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新标准轻柴油的危险性变化及安全储存

  
评论: 更新日期:2014年12月11日

        通过轻柴油样品的实验比较,轻柴油闪点降低后引发火灾的危险性和发生火灾后的危害性的变化情况如下:
        1)闪点降低后表征引发火灾危险性部分参数变化显著,轻柴油着火危险性增加。几个参数的具体情况为:
        闪点:从65℃降低到55℃相差10℃,并跨越了60℃的危险等级分界线;
        饱和蒸汽压:55℃时低闪点轻柴油的饱和蒸汽压比高闪点增加了97%。
        爆炸极限:50℃时未测出轻柴油的爆炸极限。
        自燃点:低闪点轻柴油的自燃点略高。
        2)闪点降低后表征发生火灾后危害性的主要参数变化微小(5%以下),轻柴油火危害性增加不明显,可按不同牌号(如:-20#与0#)、不同生产工艺(如:直馏、裂解)、不同生产企业之间的差距对待。几个参数的具体情况为:
        燃烧速率:增加了1%。
        火焰高度:增加了4%。
        热辐射:增加了6%。
        2.3
        轻柴油储罐火灾模拟研究
        目前,计算机模拟成为火灾科学研究中的重要内容之一,通过计算机这一强有力的工具,使得这些理论能够应用于火灾科学的研究和实际的火灾安全工程。进行轻柴油储罐火灾模拟是在获得实验室研究成果的基础上,利用CFX4计算机模拟软件[6]将实验数据放大到实际储罐的规模。
        通过对10000m3、5000m3拱顶储罐高、低闪点轻柴油火灾的模拟,得出了热辐射强度随距离的变化、火焰高度和燃烧速度结果,模拟结果如下:
        2.3.1 热辐射强度
        1)10000m3储罐高、低闪点轻柴油火灾之间的热辐射强度近距(0.3D,D为储罐直径,下同)相差0.6%,远距(2D)相差0.1%,低闪点轻柴油偏高。
        2)5000m3储罐高、低闪点轻柴油火灾之间的热辐射强度近距(0.3D)相差0.3%,远距(2D)相差0.1%,低闪点轻柴油偏高。
        3)高闪点轻柴油10000m3与5000m3储罐火灾之间的热辐射强度等直径倍数上相差0.6%,5000m3偏高。
        4)低闪点轻柴油10000m3与5000m3储罐火灾之间的热辐射强度等直径倍数上相差0.3%,5000m3偏高。
        高、低闪点轻柴油热辐射上的差别在1%以下,低闪点轻柴油偏高,与实验测定数据相比偏差基本一致。
        2.3.2火焰高度
        1)10000m3储罐高、低闪点轻柴油火灾之间的火焰高度相差1.8%,低闪点轻柴油偏高。
        2)5000m3储罐高、低闪点轻柴油火灾之间的火焰高度相差3.4%,低闪点轻柴油偏高。
        高、低闪点轻柴油热辐射上的差别在4%以下,低闪点轻柴油偏高。
        2.3.3 燃烧速度
        1)10000m3储罐高、低闪点轻柴油火灾之间的燃烧速度相差4.1%,低闪点轻柴油偏高。
        2)5000m3储罐高、低闪点轻柴油火灾之间的燃烧速度相差1.9%,低闪点轻柴油偏高。
        高、低闪点轻柴油热辐射上的差别在5%以下,低闪点轻柴油偏高。总体上与国外实测数据0.0425~0.047 kg/m2.s相近。
        3
        结论
       
        通过对国外油品火灾研究成果的调研、实验测定和计算机模拟,新标准轻柴油火灾危险性变化情况如下:
        3.1 轻柴油闪点降低后引发火灾的危险性增加,主要体现在以下几个方面:
        1)轻柴油闪点从65℃降低到55℃相差10℃,并跨越了60℃的危险等级分界线;根据储存情况调查储罐操作温度55℃--60℃的生产企业有4家,占调查炼化企业的30.8%。也就是说有相当一部分企业的轻柴油储罐在的操作温度达到了闪点或接近闪点。
        2)55℃时低闪点轻柴油的饱和蒸汽压为667Pa,高闪点轻柴油的饱和蒸汽压为338Pa,低闪点比高闪点增加了97%。根据[西德]K.纳伯尔特[5]给出的轻柴油爆炸下限约为0.6%(体积比)。55℃时低闪点轻柴油的蒸汽浓度达可到爆炸下限,而高闪点轻柴油的蒸汽浓度约为爆炸下限的50%。
        对销售企业而言,最高操作温度为40℃。此时,低闪点轻柴油的饱和蒸汽压为308Pa,高闪点轻柴油的饱和蒸汽压为143Pa。蒸汽浓度约为爆炸下限的50%和25%。由此可见,40℃时低闪点轻柴油的饱和蒸汽压与55℃时高闪点轻柴油的饱和蒸汽压相当。根据闪点降低前生产企业的操作情况,轻柴油闪点(闪为55℃的轻柴油)降低后安全操作温度的上限值应为40℃。
        3.2 轻柴油闪点降低后发生火灾后的危害性的变化不明显(基本上在5%以下),低闪点轻柴油实测数据和计算机模拟数据稍有增加,几个主要参数变化情况为:
        1)燃烧速度:增加了1%。
        2)火焰高度:增加了4%。
        c.热辐射强度:增加了6%。
        3.3
        根据计算机模拟结果,油罐发生全表面火灾时,在相同直径倍数(如:0.4D、0.6D等)距离上的热辐射强度小直径罐较大直径(如:5000 m3与10000 m3)罐偏高。
        4
        建议
        根据轻柴油储存情况的调研和国外相关标准、规范的调研,针对轻柴油闪点降低后引发火灾危险性增加这一问题,建议采取以下措施:
        1)操作温度(轻柴油的进罐温度)降到40℃以下,使储罐内油气浓度低于50%的爆炸下限。
        2)固定顶轻柴油储罐涂刷防晒漆,防止在夏季因暴晒导致罐内表层温度的升高,而发生危险。
        3)不可使用盛装过低闪点易燃液体(如:汽油)的储罐(未经清洗)盛装轻柴油。低闪点残存液将使轻柴油的危险性增加。
       
        参考文献
        1、郑学志编著《油罐灭火技术基础》烃加工出版社,1990年。
        2、Johnson,A.D.(1992)’A Model for Predicting Thermal Radiation Hazards from Large-scale Pool Fires’, IChemE Symposium Series NO.130, pp 507-524.
        3、Koseki, H.& Mulhlland, G.W.(1991)’The Effect of Diameter on the Burning of Crude Oil Pool Fires’, Fire Technology, February, pp54-65.
        4、Yumoto, T.(1986)’Burning Characteristics of 2.7m Square Dike Fires’, Report of Fire Research Institute of Japan, No. 61.
        5、[西德]K.纳伯尔特等著《可燃性气体和蒸汽的安全技术参数手册》机械工业出版社,1983年。
        6、CFX4.0模拟软件,ATE Technoloy Inc.出品。
       
 

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