在地下洞的储油库防火防爆措施

一、火灾特点

利用地下洞库贮油是一种新型的贮油技术，其贮油方法是选择地下水稳定的地方开挖石洞，洞里放置钢制贮罐储油或用水冲洗油穴后直接在洞内储油。洞库储罐本身深埋于地下，洞顶标高相对于巷道入口处标高一般在－100m以下，有的水封洞罐是在地下水位以下至少5m，洞罐四周被地下水所包围，而地下水的压力又大于油品的静压力，故将油封在洞内不能外流，起到良好的水封作用。由于地下油品与空气隔绝，储罐内无空气，大大降低了火灾和爆炸的危险性，同时抗震能力强，不易毁坏，具有较高的安全性。

地下洞储油库火灾爆炸有以下特点：

1 火灾危险性相对降低

地下洞库由于在很深的地下，与地面空气隔绝。虽然洞库失火或炸坏破裂可使油料在洞体内燃烧，火灾的扩散蔓延能力相对较小，但火柱贴近地面，辐射热强，暴露在外的呼吸阀、侧量孔等冒出的油蒸汽也有被引燃引爆的可能。

2 爆炸危险性相对加大

由于地下储存压力降低，液化石油气会立即气化，在空气中达到爆炸极限范围时，遇明火即产生爆炸。石油产品受热膨胀，蒸汽压力也升高，当压力超过储罐所能承受的极限压力时，储罐就会发生爆炸（焖爆），在传播速度增大而形成的冲击压力作用下也会产生爆轰，这种爆轰传入洞体或储罐时，洞体或储罐空间的混合物也会以爆轰的形式进行燃烧，从而产生相当大的破坏力。

3 火灾面积广

石油产品具有易蒸发的特性，其液（气）体的蒸汽密度大多比空气重，蒸发气体沿地表面扩散，极易在储存周围低洼处积聚，当发生火灾时，油液（气）体扩散面积越大，形成火灾面积也就越大。如果洞库砼顶或护体炸裂崩塌，一般不容易造成油料流敞燃烧，但却增大了着火面，若油流顺沟流淌，则为扑救增加了难度，从而扩大了火灾的危险性。

4 燃烧气体有毒

洞库内油罐发生火灾，一般是先发生爆炸，然后再燃烧，而洞内燃烧时，一般氧气不足，往往出现严重缺氧或兼有滚滚浓烟与有毒气体一氧化碳，威胁作业人员和消防人员的安全。

防火防爆基本知识

二、防火防爆措施

1 库址选择

对人工地下洞储油库地址的基本要求是，洞库区岩石的整体性好并具有稳定的地下水位，即选择在无地上浸水，地下水位又低的地方；应具有良好的石质条件，要求地质构造简单、岩性均一、整体性好、普氏系数应在6以上、裂缝小、不易风化，避开断层和风化层。库址除应满足生产、消防、生活所需的水源的电源条件外，还应具备排水的条件。

2 库区布置

地下洞库的每条主巷道的出入口，不宜少于两处（尽头式巷道除外），洞口宜选择在岩石较完整的陡坡上。汽车装卸区应布置在面向公路的一侧，宜设围墙与其它各区隔开，并应设单独出入口，在出入口处应设业务室，出入口外应设停车场。必须设置专门的汽车等燃油车辆灌装场地，不使机动车辆进入油品发放区，防止其排气管的火星引起火灾事故。库区的周围应设环形消防道路，在消防道路两侧植树时，株距应满足消防操作的要求。

3 防火间距

（1）一般情况下，地下洞储油库多设在远离城镇的郊外或山区，消防队伍不能在较短时间内集中到达，火势容易扩大。所以各储洞之间应按国家有关规范留有必要的防火间距。库区应与附近的工业企业、民宅建筑、铁路、桥梁等按有关标准保持足够的安全距离，并尽可能设置在下游地带，以免发生火灾时危及这些场所的安全。

（2）地下油气输送管道不得从建筑物和大型构筑物的下面穿越；地下油气输送管道与建（构）筑物基础或相邻管道之间的水平和垂直净距，应分别按照《城镇燃气设计规范》第5.3.2条规定进行设计。

（3）为了便于火灾扑救和发生火灾后的相互影响，人工沿油罐区同一条巷道内油罐的总容量不应大于100000m3，油罐数量不应多于15个；同一尽端式巷道内油罐的总容量不应大于40000m3，油罐的数量不应多于6个。

4 地下洞库构造基本要求

（1）为了避免上部落石与围岩相撞击产生火花引起火灾危险应选用圆拱洞形；竖井用上下两层盖板封闭，盖板为钢盘砼结构，竖井盖板及水封墙应满足以下两点条件：要完全密封，不泄漏气液；要有足够的强度和刚度，能够承受来自内外部的爆炸荷载。

（2）洞库围岩裂隙的处理是地下水封石洞油库不泄漏油品的关键性措施，要对滴水和有小水流的裂隙进行注浆封堵。同时，增强了抗震能力强，不易毁坏。

（3）人工洞石油库主巷道衬砌后的净宽，不应小于3m；边墙的高度，不应小于2.2m；主巷道的纵向坡度，不宜小于5‰。山洞储库主体工程和第二道防护门上部最小覆盖层厚度高H≥30m，引洞长宽L≥200m。人工洞石油库主巷道的油罐室防爆墙上，应根据抗爆等级设相应的防护门和密闭门。

（4）人工洞内油罐之间的距离不宜小于相邻较大罐室、毛洞的直径；油罐顶与油罐室顶内表面的距离，不应小于1.2m；油罐壁与油罐室壁内表面的距离，不应小于0.8m；油罐壁与油罐室防爆墙的距离，不应小于1.5m。

（5）对水封油库的安全措施还应有以下两点：

a.洞罐的水封墙和竖井盖板均应按承受P＞10kg/cm2的爆炸压力进行设计，以保证万一发生爆炸事故时，只能在洞罐内部闷爆，不致于危及洞罐结构。

b.为了防止油气经竖井渗漏到操作巷道，必须严格保证油气不通过竖井盖板处的岩壁缝隙泄漏。因此要求竖井盖板做成上下两层，并在上下盖板的中间充水。盖板与盖板的间距，应根据油罐压力所要求的静水压力来确定；并且沿着盖板四周设环形注水槽，使水沿着槽下的注水孔不断补充到盖板附近的岩石中，达到水封隔阻的作用。

5 泄压防爆

（1）应在与砼盖顶同一高处安装压力调节阀，保持油品的压力高于其蒸汽压，以避免在管线中有两相流生成，同时还应安装故障安全阀；在洞储罐底部应安装保护套，以在输入管线出口处形成水封并为压力调节阀和故障安全阀的维修提供安全保障条件。

（2）每条管线上应安装两个故障安全阀，一个置于泵吸入口，另一个置于地面保护掩体内的泵出口管线上；放空管线和平衡管线在地下岩洞储罐的砼塞子处均应装有特殊安全装置，以保证当管线上部套管破裂时洞中气相物质不会漏出。

（3）洞内储罐的承压能力必须保证储存油品所需的压力和真空度的要求，并用呼吸阀加以控制，使其在一定安全范围内工作。对于洞库球顶立式罐，设计压力宜为2000Pa，设计真空度宜为600Pa。

6 自动监视控制系统

（1）地下洞储库应采用先进的DCS集散控制系统，把计算机技术应用到洞库安全监控，负责对库区作业环境、设备技术状态、收发油作业过程及其各参数等，进行监视、测试、控制，有效地防止人为的误操作、误判断而造成的事故，或者设备设施技术状态不良而可能引发的事故。应设有压力、温度、液位检测仪表，并设有报警及安全放空等措施，以防止储罐超装、超压，为防止油品倒流及泄漏，在地上管线还应设有紧急截断阀等安全保护装置。

（2）在地下储库的竖井坑道、阀门间、呼吸管、安全阀等可燃气体释放源附近宜设置可燃气体检测仪，并受控于DCS系统。如果库存区中的可燃气体的比重大于空气，检测仪的安装高度，应距地坪0.3m~0.6m。

7 洞内通风设计

为防止洞库内油气浓度达到爆炸浓度范围，应进行充分的通风换气。洞内阀门间、油泵间的排风口一般设置两个，一个在房间上部，以排出比空气重的油气。一个在离地坪0.2m处，以排出比空气重的油气。洞内排风管一般按引道坡度安装，应在拐弯最近处装设排出管内冷凝水的闸阀。洞库遂道作业区安装通风机应选用防爆型，电机和通风管道应有良好的静电接地。

防火防爆基本知识

三、电气防爆设计

1 电气设备防爆措施

（1）所有供电系统、照明设备、通讯设备等均应保持干燥，绝缘良好，不应使洞壁渗水浸滴到上面，引起短路，发热烧毁或有接触不良，发生跳火的现象。

（2）应选择防爆电气设备。库区内的照明灯具、操作柱按钮、插座及检修开关、接线盒、现场仪表应采用隔爆型；引至电气设备的接线盒（口）处的电缆穿防爆挠性连接管。电缆宜架空敷设，并应采用阻燃型；电缆通入阀门间、油泵房的墙洞处，应填实、密封；电气设备的金属外壳应可靠接地，接地干线应在爆炸危险区域不同方向不少于两处与接地体连接。

2 防雷措施

（1）洞库油罐是被设置在人工开挖的罐室内，罐室顶部自然防护层存厚度要求应有30m厚，所以其自然防护能力强，对罐体不存在防雷要求。但是，对露出洞外的金属呼吸管与金属通风管应装设独立避雷针保护，其保护范围应高出管口2m以上，独立避雷针距离口的水平位置不得小于3m，避雷针的尖端应高出油气管顶4m。

（2）进入洞内的金属管线，当其洞外部分不埋地或埋地长度小于50m时，应在洞外作两次接地，接地点间距不得大于100m，冲击接地电阻不得大于20Ω，这样，可使地面和管沟管线受到雷击或雷感应产生的高电位在引入洞内之前大大降低，避免在洞内引起雷电事故。

（3）为防止雷击时可能沿低压架空线路将高电位引入洞库而造成事故，要求动力、照明和通讯线路应采用铠装电缆埋入洞内；若由架空线路转换为电缆埋地引洞内时，由洞口至转换处的距离不应小于50m；电缆与架空线的连接处应装设阀型避雷器，避雷器、电缆外皮和绝缘子铁脚应作电气连接并接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。阻火器、呼吸阀、量油孔等金属附件必须保持等位连接。

3 防静电措施

（1）通风管路法兰间要用导体连接，整个风管要接地，以排除由于空气在管路中流动产生的静电，防止由于静电火花而引起燃烧爆炸事故。

（2）在进出库存区或设施处管路系统的所有金属件，包括护套的金属包覆层、管道、泵等部位必须接地；管路两端和每隔200m~300m处，以及分支处、拐弯处均应有一处防静电接地；接地点宜设在管墩处，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。

（3）在储油洞库入口处、储油罐间进口处、泵房及灌油间门口，应设置导静电手握体；手握体应用引线与接地体相连；在汽车装卸区应配备防火罩、接地拖刷；为作业人员配备防静电服装和鞋帽、防爆手电筒等。

（4）可在洞贮石油产品中加入微量的油溶性的抗静电添加剂，使其导电率达到50ps/m以上；贮罐内壁应使用防静电防腐涂料，涂料体电阻应低于108Ω•m。

（5）用管路输送油品，应有防止混入空气、水、灰尘等物质的措施。

在地下洞的储油库防火防爆措施

一、火灾特点

利用地下洞库贮油是一种新型的贮油技术，其贮油方法是选择地下水稳定的地方开挖石洞，洞里放置钢制贮罐储油或用水冲洗油穴后直接在洞内储油。洞库储罐本身深埋于地下，洞顶标高相对于巷道入口处标高一般在－100m以下，有的水封洞罐是在地下水位以下至少5m，洞罐四周被地下水所包围，而地下水的压力又大于油品的静压力，故将油封在洞内不能外流，起到良好的水封作用。由于地下油品与空气隔绝，储罐内无空气，大大降低了火灾和爆炸的危险性，同时抗震能力强，不易毁坏，具有较高的安全性。

地下洞储油库火灾爆炸有以下特点：

1 火灾危险性相对降低

地下洞库由于在很深的地下，与地面空气隔绝。虽然洞库失火或炸坏破裂可使油料在洞体内燃烧，火灾的扩散蔓延能力相对较小，但火柱贴近地面，辐射热强，暴露在外的呼吸阀、侧量孔等冒出的油蒸汽也有被引燃引爆的可能。

2 爆炸危险性相对加大

由于地下储存压力降低，液化石油气会立即气化，在空气中达到爆炸极限范围时，遇明火即产生爆炸。石油产品受热膨胀，蒸汽压力也升高，当压力超过储罐所能承受的极限压力时，储罐就会发生爆炸（焖爆），在传播速度增大而形成的冲击压力作用下也会产生爆轰，这种爆轰传入洞体或储罐时，洞体或储罐空间的混合物也会以爆轰的形式进行燃烧，从而产生相当大的破坏力。

3 火灾面积广

石油产品具有易蒸发的特性，其液（气）体的蒸汽密度大多比空气重，蒸发气体沿地表面扩散，极易在储存周围低洼处积聚，当发生火灾时，油液（气）体扩散面积越大，形成火灾面积也就越大。如果洞库砼顶或护体炸裂崩塌，一般不容易造成油料流敞燃烧，但却增大了着火面，若油流顺沟流淌，则为扑救增加了难度，从而扩大了火灾的危险性。

4 燃烧气体有毒

洞库内油罐发生火灾，一般是先发生爆炸，然后再燃烧，而洞内燃烧时，一般氧气不足，往往出现严重缺氧或兼有滚滚浓烟与有毒气体一氧化碳，威胁作业人员和消防人员的安全。

防火防爆基本知识

二、防火防爆措施

1 库址选择

对人工地下洞储油库地址的基本要求是，洞库区岩石的整体性好并具有稳定的地下水位，即选择在无地上浸水，地下水位又低的地方；应具有良好的石质条件，要求地质构造简单、岩性均一、整体性好、普氏系数应在6以上、裂缝小、不易风化，避开断层和风化层。库址除应满足生产、消防、生活所需的水源的电源条件外，还应具备排水的条件。

2 库区布置

地下洞库的每条主巷道的出入口，不宜少于两处（尽头式巷道除外），洞口宜选择在岩石较完整的陡坡上。汽车装卸区应布置在面向公路的一侧，宜设围墙与其它各区隔开，并应设单独出入口，在出入口处应设业务室，出入口外应设停车场。必须设置专门的汽车等燃油车辆灌装场地，不使机动车辆进入油品发放区，防止其排气管的火星引起火灾事故。库区的周围应设环形消防道路，在消防道路两侧植树时，株距应满足消防操作的要求。

3 防火间距

（1）一般情况下，地下洞储油库多设在远离城镇的郊外或山区，消防队伍不能在较短时间内集中到达，火势容易扩大。所以各储洞之间应按国家有关规范留有必要的防火间距。库区应与附近的工业企业、民宅建筑、铁路、桥梁等按有关标准保持足够的安全距离，并尽可能设置在下游地带，以免发生火灾时危及这些场所的安全。

（2）地下油气输送管道不得从建筑物和大型构筑物的下面穿越；地下油气输送管道与建（构）筑物基础或相邻管道之间的水平和垂直净距，应分别按照《城镇燃气设计规范》第5.3.2条规定进行设计。

（3）为了便于火灾扑救和发生火灾后的相互影响，人工沿油罐区同一条巷道内油罐的总容量不应大于100000m3，油罐数量不应多于15个；同一尽端式巷道内油罐的总容量不应大于40000m3，油罐的数量不应多于6个。

4 地下洞库构造基本要求

（1）为了避免上部落石与围岩相撞击产生火花引起火灾危险应选用圆拱洞形；竖井用上下两层盖板封闭，盖板为钢盘砼结构，竖井盖板及水封墙应满足以下两点条件：要完全密封，不泄漏气液；要有足够的强度和刚度，能够承受来自内外部的爆炸荷载。

（2）洞库围岩裂隙的处理是地下水封石洞油库不泄漏油品的关键性措施，要对滴水和有小水流的裂隙进行注浆封堵。同时，增强了抗震能力强，不易毁坏。

（3）人工洞石油库主巷道衬砌后的净宽，不应小于3m；边墙的高度，不应小于2.2m；主巷道的纵向坡度，不宜小于5‰。山洞储库主体工程和第二道防护门上部最小覆盖层厚度高H≥30m，引洞长宽L≥200m。人工洞石油库主巷道的油罐室防爆墙上，应根据抗爆等级设相应的防护门和密闭门。

（4）人工洞内油罐之间的距离不宜小于相邻较大罐室、毛洞的直径；油罐顶与油罐室顶内表面的距离，不应小于1.2m；油罐壁与油罐室壁内表面的距离，不应小于0.8m；油罐壁与油罐室防爆墙的距离，不应小于1.5m。

（5）对水封油库的安全措施还应有以下两点：

a.洞罐的水封墙和竖井盖板均应按承受P＞10kg/cm2的爆炸压力进行设计，以保证万一发生爆炸事故时，只能在洞罐内部闷爆，不致于危及洞罐结构。

b.为了防止油气经竖井渗漏到操作巷道，必须严格保证油气不通过竖井盖板处的岩壁缝隙泄漏。因此要求竖井盖板做成上下两层，并在上下盖板的中间充水。盖板与盖板的间距，应根据油罐压力所要求的静水压力来确定；并且沿着盖板四周设环形注水槽，使水沿着槽下的注水孔不断补充到盖板附近的岩石中，达到水封隔阻的作用。

5 泄压防爆

（1）应在与砼盖顶同一高处安装压力调节阀，保持油品的压力高于其蒸汽压，以避免在管线中有两相流生成，同时还应安装故障安全阀；在洞储罐底部应安装保护套，以在输入管线出口处形成水封并为压力调节阀和故障安全阀的维修提供安全保障条件。

（2）每条管线上应安装两个故障安全阀，一个置于泵吸入口，另一个置于地面保护掩体内的泵出口管线上；放空管线和平衡管线在地下岩洞储罐的砼塞子处均应装有特殊安全装置，以保证当管线上部套管破裂时洞中气相物质不会漏出。

（3）洞内储罐的承压能力必须保证储存油品所需的压力和真空度的要求，并用呼吸阀加以控制，使其在一定安全范围内工作。对于洞库球顶立式罐，设计压力宜为2000Pa，设计真空度宜为600Pa。

6 自动监视控制系统

（1）地下洞储库应采用先进的DCS集散控制系统，把计算机技术应用到洞库安全监控，负责对库区作业环境、设备技术状态、收发油作业过程及其各参数等，进行监视、测试、控制，有效地防止人为的误操作、误判断而造成的事故，或者设备设施技术状态不良而可能引发的事故。应设有压力、温度、液位检测仪表，并设有报警及安全放空等措施，以防止储罐超装、超压，为防止油品倒流及泄漏，在地上管线还应设有紧急截断阀等安全保护装置。

（2）在地下储库的竖井坑道、阀门间、呼吸管、安全阀等可燃气体释放源附近宜设置可燃气体检测仪，并受控于DCS系统。如果库存区中的可燃气体的比重大于空气，检测仪的安装高度，应距地坪0.3m~0.6m。

7 洞内通风设计

为防止洞库内油气浓度达到爆炸浓度范围，应进行充分的通风换气。洞内阀门间、油泵间的排风口一般设置两个，一个在房间上部，以排出比空气重的油气。一个在离地坪0.2m处，以排出比空气重的油气。洞内排风管一般按引道坡度安装，应在拐弯最近处装设排出管内冷凝水的闸阀。洞库遂道作业区安装通风机应选用防爆型，电机和通风管道应有良好的静电接地。

防火防爆基本知识

三、电气防爆设计

1 电气设备防爆措施

（1）所有供电系统、照明设备、通讯设备等均应保持干燥，绝缘良好，不应使洞壁渗水浸滴到上面，引起短路，发热烧毁或有接触不良，发生跳火的现象。

（2）应选择防爆电气设备。库区内的照明灯具、操作柱按钮、插座及检修开关、接线盒、现场仪表应采用隔爆型；引至电气设备的接线盒（口）处的电缆穿防爆挠性连接管。电缆宜架空敷设，并应采用阻燃型；电缆通入阀门间、油泵房的墙洞处，应填实、密封；电气设备的金属外壳应可靠接地，接地干线应在爆炸危险区域不同方向不少于两处与接地体连接。

2 防雷措施

（1）洞库油罐是被设置在人工开挖的罐室内，罐室顶部自然防护层存厚度要求应有30m厚，所以其自然防护能力强，对罐体不存在防雷要求。但是，对露出洞外的金属呼吸管与金属通风管应装设独立避雷针保护，其保护范围应高出管口2m以上，独立避雷针距离口的水平位置不得小于3m，避雷针的尖端应高出油气管顶4m。

（2）进入洞内的金属管线，当其洞外部分不埋地或埋地长度小于50m时，应在洞外作两次接地，接地点间距不得大于100m，冲击接地电阻不得大于20Ω，这样，可使地面和管沟管线受到雷击或雷感应产生的高电位在引入洞内之前大大降低，避免在洞内引起雷电事故。

（3）为防止雷击时可能沿低压架空线路将高电位引入洞库而造成事故，要求动力、照明和通讯线路应采用铠装电缆埋入洞内；若由架空线路转换为电缆埋地引洞内时，由洞口至转换处的距离不应小于50m；电缆与架空线的连接处应装设阀型避雷器，避雷器、电缆外皮和绝缘子铁脚应作电气连接并接地，其冲击接地电阻不应大于10Ω。阻火器、呼吸阀、量油孔等金属附件必须保持等位连接。

3 防静电措施

（1）通风管路法兰间要用导体连接，整个风管要接地，以排除由于空气在管路中流动产生的静电，防止由于静电火花而引起燃烧爆炸事故。

（2）在进出库存区或设施处管路系统的所有金属件，包括护套的金属包覆层、管道、泵等部位必须接地；管路两端和每隔200m~300m处，以及分支处、拐弯处均应有一处防静电接地；接地点宜设在管墩处，其冲击接地电阻不宜大于30Ω。

（3）在储油洞库入口处、储油罐间进口处、泵房及灌油间门口，应设置导静电手握体；手握体应用引线与接地体相连；在汽车装卸区应配备防火罩、接地拖刷；为作业人员配备防静电服装和鞋帽、防爆手电筒等。

（4）可在洞贮石油产品中加入微量的油溶性的抗静电添加剂，使其导电率达到50ps/m以上；贮罐内壁应使用防静电防腐涂料，涂料体电阻应低于108Ω•m。

（5）用管路输送油品，应有防止混入空气、水、灰尘等物质的措施。