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    熱輻射分析在油品儲罐防火安全中的應用

    文檔作者: 尤明偉        文檔來源: 安全管理網
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    更新時間: 2021年01月08日
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    城市建筑┃建筑消防┃URBANISM AND ARCHITECTURE┃BUILDING FIRE 183 熱輻射分析在油品儲罐防火安全中的應用 ■ 尤明偉 [摘 要] 熱輻射分析近年來被廣泛應用于各個領域,尤其 在油品儲罐防火方面發揮了很好的作用,但其依然有很大 的應用空間。本文通過查閱相關資料,簡要介紹了有關熱 輻射的相關內容以及熱輻射分析在油品儲罐防火安全中的 應用。 [關鍵詞] 熱輻射分析 油品儲罐 防火安全 應用 隨著社會的不斷發展,我國各個領域均得到了 很大的發展空間,尤其近年來石化產品的生產規模 擴大了很多,雖然提升了我國在國際市場中的競爭 力,但油品儲罐安全問題也隨之而來。眾所周知, 油品一旦燃燒極容易引起爆炸等安全事故,并且油 品燃燒的時間比一般火災時間要長,即使消防部門 進行搶救也需要比平時更大的水量,在水力不足的 情況下要考慮鄰近的儲罐是否會受到高溫影響導致 安全事故,如今通過對熱輻射的分析可以清晰地知 道鄰近儲罐受影響的程度如何,以便于提前制定解 決方案。 一、 熱輻射相關內容 世界上任何有具體形狀的物體均帶有熱輻射, 但前提條件是其自身溫度高于零度,而一旦高于零 度后物體即會自動產生電磁波輻射,這也是熱量傳 遞的三大方式之一。熱輻射的輻射程度與溫度的高 低是成正比的關系,即熱度越高輻射越大,并且短 波成分也隨之增多,另外由于其具有連續光譜,因 此,理論上來講其輻射覆蓋范圍是無限大的。相關 研究表明,紅外線以及可見光均是熱輻射的主要傳 播途徑,而電磁波則不需要任何介質,因此在處于 真空環境下時,只有熱輻射這個傳播方式。 二、 熱輻射分析在油品儲罐防火中的應用 1. 熱輻射與相鄰油品儲罐間的關系 眾所周知,由于油品引發的火災很難熄滅,而 且近年來我國石化產品的大規模生產,也使得油品 儲罐的數量和容量在不斷增加,如此則導致了一段 距離內有兩個或兩個以上的大容量油品儲罐相鄰, 這對于油品儲罐防火安全方面來說是非常不利的。 根據油品儲罐防火安全研究結果顯示,在儲罐發生 全表面火災時,通常其燃燒面積廣時間長,甚至可 以達到30 min 以上,而一旦與之相鄰的油品儲罐沒 有采取一定的安全措施,如冷卻或其他相關措施, 則會由于發生火災的儲罐過高的溫度而產生熱輻 射,如此一來對相鄰儲罐來說是非常危險的,極容 易造成相鄰儲罐受熱過度而引發爆炸或火災,因此 必須在發生火災時對相鄰的儲罐密切觀察,一旦發 現相鄰儲罐出現褪色、罐體變形情況時,一定要及 時采取措施以免發生更大的事故,造成人員傷亡和 財產損失。 另外特別值得注意的是,在著火罐半徑不足 20 m 的情況下,極容易對相鄰儲罐產生熱輻射效應, 從而使得相鄰儲罐發生安全事故的幾率增大很多, 另外切勿將目光過度集中在相鄰儲罐表面,因為其 還會對相鄰儲罐內部產生非常大的影響,在感受到 過高溫度時會導致內部溫度上升,產生熱脹冷縮的 反應,嚴重時可以導致油罐破損及爆炸等現象,不 僅會造成周圍人們的生命安全和財產安全威脅,也 會對消防部門造成很大的壓力,需要跟多的人力和 水資源進行熄滅活動。 2. 對相鄰儲罐進行冷卻 相關規定明確表明在油品儲罐附近必須設置消 防冷卻水系統,并且此系統除了固定位置外還應具 備移動功能,方便對其他相鄰儲罐采取緊急措施, 水強度通常是相對統一的,而不是根據油罐大小決 定,但前提是必須保證足夠的水量和消防強度,如 此則使得該系統的設計更為方便。以上種種可以明 顯看出,油品儲罐防火安全方面的措施是非常重要 的,在做好防護措施的基礎上,一旦發生油品儲罐 爆炸或火災也不應放松警惕,要馬上對其采取滅火 措施,并對相鄰儲罐進行冷卻以免火災面積擴大, 另外,如果發生火災時有強風,應立刻對下風方向 的儲罐采取措施,否則其發生火災的速度會比正常 速度快很多。 相關研究表明,儲罐容量與熱輻射程度是成反 比例的關系,即容量越小熱輻射越大,容量越大熱 輻射越小,因此在油品儲罐著火或爆炸時,容量大 的油品儲罐的熱輻射對相鄰儲罐的破壞程度沒有容 量小的儲罐破壞力大。由此可以得出一個結論:如 果發生了油罐火災的時候,當時是處于無風或者風 力較小時,應對該油罐和相鄰油罐進行調查,若存 在較小油罐時必須立刻采取冷卻等措施,而若均是 大型油罐,則不必急于對其進行大面積冷卻,可以 使用水槍對其進行間歇性冷卻。值得注意的是在進 行水槍冷卻時,應注意儲罐表明的變化,若發生蒸 汽現象則使用噴水措施,因為油品著火需要大量的 水資源進行撲救,而通過觀察此現象可以使消防員 明確當前油罐的情況,以便于臨時調整消防措施, 以免將過多的水資源浪費在不必要的地方,但是若 發生火災時有強風的情況下,則必須在進行熄滅當 前油罐火的同時,加強對相鄰油罐的保護工作,尤 其是處于風向下方的油罐。 3. 科學合理化化布置儲罐位置 對于我國現有的石化企業來說普遍存在的現象 之一是,小半徑儲罐居多并且分布不集中,另外與 生產設備之間有著非常密切的聯系,另外上文中提 到過小型儲罐著火產生的熱輻射遠遠大于大型儲罐 帶來的熱輻射危害大,對相鄰儲罐造成的影響頗深, 甚至會直接導致相鄰儲罐爆炸或著火。在我國石化 企業中不乏為了自身利益罔顧安全風險的石化企 業,其為了節省占地面積降低成本,通常會將小型 儲罐安置在本就位置緊張的儲罐中,或在防火間距 合格的儲罐間放置小型儲罐,事實證明此種方式是 非常不可取的,雖然能夠很大程度上節省場地,從 而給企業節省一定成本,但其帶來的危險不容小視, 一旦發生儲罐火災或爆炸,勢必造成大面積蔓延, 對企業、對周圍環境和人們都會造成非常嚴重的損 失,也會給消防部門帶來極大的壓力,畢竟油品導 致的火災持續時間過長,需要大量的水資源。 由于當前石化企業發展迅速,因此越來越多的 油品儲罐被建立,有些企業為了節省場地,而將原 本是標準防火間距的儲罐間安置小型油品儲罐,這 樣做是非常危險的。在安置油品儲罐方面我國有明 確規定,為了有效防止儲罐著火或爆炸必須嚴格按 照相關規定布置儲罐,另外,相關單位必須明確認 識到,防火間距并不是唯一的防止相鄰儲罐爆炸的 唯一途徑,因此在發生火災時切勿因相鄰儲罐位于 安全范圍內而放松警惕。 三、 結語 綜上所述,通過對熱輻射進行分析可以有效減 少油品儲罐發生安全事故的概率,如今此種方式已 經成為較普遍的防止油品爆炸的手段,并且隨著科 技的不斷發展,熱輻射分析技術也得到了技術更新 和完善,在油品儲罐安全方面發揮了更大的作用, 并且其他安全領域也在不斷引入熱輻射分析,以減 少安全事故的發生。雖然熱輻射技術在油品安全方 面起到了很大的作用,但根據目前情況來看,熱輻 射分析并沒有完全將熱輻射的作用發揮出來,因此 關于熱輻射的研究還應繼續。 參考文獻 [1]趙建強,呂黎軍,馬偉平.基于池火熱輻射模型 確定儲罐合理安全距離新方法[J].油氣田地面 工程,2016,4(5):98-101. [2]李慶功,呂鈴鑰,馮莉莉.基于FDS 的大型原油 儲罐防火堤內池火災的數值模擬[J].南開大學 學報:自然科學版,2012,1(6):77-82. [3]銀峰,劉洋,李猛.基于多米諾效應分析的油品 儲罐雷電災害風險評估[J].安徽農業科學, 2016,4(3):229-231,321. [4]吳子科.易燃易爆儲罐火災爆炸安全評價方法研 究[J].山東工業技術,2015,13(4):48,71-72. [5]代成璐.池火災環境下原油儲罐區安全距離的研 究[J]. 消防科學與技術, 2015 , 9(11) : 1173-1176. ( 作者單位: 福建漳州公安消防支隊, 漳州 363215)
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