云爆炸的事故后果,給出了爆炸環(huán)境消除和潛在點(diǎn)火源控設(shè)置固定式與大流量消防冷卻水系提升防火堤在儲(chǔ)罐首次爆炸時(shí)的防爆能力和增加防火堤內(nèi)固定滅火設(shè)施等應(yīng)進(jìn)一步采取的消防安全防控措.參 考 文 獻(xiàn)淺議液體危險(xiǎn)化學(xué)品倉(cāng)儲(chǔ)罐區(qū)泡沫消防設(shè)計(jì)[J.工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2009(10):58-6.汽油罐區(qū)消防設(shè)計(jì)探討[J.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,1:8.柴光耀,於欣.某物資公司柴油儲(chǔ)罐區(qū)泡沫滅火系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)[J.科技信息,2011,1:140-14.123456鄭秀.朱艷.華綠洲,王萬(wàn)能,潘旭.苯罐區(qū)消防安全設(shè)計(jì)實(shí)例[