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可燃物、混合物的火災危險性類別探討

【2018修訂】)發布實施以來,在指導石油化工企業防火設計,防止和減少石油化工企業火災爆炸事故的發生,減少事故的資產損失和人員的傷亡等方面發揮了積極作用。不同的石油化工項目各有其自身的特點,《規范》及其2018修訂版不可能針對這些個性問題面面俱到,在滿足《規范》及其2018修訂版要求的前提下,如何靈活應用《規范》及其2018修訂版值得探討。


有關屬于的定義及釋義

①爆炸下限:可燃的蒸氣、氣體或粉塵與空氣組成的混合物,遇火源即能發生爆炸的最低濃度。可燃蒸氣或可燃氣體的爆炸下限為可燃蒸氣或可燃氣體占其和空氣混合氣體的體積百分比。
②閃點:在規定的實驗條件下,可燃液體或固體表面產生的蒸氣與空氣形成的混合物,遇火源能夠閃燃的液體或固體的最低溫度(采用閉口杯法測定)。
③裝置區:由一個或一個以上的獨立石油化工裝置或聯合裝置組成的區域。



關于設備的火災危險性類別

01

物質的火災危險性分類


①可燃氣體

《規范》第3.0.1條對可燃氣體采用可燃氣體與空氣混合物的爆炸下限(體積百分比)作為分類指標,將其分為甲、乙兩類。

國內相關標準對可燃氣體火災危險性分類是一致的,見下表。

可燃氣體火災危險性分類


標準

GB50160

爆炸下限<10%

爆炸下限≥10%

GB50016

爆炸下限<10%

爆炸下限≥10%

GB50183

爆炸下限<10%

爆炸下限≥10%


②液化烴及可燃液體

《規范》3.0.2條對液化烴、可燃液體的火災危險性分類做了規定。



液化烴為液態且可燃,其表現形式與可燃液體類似,因此《規范》第3.0.1條將液化烴和其他可燃液體合并,統一進行火災危險性分類
 
衡量可燃液體的火災危險性的最直接指標是蒸氣壓,蒸氣壓越高,其火災危險性越大。

關于液化烴

液化烴的蒸氣壓較其他可燃液體大,方便測量,因此《規范》以蒸氣壓確定其火災危險性,并將其單獨命名為“液化烴”,以示與其他可燃液體的區別。同時,《規范》將其火災危險性單列一項(甲A類),位于可燃液體之首

關于可燃液體

除液化烴以外的其他可燃液體的蒸氣壓較低,很難測量,所以世界各國普遍采用閃點確定可燃液體的火災危險性。可燃液體的閃點越低,其火災危險性越大。
 
世界各國對可燃液體火災危險性分類不盡相同,但國內相關標準對可燃液體火災危險性分類基本是一致的,見下表。


需要注意的是,操作溫度對乙、丙類可燃液體火災危險性分類是有影響的。因為乙、丙類可燃液體的操作溫度超過其閃點時,氣體揮發量增加,其火災危險性也隨之增加。對此,國內相關標準及國外標準均有規定,在此不再詳述。
③可燃固體
《規范》第3.0.3條規定:
3.0.3 固體的火災危險性分類應按現行國家標準《建筑設計防火規范》GB 50016的有關規定執行。
需要注意的是,《規范》該條規定應理解為可燃固體的火災危險性分類原則應按《建筑設計防火規范》有關規定執行。結合石油化工企業常用可燃固體的種類,《規范》3.0.3條的條文說明中針對其火災危險性分類進行了舉例,舉例涉及的可燃固體種類比《建筑設計防火規范》多。

02

設備的火災危險類別


《規范》第3.0.4條規定:
 設備的火災危險類別應按其處理、儲存或輸送介質的火災危險性類別確定。
  例如汽油火災危險性為甲B類,汽油泵的火災危險性類別確定為甲B類。


混合物的火災危險性類別探討

01

物質的火災危險性類別

石油化工企業中常見的已有明確火災危險性類別的物質,其火災危險性類別可以通過查詢《規范》條文說明中的舉例得到,如液化丙烯為甲A類液化烴,原油為甲B類可燃液體。

02

混合物的火災危險性類別探討

實際生產中,經常遇到由多種已有明確火災危險性類別物質組成的混合物,如:某可燃氣體介質是由甲、乙類可燃氣體等物質組成的混合物,上述混合物中各組分在混合物中所占比例隨著生產工序的不同不斷變化,對于此類混合物的火災危險性類別如何確定《規范》沒有明確規定


裝置內部道路相關參數設置

裝置區內部道路分為兩類:一類是獨立裝置之間、聯合裝置之間或聯合裝置與獨立裝置之間的道路,其屬于石油化工企業“廠內道路”的范疇一類是獨立裝置內部或聯合裝置內部的道路,其屬于“裝置內道路”的范疇

1

廠內道路

關于廠內道路的設置,《規范》【2018修訂】規定:
裝置或聯合裝置、液化烴罐組、總容積大于或等于120000m3的可燃液體罐組、總容積大于或等于120000m3的兩個或兩個以上可燃液體罐組應設環形消防車道。可燃液體的儲罐區、可燃氣體儲罐區、裝卸區及化學危險品倉庫區應設環形消防車道,當受地形條件限制時,也可設有回車場的盡頭式消防車道。消防車道的路面寬度不應小于6m,路面內緣轉彎半徑不宜小于12m,路面上凈空高度不應低于5m;占地大于80000m2的裝置或聯合裝置及含有單罐容積大于50000m3的可燃液體罐組,其周邊消防車道的路面寬度不應小于9m,路面內緣轉彎半徑不宜小于15m。
4.3.4A  裝置區及儲罐區的消防道路,兩個路口間長度大于300m時,該消防道路中段應設置供火災施救時用的回車場地,回車場不宜小于18mx18m(含道路)。


顯然,《規范》規定的石油化工企業廠內道路路面寬度、路面內緣轉彎半徑、路面上凈空高度等參數僅有一個層次。但實際應用《規范》時,建議結合工程經驗,根據裝置或聯合裝置的火災危險性、生產規模、占地面積大小及石油化工企業消防車輛的型號、功能、外形尺寸等相關信息,在不小于《規范》規定的最小值基礎上,分層次設置廠內道路的相關參數。

2

裝置內道路的相關參數設置

《規范》規定:
聯合裝置視同一個裝置,其設備、建筑物的防火間距應按相鄰設備、建筑物的防火間距確定,其防火間距應符合表5.2.1的規定。

因此,聯合裝置及獨立裝置內部道路的相關參數設置可等同對待。
①一般規定
《規范》【2018修訂】要求:

5.2.11A:當一套聯合裝置的占地大于80000m2時,應用裝置內道路分隔,分隔的每一區塊面積不應大于80000m2,相鄰兩區塊的設備、建筑物之間的防火間距不應小于25m。分隔道路應與周邊道路連通形成環形道路,分隔道路路面寬度不應小于7m。

②甲類及乙類裝置
《規范》【2018修訂】規定:
5.2.10裝置內消防道路的設置應符合下列規定:
    1 裝置內應設貫通式道路,道路應有不少于兩個出入口,且兩個出入口宜位于不同方位。當裝置外兩側消防道路間距不大于120m時,裝置內可不設貫通式道路;
    2 道路的路面寬度不應小于6m,路面上的凈空高度不應小于4.5m;路面內緣轉彎半徑不宜小于6m。

可見,《規范》將獨立裝置或聯合裝置內部的道路參數分為兩個層次。相對于石油化工企業廠內道路參數僅有一個層次而言比較科學。