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池火災(zāi)計算模型在聯(lián)合站安全評價中的應(yīng)用

文檔作者：朱寶軍文檔來源：中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月23日
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2015年第3l卷第6期PETROCHEMICAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY
池火災(zāi)計算模型在聯(lián)合站安全評價中的應(yīng)用
朱寶軍
(中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司，遼寧盤錦124010)
摘要：對聯(lián)合站原油罐區(qū)存在的火災(zāi)、爆炸原因進(jìn)行了分析，建立了池火災(zāi)計算模型。
以某聯(lián)合站內(nèi)原油罐區(qū)為主要研究對象，／g)"-~1南京安元軟件中的池火災(zāi)計算模型，模擬發(fā)生
池火災(zāi)事故時可能造成的危害，得出了輻射熱通量隨距離的變化關(guān)系，以及死亡、重傷、輕
傷、財產(chǎn)損失和人員安全半徑，可為聯(lián)合站的安全管理和應(yīng)急救援機(jī)制的建立提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞：池火災(zāi)聯(lián)合站安全評價
聯(lián)合站主要是指油田內(nèi)部對原油、天然氣、
采出水進(jìn)行集中處理的站? 。聯(lián)合站具有易燃
易爆、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，一旦
發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故，將對礦區(qū)內(nèi)的居民安全
和生態(tài)環(huán)境帶來巨大威脅， 同時也會造成一定
的經(jīng)濟(jì)損失，給油田的安全生產(chǎn)帶來一定風(fēng)險。
池火災(zāi)是指可燃液體泄漏后流到地面形成液池，
遇到點(diǎn)火源而形成的火災(zāi)。池火災(zāi)產(chǎn)生的火焰
能夠向周圍發(fā)出強(qiáng)烈的熱輻射，使周圍的人員
受到傷害，因此，火焰產(chǎn)生的熱輻射是其主要
危害。
1 原油罐區(qū)火災(zāi)、爆炸原因分析
1．1 原油泄漏的原因
導(dǎo)致儲罐內(nèi)原油泄漏的原因主要有以下幾方
面：儲罐、管線強(qiáng)度不夠或腐蝕穿孔、焊縫破
裂、閥門損壞；儲罐呼吸閥失靈或呼吸管路堵塞
等造成罐內(nèi)真空度過大，引起儲罐吸癟；儲罐內(nèi)
正壓超過儲罐所能承受的壓力，引起儲罐翹底、
脹裂；儲罐基礎(chǔ)破損、罐底懸空，造成儲罐受力
不均，導(dǎo)致傾斜引發(fā)罐體撕裂。
1．2 點(diǎn)火源的種類
點(diǎn)火源是引發(fā)油罐火災(zāi)、爆炸事故的重要原
因之一，點(diǎn)火源的種類主要包括明火、電氣火
花、雷電、靜電放電、機(jī)械碰撞產(chǎn)生的火花等。
泄漏的油氣與空氣混合，達(dá)到爆炸極限后遇
點(diǎn)火源可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。
2 池火災(zāi)計算模型
2．1 液池直徑
為計算方便，一般將燃料池轉(zhuǎn)化為等效圓形
進(jìn)行處理。當(dāng)泄漏的液體達(dá)到防火堤圍時的池直
徑為 ：
D=(4S／,rr) (1)
式中：D— — 液池直徑，m；
S— — 液池面積，m 。
2．2 池火的火焰高度
無風(fēng)條件下，Thomas火焰高度經(jīng)驗(yàn)公式為 ：
L=42D [nlf／p0(gD) (2)
式中：L——火焰高度，m；
p。— — 周圍空氣密度，kg／m ；
g——重力加速度，g=9．8 m／s。；
m ——燃燒速度，kg／(m ·s)。
2．3 表面輻射通量
假定原油儲罐燃燒為圓柱形火焰，表面熱輻
射通量從頂部和側(cè)面向四周均勻輻射，其表面熱
輻射通量為 J：
E=0．25,rrD H mf-q／(0．25,rrD +,rrDL) (3)
收稿日期：2015—05—04。
作者簡介：朱寶軍，男，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)
院安全工程專業(yè)，碩士，主要從事安全環(huán)保技術(shù)研
究及安全評價工作， 已發(fā)表論文數(shù)篇，工程師。電
話：0427—7828206，E-mail：zhu—ba~un@126．con
★ 石油化工安全環(huán)保技術(shù) ★ 2015年第31卷第6期
式中：E—— 表面輻射通量；
H ——液體燃燒熱；
11—— 熱輻射系數(shù)，取0．15；
D—— 液池直徑，Ill。
2．4 目標(biāo)的熱輻射通量
圓柱形火焰在空氣中傳播的熱輻射通量為口 ：
q(r)=EVr (4)
式中：q(r)—— 目標(biāo)接受的熱輻射通量，k m。；
下—— 大氣透射率；
V—— 視角系數(shù)。
2．5 死亡、重傷、輕傷及財產(chǎn)損失半徑
死亡、重傷、輕傷及財產(chǎn)損失半徑分別指熱
輻射作用下的死亡、■度燒傷、一度燒傷和引燃
木材半徑。各個傷害及財產(chǎn)損失半徑根據(jù)穩(wěn)態(tài)火
災(zāi)作用下的熱通量傷害準(zhǔn)則來確定。穩(wěn)態(tài)火災(zāi)作
用下的熱通量傷害準(zhǔn)則 見表1。
表1 穩(wěn)態(tài)火災(zāi)作用下的熱通量傷害準(zhǔn)則
序號 熱通量／(kW·m ) 傷害效應(yīng)
1 25．4 引燃木材
2 6．5 死亡
3 4．3 重傷
4 1．9 輕傷
3 應(yīng)用實(shí)例
3．1 主要參數(shù)
以某聯(lián)合站原油罐區(qū)為計算實(shí)例，假沒油罐
泄漏后原油充滿整個防火堤并形成池火。計算所
需主要參數(shù)見表2。
表2 計算所需主要參數(shù)
序號 名稱 數(shù)值
1 原油儲量／t 69 750
2 防火堤面積／m 7 946
3 空氣密度／(kg·121 ) 1．293
4 燃燒速度／kg·(m ·s ) O．021 7
5 液體燃燒熱／(kJ·kg ) 49 497
3．2 計算結(jié)果分析
利用安元軟件叮燃液體池火災(zāi)事故模擬計算
出的死亡、重傷、輕傷及財產(chǎn)損失半徑及人員安
全半徑見表3。
表3 模擬計算結(jié)果
序號 名稱 數(shù)值
1 死亡半徑／m 51．6
2 重傷半徑／m 54．4
3 輕傷半徑／m 74．5
4 財產(chǎn)損失半徑／m 56．6
5 人員安全半徑／m 239．3
圖1為輻射熱通量在空間的分布曲線，由圖1
可以看出：距離火焰表面越近所受的熱輻射通量越
大，人員受到的傷害越嚴(yán)重；距離火焰表面越遠(yuǎn)所
受的熱輻射通量越小，人員受到的傷害越輕，在達(dá)
到一定距離后人員就不會受到熱輻射的傷害。
圖1 輻射熱通量在空間的分布曲線
圖2為池火災(zāi)危害范圍示意，由圖l可以看
出池火災(zāi)的危害范圍，紅色方格區(qū)域?yàn)樗劳鰠^(qū)
域，死亡半徑為51．6 m，黑色區(qū)域?yàn)橹貍麉^(qū)域，
重傷半徑為54．4 m，粉紅色區(qū)域?yàn)樨敭a(chǎn)損失區(qū)
域，財產(chǎn)損失半徑為56．6 m，藍(lán)色區(qū)域?yàn)檩p傷區(qū)
域，輕傷半徑為74．5 m，綠色圓圈以外的區(qū)域?yàn)?
人員安全區(qū)域，人員安全半徑為大于239．3 m。
圖2 池火災(zāi)危害范圍
滓：死 區(qū)域叵互歪翟蜀；重傷區(qū)域 ；
輕傷區(qū)域匠互2Z ；財產(chǎn)損失 域[二二二]；
人員安全區(qū)域[二二二二]。
(下轉(zhuǎn)第46頁)
如 拍 加
一 舀．M ＼刪 僻鞭
★ 石油化工安全環(huán)保技術(shù) ★ 2015年第31卷第6期
4．2．3 合理考核
承包商管理的好與壞，關(guān)鍵看執(zhí)行，能夠體
現(xiàn)執(zhí)行與否的手段是考核。施工單位違反施工方
案及站內(nèi)安全管理規(guī)定，必須要處罰。而作為油
氣站庫屬地管理人員，安全環(huán)保的責(zé)任意識能否
真正的體現(xiàn)，關(guān)鍵也要看考核是否到位。設(shè)立獎
勵機(jī)制，及時獎勵那些實(shí)施監(jiān)督管控的員工，獎
優(yōu)罰劣才能從根本上發(fā)揮施工隊伍進(jìn)場有人管、
發(fā)現(xiàn)問題有人提、出現(xiàn)問題有人處理的作用?？?
核的良性機(jī)制建立好后，才可以說屬地承包商的
管理是真正意義上的落實(shí)了。
圖1 建設(shè)方對承包商屬地不間斷管理監(jiān)督過程
4．3 溝通協(xié)作是橋梁
施工建設(shè)甲乙雙方的溝通協(xié)作是確保施工安
全的有力保障，甲乙雙方都必須具有良好的服務(wù)
意識和大局意識， 良好的互助環(huán)境能夠保障施工
質(zhì)量、進(jìn)度、安全。和諧的氛圍是解決配合不密
切、管理不嚴(yán)格、監(jiān)管沒力度等一系列影響安全
施工問題的一劑“良藥”。
5 結(jié) 論
對承包商的有效管理是油氣站庫日常管理的
重點(diǎn)工作之一。如何更有效的開展好承包商監(jiān)管
工作，落實(shí)對承包商屬地管理是各級安全管理部
門及安全管理人員的不可推卸的責(zé)任。確保大型
油氣站庫屬地管理安全是永恒的主題，也是安全
管理人員不斷探索和總結(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容。只有因地
制宜、扎實(shí)、細(xì)致地分析施工管理過程中的每個
環(huán)節(jié)、每個細(xì)節(jié)，并積極地采取措施，才能收到
良好的屬地管理效果，確保油田生產(chǎn)生活安全、
平穩(wěn)、有序。
參考文獻(xiàn)：
[1] 戴洪森． 淺析聯(lián)合站的安全管理[j]． 油
氣田地面工程，2008，27 (8)：61．
[2] 王義寧，劉立是，張慶國，等．人際溝通
社交禮儀[M]．北京：石油工業(yè)出版社，
2005：4．
(上接第22頁)
該聯(lián)合站周圍以農(nóng)田為主，周邊500 m范
圍內(nèi)無人員聚集的村莊，故發(fā)生火災(zāi)時，不會
對聯(lián)合站外部的人員造成傷害，但仍需建立相
應(yīng)的應(yīng)急救援預(yù)案，組織好聯(lián)合站內(nèi)部的人員
疏散
人員安全半徑為大于239．3 m。
3)通過對該聯(lián)合站進(jìn)行池火災(zāi)危險性評價，
不僅為站場日常的安全生產(chǎn)管理提供了理論依
據(jù)，而且對其火災(zāi)事故應(yīng)急救援機(jī)制的建立有著
重要的作用。
4 結(jié)語 參考文獻(xiàn)：
通過池火災(zāi)的模擬分析，得出以下結(jié)論：
1)輻射熱通量隨距離的增大而變小，達(dá)到安
全距離后就不會對人員造成傷害。
2)得出了池火災(zāi)的危害范圍：死亡半徑為
51．6 m，重傷半徑為54．4 m，輕傷半徑為74．5 m，
[2]
GB 50350-2005油氣集輸設(shè)計規(guī)范[s]．
北京：中國計劃出版社，2005．
陳網(wǎng)樺，王新，等．安全評價師[M]．2
版． 北京： 中國勞動社會保障出版社，
2010： 117—119．

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