制氢站氢气储罐火灾危险分析及对策措施.doc

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1、制氢站氢气储罐火灾危险分析及对策措施摘要：以某制氢站为例，采用喷射火伤害数学模型，计算、分析站内氢气储罐发生泄漏时，不同的热辐射入射强度造成的设备损害和人员伤亡情况，并根据该企业的特点提出日常管理中的对策措施。喷射火是氢气储罐常见的火灾事故类型。本文以某氢气生产企业中的氢气储罐区为研究对象，应用喷射火伤害数学模型，评估其火灾事故可能造成的危险、危害程度及其后果，并根据此类企业特点给出相应的安全对策措施。1应用案例简介某公司有甲醇裂解制氢、气瓶填充混配等生产装置。其中制氢装置区域所在位置位于厂区北侧的中东部，由西向东依次布置有甲醇罐区、氢气充装区、甲醇裂解制氢区。甲醇裂解制氢区，布置有150m3

2、/h的生产装置两套，装置内还包括两台有机热载体炉，该区域的南侧布置有150m3的氢气储罐2个。甲醇罐区防火堤内由南向北依次布置有40m3粗甲醇贮罐、40m3精甲醇贮罐和10m3甲醇贮罐各一个。防火堤外布置有卸料泵以及贮罐物料泵。厂区平面示意图，如图1。2氢气储罐喷射火事故后果模拟分析2.1有关参数的选取与计算2.2泄漏速度的计算气体从裂口泄漏的速度与其流动状态有关。因此，计算泄漏速度时首先要判断泄漏时气体流动属于音速还是亚音速流动，前者称为临界流，后者称为次临界流。2.3喷射火热辐射强度的计算2.4火灾损失的计算火灾通过辐射热的方式影响周围环境，当火灾产生的热辐射强度足够大时，可使周围的物体燃

3、烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备，造成人员伤亡等。火灾损失估算建立在辐射通量与损失等级的相应关系的基础上。根据不同的入射通量，所得目标至火源中心的水平距离r计算结果，见下表。2.5事故后果分析由上表可以看出，当氢气泄漏产生喷射火时：入射通量为37.5kW/m2时，目标至火源中心的水平距离2.57m范围内，能够造成设备全部损坏，10s内1的人员死亡，1min内100的人员死亡。入射通量为25kW/m2时，目标至火源中心的水平距离3.15m范围内，在无火焰、长时间辐射下将造成木材燃烧，10s内人员重大烧伤，1min内100的人员死亡。入射通量为12.5kW/m2时，目标至火源中心的水平距离4.4

4、6m的范围内，有火焰时，将造成木材燃烧、塑料熔化，10s内人员1度烧伤，1min内100的人员死亡。入射通量为4.0kW/m2时，目标至火源中心的水平距离7.88m内的设备基本无损害，20s以上人员感觉疼痛。一旦氢气储罐发生破裂，由于高压高速气流与罐体的摩擦产生的静电火花或其他明火将氢气点燃而产生喷火，其火焰的热辐射将会直接危胁其余氢气储罐，造成罐内气体的压力急剧升高，引发安全阀动作加剧火势，严重时还有造成储罐超压爆炸的危险。如果火焰方向是朝充装及甲醇输送区方向喷射，喷射火将引起充装区、甲醇输送区发生火灾爆炸，加剧火焰的强度，造成二次火灾事故。2.6安全对策措施(1)对氢气储罐定期检验，安全阀、压力表等安全附件定期校验，在有效期内使用，确保其准确可靠。(2)正确合理选用泵，定期加强泵的维护、检修工作，避免泵长期蹩压和抽空运行。(3)避免接触点火源(明火、烟头、电火花、静电火花、撞击火花、摩擦火花、雷击火花、高温表面、熔融物体、射频等)。(4)在爆炸危险区域内正确安装可燃气体报警器，并确保其准确可靠。(5)设计并安装好防雷防静电措施，选用与罐区相应的防爆电气设备，消除电气和静电火花。(6)加强安全管理，加大巡回检查力度，严格执行操作规程。(7)制定事故应急预案，定期演练，防患于未然。6