建筑设计防火规范GB 50016-2014(2018年版)

4 甲、乙、丙类液体、气体储罐(区)和可燃材料堆场

4.1 一般规定

4.1.1 本条结合我国城市的发展需要,规定了甲、乙、丙类液体储罐区,液化石油气储罐区,可燃、助燃气体储罐区,可燃材料堆场等的平面布局要求,以有利于保障城市、居住区的安全。
    本规范中的可燃材料露天堆场,包括秸秆、芦苇、烟叶、草药、麻、甘蔗渣、木材、纸浆原料、煤炭等的堆场。这些场所一旦发生火灾,灭火难度大、危害范围大。在实际选址时,应尽量将这些场所布置在城市全年最小频率风向的上风侧;确有困难时,也要尽量选择在本地区或本单位全年最小频率风向的上风侧,以便防止飞火殃及其他建筑物或可燃物堆垛等。
    甲、乙、丙类液体储罐或储罐区要尽量布置在地势较低的地带,当受条件限制不得不布置在地势较高的地带时,需采取加强防火堤或另外增设防护墙等可靠的防护措施;液化石油气储罐区因液化石油气的相对密度较大、气化体积大、爆炸极限低等特性,要尽量远离居住区、工业企业和建有剧场、电影院、体育馆、学校、医院等重要公共建筑的区域,单独布置在通风良好的区域。
    本条规定的这些场所,着火后燃烧速度快、辐射热强、难以扑救,火灾延续时间往往较长,有的还存在爆炸危险,危及范围较大,扑救和冷却用水量较大。因而,在选址时还要充分考虑消防水源的来源和保障程度。

4.1.2 本条为强制性条文。本条规定主要针对闪点较低的甲类液体,这类液体对温度敏感,特别要预防夏季高温炎热气候条件下因露天存放而发生超压爆炸、着火。

4.1.3 本条为强制性条文。液化石油气泄漏时的气化体积大、扩散范围大,并易积聚引发较严重的灾害。除在选址要综合考虑外,还需考虑采取尽量避免和减少储罐爆炸或泄漏对周围建筑物产生危害的措施。
    设置防护墙可以防止储罐漏液外流危及其他建筑物。防护墙高度不大于1.0m,对通风影响较小,不会窝气。美国、前苏联的有关规范均对罐区设置防护墙有相应要求。日本各液化石油气罐区以及每个储罐也均设置防火堤。因此,本条要求液化石油气罐区设置不小于1.0m高的防护墙,但储罐距防护墙的距离,卧式储罐按其长度的一半,球形储罐按其直径的一半考虑为宜。
    液化石油气储罐与周围建筑物的防火间距,应符合本规范第4.4节和现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028的有关规定。

4.1.4 装卸设施设置在储罐区内或距离储罐区较近,当储罐发生泄漏、有汽车出入或进行装卸作业时,存在爆燃引发火灾的危险。这些场所在设计时应首先考虑按功能进行分区,储罐与其装卸设施及辅助管理设施分开布置,以便采取隔离措施和实施管理。

4.2 甲、乙、丙类液体储罐(区)的防火间距

    本节规定主要针对工业企业内以及独立建设的甲、乙、丙类液体储罐(区)。为便于规范执行和标准间的协调,有关专业石油库的储罐布置及储罐与库内外建筑物的防火间距,应执行现行国家标准《石油库设计规范》GB 50074的有关规定。

4.2.1 本条为强制性条文。本条规定了甲、乙、丙类液体储罐和乙、丙类液体桶装堆场与建筑物的防火间距。
    (1)甲、乙、丙类液体储罐和乙、丙类液体桶装堆场的最大总容量,是根据工厂企业附属可燃液体库和其他甲、乙、丙类液体储罐及仓库等的容量确定的。
    本规范中表4.2.1规定的防火间距主要根据火灾实例、基本满足灭火扑救要求和现行的一些实际做法提出的。一个30m3的地上卧式油罐爆炸着火,能震碎相距15m范围的门窗玻璃,辐射热可引燃相距12m的可燃物。根据扑救油罐实践经验,油罐(池)着火时燃烧猛烈、辐射热强,小罐着火至少应有12m~15m的距离,较大罐着火至少应有15m~20m的距离,才能满足灭火需要。
    (2)对于可能同时存放甲、乙、丙类液体的一个储罐区,在确定储罐区之间的防火间距时,要先将不同类别的可燃液体折算成同一类液体的容量(可折算成甲、乙类液体,也可折算成丙类液体)后,按本规范表4.2.1的规定确定。
    (3)关于表4.2.1注的说明。
    注3:因甲、乙、丙类液体的固定顶储罐区、半露天堆场和乙、丙类液体桶装堆场与甲类厂房和仓库以及民用建筑发生火灾时,相互影响较大,相应的防火间距应分别按表4.2.1中规定的数值增加25%。上述储罐、堆场发生沸溢或破裂使油品外泄时,遇到点火源会引发火灾,故增加了与明火或散发火花地点的防火间距,即在本表对四级耐火等级建筑要求的基础上增加25%。
    注4:浮顶储罐的罐区或闪点大于120℃的液体储罐区火灾危险性相对较小,故规定可按表4.2.1中规定的数值减少25%,对于高层建筑及其裙房尽量不减少。
    注5:数个储罐区布置在同一库区内时,罐区与罐区应视为两座不同的建、构筑物,防火间距原则上应按两个不同库区对待。但为节约土地资源,并考虑到灭火救援需要及同一库区的管理等因素,规定按不小于表4.2.1中相应容量的储罐区与四级耐火等级建筑的防火间距之较大值考虑。
    注6:直埋式地下甲、乙、丙类液体储罐较地上式储罐安全,故规定相应的防火间距可按表4.2.1中规定的数值减少50%。但为保证安全,单罐容积不应大于50m3,总容积不应大于200m3

4.2.2 本条为强制性条文。甲、乙、丙类液体储罐之间的防火间距,除考虑安装、检修的间距外,还要考虑避免火灾相互蔓延和便于灭火救援。
    目前国内大多数专业油库和工业企业内油库的地上储罐之间的距离多为相邻储罐的一个D(D-储罐的直径)或大于一个D,也有些小于一个D(0.7D~0.9D)。当其中一个储罐着火时,该距离能在一定程度上减少对相邻储罐的威胁。当采用水枪冷却油罐时,水枪喷水的仰角通常为45°~60°,0.60D~0.75D的距离基本可行。当油罐上的固定或半固定泡沫管线被破坏时,消防员需向着火罐上挂泡沫钩管,该距离能满足其操作要求。考虑到设置充氮保护设备的液体储罐比较安全,故规定其间距与浮顶储罐一样。
    关于表4.2.2注的说明:
    注2:主要明确不同火灾危险性的液体(甲类、乙类、丙类)、不同形式的储罐(立式罐、卧式罐;地上罐、半地下罐、地下罐等)布置在一起时,防火间距应按其中较大者确定,以利安全。对于矩形储罐,其当量直径为长边A与短边B之和的一半。设当量直径为D,则:

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    注3:主要考虑一排卧式储罐中的某个罐着火,不会导致火灾很快蔓延到另一排卧式储罐,并为灭火操作创造条件。
    注4:单罐容积小于1000m3的甲、乙类液体地上固定顶油罐,罐容相对较小,采用固定冷却水设备后,可有效地降低燃烧辐射热对相邻罐的影响;同时,消防员还在火场采用水枪进行冷却,故油罐之间的防火间距可适当减少。
    注5:储罐设置液下喷射泡沫灭火设备后,不需用泡沫钩管(枪);如设置固定消防冷却水设备,通常不需用水枪进行冷却。在防火堤内如设置泡沫灭火设备(如固定泡沫产生器等),能及时扑灭流散液体火。故这些储罐间的防火间距可适当减小,但尽量不小于0.4D。

4.2.3 本条为强制性条文。本条是对小型甲、乙、丙类液体储罐成组布置时的规定,目的在于既保证一定消防安全,又节约用地、节约输油管线,方便操作管理。当容量大于本条规定时,应执行本规范的其他规定。
    据调查,有的专业油库和企业内的小型甲、乙、丙类液体库,将容量较小油罐成组布置。实践证明,小容量的储罐发生火灾时,一般情况下易于控制和扑救,不像大罐那样需要较大的操作场地。
    为防止火势蔓延扩大、有利灭火救援、减少火灾损失,组内储罐的布置不应多于两排。组内储罐之间的距离主要考虑安装、检修的需要。储罐组与组之间的距离可按储罐的形式(地上式、半地下式、地下式等)和总容量相同的标准单罐确定。如:一组甲、乙类液体固定顶地上式储罐总容量为950m3,其中100m3单罐2个,150m3单罐5个,则组与组的防火间距按小于或等于1000m3的单罐0.75D确定。

4.2.4 把火灾危险性相同或接近的甲、乙、丙类液体地上、半地下储罐布置在一个防火堤分隔范围内,既有利于统一考虑消防设计,储罐之间也能互相调配管线布置,又可节省输送管线和消防管线,便于管理。
    将沸溢性油品与非沸溢性油品,地上液体储罐与地下、半地下液体储罐分别布置在不同防火堤内,可有效防止沸溢性油品储罐着火后因突沸现象导致火灾蔓延,或者地下储罐发生火灾威胁地上、半地下储罐,避免危及非沸溢性油品储罐,从而减小扑灭难度和损失。本条规定遵循了不同火灾危险性的储罐分别分区布置的原则。

4.2.5 本条第3、4、5、6款为强制性条文。实践证明,防火堤能将燃烧的流散液体限制在防火堤内,给灭火救援创造有利条件。在甲、乙、丙类液体储罐区设置防火堤,是防止储罐内的液体因罐体破坏或突沸导致外溢流散而使火灾蔓延扩大,减少火灾损失的有效措施。前苏联、美国、英国、日本等国家有关规范都明确规定,甲、乙、丙类液体储罐区应设置防火堤,并规定了防火堤内的储罐布置、总容量和具体做法。本条规定既总结了国内的成功经验,也参考了国外的类似规定与做法。有关防火堤的其他技术要求,还可参见国家标准《储罐区防火堤设计规范》GB 50351-2005。
    1 防火堤内的储罐布置不宜大于两排,主要考虑储罐失火时便于扑救,如布置大于两排,当中间一排储罐发生火灾时,将对两边储罐造成威胁,必然会给扑救带来较大困难。
    对于单罐容量不大于1000m3且闪点大于120℃的液体储罐,储罐体形较小、高度较低,若中间一行储罐发生火灾是可以进行扑救的,同时还可节省用地,故规定可不大于4排。
    2 防火堤内的储罐发生爆炸时,储罐内的油品常不会全部流出,规定防火堤的有效容积不应小于其中较大储罐的容积。浮顶储罐发生爆炸的概率较低,故取其中最大储罐容量的一半。
    3、4 这两款规定主要考虑储罐爆炸着火后,油品因罐体破裂而大量外流时,能防止流散到防火堤外,并要能避免液体静压力冲击防火堤。
    5 沸溢性油品储罐要求每个储罐设置一个防火堤或防火隔堤,以防止发生因液体沸溢,四处流散而威胁相邻储罐。
    6 含油污水管道应设置水封装置以防止油品流至污水管道而造成安全隐患。雨水管道应设置阀门等隔离装置,主要为防止储罐破裂时液体流向防火堤之外。

4.2.6 闪点大于120℃的液体储罐或储罐区以及桶装、瓶装的乙、丙类液体堆场,甲类液体半露天堆场(有盖无墙的棚房),由于液体储罐爆裂可能性小,或即使桶装液体爆裂,外溢的液体量也较少,因此当采取了有效防止液体流散的设施时,可以不设置防火堤。实际工程中,一般采用设置黏土、砖石等不燃材料的简易围堤和事故油池等方法来防止液体流散。

4.2.7 据调查,目前国内一些甲、乙类液体储罐与泵房的距离一般在14m~20m之间,与铁路装卸栈桥一般在18m~23m之间。
    发生火灾时,储罐对泵房等的影响与罐容和所存可燃液体的量有关,泵房等对储罐的影响相对较小。但从引发的火灾情况看,往往是两者相互作用的结果。因此,从保障安全、便于灭火救援出发,储罐与泵房和铁路、汽车装卸设备要求保持一定的防火间距,前者宜为10m~15m。无论是铁路还是汽车的装卸鹤管,其火灾危险性基本一致,故将有关防火间距统一,将后者定为12m~20m。

4.2.8 本条规定主要为减小装卸鹤管与建筑物、铁路线之间的相互影响。根据对国内一些储罐区的调查,装卸鹤管与建筑物的距离一般为14m~18m。对丙类液体鹤管与建筑的距离,则据其火灾危险性作了一定调整。

4.2.9 甲、乙、丙类液体储罐与铁路走行线的距离,主要考虑蒸汽机车飞火对储罐的威胁,而飞火的控制距离难以准确确定,但机车的飞火通常能量较小。一定距离后即会快速衰减,故将最小间距控制在20m,对甲、乙类储罐与厂外铁路走行线的间距,考虑到这些物质的可燃蒸气的点火能相对较低,故规定大一些。
    与道路的距离是据汽车和拖拉机排气管飞火对储罐的威胁确定的。据调查,机动车辆的飞火的影响范围远者为8m~10m,近者为3m~4m,故与厂内次要道路定为5m和10m,与主要道路和厂外道路的间距则需适当增大些。

4.2.10 零位储罐罐容较小,是铁路槽车向储罐卸油作业时的缓冲罐。零位罐置于低处,铁路槽车内的油品借助液位高程自流进零位罐,然后利用油泵送入储罐。

4.3 可燃、助燃气体储罐(区)的防火间距

4.3.1 本条为强制性条文。本条是对可燃气体储罐与其他建筑防火间距的基本规定。可燃气体储罐指盛装氢气、甲烷、乙烷、乙烯、氨气、天然气、油田伴生气、水煤气、半水煤气、发生炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气、伍德炉煤气、矿井煤气等可燃气体的储罐。
    可燃气体储罐分低压和高压两种。低压可燃气体储罐的几何容积是可变的,分湿式和干式两种。湿式可燃气体储罐的设计压力通常小于4kPa,干式可燃气体储罐的设计压力通常小于8kPa。高压可燃气体储罐的几何容积是固定的,外形有卧式圆筒形和球形两种。卧式储气罐容积较小,通常不大于120m3。球型储气罐罐容积较大,最大容积可达10000m3。这类储罐的设计压力通常为1.0MPa~1.6MPa。目前国内湿式可燃气储罐单罐容积档次有:小于1000m3、1000m3、5000m3、10000m3、20000m3、30000m3、50000m3、100000m3、150000m3、200000m3;干式可燃气体储罐单罐容积档次有:小于1000m3、1000m3、5000m3、10000m3、20000m3、30000m3、50000m3、80000m3、170000m3、300000m3
    表中储罐总容积小于或等于1000m3者,一般为小氮肥厂、小化工厂和其他小型工业企业的可燃气体储罐。储罐总容积为1000m3~10000m3者,多是小城市的煤气储配站、中型氮肥厂、化工厂和其他中小型工业企业的可燃气体储罐。储罐总容积大于或等于10000m3至小于50000m3者,为中小城市的煤气储配站、大型氮肥厂、化工厂和其他大中型工业企业的可燃气体储罐。储罐总容积大于或等于50000m3至小于100000m3者,为大中城市的煤气储配站、焦化厂、钢铁厂和其他大型工业企业的可燃气体储罐。
    近10年,国内各钢铁企业为节能减排,对钢厂产生的副产煤气进行了回收利用。为充分利用钢厂的副产煤气,调节煤气发生与消耗间的不平衡性,保证煤气的稳定供给,钢铁企业均设置了煤气储罐。由于产能增加,国内多家钢铁企业的煤气储罐容量已大于100000m3,部分钢铁企业大型煤气储罐现状见表11。

表11 国内部分钢铁企业大型煤气储罐现状

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    据调查,国内目前最大的煤气储罐容积为300000m3,最高压力为10kPa。为适应我国储气罐单罐容积趋向大型化的需要,本次修订增加了第五档,即100000m3~300000m3,明确了该档储罐与建筑物、储罐、堆场的防火间距要求。
    表4.3.1 注:固定容积的可燃气体储罐设计压力较高,易漏气,火灾危险性较大,防火间距要先按其实际几何容积(m3)与设计压力(绝对压力,105Pa)乘积折算出总容积,再按表4.3.1的规定确定。
    本条有关间距的主要确定依据:
    (1)湿式储气罐内可燃气体的密度多数比空气轻,泄漏时易向上扩散,发生火灾时易扑救。根据有关分析,湿式可燃气体储罐一般不会发生爆炸,即使发生爆炸一般也不会发生二次或连续爆炸。爆炸原因大多为在检修时因处理不当或违章焊接引起。湿式储气罐或堆场等发生火灾爆炸时,相互危及范围一般在20m~40m,近者约10m,远者100m~200m,碎片飞出可能伤人或砸坏建筑物。
    (2)考虑施工安装的需要,大、中型可燃气体储罐施工安装所需的距离一般为20m~25m。根据储气罐扑救实践,人员与罐体之间至少要保持15m~20m的间距。
    (3)现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028、《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414对不同容积可燃气体储罐与建筑物、储罐、堆场的防火间距也均有要求。《城镇燃气设计规范》中表格第五档为“大于200000m3”,没有规定储罐容积上限,这主要是因为考虑到安全性、经济性等方面的因素,城镇中的燃气储罐容积不会太大,一般不大于200000m3。大型的可燃气体储罐主要集中在钢铁等企业中。本规范在确定100000m3~300000m3可燃气体储罐与建筑物、储罐、堆场的防火间距要求时,主要是基于辐射热计算、国内部分钢铁企业现状与需求和此类储罐的实际火灾危险性。
    (4)干式储气罐的活塞和罐体间靠油或橡胶夹布密封,当密封部分漏气时,可燃气体泄漏到活塞上部空间,经排气孔排至大气中。当可燃气体密度大于空气时,不易向罐顶外部扩散,比空气小时,则易扩散,故前者防火间距应按表4.3.1增加25%,后者可按表4.3.1的规定执行。
    (5)小于20m3的储罐,可燃气体总量及其火灾危险性较小,与其使用燃气厂房的防火间距可不限。
    (6)湿式可燃气体储罐的燃气进出口阀门室、水封井和干式可燃气体储罐的阀门室、水封井、密封油循环泵和电梯间,均是储罐不宜分离的附属设施。为节省用地,便于运行管理,这些设施间可按工艺要求布置,防火间距不限。

4.3.2 本条为强制性条文。可燃气体储罐或储罐区之间的防火间距,是发生火灾时减少相互间的影响和便于灭火救援和施工、安装、检修所需的距离。鉴于干式可燃气体储罐与湿式可燃气体储罐火灾危险性基本相同且罐体高度均较高,故储罐之间的距离均规定不应小于相邻较大罐直径的一半。固定容积的可燃气体储罐设计压力较高、火灾危险性较湿式和干式可燃气体储罐大,卧式和球形储罐虽形式不同,但其火灾危险性基本相同,故均规定为不应小于相邻较大罐的2/3。
    固定容积的可燃气体储罐与湿式或干式可燃气体储罐的防火间距,不应小于相邻较大罐的半径,主要考虑在一般情况下后者的直径大于前者,本条规定可以满足灭火救援和施工安装、检修需要。
    我国在实施天然气“西气东输”工程中,已建成一批大型天然气球形储罐,当设计压力为1.0MPa~1.6MPa时,容积相当于50000m3~80000m3、100000m3~160000m3。据此,与燃气管理和燃气规范归口单位共同调研,并对其实际火灾危险性进行研究后,将储罐分组布置的规定调整为“数个固定容积的可燃气体储罐总容积大于200000m3(相当于设计压力为1.0MPa时的10000m3球形储罐2台)时,应分组布置”。由于本规范只涉及储罐平面布置的规定,未全面、系统地规定其他相关消防安全技术要求。设计时,不能片面考虑储罐区的总容量与间距的关系,而需根据现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028等标准的规定进行综合分析,确定合理和安全可靠的技术措施。

4.3.3 本条为强制性条文。氧气为助燃气体,其火灾危险性属乙类,通常储存于钢罐内。氧气储罐与民用建筑,甲、乙、丙类液体储罐,可燃材料堆场的防火间距,主要考虑这些建筑在火灾时的相互影响和灭火救援的需要;与制氧厂房的防火间距可按现行国家标准《氧气站设计规范》GB 50030的有关规定,根据工艺要求确定。确定防火间距时,将氧气罐视为一、二级耐火等级建筑,与储罐外的其他建筑物的防火间距原则按厂房之间的防火间距考虑。
    氧气储罐之间的防火间距不小于相邻较大储罐的半径,则是灭火救援和施工、检修的需要;与可燃气体储罐之间的防火间距不应小于相邻较大罐的直径,主要考虑可燃气体储罐发生爆炸时对相邻氧气储罐的影响和灭火救援的需要。
    本条表4.3.3中总容积小于或等于1000m3的湿式氧气储罐,一般为小型企业和一些使用氧气的事业单位的氧气储罐;总容积为1000m3~50000m3者,主要为大型机械工厂和中、小型钢铁企业的氧气储罐;总容积大于50000m3者,为大型钢铁企业的氧气储罐。

4.3.4 确定液氧储罐与其他建筑物、储罐或堆场的防火间距时,要将液氧的储罐容积按1m3液氧折算成800m3标准状态的氧气后进行。如某厂有1个100m3的液氧储罐,则先将其折算成800×100=80000(m3)的氧气,再按本规范第4.3.3 条第三档(V>50000m3)的规定确定液氧储罐的防火间距。
    液氧储罐与泵房的间隔不宜小于3m的规定,与国外有关规范规定和国内有关工程的实际做法一致。根据分析医用液氧储罐的火灾危险性及其多年运行经验,为适应医用标准调整要求和医院建设需求,将医用液氧储罐的单罐容积和总容积分别调整为5m3和20m3。医用液氧储罐与医疗卫生机构内建筑的防火间距,国家标准《医用气体工程技术规范》GB 50751-2012已有明确规定。医用液氧储罐与医疗卫生机构外建筑的防火间距,仍要符合本规范第4.3.3条的规定。

4.3.5 当液氧储罐泄漏的液氧气化后,与稻草、木材、刨花、纸屑等可燃物以及溶化的沥青接触时,遇到火源容易引起猛烈的燃烧,致使火势扩大和蔓延,故规定其周围一定范围内不应存在可燃物。

4.3.6 可燃、助燃气体储罐发生火灾时,对铁路、道路威胁较甲、乙、丙类液体储罐小,故防火间距的规定较本规范表4.2.9的要求小些。

4.3.7 液氢的闪点为-50℃,爆炸极限范围为4.0%~75.0%,密度比水轻(沸点时0.07g/cm3)。液氢发生泄漏后会因其密度比空气重(在-25℃时,相对密度1.04)而使气化的气体沉积在地面上,当温度升高后才扩散,并在空气中形成爆炸性混合气体,遇到点火源即会发生爆炸而产生火球。氢气是最轻的气体,燃烧速度最快(测试管的管径D=25.4mm,引燃温度400℃,火焰传播速度为4.85m/s,在化学反应浓度下着火能量为1.5×10-5J)。
    液氢为甲类火灾危险性物质,燃烧、爆炸的猛烈程度和破坏力等均较气态氢大。参考国外规范,本条规定液氢储罐与建筑物及甲、乙、丙类液体储罐和堆场等的防火间距,按本规范对液化石油气储罐的有关防火间距,即表4.4.1规定的防火间距减小25%。
    液氨为乙类火灾危险性物质,与氟、氯等能发生剧烈反应。氨与空气混合到一定比例时,遇明火能引起爆炸,其爆炸极限范围为15.5%~25%。氨具有较高的体积膨胀系数,超装的液氨气瓶极易发生爆炸。为适应工程建设需要,对比液氨和液氢的火灾危险性,参照液氢的有关规定,明确了液氨储罐与建筑物、储罐、堆场的防火间距。

4.3.8 本条为强制性条文。液化天然气是以甲烷为主要组分的烃类混合物,液化天然气的自燃点、爆炸极限均比液化石油气的高。当液化天然气的温度高于-112℃时,液化天然气的蒸气比空气轻,易向高处扩散,而液化石油气蒸气比空气重,易在低处聚集而引发火灾或爆炸,以上特点使液化天然气在运输、储存和使用上比液化石油气要安全。
    表4.3.8中规定的液化天然气储罐和集中放散装置的天然气放散总管与站外建、构筑物的防火间距,总结了我国液化天然气气化站的建设与运行管理经验。

4.4 液化石油气储罐(区)的防火间距

4.4.1 本条为强制性条文。液化石油气是以丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等低碳氢化合物为主要成分的混合物,闪点低于-45℃,爆炸极限范围为2%~9%,为火灾和爆炸危险性高的甲类火灾危险性物质。液化石油气通常以液态形式常温储存,饱和蒸气压随环境温度变化而变化,一般在0.2MPa~1.2MPa。1m3液态液化石油气可气化成250m3~300m3的气态液化石油气,与空气混合形成3000m3~15000m3的爆炸性混合气体。
    液化石油气着火能量很低(3×10-4J~4×10-4J),电话、步话机、手电筒开关时产生的火花即可成为爆炸、燃烧的点火源,火焰扑灭后易复燃。液态液化石油气的密度为水的一半(0.5t/m3~0.6t/m3),发生火灾后用水难以扑灭;气态液化石油气的比重比空气重一倍(2.0kg/m3~2.5kg/m3),泄漏后易在低洼或通风不良处窝存而形成爆炸性混合气体。此外,液化石油气储罐破裂时,罐内压力急剧下降,罐内液态液化石油气会立即气化成大量气体,并向上空喷出形成蘑菇云,继而降至地面向四周扩散,与空气混合形成爆炸性气体。一旦被引燃即发生爆炸,继之大火以火球形式返回罐区形成火海,致使储罐发生连续性爆炸。因此,一旦液化石油气储罐发生泄漏,危险性高,危害极大。
    表4.4.1将液化石油气储罐和储罐区分为7档,按单罐和罐区不同容积规定了防火间距。第一档主要为工业企业、事业等单位和居住小区内的气化站、混气站和小型灌装站的容积规模。第二档为中小城市调峰气源厂和大中型工业企业的气化站和混气站的容积规模。第三、四、五档为大中型灌瓶站,大、中城市调峰气源厂的容积规模。第六、七档主要为特大型灌瓶站,大、中型储配站、储存站和石油化工厂的储罐区。为更好地控制液化石油气储罐的火灾危害,本次修订时,经与国家标准《液化石油气厂站设计规范》编制组协商,将其最大总容积限制在10000m3
    表4.4.1注2的说明:埋地液化石油气储罐运行压力较低,且压力稳定,通常不大于0.6MPa,比地上储罐安全,故参考国内外有关规范其防火间距减一半。为了安全起见,限制了单罐容积和储罐区的总容积。
    有关防火间距规定的主要确定依据:
    (1)根据液化石油气爆炸实例,当储罐发生液化石油气泄漏后,与空气混合并遇到点火源发生爆炸后,危及范围与单罐和罐区的总容积、破坏程度、泄漏量大小、地理位置、气象、风速以及消防设施和扑救情况等因素有关。当储罐和罐区容积较小,泄漏量不大时,爆炸和火灾的波及范围,近者20m~30m,远者50m~60m。当储罐和罐区容积较大,泄漏量很大时,爆炸和火灾的波及范围通常在100m~300m,有资料记载,最远可达1500m。
    (2)参考了美国消防协会《国家燃气规范》NFPA 59-2008规定的非冷冻液化石油气储罐与建筑物的防火间距(见是12)、英国石油学会《液化石油气安全规范》规定的炼油厂及大型企业的压力储罐与其他建筑物的防火间距(见表13)和日本液化石油气设备协会《一般标准》JLPA 001:2002的规定(见表14)。

表12 非冷冻液化石油气储罐与建筑物的防火间距

建筑设计防火规范GB 50016-2014(2018年版)

    注:储罐与用气厂房的间距可按上表减少50%,但不得低于50ft(15m)。表中数字后括号内的数值为按公制单位换算值。1美加仑=3.79×10-3m3

表13 炼油厂和大型企业压力储罐与其他建筑物的防火间距

建筑设计防火规范GB 50016-2014(2018年版)

    注:1 英加仑=4.5×10-3m3。表中括号内的数值为按公制单位换算值。

表14 日本不同区域储罐储量的限制

建筑设计防火规范GB 50016-2014(2018年版)

    日本液化石油气设备协会《一般标准》JLPA 001:2002的规定:第一种居住用地范围内,不允许设置液化石油气储罐;其他用地区域,设置储罐容量有严格限制。在此基础上,规定了地上储罐与第一种保护对象(学校、医院、托幼院、文物古迹、博物馆、车站候车室、百货大楼、酒店、旅馆等)的距离按下式计算确定:

建筑设计防火规范GB 50016-2014(2018年版)

    式中:L——储罐与保护对象的防火间距(m);
          X——液化石油气的总储量(kg)。
    在日本,液化石油气站储罐的平均容积很小,当按上式计算大于30m时,可取不小于30m。当采用地下储罐或采取水喷淋、防火墙等安全措施时、其防火间距可以按该规范的有关规定减小距离。对于液化石油气储罐与站内建筑物的防火间距,日本的规定也很小:与明火、耐火等级较低的建筑物的间距不应小于8m,与非明火建筑、站内围墙的间距不应小于3.0m。
    (3)总结了原规范执行情况,考虑了当前我国液化石油气行业设备制造安装、安全设施装备和管理的水平等现状。液化石油气单罐容积大于1000m3和罐区总容积大于5000m3的储存站,属特大型储存站,万一发生火灾或爆炸,其危及的范围也大,故有必要加大其防火间距要求。

4.4.2 本条为强制性条文。对于液化石油气储罐之间的防火间距,要考虑当一个储罐发生火灾时,能减少对相邻储罐的威胁,同时要便于施工安装、检修和运行管理。多个储罐的布置要求,主要考虑要减少发生火灾时的相互影响,并便于灭火救援,保证至少有一只消防水枪的充实水柱能达到任一储罐的任何部位。

4.4.3 对于液化石油气储罐与所属泵房的距离要求,主要考虑泵房的火灾不要引发储罐爆炸着火,也是扑灭泵房火灾所需的最小安全距离。为满足液化石油气泵房正常运行、当泵房面向储罐一侧的外墙采用无门窗洞口的防火墙时,防火间距可适当调整。液化石油气泵露天设置时,对防火是有利的,为更好地满足工艺需要,对其与储罐的距离可不限。

4.4.4 有关全冷冻式液化石油气储罐和液化石油气气化站、混气站的储罐与重要公共建筑和其他民用建筑、道路等的防火间距,为保证安全,便于使用,与现行国家标准《城镇燃气设计规范》GB 50028管理组协商后,将有关防火间距在《城镇燃气设计规范》中作详细规定,本规范不再规定。
    总容积不大于10m3的储罐,当设置在专用的独立建筑物内时,通常设置2个。单罐容积小,又设置在建筑物内,火灾危险性较小。故规定该建筑外墙与相邻厂房及其附属设备的防火间距,可以按甲类厂房的防火间距执行。

4.4.5 本条为强制性条文。本条规定了液化石油气瓶装供应站的基本防火间距。
    目前,我国各城市液化石油气瓶装供应站的供应规模大都在5000户~7000户,少数在10000户左右,个别站也有大于10000户的。根据各地运行经验,考虑方便用户、维修服务等因素,供气规模以5000户~10000户为主。该供气规模日售瓶量按15kg钢瓶计,为170瓶~350瓶左右。瓶库通常应按1.5天~2天的售瓶量存瓶,才能保证正常供应,需储存250瓶~700瓶,相当于容积为4m3~20m3的液化石油气。
    表4.4.5对液化石油气站的瓶库与站外建、构筑物的防火间距,按总存储容积分四档规定了不同的防火间距。与站外建、构筑物防火间距,考虑了液化石油气钢瓶单瓶容量较小,总存瓶量也严格限制最多不大于20m3,火灾危险性较液化石油气储罐小等因素。
    表4.4.5 注中的总存瓶容积按实瓶个数与单瓶几何容积的乘积计算,具体计算可按下式进行:

建筑设计防火规范GB 50016-2014(2018年版)

    式中:V——总存瓶容积(m3);
          N——实瓶个数;
          V——单瓶几何容积,15kg钢瓶为35.5L,50kg钢瓶为112L。

4.4.6 液化石油气瓶装供应站的四周,要尽量采用不燃材料构筑实体围墙,即无孔洞、花格的墙体。这不但有利于安全,而且可减少和防止瓶库发生爆炸时对周围区域的破坏。液化石油气瓶装供应站通常设置在居民区内,考虑与环境协调,面向出入口(一般为居民区道路)一侧可采用不燃材料构筑非实体的围墙,如装饰型花格围墙,但面向该侧的瓶装供应站建筑外墙不能设置泄压口。

4.5 可燃材料堆场的防火间距

4.5.1 据调查,粮食囤垛堆场目前仍在使用,总储量较大且多利用稻草、竹竿等可燃物材料建造,容易引发火灾。本条根据过去粮食囤垛的火灾情况,对粮食囤垛的防火间距作了规定,并将粮食囤垛堆场的最大储量定为20000t。根据我国部分地区粮食收储情况和火灾形势,2013年国家有关部门和单位也组织对粮食席穴囤、简易罩棚等粮食存放场所的防火,制定了更详细的规定。
    对于棉花堆场,尽管国家近几年建设了大量棉花储备库,但仍有不少地区采用露天或半露天堆放的方式储存,且储量较大,每个棉花堆场储量大都在5000t左右。麻、毛、化纤和百货等火灾危险性类同,故将每个堆场最大储量限制在5000t以内。棉、麻、毛、百货等露天或半露天堆场与建筑物的防火间距,主要根据案例和现有堆场管理实际情况,并考虑避免和减少火灾时的损失。秸秆、芦苇、亚麻等的总储量较大,且在一些行业,如造纸厂或纸浆厂,储量更大。
    从这些材料堆场发生火灾的情况看,火灾具有延续时间长、辐射热大、扑救难度较大、灭火时间长、用水量大的特点,往往损失巨大。根据以上情况,为了有效地防止火灾蔓延扩大,有利于灭火救援,将可燃材料堆场至建筑物的最小间距定为15m~40m。
    对于木材堆场,采用统堆方式较多,往往堆垛高、储量大,有必要对每个堆垛储量和防火间距加以限制。但为节约用地,规定当一个木材堆场的总储量如大于25000m3或一个秸秆可燃材料堆场的总储量大于20000t时,宜分设堆场,且各堆场之间的防火间距按不小于相邻较大堆场与四级建筑的间距确定。
    关于表4.5.1注的说明:
    (1)甲类厂房、甲类仓库发生火灾时,较其他类别建筑的火灾对可燃材料堆场的威胁大,故规定其防火间距按表4.5.1的规定增加25%且不应小于25m。
    电力系统电压为35kV~500kV且每台变压器容量在10MV·A以上的室外变、配电站,以及工业企业的变压器总油量大于5t的室外总降压变电站对堆场威胁也较大,故规定有关防火间距不应小于50m。
    (2)为防止明火或散发火花地点的飞火引发可燃材料堆场火灾,露天、半露天可燃材料堆场与明火或散发火花地点的防火间距,应按本表四级建筑的规定增加25%。
 
4.5.2 甲、乙、丙类液体储罐一旦发生火灾,威胁较大、辐射强度大,故规定有关防火间距不应小于表4.2.1和表4.5.1中相应储量与四级建筑防火间距的较大值。

4.5.3 可燃材料堆场着火时影响范围较大,一般在20m~40m之间。汽车和拖拉机的排气管飞火距离远者一般为8m~10m,近者为3m~4m。露天、半露天堆场与铁路线的防火间距,主要考虑蒸汽机车飞火对堆场的影响;与道路的防火间距,主要考虑道路的通行情况、汽车和拖拉机排气管飞火的影响以及堆场的火灾危险性。

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