油品儲運裝置阻隔防爆技術研究
發布時間:2015-11-02   瀏覽:2457  

隨著我國經濟的飛速發展,全國各地機動車數量正在迅速增加,為之提供能源的配套服務設施——城市加油站也以同樣的速度增加。據統計,1985年全國僅有加油站3600座,各大城市都存在不同程度的“加油難”的問題。1992年,國家解除了對部分成品油計劃外最高限價的控制,成品油零售業務豐厚的利潤使多數企業紛紛進入成品油經營領域,加油站成為投資熱點,數量急劇增加。截至2010年,我國加油站數量已突破9.5萬座。

加油站在城市交通中起著重要的作用,是城市災害救助中的重要能源基地,但是由于其自身的危險性,也使其成為城市安全的一大隱患。近年來,加油站的災害事故頻繁發生,直接威脅到加油站周圍人群及建筑物的安全,也削弱了加油站作為城市能源樞紐的功能。

2001年10月30日,安徽省滁州市金達加油站在卸油時,汽油從量油孔大量外溢,滲入站內下水道,流入市政下水管道,油蒸氣與空氣形成爆炸性混合氣體,遇火源引起持續5h連環爆炸,并燃起大火。爆炸延續到30日晚11時才完全停止,而大火至31日凌晨4時才被完全撲滅。經測算,外溢的汽油總量達6t多。

2002年3月11日下午,江蘇省興化市唐劉加油站發生油罐爆炸事故,當場炸死2人,另有2人受傷。事故原因系加油站油罐改造施工中,罐內殘余油氣遇明火導致爆炸。

這些重大事故不僅造成了巨大的人員傷亡和財產損失,也造成了惡劣的社會影響。嚴峻的安全形勢迫切要求我國加強油品儲運、存放安全監管。

2006年11月,在國家科技部和國家安監總局的支持下,中國安科院正式啟動國家“十一五”科技支撐課題“重大危險源監控與監管關鍵技術及裝備研發”課題。其中,“油品儲運裝置阻隔防爆安全技術研發”是該課題中的一個專題,該研究將在化工過程本質安全理論與方法的基礎上,以加油站為主要研究對象,研究油品儲運裝置的本質安全評價理論與方法。

阻隔防爆性能影響因素

項目研究之初,課題組對阻隔防爆性能的影響因素進行了分析。

首先是防爆材料原材料的選擇。影響阻隔防爆材料防爆性能的主要決定性因素是原材料的熱傳導性能、比熱容性能,以及材料密度、可加工性能等等。從阻隔防爆材料的抑爆性能、工藝特性、對油罐性能的影響以及成本方面考慮,原材料應具備比重低、導熱性好、比熱容大,具有一定的機械強度、良好的塑性機加工性能等特點,另外還應具有價格低廉的優點。目前,市場上應用最多的阻隔防爆材料是鋁合金。

防爆材料結構尺寸也對性能有一定的影響。阻隔防爆材料的抑爆性能與其比表面積、密度、單位體積內的網眼數量及尺寸有關。在生產制造過程中,拉伸比越小,阻隔防爆材料的密度越大,比表面積就越大。阻隔防爆材料的拉伸比非常顯著地影響火焰的傳播速度,且拉伸比為2.5左右時,火焰傳播速度最小。因此,在阻隔防爆材料的制造過程中,可以通過控制材料的拉伸比來控制材料的抑爆效果。

阻隔防爆材料及裝置開發

阻隔防爆材料是根據阻隔防爆技術的防爆機理,研制出的一種網狀高孔隙結構的防爆體,用于解決易燃易爆液(氣)態危化品儲運過程的本質安全。阻隔防爆材料是阻隔防爆技術的載體,是其最直接的體現形式。

在研究過程中,項目組對鋁合金、銅合金、鈦合金3種新型阻隔防爆材料進行了研究和試驗,分別用于普通汽油(柴油)、甲醇汽油、航空煤油儲存和運輸裝置的阻隔防爆。經測試,3種新型阻隔防爆材料的性能符合AQ3001-2005《汽車加油(氣)站、輕質燃油和液化石油氣汽車罐車用阻隔防爆儲罐技術要求》的標準。

項目組應用阻隔防爆技術,在研制新型阻隔防爆材料的基礎上,經過深入研究,研制出一種集現有加油站功能為一體的裝置——阻隔防爆橇裝式加油裝置,可用于汽油、甲醇汽油等油品的儲存和運輸。

阻隔防爆橇裝式加油裝置是集阻隔防爆地上儲罐、卸油泵、加油機、自動滅火器于一體的地面加油裝置。阻隔防爆儲罐設立在地面上,加油機設置在儲罐兩側。阻隔防爆儲罐內設有多個隔艙板,可將其分隔成多個艙室,方便儲藏不同的油品。在每個艙室還設置有阻隔防爆油(氣)回收裝置,每個艙室的底部設置有清洗通道,通道還連接有排污閥。

此外,項目組還在罐內設置了豎井。豎井包括4個立柱及由中孔板構成的護筒,護筒填充有阻隔防爆材料的單元體。進行儲罐清洗時,就可將護筒連同阻隔防爆材料單元體一同取出,方便清洗和維護。儲罐底部還設有清洗通道,沉淀槽連接有排污閥,這樣儲罐內的雜質和油污很容易排出,清潔環保。

目前, 該課題取得的成果已經在北京的部分加油站得到了應用,取得了一定效果。其中,北京公交集團燃料供應分公司將該技術運用到移動運油車阻隔防爆技術改造工程項目中,對公司所屬20輛10m3的運油車儲罐阻隔防爆性能進行了改造。北京中油潞安石油銷售有限公司,通過運用“阻隔防爆橇裝技術”,改造了公司1臺25m3的雙倉單機加油裝置,保證了加油站環境的安全環保。

發展前景

阻隔防爆技術和裝置產品的研發,填補了國內在該領域的空白,該項技術和裝置的推廣和使用,能夠從根本上解決危化品儲運容器和裝置因意外事故引發的爆炸等事故,從而最大限度地減少人員傷亡及財產損失,保證社會穩定。該項研究對提高危化品儲運工作技術水平,縮小與國外先進水平的差距,對保持社會穩定具有重要的意義。


 

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