摘要:從2002年1月1日起我國實施新的“輕柴油”產品標準,新標準將輕柴油的閃點指標由原來的≥65℃改為≥55℃,由此導致輕柴油的火災危險類別發(fā)生變化,并進而引發(fā)原有輕柴油儲罐能否安全儲存新標準輕柴油的問題。本文根據對高、低閃點輕柴油的實驗研究和CFX的模擬分析研究得出高、低閃點輕柴油的火災危險性和危害性的變化,為其在實際生產、儲存、運輸等各環(huán)節(jié)采取相應措施提供依據。
??????? 關鍵詞:輕柴油 閃點 火災 儲存
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??????? 1 前言
??????? 國家標準《輕柴油》GB252-2000已正式發(fā)布并于2002年1月1日起實施。在該新標準中規(guī)定10號、5號、0號、-10號和-20號等5個牌號的輕柴油的閃點指標為≥55℃,與舊標準GB252-1994輕柴油的閃點指標為≥65℃相比整整降低了10℃。根據《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》(GB50160-92)、《建筑設計防火規(guī)范》(GBJ16-87)、《石油庫設計規(guī)范》(GBJ74-84)等規(guī)定,輕柴油的火災危險性已由原來的丙A類上升到了乙B類。
??????? 但新標準輕柴油較舊標準輕柴油的火災危害性究竟變化了多少?在新標準輕柴油的儲存過程中應特別注意哪些問題?本文通過資料調研、實驗室研究、基于調研與實驗數據的計算機模擬等三方面對新標準輕柴油的火災危險性和危害性的變化進行分析研究,為其在實際生產、儲存、運輸等各環(huán)節(jié)采取相應措施提供依據。
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??????? 輕柴油的危險性研究
??????? 2.1 資料調研
??????? 國內外有關研究機構對石油產品的火災危險性研究工作在不斷地進行,小到直徑幾十厘米的油盤,大到幾千立方的油罐,汽油、柴油、原油等不同的油品都開展過試驗研究[2][3][4],通過這些研究,取得了許多有價值的試驗數據和研究成果。對實際規(guī)模的火災(油罐的直徑大于2.6米),汽油、煤油、柴油和原油的主要火災特征參數(如:燃燒速度、火焰高度、熱輻射)已基本確定,著火罐火焰呈紊流型浮力擴散火焰燃燒時,幾個主要參數具體情況為: 2.1.1 燃燒速度
??????? 油品的燃燒速度因油品種類而異,與風速有關[1](當風速達到8~10m/s時,油品的燃燒速度較低風速時可增加30%~50%),幾種常見油品的燃燒速度為:
??????? 汽油的燃燒速度約為0.056 kg/m2.s;
??????? 煤油的燃燒速度約為0.053 kg/m2.s;
??????? 柴油的燃燒速度約為0.0425~0.047 kg/m2.s;
??????? 原油的燃燒速度約為0.033~0.042 kg/m2.s。
??????? 2.1.2 火焰高度
??????? 火焰高度主要取決于油罐的直徑和油品種類無關[1]。也就是說,油罐的直徑越大,儲存的油品組分越輕,則燃燒火焰的高度越高。敞口油罐油品燃燒的火焰高度與油罐直徑D的關系如下:
??????? 汽油火焰高度約為1.5D;
??????? 柴油火焰高度約為0.9D;
??????? 原油火焰高度約為0.7D。
??????? 2.1.3 熱輻射強度
??????? 油品燃燒的熱輻射強度與許多因素有關,除去環(huán)境因素和方位的影響,油品的燃燒熱輻射通量與油品的品質有直接的關系,幾種油品火焰表面的熱輻射強度為:
??????? 汽油火焰表面的熱輻射強度為97.2kw/m2;
??????? 柴油火焰表面的熱輻射強度為73.0kw/m2;
??????? 原油火焰表面的熱輻射強度為60.0kw/m2。
??????? 2.1.4 結論
??????? 對現有實驗研究結果總結如下:
??????? 1)輕組分多的油品燃燒速度快、火焰高度高、火焰表面熱輻射強度大;
??????? 2)汽油的有關火災危險性參數與柴油相比,汽油的燃燒速度(質量燃燒速度)大約為柴油的1.25倍;火焰高度大約為柴油的1.67倍;火焰表面的熱輻射強度大約為柴油的1.33倍;
??????? 3)燃燒速度、火焰高度、熱輻射強度三個參數的測定目前國內外無標準方法。
??????? 4)同一品種,不同牌號的油品(如:10#、5#、0#、-10#、-20#輕柴油)火災危險性數據無實驗研究結果。
??????? 2.2 實驗研究
??????? 對高閃點(閃點為65℃,下同)、低閃點(閃點為55℃,下同)兩個標準輕柴油樣品進行了輕柴油火災危險性相關參數測定,以期了解輕柴油火災危險性的變化情況。
??????? 實驗研究的參數包括理化性能和火災特性兩方面。理化性能參數(主要用于進行計算機模擬計算)有密度、凝固點、黏度、分子量、比熱、導熱系數、飽和蒸汽壓、凈熱值等指標?;馂奶匦砸匀紵⒈榻?,分為兩個方面:引發(fā)火災的危險性和發(fā)生火災后的危害性。引發(fā)火災的危險性主要依據樣品的閃點、爆炸極限、自燃點;發(fā)生火災后的危害性從燃燒速率、火焰高度、熱輻射等參數加以論述。