油品储运装置阻隔防爆技术研究

　　随着我国经济的飞速发展，全国各地机动车数量正在迅速增加，为之提供能源的配套服务设施——城市加油站也以同样的速度增加。据统计，1985年全国仅有加油站3600座，各大城市都存在不同程度的“加油难”的问题。1992年，国家解除了对部分成品油计划外最高限价的控制，成品油零售业务丰厚的利润使多数企业纷纷进入成品油经营领域，加油站成为投资热点，数量急剧增加。截至2010年，我国加油站数量已突破9.5万座。

　　加油站在城市交通中起着重要的作用，是城市灾害救助中的重要能源基地，但是由于其自身的危险性，也使其成为城市安全的一大隐患。近年来，加油站的灾害事故频繁发生，直接威胁到加油站周围人群及建筑物的安全，也削弱了加油站作为城市能源枢纽的功能。

　　2001年10月30日，安徽省滁州市金达加油站在卸油时，汽油从量油孔大量外溢，渗入站内下水道，流入市政下水管道，油蒸气与空气形成爆炸性混合气体，遇火源引起持续5h连环爆炸，并燃起大火。爆炸延续到30日晚11时才完全停止，而大火至31日凌晨4时才被完全扑灭。经测算，外溢的汽油总量达6t多。

　　2002年3月11日下午，江苏省兴化市唐刘加油站发生油罐爆炸事故，当场炸死2人，另有2人受伤。事故原因系加油站油罐改造施工中，罐内残余油气遇明火导致爆炸。

　　这些重大事故不仅造成了巨大的人员伤亡和财产损失，也造成了恶劣的社会影响。严峻的安全形势迫切要求我国加强油品储运、存放安全监管。

　　2006年11月，在国家科技部和国家安监总局的支持下，中国安科院正式启动国家“十一五”科技支撑课题“重大危险源监控与监管关键技术及装备研发”课题。其中，“油品储运装置阻隔防爆安全技术研发”是该课题中的一个专题，该研究将在化工过程本质安全理论与方法的基础上，以加油站为主要研究对象，研究油品储运装置的本质安全评价理论与方法。

阻隔防爆性能影响因素

　　项目研究之初，课题组对阻隔防爆性能的影响因素进行了分析。

　　首先是防爆材料原材料的选择。影响阻隔防爆材料防爆性能的主要决定性因素是原材料的热传导性能、比热容性能，以及材料密度、可加工性能等等。从阻隔防爆材料的抑爆性能、工艺特性、对油罐性能的影响以及成本方面考虑，原材料应具备比重低、导热性好、比热容大，具有一定的机械强度、良好的塑性机加工性能等特点，另外还应具有价格低廉的优点。目前，市场上应用最多的阻隔防爆材料是铝合金。

　　防爆材料结构尺寸也对性能有一定的影响。阻隔防爆材料的抑爆性能与其比表面积、密度、单位体积内的网眼数量及尺寸有关。在生产制造过程中，拉伸比越小，阻隔防爆材料的密度越大，比表面积就越大。阻隔防爆材料的拉伸比非常显著地影响火焰的传播速度，且拉伸比为2.5左右时，火焰传播速度最小。因此，在阻隔防爆材料的制造过程中，可以通过控制材料的拉伸比来控制材料的抑爆效果。

阻隔防爆材料及装置开发

　　阻隔防爆材料是根据阻隔防爆技术的防爆机理，研制出的一种网状高孔隙结构的防爆体，用于解决易燃易爆液(气)态危化品储运过程的本质安全。阻隔防爆材料是阻隔防爆技术的载体，是其最直接的体现形式。

　　在研究过程中，项目组对铝合金、铜合金、钛合金3种新型阻隔防爆材料进行了研究和试验，分别用于普通汽油(柴油)、甲醇汽油、航空煤油储存和运输装置的阻隔防爆。经测试，3种新型阻隔防爆材料的性能符合AQ3001-2005《汽车加油(气)站、轻质燃油和液化石油气汽车罐车用阻隔防爆储罐技术要求》的标准。(见表1)

表1             合金力学性能试验结果

　　项目组应用阻隔防爆技术，在研制新型阻隔防爆材料的基础上，经过深入研究，研制出一种集现有加油站功能为一体的装置——阻隔防爆橇装式加油装置，可用于汽油、甲醇汽油等油品的储存和运输。

　　阻隔防爆橇装式加油装置是集阻隔防爆地上储罐、卸油泵、加油机、自动灭火器于一体的地面加油装置。阻隔防爆储罐设立在地面上，加油机设置在储罐两侧。阻隔防爆储罐内设有多个隔舱板，可将其分隔成多个舱室，方便储藏不同的油品。在每个舱室还设置有阻隔防爆油(气)回收装置，每个舱室的底部设置有清洗通道，通道还连接有排污阀。(见图1)

图1     阻隔防爆橇装式加油装置外观模拟图

　　此外，项目组还在罐内设置了竖井。竖井包括4个立柱及由中孔板构成的护筒，护筒填充有阻隔防爆材料的单元体。进行储罐清洗时，就可将护筒连同阻隔防爆材料单元体一同取出，方便清洗和维护。储罐底部还设有清洗通道，沉淀槽连接有排污阀，这样储罐内的杂质和油污很容易排出，清洁环保。

　　目前， 该课题取得的成果已经在北京的部分加油站得到了应用，取得了一定效果。其中，北京公交集团燃料供应分公司将该技术运用到移动运油车阻隔防爆技术改造工程项目中，对公司所属20辆10m3的运油车储罐阻隔防爆性能进行了改造。北京中油潞安石油销售有限公司，通过运用“阻隔防爆橇装技术”，改造了公司1台25m3的双仓单机加油装置，保证了加油站环境的安全环保。

发展前景

　　阻隔防爆技术和装置产品的研发，填补了国内在该领域的空白，该项技术和装置的推广和使用，能够从根本上解决危化品储运容器和装置因意外事故引发的爆炸等事故，从而最大限度地减少人员伤亡及财产损失，保证社会稳定。该项研究对提高危化品储运工作技术水平，缩小与国外先进水平的差距，对保持社会稳定具有重要的意义。

　　编辑 杨 璇