油品的危险性

　　油品的危险性是由其化学组成及理化特性所决定的。油品的化学组成及理化特性也决定着油品不同形式的燃烧特点。油晶的危险性和燃烧特点，给油库加油站带来了诸多的不安全因素，使其环境具有相当的危险性。

　　一、油品的危险特性

　　(一)蒸发性

　　液体表面气化的现象叫蒸发。物质要蒸发的这种固有趋势称为蒸发性，或挥发性。蒸发性是轻质油晶在储运中最重要的危险特性之一。它与油品的密度、饱和蒸气压密切相关。在环境温度下，汽油蒸发最快，煤油和柴油次之，润滑油最慢。油晶蒸发受气温、油晶温度、油晶表面积、表面空气流速、表面压力和油品密度的制约。温度高蒸发快，温度低蒸发慢；油晶表面积大蒸发快，表面积小蒸发慢；油品表面空气流速快蒸发快，流速慢蒸发慢；油晶表面压力大蒸发慢，压力小蒸发快；油晶密度大蒸发慢，密度小蒸发快。对于油库加油站安全来说，在相同条件下，蒸发性大的油品蒸发损+失就大，火灾的危险性也就大，形成气阻、气蚀的可能性也大。据资料介绍，美国、日本石油蒸发损失占产量的3％～5％，原苏联由于油罐大小呼吸要损失近7％的轻质成分。据测试，汽油每输转一次大呼吸损失1．2kg /t左右，从炼油厂到用户仅大呼吸一项损失占0．8％—1％。一个汽油收发量万吨的油库，每年收发、输送、储存中有50—60t汽油变为油气逸散到周围空间。而且油气比空气重，易于在作业场所及低洼、通风不良的地方飘浮积聚，这种潜在的不安全因素，对油库加油站的防火安全影响极大。

　　(二)燃烧性

　　物质的燃烧性是由其闪点、燃点、自燃点来衡量的。常用油晶的闪点、燃点、自燃点见表1—1。低闪点是可燃物发生火灾的危险信号，是衡量火灾危险性的重要依据。闪点愈低，火灾危险性愈大。汽油、煤油、柴油的闪点都在120≥以下，润滑油类的闪点一般在210℃以上，所以，油品都有着火的危险性。汽油的闪点在—58～10℃之间，在任何环境温度下都能挥发出大量的油气，且只需0．2～0．25mj的点火能量就可以引燃。因此，汽油的火灾危险性最大。煤油的闪点通常在40～46℃，  —35号轻柴油的闪点为50℃左右，正常情况下环境温度可能达到或接近此温度。所以，煤油和—35号柴油火灾危险性也较大。轻柴油和重柴油闪点在60～120℃之间，环境温度不可能达到，但如果油品被加热或附近有足够温度的点火源，也有被点燃而发生火灾的危险。润滑油类的闪点在120～210℃之间，通常不易着火，但其附近具有高热辐射燃烧时，则可迅速传播燃烧，也具有火灾危险性。

 

　　(三)爆炸性

　　所谓爆炸性是物质发生非常迅速的物理或化学变化的一种形式。通常用爆炸极限表示油品爆炸的危险性。油气与空气混合，其浓度达到一定的混合比范围时，遇到一定能量的点火源就爆炸。爆炸最低的混合比，称为爆炸下限；爆炸最高的混合比，称为爆炸上限。如汽油的爆炸下限油气体积含量为1．4％，爆炸上限为7．6％。如果混合气体浓度超出上述范围时，遇点火源则不爆、不燃。但在通常的储运条件下，油气很难达到均匀与空气混合，在爆炸极限外，可能存在可燃油气混合物的“气袋”或“边缘区”，这种危险必须注意。另外，因为油气浓度是在一定温度下形成的，除了油气浓度爆炸极限外，还有一个温度爆炸极限。表1—2是几种油品的爆炸极限。由于油品的组成和生产工艺不同，即使同牌号的油品爆炸极限也不是固定不变的。它受诸多因素的制约和影响。如初始温度和压力、惰性气体和杂质的含量、点火源的性质、容器大小等因素都影响着油品的爆炸极限。表1—2列出几种油品的爆炸极限。

 

　　汽油气在不同浓度下发生爆炸时所产生的压力也不同。表1—3是汽油在不同浓度下发生爆炸所产生的压力。图1—1是汽油气浓度与爆炸压力的关系曲线。

 

 

 　　

　　从表1—3和图1—1可以看出，汽油气在空气中的浓度达到3％时，所产生的压力最高。油品火灾不仅有燃烧与爆炸相互转化的特点，而且突发性强，传播速度快，热辐射强。据测试，罐内容积为394m3的柴油罐燃烧时，10s内离开掖面5m高的火焰温度高达1100℃。这就是说，油品的这种特性对油库加油站安全威胁极大。油品火灾控制、扑灭于初期极为重要，否则后果难以设想。油库加油站应千方百计地预防火灾的发生。

　　(四)带电性
  
　　根据双电层理论，油品在运输、输转、灌装、调和等作业过程中，不可避免地发生搅拌、沉降、过滤、摇晃、冲击、喷射、飞溅、发泡以及流动等接触分离的相对运动而产生静电。由于油品是电导率极低的碳氢化合物系非极性液体，液体电导率在0．1～10pS／m时，易于带电；电导率小于0．1pS／m时，所含离子少不易形成双电层，很难带电；电导率大于103pS／m时，起电性能好，产生静电荷多，但因导电率高，电荷极易泄漏，很难积聚带电。我国生产的石油及石油产品的电导率多在易于产生、积聚静电危险的1～10pS／m范围之内。所以，油品静电的产生、积聚、带电、放电是油库加油站着火爆炸事故点火源之一。

　　油品静电的积聚除受油品电导率的影响外，还受所处环境的空气湿度、油品的流速、承受的压力、输油管材质和管壁粗糙度以及油品中所含杂质等的影响。空气湿度大，静电积聚少；空气湿度小，静电积聚多。当灌装油品时，空气相对湿度47％—48％，接地设备电位达1100V；湿度为56％时电位为300V；湿度接近72％时带电现象实际终止。油品流速快，产生积聚静电多，电位高；油品流速慢，产生积聚静电少，电位低。通常油品流速限制在4．5m／s以下。当油品承受压力大时，增强摩擦冲击，易于产生紊流和湍流，增大了油品本身的热运动和碰撞，而产生新的电荷。同时，也使扩散层电荷趋向管道中心而增加油品的带电性。输油管材质不同因对静电的消散不同而影响油品带电，消散快带电少，消散慢则带电多；管壁粗糙度大，摩阻系数大带电多，粗糙度小，摩阻系数小则带电少。油品中的杂质有自然存在的及精炼加入的两类。杂质包括氧化物、沥青质、环烷酸和磺酸的金属盐类及水分等。这些活性化合物只要有百万分之一至亿万分之一，就可使油品带电。杂质主要是通过影响油品电导率而影响油晶带电性的。

　　(五)膨胀性

　　油品与其他物质一样，具有热胀冷缩的特点。汽油的膨胀系数约为1.0%，煤油、柴油的膨胀系数约为0．8％o。当油品受气温的影响而产生热胀冷缩时，储油罐、储油桶、存油管线等都可能发生胀溢或吸瘪，使管件胀裂或管内出现空穴。这些都可能造成设备的损坏，油品的失控、流失及其产生的油气又成为着火爆炸事故的燃烧物。因此，储油罐规定了安全装油高度，安装了机械呼吸阀和液压安全阀；对运油罐、油桶允许装油量作了规定；输油管线增设了泄压装置。这些安全技术措施的采用，目的在于预防设备、设施的损坏，防止跑、溢油事故及设备损坏事故的发生。

　　(六)流动性

　　油品是一种流动性很好的液体物质。油品流动扩散的快慢由油品的黏度决定。这种特性要求油品由特定容器盛装储存，采用专用工艺设备账输、接卸、输转。这些储运设备、设施的技术管理，安全措施稍有疏忽，就会发生跑溢漏滴。失控的油品四处流动扩散，随之产生的油气也会到处飘逸散发，甚至失控油品顺着排水沟(渠)流至非禁火区和库外，扩大了危险性范围。在火灾情况下会造成事故的蔓延扩大。在预防因油晶流动性而发生的跑油、混油等事故中，管好储油容器、输油管线、各种阀门、输油泵极为重要。要求安全设备、设施配套，保持罐、管、阀、泵及其安全装置的技术状况完好，在收储发中严格执行安全技术措施和各项规定，从而确保油品始终在有效控制下运输、接卸、输转、储存、灌装。

　　(七)漂浮性

　　油品密度比水的密度小，且不与水相溶。因此失控油品可漂浮于江河湖海的水面，水流带动着浮油流动，扩散速度快、范围大。在这种情况下如果发生火灾，则可能形成火烧“连营”的局面。油品的漂浮性还使“水”这种常用灭火剂无用武之地，给油库加油站的防火和灭火造成极大的困难。油库加油站不同区域的隔离、水封设施就是针对油品流动性和漂浮性而设置的；油水分离装置则是利用油品的漂浮性这一基本特性而设计的。从油库加油站安全角度认识油品漂浮的危险性，主要是建立隔离、水封设施，预防失控油品流人江河湖海等水域；在火灾条件下，预防失控油品被汇集的冷却水带走，避免事故的蔓延扩大。

　　(八)渗透性

　　油品是一种渗透性很强的液体物质。总体来说，轻质油品与重质油品相比，渗透性强。如在油罐、输油管道腐蚀穿孔，漏油如不能及时发现，渗入地下的油品成为不可忽视的危险因素。

　　(九)热波性

　　罐储重质油品在火灾条件下，有时油品会沸腾突溢，燃烧油品大量外溢，甚至从罐中猛烈喷出，形成巨大火柱。通常把这种现象称作“突沸”、“突溢”、“喷溅”。这种情况的出现不仅会造成扑救人员的伤亡，而且将使灾情扩大。其原因是由于重质油品具有热波的特性。所谓热波，就是重质油品燃烧时，处于燃烧面的轻馏分被烧掉，被燃烧热和辐射热加热的重馏分逐步下沉，热量向油品深层传递，从而形成一个向油品深层不断发展的界面，这种现象通常称为热波。冷热油界面称为热波面。热波面的温度可达149—316℃。油品在热辐射和热波的共同作用下，当温度达到油品沸点时，则发生沸腾和外溢。或者热波将油晶中的悬浮水滴加热气化，被油膜包围形成泡沫，当油泡沫突破油层压力上升至油面时出现突沸。更为严重的是热波面传递到水垫层时，水被气化，体积急剧膨胀增大(水变为蒸汽后体积可达其原体积的1700倍)，压力升高，将上部油品抬起，最后突破油层而发生喷溅。另外，热波性只有在宽沸点范围的油品存在，如原油、重油等。而汽油、煤油等，由于沸点范围较窄，各组分密度差别不大，热波面向油品深层推移速度与油品燃烧的直线速度基本相等，所以不会发生沸腾突溢或喷溅现象。

　　(十)毒害性

　　油品的毒害性，因其组成的烃类不同而不同。不饱和烃、芳香烃的毒害性比烷烃大；易蒸发的油品毒害性比不易蒸发的油品大；含4乙基铅汽油的危害比不含4乙基铅汽油大。油品对人的毒害性，一是烃类蒸汽，即油气；二是汽油中加入的4乙基铅。毒害性最大的是轻质油品，特别是汽油。因汽油中含有不少芳香烃和不饱和烃，且蒸发性很强。

　　油品对人体的危害是通过人体呼吸道、消化道及皮肤三个途径进入体内，造成中毒现象或中毒事故的。危害程度则是由油气浓度，作用时间的长短而决定的。

　　二、油品的燃烧特性

　　(一)突发性强

　　油品火灾具有强烈的突发性。火灾的发生就在瞬间，由于油品热值高，具有较低的闪点和点燃能量，特别是汽油闪点和点燃能量极低。因此，油晶着火后，传播速度极快，火焰温度可达到1000℃以上。同时伴随着产生极强的热辐射。几种油品的燃烧速度见表1—4；几种油品燃烧时表面温度见表1—5。

 

　　(二)先爆后燃

　　当油罐内存油较少，气体空间较大，油气混合气体在爆炸极限范围之内，点火源引燃油气混合气体的条件下，爆炸后引燃油品。这种爆炸可能出现几种情况：油罐顶爆飞、掉入罐内、局部开裂；油罐壁板开裂、塌陷；油罐底板与壁板连接的丁字焊缝开裂，甚至罐体移位等。油罐顶部损坏时，一般燃烧呈稳定状态。这时火势大、火焰高。罐内油位较高时，下风方向的火舌可卷出数10m远。油罐壁板损坏部位在液位以上时，燃烧与罐顶损坏类似。损坏部位在液位以下，由于罐内部分油品流出，将引起火灾的扩大。油罐底板与壁板连接的丁字焊缝开裂和油罐移位时，由于罐内油品全部流出，将造成大面积的火灾。

　　(三)先燃后爆

　　一是油罐发生火灾时，罐内气体空间油气浓度大于爆炸极限，燃烧中大量空气进入罐内稀释，使油气混合气体达到爆炸极限，回火引起爆炸。二是油罐在火场高温火焰作用下，罐内油品蒸发加快，压力急剧增加，当压力超过油罐所能承受的极限压力时，发生物理性爆炸。三是火灾油罐的相邻油罐，在火焰和热辐射的作用下，罐内油品不断蒸发，通过油罐呼吸系统排向大气，与周围空气形成爆炸性混合气体，燃烧油罐的火焰或高温引燃爆炸。四是当火灾油罐采取罐底导流排油时，如流速过快，罐内形成负压发生回火，引燃罐内爆炸性混合气体发生爆炸。上述四种情况的先燃后爆，都会造成火灾的蔓延扩大。

　　(四)稳定燃烧

　　当油罐内液位较高，气体空间较小，油气混合气体过浓的条件下，以及油罐、铁路油罐、汽车油罐的人孔、呼吸阀、测量孔等处有油气混合气体排出，遇点火源发生火灾时，则出现火炬形的稳定燃烧。但如果条件发生变化，有新鲜空气进入罐内空间，稀释油气?昆合气体，浓度达到爆炸极限，也可能引起爆炸。另外，失控流淌的油品、敞口容器内的油品发生火灾的时候，一般都是稳定燃烧。

　　(五)爆后不燃

　　当罐内油品的温度低于闪点，气体空间油气混合气体又处于爆炸浓度范围之内；或者储存过轻质油品的空油罐、空油桶及其他容器；还有积聚爆炸性油气混合气体的油罐室、巷道、泵房、管沟、低洼处等，遇点火源爆炸时，爆炸后如无可燃物继续供给，或爆炸后的温度不足以点燃高闪点油品，则爆炸后不再继续燃烧。

　　(六)突沸喷溅

　　储存重质含水油品或有水垫层重质油品罐发生火灾时，由于热辐射和热波的作用，可能发生突沸或喷溅。一般来说，起火后30—60min可能发生突沸(与油品含水量有关)。发生喷溅的条件是油罐底要有水垫层或积水。发生喷溅的前兆是：罐内油面发生蠕动、涌涨、出现泡沫；火焰增大，发亮变白；烟色由浓变淡；罐内出现激烈的“嘶嘶”声等。喷溅也可根据燃烧时间、热波的传播速度和罐内油面高度进行估算。热波的传播速度见表1—6。

　　(七)热辐射强

　　油罐火灾因火焰高大，燃烧猛烈，速度快，火焰温度高。所以，热辐射强。而且热辐射强度与燃烧面积、燃烧时间、相对位置、距离和风向有关。燃烧面积大、时间长、距离近、下风方向热辐射强，反之则弱。表1—7是2000m³油罐着火时热辐射测定的资料。热辐射对火灾周围的油罐、设施，以及扑救工作的顺利进行影响很大。

 

　　(八)油品和油气失控   

　　失控油品及逸散、积聚的油气，是油库加油站常见火灾的燃烧物。据445例火灾统计，油品及油气为燃烧物的火灾占93．7％。

　　三、油品的火灾危险性分类

　　油品的火灾危险是根据油品被引燃的难易程度，按油库加油站储存油品的闭杯闪点分为甲、乙、丙三类，见表1—8。

　　原油、汽油等是闪点在28℃以下的油品，最易挥发，遇点火源会燃烧或爆炸。喷气燃料、灯用煤油、—35号轻柴油等油品，闪点高于28cC，低于60℃，挥发性也较强，较易引起着火和爆炸。闪点600℃至120℃以下的轻柴油、柴油、20号重油因储存温度过高，也曾发生过几起火灾。闪点高于120℃的润滑油和100号重油很难起火，除因其他火灾引燃之外，国内尚未听说过这类油品的火灾。