【word】 阻隔防爆技术在加油站中的应用

【word】 阻隔防爆技术在加油站中的应用 阻隔防爆技术在加油站中的应用 安全技术?ANQUANJISHU 编者按:随着机动车数量的增加和城市建设的发展,加油站在城市交通中起着越来越重要的作用.由于加油站和油品储运 自身具有的危险性,也使其成为城市安全的一大隐患.江苏安普特防爆科技有限公司通过对油品储运装置阻隔防爆技术的研 究,开发出具有自主知识产权的阻隔防爆材料和技术,从根本上消除了储油容器和装置因意外事故引发的爆炸事故等隐患,为 阻隔防爆技术的推广做出了有益的探索. 马国良 阻隔防爆技术在加油站中的应用 摘要:本文根据我国加油站及油品储运过程中火灾危险性的特点,阐述了阻隔防爆装置对于提高加油站及油品储运安全的重 要意义.在此基础上,结合阻隔防爆装置的技术特征及其应用现状,提出了有效预防火灾爆炸事故的技术防范手段和措施,介绍了 新一代通用性强,寿命长,无污染,安装方便的江苏安普特高科技抑爆 ,这项产品技术在国内加油站,运油车,贮油车,特 产品.目前 种警车,军用车,消防车,飞机,油轮,石油液化气罐,输油输气管道都得到了成功的应用. 关键词:加油站阻隔防爆装置应用环境 1加油站及油品储运安全形势 依然严峻 石油,液化气是一类极易引发火灾 爆炸事故的危险化学品,这类物品在生 产,使用,储存,运输,销售,销毁等环节 中,稍有不慎就会造成火灾爆炸事故.随 着我国经济水平的不断发展,全国各地 机动车数量正在迅速增加,加油站已经 成为维系经济社会正常运行的必备设 施,其数量也在不断增长.据统计,我国 目前共有加油站约9.4万座.加油站在城 市交通中起着重要的作用,但另一方面, 由于数量增加和使用频率加大,加油站 安全面临更加严峻的形势,单纯依靠以 制度完善为核心的传统方法较难适应新 的环境,使得加油站成为城市安全的一 大隐患.近年来加油站的灾害事故频繁 发生,直接威胁到加油站周围人群及建 筑物的安全,也削弱了加油站作为城市 能源枢纽的功能.另外,为了把足够的成 品油配送到这数以万计的加油站,全国 各地每天有成千上万量成品油运输车辆 在公路上奔忙,运输其它品种危险化学 品的车辆也数不胜数.这些车辆在公路 运输过程中的安全性非常值得关注. 2002年3月11日下午,江苏省兴化市 唐刘加油站发生油罐爆炸事故,当场炸 死2人,另有2人受伤.事故原因系加油站 油罐改造施工中,罐内残余油气遇明火 导致爆炸.1999年8月10日,江苏省如东 县前姚加油站发生特大油罐爆炸事故, 死亡7人,多人重伤.经查,该加油站从初 建到扩建一直到经营,均存在着将储油 罐设置在地下室内,无防火间距等严重 问题,最终由于漏电引起地下室的爆炸 性气体爆炸,造成加油站及毗邻建筑物 倒塌,并引发火灾.这些重大事故不仅造 成了巨大的人员伤亡和财产损失,也造 成了恶劣的社会影响.严峻的安全形势 迫切要求我国加强油品储运,存放安全 监管.为彻底根治这一类隐患,从目前的 政策依据,技术水平和同行业的实践来 看,应用阻隔防爆技术对油罐进行改造, 是最为经济可行的之一. 2阻隔防爆技术应用现状 自2001年阻隔防爆技术问世以来, 全国已有28个省,自治区和直辖市推广 应用了阻隔防爆技术,据统计共有1500 38江苏?JIANGSUANQUANSHENGCHAN 多座人口密集区的加油,加气站采用了 该项技术,实施了埋地储油罐的改造. 2006年底天津发出通知,要求在全市范 围分两期推广阻隔防爆技术;2007年在 浦东新区浦三路油气加注站爆炸事故之 后,上海市有关部门决定在全市范围推 广阻隔防爆技术:2008年,为了确保奥运 会的安全北京市主城区加油站大都进行 了阻隔防爆技术改造,2009年国庆前四 环路之内的加油站将全部进行阻隔防爆 技术改造;2009年,重庆市政府也表示将 在全市加油站推广阻隔防爆技术.显而 易见,阻隔防爆技术问世之后能够在很 短的时间里迅速得到推广应用,是和政 府相关部门的重视分不开的.政府部门 陆续出台或修订了一系列的规范或规 章,组成了推行阻隔防爆技术的政策法 规支持体系. 2005年4月13日,国家安监总局颁布 了《汽车加油(气)站,轻质燃油和液化石 油气汽车罐车用阻隔防爆储罐技术要 求》(AO3001—2005)和《阻隔防爆撬装 式汽车加油(气)装置技术要求》(AQ 3002—2005)两个安全生产行业标准.这 是国家安监总局成立以后首次颁布的行 业标准,对阻隔防爆技术在石油石化行 业的应用起到了重要的指导和支持作 用.2005年8月24目,由国家安监总局牵 头,建设部,交通部和国家质量监督检验 检疫总局共同签署,发布了《关于推广应 用HAN阻隔防爆技术的通知》(安监总危 化字[20051101号),进一步对阻隔防爆技 术的推广工作提出的明确要求.2006年, 国家有关部门对《汽车加油加气站 与施工规范)(GB50156—2002)进行修订, 在《站址选择》一章增加了4.0.4A:”按原 国家标准《小型石油库及汽车加油站设 计规范》GB50156—92建设的加油站在 改造时,若经增加油气回收系统,其油 罐,加油机和通气管管口与站外建,构筑 物的防火距离仍不能满足本规范第4.0.4 条要求时,则加油站的汽油罐应加装防 爆装置.防爆装置如采用阻隔防爆装置, 阻隔防爆装置的选用和安装,应按国家 现行标准《汽车加油(气)站,轻质燃油和 液化石油气汽车罐车用阻隔防爆储罐技 术要求)AQ3001执行.”2006年11月,在 国家科技部和国家安监总局的支持下, 中国安科院正式启动国家”十一五”科技 支撑课题”重大危险源监控与监管关键 技术及装备研发”课题.其中,”油品储运 装置阻隔防爆安全技术研发”是该课题 中的一个专题,该研究将在化工过程本 质安全理论与方法的基础上,以加油站 为主要研究对象,研究油品储运装置的 本质安全评价理论与方法. 目前,在国家大力支持和有关科研 院校及企业的不断努力下,阻隔防爆安 全技术已取得长足进步.这项技术在国 外已广泛应用于军事和民用领域,美国, 德国,英国,加拿大等国家已批量生产同 类产品,在公共汽车,运油车,贮油车,加 油站,特种警车,军用车,消防车,轮船, 飞机,油轮,石油液化气罐,输油输气管 道都得到了成功的应用. 3阻隔防爆技术的主要特点 根据作用机制的不同,阻隔防爆技 术可分为机械阻隔防爆(物理阻隔防爆) 和化学阻隔防爆两种.本文所讨论的江 苏安普特阻隔防爆技术,主要是指将网 状或蜂窝装的轻金属材料填充或安装在 飞机(汽车,轮船)的油箱,油气储罐,运 油车等装置的内部,以防止油品储运设 施发生火灾爆炸等灾害的专有技术. 3.1材料特点 图1所示为江苏安普特防爆科技有 限公司自行研发的阻隔防爆材料,该材 料是用特种合金铝箔经过机械的方法加 工制成,呈现六面立体网状结构.将其按 一 定的密度,方式填充在存有易燃,易爆 液体的容器中,该容器中空气与相应的 液体蒸汽混合达到爆炸极限范围后,当 遇到枪击,明火,静电,雷击,意外,猛烈 撞击,误操作等事故时不会发生爆炸事 故.把用特殊工艺制成的轻质合金铝箔 用特制刀具横切竖拉,形成不等边的六 边形均匀结构,成形后,铝箔的厚度仅为 0.05毫米,材料宽度为250毫米,最终形 成纵向拉伸,横向缩短的网格结构.根据 填充要求不同,产品形态可以卷曲成卷, 缠绕成球或剪切成段. 3.2防爆机理 安普特阻隔防爆技术的防爆机理可 以从物理机理和化学机理两个方面来解 释.物理机理包括火焰受阻效应和热传 导效应;化学机理则包括器壁效应和降 温效应. 3.2.1物理机理 3.2.1.1火焰受阻效应 通过阻隔防爆的科学试验,发现火 焰,压力波的传播与流体流动很相似,影 响火焰,压力波传速度的因素是传播的 阻力.阻隔防爆材料的孔隙大小决定了 阻力大小,孔隙大则传播速度快,孔隙小 则传播速度慢.当孔隙小于一个临界值 时,可以停止火焰及压力波传播,这就是 火焰受阻效应. 3.2.1.2热传导效应 安全技术?ANQUANJfSHU 由图1可以看出,安普特阻隔防爆材 料的蜂窝结构在单位体积具有极好的导 热性,可以迅速地将燃烧释放出来的绝 大部分热量吸收掉,使燃烧反应的最终 热量大大降低,反应气体的膨胀程度大 为缩小,容器的压力值增高不大,因此, 这种材料和结构具有良好的阻隔防爆性 能.图2显示的是对油箱进行防爆性能测 试时某个测点的压力随时间的变化图. 当油箱内汽油燃烧,在瞬间聚集巨大能 量时,阻隔防爆安全网固有的超强传导 (散热)性能,能在极短的时间内,迅速将 热能吸收,确保油箱内不会发生局部温 度急剧升高的现象.从图2可以看出,阻 隔防爆安全网特殊的蜂窝结构,创造了 充分的表面接触并相当于将油箱的内表 面积增大几十倍,令油箱压力的增长速 度和热波的连锁反应速度在很短的时间 内完全降低,同时有效地干预了热波,并 吸收了所有的生热能量以阻止升温.爆 炸火焰在传播过程中,伴随着热量被比 表面面积很大的材料快速吸收和散失, 火焰传播强度减低,所用能量递减,直至 熄灭,从而确保油箱不会因高温,高压引 发爆炸. 3.2.2化学机理 3.2.2.1器壁效应 众所周知,混合爆炸是自由基的连 锁反应,反应速度受单位容积内自由基 数量的限制.而自由基可以被器壁表面 的”杂质”和”器壁”材料吸附,这种”器 壁”吸附减少了单位容积内自由基的数 量,表面积越大被”吸附”的机会就越多, 因而在单位容积内,自由基的数量就越 少.填充了阻隔防爆材料之后,就会使单 位容积内参与燃烧反应的自由基数量被 减少,抑制了燃烧爆炸反应速度,直至反 图1安普特阻隔防爆材料 江苏安全生产.JlANGsuANQuANsHENGcHAN39 安全技术?ANQUANJISHU {--{ { }l }\??=;j一{ /\li.”“ f\-}l?1?. {1] ;/.” ..ll ll{ 曩 45:4345:4345:4345:4345:4445:4445:4445:4545:4545:4545:46 图21#测点防爆性能测试压力曲线图 应中断. 3.2.2.2降温效应 燃烧产生的热量可进一步提高反映 温度,加快反应速度,直至爆燃,爆炸 …… 而阻隔防爆材料优良导热性起到了 散失热量,降低温度的效果,这种”降温 效应”抑制了温度的上升和反应速度的 加快,使其无法形成爆燃,爆炸. 4阻隔防爆技术应用中主要面 临的问题 阻隔防爆技术虽然在众多优点,但 这项技术在推广中仍然存在一些问题, 需要通过后续的大量工作加以解决. 4.1费用标准仍然偏高,企业的负担 较重 据了解,目前对油罐进行阻隔防爆 技术改造的单价是每立方米3000元左 右,一个30方的汽油罐的改造费用也接 近9万元.这样高的费用标准,即使是对 中石油,中石化这样的大型企业,也属于 一 种需要谨慎对待的投资行为,对于略 小些的成品油经营企业,就更是一种比 较大的负担了.所以,为了石油石化和阻 隔防爆推广企业两个行业的健康发展, 需要技术推广企业不断地研发新技术, 新材料,不断扩大自身规模,从而能够在 保持自身利润和材料质量,安装质量的 前提下,进一步降低报价,减少石油石化 企业的投资成本. 4.2政府部门的认可度还不够高,还 没有形成统一国家标准 阻隔防爆技术在加油站应用,从根 本上解决的的加油站的本质安全问题, 实际上重点解决的是加油站的安全距离 问题,这是国家安监总局推广阻隔防爆 技术的初哀之一.但是,到目前为止,这 一 初衷仅仅只能通过两个行业标准 fAQ3001~).AQ3002)和四部委文件f安监 总危化字[20051101号)的形式体现出来, 还不具有普遍的认可度,没有形成类似 GB50156那样的国家标准,尤其没能经 过公安消防部门的正式文件来认可这一 技术.这对石油石化行业应用这一技术 带来了一定程度的困扰.即使是在安监 系统内部,可能是出于谨慎监管的目的, 对这一技术的认可程度也不尽相同,这 在一定程度上限制了阻隔防爆装置的推 广应用. 5阻隔防爆技术的创新 安普特公司通过自主研发,解决了 易燃易爆液态,气态化学品领域的防爆 技术存在的缺陷,通过对材料加工工艺 进行重大改进,改善了阻隔防爆材料的 多项性能. 5.1采用特殊专用配方热轧成型的 合金原料,通过多次特殊热轧工艺,材料 通过拉伸,自动退火,裁剪制成的蜂窝网 状结构,使铝箔材料的抗拉性能在21o-- 220NAnm2之间,延伸率由1.O%达到2.0% 以上,大大降低了材料的破碎率,材料脆 40江苏安全生产?JIANGSUANQUANSHENGCHAN 性及铝箔粉尘的脱落.表面涂覆0.02b~m 防火涂层(涂层材判为PF109油罐专用导 电防腐涂料或H88—1),决了前期防爆材 料长期使用会产生破碎,严重堵塞各种 油路的难题. 5.2对阻隔防爆材料进行二次)JOT, 大大增加了材料的密实度,克服材料的 松弛及填充在储油罐内出现的塌陷现 象,规范每一成品的尺寸,重量和强度指 标,同时在阻隔防爆材料外部缠绕的不 锈钢网采用新的焊接工艺,焊缝光滑美 观,填充在储油(气)罐内的材料未发现碎 屑,满~AQ3001—2005各项指标. 5.3在储油罐内装有清洗通道,在清 洗储油罐时,还可对储油罐壁进行测量 储罐的厚度,探伤检测,解决了阻隔防爆 材料技术在储油罐安装一直未解决的 “易清洗,易维护”的技术难题. 5.4公司专业研制了阻隔防爆材料 的防爆性能测试装置,要求在燃爆容器 内,用特定的可燃气体和空气混合成一 定浓度和压力的燃爆气体,在初始压力 和温度一定情况下,经由相同点火能量 和相同点火方式点燃后,测定出燃爆容 器内未安装阻隔防爆材料的初始压力和 安装有阻隔防爆材料的燃爆压力,计算 出有阻隔防爆材料时的燃爆峰压值进行 评定防爆性能.该装置容器分段组装设 计,便于材料的装卸. 5.5采用自动化多路数据计算机采 集系统,实现快速瞬间采集,数据可靠, 准确度高,误差小.保证了阻隔防爆的性 能o 6应用前景 安普特阻隔防爆技术和装置产品的 研发,填#b7国内在该领域的空白,该项 技术和装置的推广和使用,能够从根本 上解决危化品储运容器和装置因意外事 故引发的爆炸等事故,从而最大限度地 减少人员伤亡及财产损失,保证社会稳 定.随着公司技术的日臻完善,其产品的 应用前景也日渐成熟.目前,公司系列产 品已在北京,上海,天津,江苏等省市得 到广泛推广使用. (作者单位:江苏安普特防爆科技有 限公司) ?鹞俘4