油气储运工程毕业论文：油库火灾危险分析及预防.doc

1、本科毕业论文（20 届）油库火灾危险分析及预防所在学院 专业班级 油气储运工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 II摘要油库储存的石油液体如汽油、柴油、燃料油等油料的化学组成及其物理特性,使得产品的生产和储存运输过程中存在诸多的危险因素,客观上提高了发生火灾爆炸灾害的可能性。加之目前,我国大多数油库以及加油站又大都建在交通比较方便、人员流动性较大的地方,周边环境比较复杂,一旦发生事故,就可能造成人员伤亡和较大的损失。所以对可能产生的火灾、爆炸危险性进行分析,提出控制火灾爆炸事故的措施,以及在了解情况之后的有效预防，将有助于了解油库火灾的本质和规律,对保证油库的安全性具有十分重

2、要的意义。本文通过对油库火灾隐患的分析，搜罗经常会出现的问题，并及时提出可行性建议。最终形成一套完整的油库应对火灾危险的预防措施。关键词：油库；火灾危险分析；预防措施；重要性IIIAbstractThe oil liquid such as oil storage gasoline, diesel oil, fuel oil, etc fuel chemical composition and physical properties, make product production and storage transport process has many risk factors, whi

3、ch objectively raised the possibility of fire explosion hazard. And at present, Chinas oil and gas station and most were built in transportation more convenient, personnel place of bigger fluidity, circumjacent environment is more complex, once accident, it could cause casualties and great losses. S

4、o for possible fire, explosion hazard analysis, some fire control measures, and explosion accidents in understanding the effective prevention after, will help to understand the essence of oil-fuel depot and rule, to ensure the safety of oil depot has very important significance. Based on the analysi

5、s of oil fire hazards, the author collected and researched some problems that exist in oil depots, and proposed some constructive suggestion. Finally, a complete set of oil depot fire danger preventive measures were generalized.Key words：Oil depot; Risk analysis; Preventive measures; ImportanceIV目 录

6、摘要 .IAbstract.II1 前言 .11.1 背景 .11.2 国内外研究现状 .11.3 研究目的 .11.4 研究范围 .22 石油产品性质研究 .22.1 油品的组成 .22.2 油品的化学性质 .22.3 油品的自身因素 .33 火灾引起原因分析 .33.1 油库加油站等地区引起火灾的原因 .33.2 油品达到爆炸的条件 .54 油库火灾的危害 .54.1 火灾形式 .54.2 爆炸的热辐射危害 .74.3 爆炸中的冲击波危害 .74.4 油品的毒性危害 .84.5 油品爆炸对环境造成的影响 .85 油库火灾预防 .85.1 建立完善的防火防爆预防保证体系 .85.2 杜绝人为

7、的点火能量来源 .85.3 加强对员工安全意识的培养 .95.4 配备完整的消防设施 .95.5 有效地预防静电 .96 案例分析 .106.1 日常的预防 .106.2 定时的设备维修与检查 .106.3 镇海炼化的火灾危害模拟计算 .106.4 事故后合理的人员安排 .127 总结 .13参考文献 .1411 前言1.1 背景随着中国现代化建设的快速发展，石油在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，石油化工产业也将是国民经济发展的重要基础性和支柱性产业。由此可见，今后石油发挥的作用将会越来越大，也会为人们创造更好的价值。油的工艺与技术、产品与生活已经有着密不可分的联系，但在感叹石油发挥巨大作

8、用的同时，石油也相对地给我们带来了一定的困扰。虽然石油库内也采取了危险防护措施，但是潜在风险仍然很高，油库内大量危险源聚集，一旦发生事故扩展，后果将不堪设想。就近两年而言，不断有关于石油的事故发生，大连石油输油管爆炸、中石油吉林双苯厂发生的特大爆炸事故和在1984年11月9日墨西哥城由于液化石油气泄漏引起火灾，致使2个球形储罐破裂，液化气大量泄漏引发大火，高温火焰包围了附近的容器，相继造成多个储罐破裂爆炸(其中确认的沸腾液体膨胀蒸汽爆炸有4 起，并由此引发连锁化学爆炸) ，死亡人数达500人，伤7000人。此事故据称是世界上最大的工业安全事故等等，不仅给人们的生活带来了严重的危害，还对环境造成

9、了不可预估的破坏。再者油库储存的油品中很多都具有易挥发、易燃烧、易爆炸、易产生静电等特性，还有很多的油气带有一定的毒性和挥发性，发生安全事故后危险性更大，特别是一、二级油库，一旦发生事故，必将造成很重大的财产损失，威胁人身安全。因此必须重视油库的安全管理。1.2 国内外研究现状油库内储存的液体易燃易爆，一旦发生，极难控制，不但会造成人员伤亡及财产损失，还会对环境造成极大地伤害，造成恶劣的社会影响。因此，油库安全今后的工作重心必须以“预防为主”为主，将一些潜在的危险因素尽快地排除掉，这样才能真正意义上将损失降低到最低。目前，世界上各个国家对火灾爆炸危险程度的评价已经发展到以整体安全系统工程为指导

10、的综合性评价方法。而目前，我国在油库安全评价方面还处于研究以及合理借鉴的水平上。这当中还存在很多的问题以及不足，主要表现在：对安全的评价大多数尚还处在定性的评价阶段，对于一些深层次的定量评价还有待进一步深入的研究。现有的一些油库安全措施还不是很到位，而员工，尤其是操作工的普遍素质还有待提高，这就为油库或者加油站的安全埋下了一个很大的隐患。一些大小油库现在所做的主要是通过周边一些油库的类似事故，分析了引发火灾、爆炸的某些原因，做到以后注意一点，仅此而已。1.3 研究目的油库是石油建筑以及消防方面最重要的的一块内容，油库安全状况的好与坏直接关系到国家、人民生命财产的安全。所以，能否有效地预防火灾爆

11、炸事故的根本在于对认识危险的认识程度，如何进行危险性预测及评价。也就是根据周边已发生的油库爆炸事故以及发生故障资料的运用，用科学方法对现有的油库加油站系统存在可能的危险性进行分析与推理，并作出进一步的分析与评价，并提出相关建议。其目的是：(1) 找出相关油库存在安全方面的问题和危险场所，以便加以改进；(2) 对油库的现有工艺以及设备能否满足系统对于安全性的要求进行综合的评价，并让其成为制定油库加油站消防灭火措施的有关依据。21.4 研究范围油库系统主要包括三部分，即从事油库生产活动的操作人员和管理人员，油库储藏的油料等物资和生产必须的设备设施等各种物质条件，以及油库生产活动所处的环境。这三个部

12、分构成了一个“人物环境”系统，每一部分是其中的一个子系统。人子系统，涉及人的生理因素和心理因素，以及规章制度、规程等如何适应人的特性、易于为人所接受的问题。不仅把人看作“生物人” “经济人” ，而且也是“社会人” ，必须从安全心理学、行为科学等方面科学地解决这些问题，以充分发挥人的主观能动性。物子系统，不仅要从油库设计工艺、油库设备可靠性、油库安全设备等方面考虑其安全性，而且要考虑设备设施操作对人提出来的要求，以及从人体学、生理学、心理学研究人在正常作业条件下，人体参数、结构特点、运动特点，心理与生理过程等有关参数对设备设施的设计提出的要求。环境子系统，主要包括环境的物化因素和社会因素。物化因

13、素主要有噪声、震动、有毒气体、光、温度、湿度、压力、热、化学等有害物质；社会因素有管理制度、班组结构、人际关系等。在“人物环境”系统中，这三个子系统相互联系，相互制约，相互影响，构成了一个有机的整体。油库安全系统工程就是从系统思想出发，研究“人机环境”系统，提高其整体的安全功能。2 石油产品性质研究2.1 油品的组成石油主要是由碳、氢及硫、氧、氮五种元素组成，此外还有微量的金属元素和其他非金属元素。其主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃三类烃组成，除个别种类的石油外，一般石油中不含烯烃，但它可在加工过程中产生。烷烃在常温下化学性质稳定，因而安定性好，在在储存过程中不易氧化变质。环烷烃是介于正构烷烃和异

14、构烷烃之间，在柴油机中燃烧性能比烷烃差，但环烷烃是喷气燃料的理想组分，燃烧性能较好。此外，一些非烃类化合物的存在对油品的性质影响较大。硫是石油的重要组成元素，在石油中以硫（S ）或H2S形式存在，大多数以有机硫化物状态出现，硫的存在是油品具有一定的腐蚀性。另外，硫化物能加速油品氧化，生成胶质，是油品变得容易变质，严重影响油品的储存安定性；含氮化合物对油品影响是在储运加工过程中，氮的氧化物在光、空气中氧的作用下，极易生成胶质，是油品颜色变深，变得不大容易储藏，燃烧起来还带有一定的臭味。2.2 油品的化学性质本文涉及的主要是跟油库火灾爆炸相关的性质，主要是燃烧性能。燃烧性能：石油产品是众所周知的易

15、燃品，又是重要燃料，因此研究其燃烧性能，对于燃料使用性能和安全十分重要。油品的燃烧性能在这里主要可以用闪点、燃点和自然点来描述。油品蒸气与空气的混合气在一定浓度范围内遇到明火就会闪火或爆炸。混合气中油气的浓度低于这一范围，油气不足，而高于这一范围，空气不足，都不能发生闪火和爆炸，因此3这一浓度范围就称为爆炸范围，油气的下限浓度称为爆炸下限，上限浓度称为爆炸上限。闪点是在规定条件下，加热油品所逸出的蒸气和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度。燃点是在规定条件下，当火焰靠近油品表面的油气和空气混合物时，即着火并持续燃烧至规定时间所需的最低温度。测定闪点和燃点时，需要外部火源引燃。如果

16、预先将油品加热到很高的温度，然后使之与空气接触，则无须引火，油品因剧烈的氧化而产生火焰自行燃烧，则称为油品的自燃。发生自燃的最低温度称为油品的自燃点。闪点和燃点与烃类的蒸发性能有关，而自燃点却与其氧化性能有关。所以，油品的闪点、燃点和自然点与其化学组成有关。油品的沸点越低，而自然点越高。含烷烃多的油品，其自燃点低，但闪电高。2.3 油品的自身因素油品自身的危险性决定于本身的组成以及它的物理、化学性质。如易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸、有毒、不导电等。油品的这些特性一方面是其造福人类的基础，另一方面它也危及自身及油库系统的安全。就油品本身而言，不同油料其易燃、易爆、易挥发、易流失等性能也不相同。

17、3 火灾引起原因分析3.1 油库加油站等地区引起火灾的原因油库加油站等地区发生火灾爆炸，一般原因可分为以下几类：1）明火引起的火灾。根据资料统计，石油储运系统中发生火灾的情况，由明火引燃的占据了67，通过这个数据可以看出明火是引起油罐火灾最主要的原因。罐区附近的火星，车辆中带出的火星、放鞭炮以及飞火、库区内员工违规吸烟，没按规定动明火、进行电气焊作业等极易引燃泄露在地面的油品或引爆弥漫在空气中的油蒸汽。2）摩擦火花引起的火灾。若油罐的量油孔口不是用有色金属制做的，钢尺在放进去和抽出来时很容易和量油孔口的边缘摩擦而产生火花，从而导致油罐内油蒸汽着火。3）静电引起的火灾。因为油品本身具有不导电性，

18、当它产生的静电荷会越集越多，电场强度超过空气的击穿场强时，就会产生静电放电的情况，出现的火花很有可能点燃混合气会导致爆炸。静电爆炸的情况主要有以下几种：在天气干燥的区域和炎热的夏季发生的静电事故比较频繁。据相关数据统计，静电闪火发生着火的事件多发生在西北和华北地区，其他地区都相对较少，而多数油库事故发生的当地气候均在在37以上，大气湿度平均都约为15 %，油品易形成可燃性的混合气体。而大气温度低， 油品新产生的静电不容易被释放，会造成静电的大量积聚。一般的加油车在加注油料时，会造成油品冲击容器壁或因速度过快造成飞溅的油滴和容器中的空气摩擦从而形成较高的静电位，还有另外一种情况，油罐车内的少量油

19、品会在行4驶的路途中或阳光的照射下，形成大量的混合气体，当静电因摩擦放电时，极易被点燃。另外，在向罐车装油至容器总体积3/4 以后，应减慢加注的速度，因为这个时候静电积聚的电位最容易放电造成火灾，引发爆炸。 明流加油，因管口绑扎时过滤套易产生静电，出现闪火，引发爆炸。因为明流加油时很容易与环境中的空气形成可燃的混合气，所以静电的产生和积累也很多，过滤套在加油过程中本身也会携带大批量的静电，易放电引燃周围的油蒸气。 航空煤油出现静电着火的情况比较多。而航空汽油则相对较少。4）电器设备引起火灾。油罐的主要电气设备如发生故障时，产生的电弧、电火花、高热极易引燃泄漏的油及油蒸汽。若泵房电机、灯具、开关

20、等采用非防爆型或防爆等级不够也易点燃泄漏的油蒸汽。5）自燃引起火灾。如油罐中含硫油品的沉积物在消除时发生自燃，润滑油及重油加温时温度超过闪点而自燃，或是静电起火。6）缺乏知识，蛮干引起火灾。由于工作人员执行制度不严或者说是错误的操作，造成阀门错开、误开或关闭不严的情况，更有甚者有些员工怕下次阀门不好开，存在故意不关严的现象；用加压泵进行灌装作业时，灌装的油桶嘴全都处于关闭的状态，压力增大时容易冲破管道阀门以及法兰连接处的垫片；放空管道后，阀门没有及时关闭，或油罐进出油时窜油，溢油，或者从呼吸阀、测量孔流失； 操作人员不熟悉阀门的具体操作使用，错误地使用阀门开关，造成的事故；卧式油罐液位计管阀门

21、的失灵、胶管老化引起破裂；管道中油品放空后，进气管的阀门没有关严；收发油作业后，工作人员怕下次阀门不好开，故意阀门少关两圈，造成的下次作业时放空油罐溢油。7）设备的安装存在问题没有按规范要求进行设计。施工安装过程中施工队没有严格执行技术要求。管道没有按规定设置泄压装置。管路中储存的油品受热容易引起膨胀，管线阀门、法兰连接处容易胀裂、垫片冲毁，管线位移等都会破坏了法兰的密封性； 管道未按要求设置补偿器。热胀冷缩时，焊缝容易倾斜断裂、焊缝出现裂口，或弯曲应力破坏了管线的阀门、法兰的密封性； 施工安装时，没有按规定清洗、试验导致了渗漏、窜油等现象，或者法兰垫片选材不按规定，老化变质等阀门的位置选择不

22、当。如将阀门设置于横向位移的管段，距管路支管座近，管线横向位移时阀门的密封性受损；阀门位置选择不正确。如将阀门设置在横向位移的管段，且距管路支管座近，管线横向位移时阀门连接处的密封受损；管道进行整体强度试验后，水没放干净，冬季结冰导致冻裂阀门、管线；或者试验时员工的错误操作，造成水击而冲毁垫片，或在检查验收时不严格和不验收而直接交付使用，留下了安全隐患；设备、材料在安装前没有进行检查验收，使用了劣质的、不符合技术要求的设备、材5料。8）意外火灾蔓延。3.2 油品达到爆炸的条件一般当油库储存的原油、成品油等，均属于甲乙两类火灾危险性油品，甲乙类油品危险性大，是因为它们都具有挥发性大、闪点低等特点

23、。原油、成品油都是储存在内浮顶罐、外浮顶罐和拱顶罐中，由于储罐不可能完全装满油品，所以都具有一定的气体空间，这个空间充满了油气和空气的混合气体，当混合气体达到了爆炸极限的浓度后，遇到了火源，就有可能发生火灾爆炸。4 油库火灾的危害4.1 火灾形式近几年来，我们在油库安全方面持续不断地开展整治工作，尽管消除了大量的火灾隐患，但是仍有大量的显形火灾隐患和潜在隐患，特别是危及公共安全的重大火灾隐患还没有得到有效的整治。至于火灾乃至爆炸对我们的危害大家有目共睹。火灾一旦发生，会形成以下几种形态：闪火、火球、喷射火以及池火。1）闪火是可燃性气体或蒸气泄漏到空气中并与之混合后被点燃而发生的一种非爆炸性的燃

24、烧过程。闪火多是因为油品泄露形成的，一般如果油品刚泄露就直接点火，不会形成闪火，而若等其扩散一会儿，在碰到火苗，就会出现明显的闪火。至今，已经有很多的学者对此进行实验。Blackmore 等人 1982年做的Maplin沙滩实验研究表明燃烧过程中的火焰速度相当低 1。Goldwire等人1983年实验生成的热通量时间的变化曲线表明闪火的持续时间很短，通常从几毫秒到几秒钟 2。由此可看出，闪火的时间较短，火势也比较弱，所以他很难通过热辐射引起二次火灾。但是闪火的火苗却会在燃烧的过程中形成热对流，引发二次火灾。2）火球是可燃气体与空气形成的云团，是一个燃烧的瞬间状态。一般火球有两种情况会形成：一是

25、由于压力容器受不了高压破裂产生；二是本来就已经形成的蒸汽云。火球从形成的熄灭一般有以下三个过程：（1）发生发展阶段；（2）稳定燃烧阶段；（3）熄灭阶段。整个火球持续时间与易燃物质的质量有关，其计算公式 8见式（1）：（1）25.08.Mtt火球持续时间，s；M初始可燃物质的质量，kg。火球持续时间随可燃物质质量的变化曲线见图1。6火 球 持 续 时 间0510152025301 2 3 4 5 6可 燃 物 质 质 量 lg（ M） （ kg）火球持续时间t（s）图1 火球持续时间曲线火球发生后，一般库区内燃烧物地总重量不超过106kg，故火球持续的时间一般都在20s左右，也很难形成热辐射，却

26、很容易引发浮顶罐易燃油品的火灾。3）喷射火喷射火一般由高压力的容器内泄露或喷射而出，喷射的瞬间力量比较大，破坏力比较大，这种情况发生的可能性也比较大。喷射火的方向性比较强，而且在喷射火的瞬间动能很大，所以会对周围的建筑物造成很大的静态辐射。4）池火指以可燃液体泄漏或易熔可燃固体熔化到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源而燃烧的燃烧形式，是一种非受限燃烧。池火是流程工业中最常见的火灾类型3。 池火的时间要看泄露的油品的量而定，所以它的危害程度也不一定。而且还要看热辐射的时间才能确定具体会对周围环境造成的环境。火灾一旦发生爆炸形成了池火灾，那么的危害程度可由以下计算可得：当池火形成之后，一般池内油品的温度就会比周围的油品温度高很多，它的燃烧速度可有以下计算公式 3可得cPb0.1HdmtCT式中，dm/dt单位表面积燃烧速度， kg/(m2s)；Hc油料的最大发热量，J/kg ；Cp液体的定压比热，J/(kg K)；Tb液体的沸点，K；T0环境温度，K；H液体的汽化热，J/kg。根据手册里可以查出汽油的燃烧速度为0.0225 kg/(m 2s)。火灾的危险程度包括池火的火焰高度，可有以下公式计算可得： 0.6084dmthrg式中，h火焰高度，m；r液池半径,即油罐半径，m ；0周围空气密度，计算取值 1.16kg/ m3；