加油站防火防爆课程设计66016.docx

1、加油站防火防爆课程设计66016防火防爆课程设计 设计题目：加油站系统的防火防爆设计 班 级： 安全工程111 学 号： 姓 名： 指导教师： 设计时间： 2014.09.02 摘 要 本人结合学习建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005；石油化工企业设计防火规范GB50160-1999；汽车加油加气站设计与施工规范GB50156-2002；建筑设计防火规范 GB500162006；炼油化工企业设计防火规定YHS01-78；加油站消防安全管理规范等，对加油站进行选址探讨、危险区域划分、耐火等级的确定、防火防爆设计、对安全管理方面制定了必要的安全管理措施。希望通过技术和管理的创新来保证安全

2、生产的可靠性。关键词：耐火等级、防火间距、爆炸危险区1引言随着我国经济建设的不断发展和人民生活水平的不断提高，机动车数量大幅度增加。我国加油站数目剧增，加油站虽然规模不大，但是由于其具有储存经营危险化学品、地处主干道或城市街区、进出加油站人员复杂且流动频繁等特点，极易发生火灾爆炸事故，事故一旦发生，所造成的社会影响范围非常广泛，给公司声誉带来极大的负面影响。因此，高度重视加油站火灾爆炸防范工作，认真落实各项防护措施，对维护加油站的安全平稳经营至关重要。2储油的物化性质2.1汽油 汽油无色至淡黄色的易流动的液体，汽油是由碳4至碳12的脂肪族烃类化合物组成的混合物，沸点范围约初馏点30205。C，

3、空气中含量74123g/m3。其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应,引起燃烧或爆炸。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。加油站中汽油的贮存量最多，火灾爆炸危险性最大。不溶于水但比水轻（相对密度0.67-0.71），闪点一般低于-400C,其蒸气的最小点火能量仅为0.2MJ。汽油的挥发性强，蒸气比空气重（相对密度3.0-4.0），不易扩散，因此易与空气形成爆炸性混合气体。汽油的导电性能差，在运输和灌充中，由于冲击或流速快极易产生静电，静电放电有引起燃烧的危险。汽油的燃烧热值很高（燃烧

4、热值46055KJ/KG)，因而汽油引起的火灾，火势猛，不易扑救，危害性大，一般来说，汽车加油站的规模越大，火灾危险性越大。2.2柴油柴油爆炸危险度为：9.8；最大爆炸压力0.75；爆炸下限0.6%；爆炸上限0.5%；蒸气相对密度（空气为1）7.00；柴油的密度 820kg/m3-860k/m3； 国标柴油的密度范围为0.8100.855（在此范围内的柴油均可正常使用）。柴油的密度和流动性会随着温度的变化而变化，标准密度为：零号轻柴油也就是车用柴油，在摄氏20度时与水的比重为0.84-0.86。一公斤柴油大概是1.1621.190（升）一升柴油大概是0.84-0.86（公斤）轻柴油按质量分为优

5、质品,一级品和合格品三个等级,按凝点分为10号,0号,-10号,-20号,-35号和-50号六个牌号,10号轻柴油表示其凝点不高于10,其余类推.轻柴油用作柴油汽车,拖拉机和各种高速(1000r/min以上)柴油机的燃料.根据不同气温,地区和季节,选用不同牌号的轻柴油.气温低,选用凝点较低的轻柴油,反之,则选用凝点较高的轻柴油.重柴油是中,低速(1000r/min以下)柴油机的燃料,一般按凝点分为10号,20号和30号三个牌号,转速越低,选用的重柴油凝点越高. 3火灾爆炸危险性由于加油站营运的汽油、柴油分别属于甲B和丙A类可燃液体，储量分别为60m3和40m3。依据重大危险源辨识GB18218

6、2000，对于闪点小于28的易燃液体，存储量超过20t为重大危险源。本油库储存的汽油闪点为-5810，储量为60m3。显然本加油站属重大火灾爆炸危险源。火灾事故是在可燃物、氧化剂和点火源3个基本条件同时存在并相互作用时才发生的。也就是说，火灾事故的发生必须具备物质的可燃性、氧化剂和点火源同时存在构成一个燃烧系统。爆炸与燃烧在本质上是相同的，爆炸是瞬间的燃烧，火灾和爆炸可随条件而转化。因此分析火灾爆炸危险性主要从可燃物的物料特性、氧化剂和点火源3个方面进行分析。1 3.1物料特性 3.1.1挥发性 汽油、柴油主要是由烷烃、环烷烃组成。汽油中碳原子数为512个，柴油的碳原子数为1525个。碳原子数

7、16个以下为轻质馏分，极易挥发，随着温度和压力的上升，油料挥发的也越快，挥发的油蒸气迅速与空气混合，形成可燃混合气，一旦碰到足够的点火能量，就会引发火灾爆炸事故。 3.1.2易燃性汽油的闪点较低，介于-58100之间，属于甲B类火灾危险品。汽油的燃烧速度为8296kg/（m2h）水平传播速度也较大，即使在封闭的储油罐内，火焰传播速度也可达24m/s。其火灾爆炸危险性很大。本加油站汽、柴油在收发、储存、汽车加注油作业时，在储罐、油泵汽车装车鹤管、加油枪及管阀设备等出现异常或职员操纵失误时可能泄漏出来，迅速挥发形成可燃性混合气体，碰到一定的诱导能量或点火源就会燃烧、爆炸。 3.1.3扩散性油料的扩

8、散性对火灾爆炸危险的影响主要表现在以下3个方面： (1）油料的泄漏：油料泄漏主要有两种形式。一种是汽油、柴油蒸气的泄漏，如储罐收油过程中的大呼吸现象；环境温度变化引起的小呼吸现象；隔油池内残油的挥发等。另一种是油料液体泄漏，如输油泵因密封不良、老化造成漏油；装车鹤管和汽车加油枪在作业完毕后内存残液流出；储罐或管道腐蚀穿孔而导致油料大量泄漏等。泄漏的油料液体会沿着地面或设备设施流向低洼处，同时吸收四周热量，挥发形成蒸气；由于泄漏的油蒸气较空气重，因此也会沿着地面扩散，窜进地下管沟，极易在非防爆区域或防爆等级较低的场所引起火灾爆炸事故。 (2）油料的活动性：汽、柴油液体具有很强的活动性，在罐区、加

9、油岛等场所易发生漏油事故，油料会沿着地面或设备流淌扩散，从而使火灾范围扩大，增加了灭火难度和火灾损失。 (3）油蒸气的扩散性：油蒸气的密度比空气略大，且很接近，受风影响会随风飘散，即使无风时也能沿地面扩散到数十米之外，并易积聚在低洼地带或渗透到地下管沟中，一旦碰到明火等诱导因素，就会发生燃爆。可燃混合气团的漂移难以控制，对火灾的蔓延和扑救工作有很大影响。 3.2氧化剂 氧化剂的种类很多，对油库来说，油品暴露在空气中，空气中的氧气是油库火灾爆炸事故发生的自然氧化剂。 3.3点火源 3.3.1明火 油库汽车加油亭、装车站等处存在机动车辆排烟带火，各危险场所现场吸烟及违章动火等不安全因素，可产生明火

10、或散发火花。 3.3.2电气火花 装置中有大量电气设备、设施，如电气设备设计选型不当，防爆性能不符合要求，或电气设备、设施未采取可靠的保护措施时在开关断开、接触不良、短路、漏电时易产生电弧、电火花等。 3.3.3静电火花汽、柴油在生产装卸过程中会因活动、搅拌、过滤、冲击、震荡、磨擦而产生静电，若防静电措施未落实或不可靠，储罐、容器、管路及各种金属设备、设施上积聚的静电荷与四周物体形成一定的电位差而放电，静电放电产生的火花易引发火灾爆炸事故。此外，人体穿化纤衣服而又穿胶鞋、塑料鞋之类的尽缘鞋时，由于行走、工作、运动中磨擦或穿脱衣服而产生静电也可引发火灾爆炸事故。 3.3.4雷电若防雷设施不齐全或

11、储罐、建（构）筑物防雷接地措施不符合要求，在雷雨天气里有可能引发火灾爆炸事故。如我国黄岛油库的特大火灾爆炸事故，其爆炸起因即为雷电，该事故造成19人死亡，78人受伤，直接经济损失3540万元。 3.3.5杂散电流由于电化学腐蚀、阴极保护等引起的杂散电流窜进危险场所也是火灾爆炸事故发生的原因之一。 3.3.6碰撞磨擦火花金属设备、设施与物体之间的碰撞磨擦或机械撞击等产生的火花也可能引发火灾爆炸事故。 4总平面布置4.1功能分区加油站主要经营汽油、柴油、机油等危险化学品。根据功能，可将其分为储罐区、加油区、辅助区等。4.2耐火等级的确定4.2.1储罐区、加油区储罐区和加油区的耐火等级根据加油站运营

12、的物品来确定的，由于加油站营运的汽油、柴油分别属于甲B和丙A类可燃液体，且生产类别都属于甲类，所以储罐区和加油区构件耐火等级应采用一级。4.2.2辅助区 加油站内的站房及其它附属建筑物的耐火等级不应低于二级。当罩棚的承重构件为钢结构时，其耐火极限可为0.25h，顶棚其它部分不得采用燃烧体建造；站房可由办公室、值班室、营业室、控制室和小商品（限于食品、饮料、润滑油、汽车配件等）便利店等组成；加油站内不得建经营性的住宿、餐饮和娱乐等设施。4.3选址和布置4.3.1加油站的选址加油站可划分为三个等级，划分方式见下表表3-1加油站的等级划分级别油罐容积（m3）总容积单罐容积一级120V180V50二级

13、60V120V50三级V60V30注：V为油罐总容积；柴油罐容积可折半计入油罐总容积因为V=203+20=80 m3,所以该加油站为二级站（在城市建成区内不应建一级加油站）加油站的油罐、加油机和通气管管口与站外建、构筑物的防火距离，不应小于下表的规定：表3-2油罐、加油机和通气管管口与站外建、构筑物的防火间距（m）级别项目埋地油罐通气管管口加油机一级站二级站三级站重要公共建筑物5050505050明火或散发火花地点3025181818民用建筑保护类别一类保护物2520161616二类保护物2016121212三类保护物1612101010甲、乙类物品生产厂房、库房和甲、乙类液体储罐252218

14、1818其他物品生产厂房、库房和丙类液体储罐及容积不大于50m3的埋地甲、乙类液体储罐1816151515室外变配电站2522181818铁路2222222222城市道路快速路、主干路108886次干路、支路86665架空通信线国家一、二级1.5倍杆高1倍杆高不跨站不应跨越加油站一般不跨站不跨站不跨站不应跨越加油站架空电力线路1.5倍杆高1倍杆高不跨站不应跨越加油站注：1明火或散发火花地点和甲、乙类液体的定义应符合建规的规定2重要公共建筑物及其他民用建筑保护类型划分应符合附录C的规定3对柴油罐及其通气管管口和柴油加油机，本表的距离可减少30%4对汽油罐及其通气管管口，若设有卸油油气回收系统，本

15、表的距离可减少20%；当同时设置卸油和加油油气回收系统时，本表的距离可减少30%，但均不得小于5m5油罐、加油机与站外小于或等于1000kVA箱式变压器、杆式变压器的防火距离，可按本表的室外变配电站防火距离减少20%6油罐、加油机与郊区公路的防火距离按城市道路确定：高速公路、级和级公路按城市快速路、主干路确定，级和级公路按城市次干路、支路确定4.3.2平面布置 加油站的围墙设置应符合下列规定：加油加气站的工艺设施与站外建、构筑物之间的距离小于或等于25m以及小于或等于表3-3中的防火距离的1.5倍时，相邻一侧应设置不低于2.2m的非燃烧围墙；加油加气站的工艺设施与站外建、构筑物之间的距离大于表

16、3-3的防火距离的1.5倍且大于25m时，相邻一侧应设置隔离墙，隔离墙可为非实体围墙；面向进、出口道路的一侧宜设置非实体围墙，或开敞；车辆入口和出口应分开设置。站区内停车场和道路应符合下列规定：单车道宽度不应小于3.5m，双车道宽度不应小于6m；站内的道路转弯半径按行驶车型确定，且不宜小于9m；道路坡度不应大于6%，且宜坡向站外；在汽车槽车（含子站车）卸车停车位处，宜按平坡设计；站内停车场和道路路面不应沥青路面；加油岛及汽车加油场地宜设罩棚，罩棚应采用非燃烧材料制作，其有效设计不应小于4.5m。罩棚边缘与加油机的平面距离不宜小于2m。 加油岛的设计应符合下列规定：加油岛应高出停车场的地坪0.1

17、50.2m；加油岛宽度不应小于1.2m；加油岛上罩棚支柱距岛端部，不应小于0.6m。 液化石油气罐的布置应符合下列规定：地上罐应集中单排布置，罐与罐之间的净距离不应小于相邻较大罐的直径；地上罐组四周应设置高度为1m的防火堤，防火堤内堤脚线至罐壁净距离不应小于2m；埋地罐之间距离不应小于2m，罐与罐之间应采用防渗混凝土墙隔开。如需设罐池，其池内壁与罐壁之间的净距离不应小于1m；在加油加气合建站内，宜将柴油罐布置在液化石油气罐或压缩天然气储气瓶组与汽油罐之间；加油加气站内设施之间的防火距离，不应小于下表的规定：表3-3站内设施之间的防火距离（m）设施名称汽、柴油罐密闭卸油点加油机站房其它建、构筑物

18、燃煤独立锅炉房燃油(气)热水炉间变配电间道路站区围墙埋地油罐通气管管口汽、柴油罐埋地油罐0.54518.5853通气管管口34718.58533密闭卸油点5101586加油机581586站房66其它建、构筑物65燃煤独立锅炉房5燃油(气)热水炉间5变配电间道路站区围墙注：1加油机与非实体围墙的防火距离不应小于5m2站房、变配电间的起算点应为门窗。其它建、构筑物系批根据需要独立设置的汽车洗车房、润滑油储存及加注间、小商品便利店等所以根据建筑设计防火规范的规定，可确定各建筑物尺寸，其中:地下油罐区与站外道路路边距离为不小于8m，该距离为26.188m。埋地油罐之间相距不小于0.5m，该距离为0.5

19、m。地下油罐区与站房不小于4m，该距离为24.623m。地下油罐区与站区围墙不小于3m，与北围墙28.971m，与南围墙40.158m。地下油罐区与其他建筑物不小于5m。加油机与站房不小于5m，该距离为17。291m。加油机与配电室不小于6m，该距离为7.722m。加油机与其他建筑物距离不小于8m。站房与其他建筑物不小于6m。加油岛场地宜设罩棚，罩棚应采用非燃烧构料制作，其有效高度不应小于15m。罩棚边缘与加油机的平面距离不宜小于2m。配电室与地下油罐区不小于30m，该距离为32.792m。配电室与仓库不小于25m,该距离为26.000m。配电室与餐厅不小于20m,该距离为21.000m。25

20、防爆电气设计5.1爆炸和火灾危险场所的等级划分根据发生事故的可能性和后果及危险程度，在电力装置设计规范中，将爆炸火灾危险场所划分三类八级。第一类是气体或蒸汽爆炸性混合物的场所，共分为三级：Q1级场所，在正常情况下能形成爆炸性混合物场所；Q2级场所，正常情况下不能形成，仅在不正常情况下才能形成爆炸性混合物场所；Q3级场所，在不正常情况下整个空间形成爆炸性混合物的可能性较小，爆炸后果较轻的场所。第二类是粉尘或纤维爆炸性混合物的场所，共分为两级：G1级场所，正常情况下能形成爆炸性混合物（如镁粉、铝粉、煤粉等与空气的混合物）的场所；G2级场所，正常情况下不能形成，仅在不正常情况下能形成爆炸性混合物的场

21、所。第三类是火灾危险场所，共分为三级：H1级场所，在生产过程中产生，使用、加工贮存或转运闪点高于场所环境温度的可燃物体，而它们的数量和配置能引起火灾危险的场所；H2级场所，在生产过程中出现的悬浮状、堆积可燃粉尘或可燃纤维，它们虽然不会形成爆炸性混合物，但在数量上与配置上能引起火灾危险的场所；H3级场所，有固体可燃物质，在数量上和配置上能引起火灾危险的场所。根据划分标准，加油站等级应属于Q-2级。5.2爆炸危险区域的范围确定爆炸危险区域范围，是指在正常情况下爆炸危险浓度可能形成的区域范围，而不是指事故波及的范围。在这个区域范围内，应安装相应的防爆炸电气设备；爆炸危险区域范围外，可以安装非防爆炸型

22、的电气设备。但是不能以这个范围作业能不能使用明火或其他火源为依据，因为电气设备与其他着火源还是有区别的。如果爆炸危险区域范围内动用明火，显然是不安全的，所以爆炸危险区域及其附近动用明火及其他火源，必须按动火制度执行。5.2.1非开敞建筑物在建筑物内部，一般以室为单位，但当室内空间很大时，可以根据通风情况，释放源的位置，爆炸性气体释放量的大小和扩散范围酌情将室内空间划分为若干个区域并确定其级别。如在厂房门、窗外规定空间范围内，由于通风良好，则可划低一级。但当室内具有比空气重的气体或蒸气，或者有比空气轻的气体或蒸气时，也可以不按室为单位划分。因为比空气重时，在低于释放源的地方，可能造成爆炸性气体或

23、蒸气积聚的凹坑或死角；比空气轻时，也可能在高于释放源的地方及顶部，形成死角。5.2.2开敞或局部开敞建筑物对开敞或局部开敞的建筑物和构筑物区域范围的划分：对易燃液体、闪点低于或等于场所环境温度的可燃液体注送站，其开敞面外缘向外水平延伸15m以内、向上垂直延伸3m以内的空间应划为危险区域；对可燃气体、易燃液体、闪点低于或等于场所环境温度的可燃液体的封闭工艺装置，开敞面外缘3m（垂直或水平）以内的空间应划为2区。5.2.3露天装置对装有可燃气体、易燃液体和闪点低于或等于场所环境温度的可燃液体的封闭工艺装置，一般在离设备外壳3m（垂直和水平）以内的空间应划为危险区域。当设置安全阀、呼吸阀、放空阀时，

24、一般是以阀口以外3m（垂直和水平）以内的空间作为危险区域.装有易燃液体、闪点低于或等于场所环境温度的可燃液体贮罐，以罐体外壳外的水平或垂直距离3m以内的空间应划为危险区域。当设有防护堤时，应包括防护堤高度以内的空间。若为注送站，则以注送口外水平15m，垂直7.5m 以内的空间作为危险区域。5.2.4使用明火设备的附近区域 在使用明火设备的一些危险区域，例如燃油、燃气锅炉房的燃烧室附近或表面温度已超过该区域爆炸性混合物的自燃温度的炽热部件（如高压蒸气管道等）附近，可采用非防爆型电气设备。在这种情况下防火防爆主要采取密闭、防渗漏等措施来解决，因为在这些区域内已有明火或超过爆炸性混合物自燃温度的高温

25、物体，电气设备防爆已起不到它应有的作用。5.2.5与爆炸危险区域相邻的区域关于与爆炸危险区域相邻的区域等级的划分，应根据它们之间的相对间隔、门窗开设方向和位置、通风状况、实体墙的燃烧性能等因素确定。具体实施时，必须作好调查研究。5.3爆炸性混合物的分类、分级和分组爆炸性气体、易燃液体和闪点低于或等于环境温度的可燃液体、爆炸性粉尘或易燃纤维等统称为爆炸性物质。在大气条件下，气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合，点燃后，燃烧将在整个范围内迅速传播的混合物，称为爆炸性混合物。5.3.1爆炸性物质的分类 类矿井甲烷；类工业气体（如工厂爆炸性气体、蒸气、薄雾）；类工业粉尘（如爆炸性粉尘、易

26、燃纤维）在分类的基础上，各种爆炸性混合物是按最大试验安全间隙和最小点燃电流分级，按引燃温度分组，主要是为了配置相应的电气设备，以达到安全生产的目的。5.3.2爆炸性混合物的分级和分组 爆炸性混合物的危险性，是由它的爆炸极限、传爆能力、引燃温度和最小点燃电流决定的。各种爆炸性混合物按最大试验安全间隙和最小点燃电流分级，按引燃温度分组，主要是为了配置相应电气设备，以达到安全生产的目的。 按最大试验安全间隙（MESG）分级：最大试验安全间隙是在标准试验条件下，壳内所有浓度的被试验气体或蒸气与空气的混合物点燃后，通过25mm长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。可见，

27、安全间隙的大小反映了爆炸性气体混合物的传爆能力。间隙愈小，其传爆能力就愈强，危险性愈大；反之，间隙愈大，其传爆能力愈弱，危险性也愈小。爆炸性气体混合物，按最大试验安全间隙的大小分为A、B、C三级。A安全间隙最大，危险性最小，C安全间隙最小，危险性最大。 按最小点燃电流（MIC）分级：最小点燃电流是在温度 2040，1atm，电压为24V，电感为95mH的试验条件下，采用IEC标准火花发生器对空心电感组成的直流电路进行3000次火花试验，能够点燃最易点燃混合物的最小电流。最易点燃混合物，是在常温常压下，需要最小引燃能量的混合物。爆炸性气体混合物，按照最小点燃电流的大小分为A、B、C三级，最小点燃

28、电流愈小，危险性就愈大。 按引燃温度分组：爆炸性混合物，不需要用明火即能引燃的最低温度，称为引燃温度。引燃温度愈低的物质，愈容易引燃。爆炸性气体混合物按引燃温度的高低，分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六组。表4-1爆炸气体混合物分类、分级分组类和级最大试验安全间隙MESG最小点燃电流比MIC引燃温度与组别T1T2T3T4T5T6T450450T300300T20200T135135T100100T85MESG=1.14MIC=1.0甲烷A0.9MESG1.140.8MESG1.0乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氨苯、甲苯、苯、氨、一氧化碳、乙酸乙酯、乙酸丁烷、乙醇、丙醇、丁醇、乙酸、丁酯、乙酸

29、戊酯、乙酸酐戊烷、己烷、庚烷、葵烷、辛烷、汽油、硫化氢、环己烷、煤油、柴油、石油乙醚、乙醛、三甲胺亚硝酸、乙酯B0.5MESG0.45MESG0.8丙烯腈、丙炔、环丙烷、焦炉煤气环氧乙烷、环氧丙烷、丁二烯、乙烯二甲醚、异戊二烯、硫化氢二乙醚、二丁醚CMESG0.5MESG0.45水煤气、氢乙炔二硫化碳硝酸乙酯由上表可知，加油站级别为A级，T3组5.4防爆电气的选择防爆电气主要分为：防爆灯具 防爆电器 防爆管件 防爆防腐电器通常来说，防爆电器是指存在有爆炸危险性气体和蒸气的场所采用的一类电气设备。化工生产经常遇到各种有爆炸危险性的气体和蒸气，在有这些介质的地方，按照有关规范、标准和规定，正确选用合适 的防爆电器，是保证安全生产、防止爆炸和火灾发生的重要措施。按类型分为隔爆型、增安型 、本质安全 型、正压型、充油型、充砂型、无火花型、特殊型。表4-2爆炸危险场所电气设备选型场所等级Q-1Q-2Q-3G-1G-2电机隔爆型