第一章概述
设计是工程建设的灵魂，对工程建设起着主导和决定性作用。
防火防爆设计是以系统科学的分析为基础，定性定量地考虑工艺的合理性、装置的危险性，在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定设计项目的具体方案，并提出保证设计项目正常、安全运行所需要的手段和措施，同时以过去的事故等所提供的教训和资料来考虑更安全有效的措施，以防再次发生类似的事故。
毛泽东同志曾指出：“总而言之，我们要有准备。有了准备，就能恰当的应付各种复杂的局面。”在进行液化石油气灌装加气站的设计时，必须同时进行消防设计。设计中应贯彻“以防为主，以消为辅，消防结合”的消防工作方针，在采取有效的防火设施的同时，根据设计规模、火灾危险性和相邻单位消防协作的可能性，设置相应地先进灭火设施。
一、设计目标与依据
在了解LPG性质的前提下，参考国内外液化石油气灌装加气站最新设计案例，根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87（以下简称《建规》）、《城镇燃气设计规范》GB50028-95（以下简称《燃规》）、《炼油化工企业设计防火规定》YHS01-78（以下简称《炼化规》）等规范标准，设计存储容量为1203m的LPG 灌装加气站。
二、设计任务与要求
根据所给定的平面布置简图和5个地上卧式储罐的尺寸参数（表1-1）,,确定消防水池位置、容积，以及消防通道形式。布置消防给水管道，设计计算消防水
量，分别计算罐区冷却喷淋水量和水枪用水量。确定罐体冷却喷淋强度，完成喷淋管道布置，并确定管道尺寸及类型。
表1-1 卧式储罐的尺寸参数
第二章液化石油气的性质
一、物理化学性质
液化石油气（Liquefied petroleum gas简称LPG）为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等轻烃组成的混合物，各组分的物理化学性质（表2-1），一般前两者为主要组分。常温常压下为无色低毒气体。由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。当临界温度高达90℃以上，5~10个大气压下即能使之液化。
表2-1 LPG各组分的物理化学性质
当空气中含量达到一定浓度范围时，LPG遇明火即爆炸。故具有易燃易爆、低温、腐蚀等特性，添加恶臭剂后，有特殊臭味，低温或加压时为棕黄色液体。（一）比重
LPG是混合物，其比重随组成的变化而变化，气态时比重比空气大1.5-2.0倍，在大气中扩散较慢，易向低洼处流动。
（二）饱和蒸汽压
LPG的饱和蒸汽压是指在一定的温度下，混合物气、液相平衡时的蒸汽压力也就是蒸汽分子的蒸发速度同凝聚速度相等时的压力。受温度、组成变化的影响，常温下约为1.3-2.0MPa。
（三）体积膨胀系数
LPG液态时和其他液体一样，受热膨胀，体积增大；温度越高，体积越大，同温下约为水的11-17倍。
（四）溶解度
溶解度是指液态时LPG的含水率。LPG微溶于水。
（五）爆炸极限窄，点火能量低，燃烧热值高
LPG爆炸极限较窄，约为2-10%，而且爆炸下限比其他燃气低。着火温度约为430--460℃，比其他燃气低燃烧热值高，约为22000-290003m
Kcal.燃烧所需要的空气量大，约需23-30倍的空气量，而一般城市煤气只需3-5倍的空气量。
（六）电阻率
LPG的电阻率为10-10cm
Ω，LPG从容器、设备、管道中喷出时产生的
?
静电压达到9000V。
二、火灾危险特性
燃烧伴随爆炸、破坏性大、火焰温度高，辐射热强、易形成二次爆炸、火灾初发面积大。
（一）、易燃性。LPG，属甲类火灾危险物质。它只需极小的能量(0.2-0.3毫焦)即可引燃，万立方米的爆炸性混合物，遇火花即可发生化学性爆炸。
（二）、易聚积性。LPG在充分气化后，气体的密度比空气要大1.5一2倍，极易在厂房和房屋等不通风或地面的坑、沟、下水道等低洼处聚积，不易挥发飘散而形成爆炸性混合物。
（三）、易扩散性。LPG是由多种低碳数的烃类组分组成的，其中有些轻组分物质的密度小于或接近空气。在空气中扩散的范围和空间极大，引燃一点即可造成大面积的化学性爆炸。
（四）、易产生静电。LPG在机泵管线中输送、充装和移动的过程中，极易与输送管道、充装设备、LPG钢瓶因摩擦产生高位静电。特别是LPG中含有其它因窒息造成死亡。
（五）、易冻伤。LPG的沸点在－6.3℃～－47.70℃之间，在气化过程中，需要大量吸收热量造成局部温度骤降，特别是在事故状态下，容易造成人员冻伤。
（六）、易膨胀性。LPG的饱和蒸汽压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数也比较大。一般为水的10倍以上，气化后体积可急剧膨胀250~300倍左右。
m以上，其火焰的（七）、破坏性大。LPG爆燃的速度可达2000～3000s
燃烧温度达2000℃以上。在标准情况下，13m LPG完全燃烧其发热量高达25000Kcal。
第三章LPG灌装加气站
LPG灌装加气站是一个接受储存和分配液化石油气的基地，是城镇或燃气企业把液化石油气从生产厂家转往用户的中间场所。根据功能分区一般可分为储罐区、生产区、辅助区等，其中储罐区主要是用于储罐的集中存放；生产区主要包括灌装间机泵房、罐车装卸台等；辅助区则主要是为生产服务的。
一、灌装加气站的工作任务
LPG灌装加气站的工作任务就是经营液化石油气，即接收和储存由气源厂输送来的液化石油气，并将其灌装到罐车或钢瓶内，分送到供应点或用户的手中。具体内容如下：
1 接纳气源生产厂或其它液化石油气储配站通过管道或罐车输送来的液化石油气，并通过机泵将液化石油气卸入站内的储罐储存。
2 将储罐内的液化石油气通过机泵灌装到罐车或纲瓶中，并向外发送。
3 从有缺陷的钢瓶中回收液化石油气，从待灌装瓶中通过压缩机回收残液，并进行处理。
4 对自有产权钢瓶进行建档管理，对所充装调换钢瓶的安全负责。
5 按照有关规定对灌装前的钢瓶进行检查，对不符合灌装条件的钢瓶负责检验单位处理。
6 认真贯彻落实国家有关规定，保证液化石油气储配站的安全运营。
二、灌装加气站的危险场所划分
根据液化石油气的危险特性，灌装加气站按爆炸和火灾危险场所等级可划分为以下三个场所：
Q-1级场所：灌瓶车间内灌瓶科附近的空间。
Q-2级场所：非敞开的建筑物、构筑物，如灌瓶间及附属车库、压缩机房、泵房、储罐间、汽化间、混气间、汽车槽车库等内部空间；局部或全开的瓶库（或瓶槽内部）距地面高度2m以内的区域；储罐和容器类的安全阀放散口和排污阀管口3m以内的空间。
Q-3级场所：储罐区防护堤以内的空间；使用LPG做燃料的锅炉房；灌装间及附属瓶库、压缩机室、储罐间、汽化间、混气间、汽车槽车库等通向露天的门窗1m（垂直和水平）以内的区域空间；局部或全开的瓶库（或瓶槽内部）距地面高度2m以上以及敞开面向外水平方面20m以内，高度为敞开面加3m以内的区域空间；储罐及半敞开或露天设置的泵、压缩机、汽化器、分离器、缓冲罐等周围3m以内的空间。
三、灌装加气站的平面布置
根据《燃规》第8.4.4规定LPG储罐与消防水池、消防水泵之间的间距为
40m；LPG储罐与机泵间、充瓶间之间的间距为30m；与生产区之间的间距为20m。
《建规》第4.6.1条规定LPG储罐区宜布置在本单位或本地区全年最小频率风向的上风侧，并选择通风良好的地点单独设置。储罐区宜设置高度为1m的非燃烧体实体防护墙。第4.6.5条规定LPG储罐之间的防火间距，不宜小于相邻较大罐的直径。因此20m3与20m3储罐之间的距离为2m ；20m3与30m3之间的间距为2.2m ,；30m3与30m3储罐之间的距离为2.2m。
《炼化规》规定：可燃气体储罐区应设环行消防车道；当受地形条件限制时，也可没有回车场的尽头或消防车道。消防车道宽度不应小于6米，路面内缘转弯半径不宜小于12米，路面上空净高不应低于5米。
储罐与消防车道距离：（1）罐中心至不同方向的两条消防车道的距离,均不应大于120米。（2）仅一侧有消防车道时,距离不应大于80米。
由以上规范标准可确定的LPG灌装加气站平面布置简图如下：
图3-1 LPG灌装加气站的平面布置
第四章LPG罐区危险性分析
液化石油气（LPG）是非常重要的燃料，在工业和日常生活中使用量大。一
旦大量泄漏，极易与周围空气混合形成爆炸性混合物，如遇明火引起火灾爆炸，其产生的爆炸冲击波及爆炸火球热辐射破坏、伤害作用极大，并且伤害范围大，极易导致次生灾害。国内外曾发生过多起LPG罐区池火灾（Pool Fire）、蒸气云爆炸（UVCE）、沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）事故，伤亡、损失极为严重。因此对LPG罐区进行危险分析对指导罐区安全设计、科学防灾和应急救援，有着重要的社会意义和经济价值。根据分析罐区的主要危险性是：Pool Fire、UVCE、BLEVE等。
一、L PG罐区的Pool Fire 危险性
LPG的Pool Fire 大多是由于设备及管线的跑冒滴漏、容器的破裂、阀门开启或失效、超载、雷击等因素所造成的。LPG罐区的火灾有以下特点：燃烧伴随爆炸、破坏性大、火焰温度高，辐射热强、易形成二次爆炸、火灾初发面积大。
罐区的Pool Fire 的危害是火焰的强烈辐射对周围人员及装备的危害，在火焰环境下，易导致周围储罐的破裂而引发二次灾害。
二、L PG罐区的UVCE 危险性
当LPG罐区的储存LPG等物质的设备罐体在机械作用（如撞击、打击）、化学作用（如腐蚀）或热作用（如火焰环境、热冲击）下发生破坏，就会导致大量液化气泄漏，此外工作人员在装运取样等业务中不正确操作，也是导致罐内液化气泄漏的一个重要因素。容器破裂后，LPG就会快速泄漏并与周围空气形成爆炸性混合气云，在遇到延迟点火的情况下，就会导致UVCE的发生。由此可见，罐体破裂是导致UVCE发生的直接原因。
LPG罐区发生的UVCE 具有以下特点：一般由火灾发展为爆燃，而不是爆轰；
是由于存储温度一般高于LPG的常压沸点的LPG大量泄漏的结果；是一种面源爆炸模型。UVCE发生后的破坏作用有爆炸冲击波，爆炸火球热辐射对周围人员，建筑物，储罐等设备的伤害，破坏作用。
三、LPG罐区的BLEVE危险性
BLEVE是指LPG储罐在外部火焰的烘烤下突然破裂，压力平衡破坏，LPG 急剧汽化，并随即被火焰点燃而产生的爆炸。BLEVE发生有以下条件：储罐内LPG在外部热作用下，处于过热状态，罐内气液压力平衡破坏，LPG急剧汽化；罐壁不能承受LPG急剧汽化导致的超压。
LPG储罐的BLEVE的发生有它自生的规律与条件要求，不同的BLEVE事故的发生原因也不同，但它们都有一些共性的规律。其中大多数BLEVE的发生是由于外来热辐射作用使容器内LPG处于过热状态，容器内压力超过对应材料的爆炸压力，导致容器发生灾难性失效，容器内LPG爆炸的气体快速泄放，即BLEVE的发生。
装有LPG的容器发生失效时，可能会有以下结果：容器部分失效，伴有LPG 的喷射泄放或产生喷射火焰；容器罐体产生抛射物；容器内LPG完全快速泄放（TLOC）并导致BLEVE的发生。导致TLOC和BLEVE的因素很多，包括罐体材料缺陷材料疲劳腐蚀热应力压应力池火焰包围或喷射火焰条件下罐体材料强度下降，容器过载，操作不当等，通常BLEVE的发生是以上几种因素的联合作用的结果。
罐区的BLEVE发生后爆炸产生的火球热辐射是主要危害，同时爆炸产生的碎片和冲击波超压也有一定的危害，但与火球热辐射危害相比，危害次要。