基于池火模型的柴油儲罐火災分析

基于池火模型的柴油儲罐火災分析

該儲層是一家專業(yè)的儲存、輸送和供應石油和石油產(chǎn)品的專業(yè)儲層。其中，儲層是儲火風險最大的系統(tǒng)之一?；馂念愋桶ǔ鼗馂摹⒒馂?、泡沫液體擴大爆炸和未關閉的蒸汽云。池火災產(chǎn)生的火焰對周圍產(chǎn)生強烈的熱輻射，給附近的人員造成傷害，并使周圍的燃料誘發(fā)環(huán)境，造成巨大損失。因此，預防和救援儲水池火災是儲層安全管理的重點。為了使儲罐池火災的預防和救援工作更加具有針對性和科學性,對池火災的有關參數(shù),如持續(xù)時間、火焰高度、熱輻射通量等進行分析計算是十分必要的,筆者運用池火災模型,對中油大連瓦房店油庫儲罐池火災有關參數(shù)進行分析計算,并依據(jù)分析計算結果對儲罐池火災的預防和救援提出有關建議。1.庫和庫的基本信息1.1長江縣嶺東患者評論員、普蘭店地區(qū)中國石油天然氣股份有限公司大連瓦房店銷售分公司注冊地址位于瓦房店市鉆石街41號,儲存地址位于瓦房店市嶺東辦事處轉角村,始建于1956年,占地面積60128m2,油庫出庫以汽油為主,主供瓦房店和普蘭店地區(qū),現(xiàn)日均出庫500噸左右,2011年單日出庫最高為672噸;柴油出庫以上述兩地客戶為主,現(xiàn)日均出庫150噸左右。2009年和2010年周轉量分別為118263.767噸和198001.307噸。1.2浮頂汽油罐2座圖2油庫由儲油區(qū)、油品裝卸區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)和行政管理區(qū)組成。儲油區(qū)由三個油罐組、一個裝卸油泵棚組成,三個油罐區(qū)內中間均設有隔堤。第一油罐組在一個防火堤內布置有3000m3(Φ17m×13.3m)地上立式浮頂汽油罐1座,2000m3(Φ14m×13.3m)地上立式浮頂汽油罐1座;第二油罐組在一個防火堤內布置有:3000m3(Φ17m×13.3m)地上立式固定頂柴油罐1座,2000m3(Φ14m×13.3m)地上立式浮頂汽油罐1座,1000m3(Φ11m×10.6m)地上立式固定頂柴油罐1座,1000m3(Φ11m×10.6m)地上立式浮頂乙醇罐1座;第三油罐組在一個防火堤內布置有:2000m3(Φ14m×13.3m)地上立式浮頂汽油罐2座,2000m3(Φ14m×13.3m)地上立式固定頂柴油罐2座。裝卸油泵棚位于鐵路油品裝卸棧橋北側14.5m,共有油泵17臺,其中卸車泵6臺、裝車泵11臺。1.3最大風速,10m/s所在地年平均溫度:10.5℃;絕對最高溫度:35.3℃;絕對最低溫度:-21.4℃;瞬時最大風速:30m/s;風載荷:0.6kPa;年平均風速:5.3m/s;年(夏季)主導風向:偏南風;年(冬季)主導風向:偏北風;夏季主導風向:SSE;冬季主導風向:NNW。2.儲水池火災結果計算模型對于儲罐池火災需要計算的參數(shù)有:火災持續(xù)時間、池火的火焰高度、火焰熱輻射系數(shù)等。這些參數(shù)的計算方法如下。2.1燃料燃燒質量燃燒速度mf當儲罐中額定容積為v時,火災持續(xù)時間t為:式中:v為儲罐額定容積,m3;ρ為燃料密度,kg/m3,汽油為0.75×103kg/m3,柴油為0.88×103kg/m3;mf為燃料燃燒質量燃燒速度,kg/(m2.s),汽油為0.025kg/(m2.s),柴油為0.0136kg/(m2.s);D為儲罐直徑,m。2.2無風可池火焰高度式中:ρα為空氣密度,取1.293kg/m3。2.3即生活風速,風速m/s,u(1)有風時池火的火焰高度H為:式中:u為10m高處風速,m/s;uc為特征風速,計算方法為:如果u<uc,則uc=u。(2)火焰在風作用下向下風擴展,風向上直徑D’為:(3)火焰傾斜角θ為:2.4柴油及燃燒效率計算儲罐燃燒時放出的總熱輻射通量Q為:式中:Hc為燃料燃燒熱,J/kg;汽油為4.36×107J/kg,柴油為4.48×107J/kg;η為燃燒效率一般0.13~0.35,保守取0.35。S1為火焰頂部面積,S2為火焰?zhèn)让娣e,無風時,火焰截面為圓,則有:有風時,火焰截面為橢圓,短軸長為D,長軸長為D’,則有:3.計算結果和分析本文選取3000m3的汽油罐、柴油罐進行計算,分別計算無風和瞬時最大風速(30m/s)下池火的有關參數(shù)。3.1無風情況下池火火焰高度對于3000m3汽油儲罐,在額定儲量情況池火災的有關參數(shù)分別為:(1)池火災持續(xù)時間:99.18×103(s),約27.55(小時)。(2)無風情況下池火火焰的高度13.51(m),總熱輻射通量為4.0786×107(w)。(3)在瞬時最大風速(30m/s)下,池火火焰高度6.36(m),風向上直徑為28.647(m),火焰傾角為77.180,總熱輻射通量3.7424×107(w)。3.2無風情況下池火火焰高度對于3000m3柴油儲罐,在額定儲量情況發(fā)生池火災的有關參數(shù)分別為:(1)池火災持續(xù)時間:212.3517×103(s),約58.98(小時)。(2)無風情況下池火火焰的高度9.363(m),總熱輻射通量為2.407×107(w)。(3)在瞬時最大風速(30m/s)下,池火火焰高度4.078(m),風向上直徑為28.647(m),火焰傾角為77.180,總熱輻射通量2.303×107(w)。4.儲罐火災時的預防(1)對于3000m3的儲罐,汽油儲罐火災持續(xù)時間約1晝夜,而柴油儲罐池火災的持續(xù)時間達兩晝夜。因此,在平時對消防物質的儲備應考慮一定余量,尤其是消防水應準備充分,一旦儲罐發(fā)生火災,在思想上要有足夠的重視,并采取必要的措施減少儲罐中燃料的量。(2)在有風的情況,一方面使火焰發(fā)生傾斜,另一方面使火焰直徑向下風向擴展,因此,在進行火災救援時,應注意下風向最