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1、储罐的安全性和易燃液体安全距离的研究中文翻译基于火灾及消防工程性能的第五会议储罐的安全性和易燃液体安全距离的研究陈琳 王慧芳中国吴凤大学火灾科学系助理教授，明雄62153中国吴凤大学火灾科学系研究生， 桃园33071摘要易燃液体储罐通常处在潜在危险区。危害性越来越严重。为了避免罐起火，并扩散到附近的储罐设施和建筑物。在安全的条件下，易燃液体储罐的安全距离是必要的。通过FDS（火灾动力学模拟器）进行火灾计算机模拟，及时发现有火灾发生可能性的燃液体储罐。为了建立优化模型，必须确定可燃液体储罐的温度分布以及易燃液体储罐的安全距离，通过现行的法律法规，以期待会从经济和安全方面的考虑。2011年由Els

2、vier公司出版 关键词：易燃液体储罐的安全性和安全距离，火灾动力学模拟器（FDS）1、介绍工业的快速发展，工厂中的储罐越来越趋于大型化，除了过程配置外；还应该考虑安全因素，工厂未来的发展等。易燃的储液罐很容易暴露成为潜在的危险，发生火灾或爆炸，导致财产损失，所以存储区域的安全距离是一个重要因素，要将损害降到最低。近年来，有许多例油罐爆炸灾害发生。例如， 2010年1月南宝昌华化工有限公司罐爆炸灾害。第一个化工储罐火灾引起的三个化学储罐爆炸。另一个例子，中石油兰州石化316号储罐发生爆炸并引发石油管道破裂。并造成部分非燃烧材料储罐泄漏和以及25个液态烃储罐受威胁。通信作者：E-mail add

3、ress: E-mail: chengi wfu.edu.tw18777058 2011 Published by Elsevier Ltd.doi;10.1016/j.proeng.2011.04.6262009十月，一个巨大的爆炸发生在波多黎各的加勒比海湾石油公司，油火蔓延两天，附近的房屋和车辆尽毁，玻璃破碎，并导致两人受伤，万人被疏散。在40个储罐中有21个被毁坏，这些储罐用来存储汽油，柴油，航空燃料和燃料油（该公司的炼油厂被迫关闭）。2006四月，COSMO公司发生爆炸事故，在日本的千叶炼油厂引发大火。所幸这次爆炸没有造成人员伤亡，并没有导致石油产品和有毒化学气体泄漏。在台湾，储罐火灾

4、或爆炸造成了更多的灾难，其主要原因是贮存场所和其他相邻区域之间没有足够的安全距离。因此，可以预见的是，安全距离能防止一系列严重的灾难。2、文献综述为了避免储罐火灾或爆炸事故蔓延到周边地区和能够及时疏散人群，储罐和其他附近的区域之间保持一定的安全距离是至关重要的。2.1、 台湾的规章制度根据台湾的公共危险物质和易燃的加压气体建立标准安全管理条例，存储区域分为五类易燃液体储存站。本条例规定的室内储存场所，室外储存场所，室内贮存罐，室外地下储罐，贮罐等。法规明确规定，对于户外储罐的站点预留空间和安全距离描述如下表1 3。表1 室外的侧壁与罐外厂房附近的安全距离地方安全距离历史博物馆，图书馆，博物馆，

5、美术馆，展览馆，历史文物馆，纪念馆，和类似机构。不少于50米电影放映场所（电影院），音乐厅、舞厅、夜总会、俱乐部、美容店（旅游店和音像店等等），按摩院、看录像厅（MTV等），视听歌唱厅（KTV 酒吧等）和白酒类商店（俱乐部）等能容纳300人或以上的设备标准。保龄球，台球厅，会议厅，健身和娱乐中心（包括设施、提供指压按摩服务，桑拿室，和其他的减肥和健身设施室内迷你高尔夫球场，游戏，电子游戏中心，信息娱乐场和一个可容纳300人或以上的标准设备。旅游饭店，旅馆，招待所，（仅限于出租屋只）有能力容纳300人或以上的标准设备。商业机构，市场，百货公司，超级市场，零售市场等可容纳300人或以上的标准设备。

6、餐馆，食品和饮料店，咖啡店和茶馆，有能力容纳300人或以上的标准设备。桑拿房和一个可容纳300人或以上的公共浴室标准设备。不少于30米公交车站，机场建筑，港口等候室可容纳300人或以上的标准设备。未来商品机构，证券交易中心，并有能力的金融机构容纳300人或更多的标准设备。庙宇，祠堂，教堂，龛场，并与其他类似的机构能力容纳300人或更多的标准设备。办公室，射击场，诊所，社区康复中心，心理辅导儿童和青少年或家庭咨询机构，就业服务中心，残疾人事业，娱乐中心为老年人服务的机构，老人和残疾人服务机构或可容纳300人以上的标准设备。集体住宅，公寓和一个容量一半的房子容纳300人或以上的标准设备。体育场馆、

7、活动中心和一个可容纳300人或以上设备标准室内溜冰场、室内游泳池和一个可容纳300人或以上的标准设备。电影制片厂和电视信号继电器和一个可容纳300人的标准设备。仓库和家具展示和销售中心，一个可容纳300人或以上的标准设备。不少于30米医院，疗养院，长期照护机构，护理机构，喘息服务机构为老年人服务机构（限于日托，临时护理，短期保护和防护设施），婴儿托儿所，早期干预制度，结算教育机构（限于机构保护婴儿的年龄在2岁以下），护理院，产后护理中心残疾人福利服务机构（有限公司食宿，日托，临时性，短期护理设施），职业培训残疾人机构（限于食宿场所和设施采用特殊的设备），和为盲人特殊聋哑人学校，和精神一个可容纳

8、20人或更多残疾人的标准设备。不少于30米学校教学楼，课后托儿所，补充学习中心，培训设施，研究馆等教育机构，职业培训机构和残疾人机构以及其他机构。能容纳20人或以上的标准设备。幼儿园、托儿所和一个可容纳20人或以上标准设备。不低于30米制造场所，公共危险品和易燃品的存储站或加气站。不少于20米以前条款规定的其他地方不少于10米35000V或更高的输电线不少于5米70003500V之间的输电线不少于3米表2 留有开放空间的储罐应满足下列要求储存材料留有开放空间的储罐应满足下列要求储存设施包含6种材料且油品闪点不高于21度1m+，体积小于2000立方，2m+，大于2000立方（小于4000立方）3

9、m+，大于4000立方（但小于10000立方） 5m+，大于10000立方（但小于40000立方） 10m+，大于40000立方储存设施包含6种材料且油品闪点在2170度1m+，体积小于10000立方 ，2m+ 大于10000立方（小于20000立方）3m+大于20000立方（小于50000立方）5m+， 大50000立方（小于200000立方）10m+ 大于200000立方。储存设施包含6种材料且油品闪点 大于70度1m+，体积小于2000立方，2m+，20000立方（小于40000立方）3m+，大于40000立方（小于100000立方）5m+，大于100000立方。表3 储罐间距（壳到壳）

10、 储存设施包含6种材料且油品闪点不高于60度浮顶罐的直径小于45m时，两个直径相同的储罐对接应不小于90厘米，而不是45米。固定罐箱直径小于45m时，间距应为六分之一。两个直径相同的储罐对接，应不少于90厘米；而不是小于45m。储存设施包含6种材料且油品闪点高于60度浮顶罐箱直径小于45m时，间距应为六分之一。两个直径相同的储罐对接，应不少于90厘米；而不是小于45m。固定顶罐箱直径小于45m时，间距应为六分之一。两个直径相同的储罐对接，应不少于90厘米；而不是小于45m。2.2、美国消防协会美国国家消防协会（NFPA）NFPA 30易燃物和可燃液体规范2000版，对储罐到储罐的安全距离已经明

11、确确定，如下图所示表4 3 表4 储罐间的最小距离（罐到罐）浮顶罐固定或水平罐一或二类液体三类液体所有储罐直径不超过150英尺相邻罐之间距离为罐直径的1/6但 不得小于3英尺相邻罐之间距离为罐直径的1/6但 不得小于3英尺相邻罐之间距离为罐直径的1/6但 不得小于3英尺储罐直径超过150英尺远程提供水源储罐的1/6储罐的1/4储罐的1/6筑堤提供水源储罐的1/4储罐的1/3储罐的1/42.3、阻隔墙的高度油罐火灾灾害发生后,其他没有燃烧的储罐往往会传播燃烧情况,由于辐射的影响会有很大的危害性。据台湾的中油公司材料安全数据表(MSDS)记载。92号无铅汽油的着火温度为280 456度。低硫燃料油

12、是407度，超级柴油约177度，柴油燃烧时的辐射热是影响火灾规模和持续时间的主要因素。更大的火焰面积或火灾事件发生时,辐射热的传播距离越远。生产、贮存和处理场所的安全，有效地防止火灾扩散到邻近的地方。2006年11月国家消防部门内政部提供下列公式计算阻隔墙的高度。其中Y：阻隔墙地面以上的高度P：扩散曲线系数X：生产地点和与之相邻地方之间的距离a：生产地比如起始点的高度表5 扩散曲线系数类别P 值木制建筑紧邻这些站点。建筑物邻近站点的建设或不可燃材料站点的建设,和制造业等站点，出口处没有防火门。0.04不可燃材料制造的房舍毗邻的建筑物为防火门开口处的站点。为建筑工地附近的建筑物、制造场所等的开口

13、处，超过 30 分钟防火等级的防火门0.15为建筑工地附近的建筑物，制造场所等的开口处，超过1小时防火等级的防火门。无穷大3 、FDS(火灾动力学模拟器)和 Smokeview 6（图形化处理软件）FDS (火灾动力学模拟器)是由计算机来模拟火灾，由美国国家标准和Technology (NIST) 制定的计算流体动力学火灾热软件。软件系统主要是为消防模拟设计。FDS 主要是模拟 (LES) 基于 CFD 的火灾模拟软件，该软件的核心是纳维尔-斯托克斯方程，每个方程组的数值解法。用于解热驱动低速流场，重点放在烟与热运动现象，分为若干模拟的网格，多维数据采集的范围可以更准确的估计，能处理消防火灾烟

14、气的流量、 温度、辐射热和物理数据，使它特别适用于形状复杂的建筑物或大型建筑火灾的模拟。Smokeview FDS 是图形化后的处理软件的组合，适合处理2D图形或 3D 动画的渲染效果，该软件将从 FDS 计算结果。图1操作流程。在公式中 FDS 辐射热基于有限体积法获得，近百点的不连续，使用时占用 20%左右的CPU，辐射热是大体计算的。3.1、管理方程式质量守恒定律物品保护动量守恒节约能源其中 ：流体密度 ：流体速度 ：流体焓：物品的单位体积的化工生产速率 ：引力向量 ：外部力向量（除了对重力的向量） ：粘性应力张量 ：辐射热通量矢量 ：热导率的流体流态 ：当前温度级别 ：流体压力 ：时间

15、3.2 、FDS火流模拟软件做体操图1 FDS 火流模拟软件做体操 74 、 结果第二，储罐在没有任何安全设备、 消防、 灭火器等的保护下，发生的顶部风速硬气的着，遭受辐射 14 米的高度热，温度几秒钟内就可以从31.22度达到622.4度，图 10是2 米以外的储罐在遭受火灾后温度会在几秒内从 52.36度上升到 378.95 度，24 米以外的设施在几秒钟内温度会从 4.53 度上升到162.12 度。辐射热影响到7 英尺的高度，图 11 中存储槽失火31.06 秒，温度达到最高的 103.58 度、 油罐火灾 12 米外最高温度是 74.39 度，离罐 24 米外 22.50 秒后温度从

16、26.85 度上升到27.78度。地面遭受很大程度的辐射，图 12 中存储槽受热影响 5.87 秒，最高温度达到 74.1 度、 12 米以外的着火罐5.87 秒内温度是57.32度， 14 米外的两个起火油罐在35.11秒时最高温度是 23.5 度。当相邻的喷水灭火系统水箱配有冷却装置时,油罐失火时开始启动冷却喷水灭火设备、辐射热能影响到14米的高度,在图14中,防火墙的存储槽32.42 秒,温度最高达到168.46度,12米远油罐火灾的最高温度在48.61秒内达到122.23度，24米外最高温度在28.81秒内达到34.6度。在图15中,防火墙的存储槽在失火34.22秒内能达到7米高,温度

17、最高达到47.82度，离油罐12米远的地方最高温度为27.02秒时的60.72度,离火槽24米外28.81秒时温度为36.9度。在图16中,防火墙的存储槽在起火36.01秒时,温度达到最高的39.99度,离油罐火灾12米远的最高温度为25.21秒时的44.50度，远离火槽最高温度24米远19.82秒时温度为27.85度。两个相邻可燃液体储罐、在没有消防安全设备的保护时，发生受风速影响的燃烧，大约4秒时储罐与火焰接触，大约十秒时起火，火焰随外部风速逐渐减小。 (图6,图8)。相邻储罐受辐射热,在图9中，高14米，4.53秒后温度达到最大值162.12度，大约在60秒内温度下降环境温度。槽罐防火墙

18、温度达到最高的622.4度，离油罐12米远处的最高温度为367.27度，24米远的最高温度162.12度。与第二个槽之间的距离越大，温度辐射效应则有明显减少。图10到12则体现了这种观点。有效的安全距离相邻储罐的最高温度162.12度，不到点火温度280度当储罐没有喷淋冷却的防火墙时，存储槽最高温度下降到168.46度，大约70秒后温度开始下降。储罐顶部附近受辐射热的影响最大，应该建立消防安全设备以加强保护。储油罐着火的安全距离是0到24米，可以采取两倍的距离，至此，温度可以下降将近一半。如果开始时。就开启消防喷淋头,则对相邻的存储槽影响更小。因此,在设计易燃液体储罐时,应保持一个适当的安全距

19、离,以防止火势蔓延储罐的可能性。有效的冷却喷头保护是没有必要的,因为有油箱的存在。5 、结论和建议图2 约4秒后的燃烧情况图3 约6秒后的燃烧情况图4 约70秒后的燃烧情况图5 约150秒后的燃烧情况图6 约6秒后起风对这伙情况的影响图7 约70秒后风速对火灾的影响图8 约150秒后风速对火灾的影响图9 相邻储槽高度14公尺的温度图10 高度14英尺不同距离的温度图11 高度7公尺不同距离的温度图12 高度0公尺不同距离的温度图13 启动撒水相邻储槽高度14公尺的温度图14 启动撒水高度14公尺不同距离的温度图15 启动撒水高度7公尺不同距离的温度图16 启动撒水高度0公尺不同距离的温度参考文

20、献：1.tw/big5/content/index.asp?pno=1922National Fire Agency NO: 0970824057, Public Hazardous Substances & Flammable Pressurized GasesEstablishment Standards & SafetyControl Regulations,Taipei, 20083NFPA 30 Flammable and Combustible Liquids Code 2000 Edition4Hung-Yi Chen, Fire Science, Taipei: Tingmao

21、 Publish Company All Rights Reserved, 20085National Fire Agency NO: 0950826033,”Public Hazardous Substances & Flammable Pressurized Gases Establishment Standards & SafetyControl Regulations” Record of the relevant law enforcement doubt Seminar,Taipei, 20066 Shi-Cheng Wang, Shing-Hing Lin,Industrial

22、Safety & HealthTechnology,Numerical Analog Technology To Reproduce The Context OfBuilding Fire,Taipei, 20077 Glenn P.Forney, Smokeview A Tool for Visualizing Fire Dynamics Simulation Data Volume I: Users Guide, Version 5, National Instituteof Standards and Technology U.S. Department of Commerce,20108http:/www.cwb.gov.tw/