天然气储罐发生火灾延续时间的确定.doc

天然气储罐发生火灾延续时间的确定一、问题的提出近年来，随着我国天然气田的大量探明和开采，使用天然气的城市快速增长，天然气储配站作为城镇燃气系统的门户，建设越来越多。在实际建设中，围绕消防设施问题，往往出现一些不同看法，而天然气储罐火灾延续时间的确定和究竟需不需要设置喷淋水系统，不时成为讨论的焦点。其中既有对相关标准规范的不同理解和引用，也有对天然气和液化石油气两种介质特性的不同认识。笔者仅就这两个问题提出一些看法，以供同行参考。二、标准规范的阐述和理解1、相关规范摘录对于城镇燃气设施的建设，应以GB50028-93城镇燃气设计规范（以下简称燃规）为第一设计依据。1）燃规第1.0.2条：本规范适用于新建、扩建或改建的城镇燃气工程设计。而对于储配站的设计，则在第五章第四节中做出了相应规定，其中储配站内的消防设施是这样规定的：2）燃规5.4.3条：储配站防火间距、消防设施和消防车道等应按现行的国家标准GBJ16-87建筑设计防火规范执行。由此，将我们引进了GBJ16-87建筑设计防火规范（以下简称建规）之中。遍查各条款，该规范未对储存天然气这一特定介质的储罐单独提出火灾延续时间的规定，但对“可燃气体”这一族群的介质已有明确的要求。同时对液化石油气这一特定介质的储罐单独做出了明确规定。3）建规8.3.4条：可燃气体储罐和煤、焦碳露天堆场的火灾延续时间应按3小时计算。对于可燃气体，规范中并未要求装设喷淋系统。对于液化石油气储罐有如下明确的要求：4）建规8.2.7条：总容积超过50m3的储罐区和单罐容积超过20m3的储罐应设置固定喷淋装置。液化石油气的火灾延续时间，应按6.00h计算。2、以上规范的理解因我国天然气的普及率远低于液化石油气，只是近几年才得以大规模的开发，相关标准规范也确不如液化石油气来的明确，更未曾把天然气的输配像液化石油气那样单独做出规定，而两种介质又同属易燃易爆，所用设备大同小异，供应对象基本类似。在工程研讨过程中，屡有争论，甚至将讨论引入盲区。笔者认为：1）液化石油气储罐已在建规8.2.7条单独做出规定并十分明确。因此，其它条款均不适用。同样，该两条款，是单纯针对液化石油气这一特定介质的，其它各类介质均不应引用。2）可燃气体储罐应指的是介质为纯气体（一般为压缩气体）并易燃易爆状态下的储罐，而天然气正是这种介质。因此对于建规8.3.4条，天然气是适用的。三、天然气储罐和液化石油气储罐火灾爆炸的区别1、天然气一旦泄漏，其状态为气体高速（甚至是瞬间）猛烈喷发扩散的过程，在及时切断气源后，整个过程相对于液化石油气较短；而液化石油气一旦泄漏，伴有液体向气体转化并慢慢蒸发扩散的过程，即使切断气源，整个过程相对较长。2、天然气因其比重较小，仅为空气的59%，泄漏后会很快向上空扩散。而液化石油气泄漏后，因其比重较空气为重，是空气的1.5倍，当由液态转化为气态后，将会长时间的在地面的低洼沟槽处积聚滞留，因此液化石油气比天然气火灾延续时间相对要长许多。3、因天然气储罐内是单一的可压缩性气体，着火罐对相邻储罐因热辐射造成的罐体压力变化并不明显。而液化石油气储罐则不然，温度每升高1，压力将升高约0.020.03MPa，况且，因泄漏的液化石油气会长时间滞留在罐区，一旦着火，将对相邻罐产生极为严重的辐射热甚至直接烧烤，极易导致相邻储罐压力急剧升高罐体屈服限降低而引发二次爆炸。4、液态液化石油气热膨胀系数较大，如丙烷（液态）在05范围内的体积膨胀系数是水的13倍左右。对于储液至最高量的罐（储存量为罐容的85%）温度提高仅几十摄氏度后，液体将膨胀至罐顶（俗称顶脖）。此时如温度继续升高，罐内压力将由介质本身的饱和蒸气压变为膨胀压，而膨胀压随温度的继续提高将急剧上升，每升温1，膨胀压将提高3MPa左右，仅温升4左右，罐内压力即可达到12MPa以上而使罐体屈服导致更为严重的后果。因之，液化气储罐设置喷淋水系统是非常必要的，一旦罐区发生火灾或夏季高温天气时将起到降温降压的作用。而天然气储罐压力是人为给定的并不随温度的变化而变化，运行时无须喷淋降温，当发生火灾爆炸时，一般是短瞬猛烈的纯气体爆炸，此时无论是对本罐还是对相邻罐采用水喷淋降温作用亦不大。四、结论1、天然气储罐和液化石油气储罐因介质特性及事故状况不同，各自的消防设施应有所区别。2、天然气储罐没有必要设置喷淋冷却系统。3、天然气应归为可燃气体范畴，火灾延续时间应按3小时考虑，时间延长无任何意义。4、鉴于天然气在我国已大量应用，在国家标准规范修订时有必要像液化石油气那样单独列出。以便更明确的指导工程设计和建设。第 4 页 共 4 页