4 保溫隔熱防護(hù)
保溫隔熱防護(hù)是采用一種具有低導(dǎo)熱性能和內(nèi)部能發(fā)生吸熱的隔熱耐火物質(zhì),覆蓋于罐體表面進(jìn)行防護(hù)。這種方法較適用于火車槽車和汽車槽車;對于球形固定儲(chǔ)罐的鋼支柱應(yīng)作保溫隔熱防護(hù),耐火極限不應(yīng)低于2h。
用1m3的液化石油氣儲(chǔ)容器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),容器器壁無保溫隔熱層,進(jìn)行火焰烘烤,在7.7~9.5min內(nèi)便發(fā)生了爆炸。2個(gè)64t充滿丙烷的鐵路槽車陷入火中,未使用保溫隔熱層防護(hù)的在24min時(shí)發(fā)生了蒸氣爆炸,而使用了保溫隔熱層的則94min后才發(fā)生爆炸。同樣的鐵路槽車實(shí)驗(yàn)條件下,使用容器體積為原來的1/5,在其外部夾套內(nèi)用聚氨酯泡沫作為保溫隔熱層,在受火焰烘烤40min內(nèi),傳入罐內(nèi)的熱流率僅為輻射熱的1/5~1/6。
在容器上安裝或不裝安全閥,測定在安全閥的安全泄放作用下,隔熱墊層的防護(hù)能力。一個(gè)充裝量為25%~50%的1.9m3丙烷容器,沒有安全閥,被火焰烘烤8~14min后發(fā)生了蒸氣爆炸;若容器上裝有安全閥,則爆炸沒有發(fā)生。表2列出了不同體積的球形容器,受隔熱介質(zhì)防護(hù)的性能。
由此可見,保溫隔熱防護(hù)方法能有效地延續(xù)和防止受熱輻射的液化石油氣容器壁溫升高、器內(nèi)溫度和壓力升高。在容器內(nèi)部存在液化氣體的情況下,容器內(nèi)氣相部分的壁溫可保持在300℃以下。設(shè)有安全閥的較小容積的容器,安全泄放時(shí)間可達(dá)1h以上,較大容器的容器在幾小時(shí)以上,保溫隔熱層可降低輻射熱的傳遞速度,使安全閥能夠及時(shí)釋放出進(jìn)入容器中的熱能,避免過熱。這種方法較其他防護(hù)方法更依賴于安全閥的動(dòng)作。
5 安全泄放防護(hù)
液化石油氣罐上設(shè)置的安全閥具有重要的作用,避免了由于器內(nèi)壓力升高而引起的高溫過熱液體,同時(shí)其安全泄放起到了泄壓冷卻的作用。儲(chǔ)罐上設(shè)置的安全閥應(yīng)是全啟封閉彈簧式安全閥。容器為100m3或100m3以上的儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)2個(gè)或2個(gè)以上的安全閥,并且安全閥應(yīng)裝設(shè)放散管,其管徑不應(yīng)小于安全閥出口的管徑。放散管管口應(yīng)高出儲(chǔ)罐操作平臺2m以上,且應(yīng)高出地面5m以上,安全閥與罐之間必須裝設(shè)閥門。
儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)設(shè)備用儲(chǔ)罐,以備開罐檢查、檢修及發(fā)生事故時(shí)用,火災(zāi)時(shí),為了安全,將危險(xiǎn)區(qū)域的易燃物料轉(zhuǎn)移到安全地帶的備用儲(chǔ)罐中。
6 堆土掩埋罐體防護(hù)
液化石油氣儲(chǔ)罐也可用堆土掩埋或半埋進(jìn)行罐體防護(hù),兩樣也可起到防止熱輻射的作用,同時(shí)還可保護(hù)罐體免受爆炸拋射物的沖擊,延遲儲(chǔ)罐失效的時(shí)間可更長。用土掩埋一般要求在容器周圍筑一個(gè)坡度不超過34°的防護(hù)墻,需要占地面積較大,此法較適用于球形儲(chǔ)罐的防護(hù)。然而,使用沙粒與纖維混合制成的新掩埋材料能提高防護(hù)墻的坡度達(dá)75°以上,從而能降低其厚度,減少占地面積,因?yàn)檫@種合成新材料具有較強(qiáng)的粘合力。
用金屬板模擬罐壁進(jìn)行的堆土掩埋實(shí)驗(yàn)得出良好的隔熱防護(hù)結(jié)果。表3為傾斜金屬板在堆土掩埋防護(hù)下,火焰輻射強(qiáng)度和時(shí)間與不同防護(hù)深度處的溫度升高情況。
由于合成纖維材料在高溫下受到破壞而降低粘合力,堆層在火焰中會(huì)受到不同程度的損壞,但堆層的厚度降低是緩慢的,火焰持續(xù)幾小時(shí)以后,一個(gè)1m厚的堆層外表面僅減薄35cm,受保護(hù)的金屬板仍然保持著最初的溫度。
實(shí)驗(yàn)表明,采用這種防護(hù)方法,堆層的厚度應(yīng)保持在0.5~1m范圍,盡管堆層的外表面在火熔爐熱作用下會(huì)有一定程度的損壞,但器壁和器內(nèi)裝物的溫度仍能在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)保持不變,取得良好的防護(hù)效果。
為了保護(hù)液化石油氣罐來自外部的影響,還可在罐外層建上很厚的預(yù)應(yīng)力混凝土層,如終端檢測罐。