大型煤氣儲柜周邊防火間距的探討

在依據相關法律、法規、標準和規范，對某鋼鐵企業進行安全評價的過程中，遇到了大型煤氣儲柜周邊防火間距是否符合相關規定的問題，筆者在此提出，與各位專家、同行共同探討。

一、問題的提出

煤氣柜作為工業與民用儲備氣體燃料、節約能源和保護環境的重要設備，在國內已有幾十年的歷史。早期使用的是濕式煤氣柜，體積較小，后來逐漸被有吞吐量大、儲氣壓力高、運行穩定、基礎負荷小、占地小及使用壽命長等優點的干式煤氣柜所替代。

某鋼鐵企業擬建設20萬m³干式高爐煤氣柜，筆者在對其進行安全預評價時發現，現有的規范標準并沒有說明容積在1000m³以上可燃氣體儲罐與外部周邊建筑的防火間距。本文從分析現行有關規范對可燃氣體儲罐的防火間距出發，以相關規范、規程為依據，提出自己的看法。

二、《工業企業煤氣安全規程》的相關規定

因為是對煤氣儲柜進行評價，我們首先想到利用《工業企業煤氣安全規程》(GB6222-2005)進行評價。

《工業企業煤氣安全規程》第9、1、1、2條規定：濕式柜的防火要求以及與建筑物，堆場的防火間距應符合GBJ16的規定。

第9、2、1、2條規定：干式柜與建筑物、堆物的防火間距。應符合GBJ16的有關規定。

對于煤氣儲柜的防火間距《工業企業煤氣安全規程》并沒有直接規定煤氣儲柜的防火間距。GBJ16即現在的《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)。

三、《城鎮燃氣設計規范》的相關規定

1、《城鎮燃氣設計規范》GB50028-2006第6、5、3條規定：儲配站內的儲氣罐與站內的建、構筑物的防火間距應按表6、5、3執行。

2、《城鎮燃氣設計規范》(GB50028-2006)第6、5、2條第6款規定：儲配站內的儲氣罐與站外的建、構筑物的防火間距應符合現行國家標準《建筑設計防火規范》(GB50016)的有關規定。

《城鎮燃氣設計規范》只具體規定了儲配站內的儲氣罐與站內的建、構筑物的防火間距，儲氣柜對站外的防火間距還是要依據《建筑設計防火規范》。

同時，《城鎮燃氣設計規范》第1、0、2條規定：“本規范適用于向城市、鄉鎮或居民點供給居民生活、商業、工業企業生產、采暖通風和空調等各類用戶作燃料用的新建、擴建或改建的城鎮燃氣工程設計”。“本規范不適用于工業企業自建供生產工藝用且燃氣質量不符合本規范質量要求的燃氣工程設計，但自建供生產工藝用且燃氣質量符合本規范要求的燃氣工程設計，可按本規范執行。工業企業內部自供燃氣給居民使用時，供居民使用的燃氣質量和工程設計應按本規范執行”。

可見，《城鎮燃氣設計規范》并不適用于所有可燃氣體儲柜的。筆者評價的20萬m³干式高爐煤氣柜屬于自建供生產工藝用且燃氣質量符合本規范要求的燃氣工程設計，可按本規范執行。

四、《建筑設計防火規范》的相關規定

《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)第4、3、1條規定：可燃氣體儲罐與建筑物、儲罐、堆場的防火間距應符合下列規定：

1、濕式可燃氣體儲罐與建筑物、儲罐、堆場的防火間距不應小于表4、3、1的規定；

2、干式可燃氣體儲罐與建筑物、儲罐、堆場的防火間距：當可燃氣體的密度比空氣大時，應按表4、3、1的規定增加25％；當可燃氣體的密度比空氣小時，可按表4、3、1的規定確定；

3、濕式或干式可燃氣體儲罐的水封井、油泵房和電梯間等附屬設施與該儲罐的防火間距，可按工藝要求布置；

4、容積小于等于20m³的可燃氣體儲罐與其使用廠房的防火間距不限；

5、固定容積的可燃氣體儲罐與建筑物、儲罐、堆場的防火間距不應小于表4、3、1的規定。

五、規范中存在的問題

由以上的三個規范可以看出，可燃氣體儲罐的防火間距基本還是要依據《建筑設計防火規范》來確定的，《城鎮燃氣設計規范》的適用范圍較窄。但是《建筑設計防火規范》中并沒有說明當儲罐總容積大于100000m³時的防火間距。

筆者再翻閱《建筑設計防火規范》對4、3、1的條文說明：“為適應我國國民經濟高速持續發展和儲氣罐單罐容積趨向大型化的需要，此次修訂對規范中表4、3、1內儲罐總容積的分檔作了調整。目前國內濕式可燃氣儲罐單罐容積檔次有：小于1000m³、1000m³、5000m³、10000m³、20000m³、30000m³、50000m³、100000m³、150000m³、200000m³；干式可燃氣體儲罐單罐容積檔次有：小于1000m³、1000m³、5000m³、10000m³、20000m³、30000m³、50000m³、80000m³、170000m³、300000m³?！?/p>

“本表將原表第四檔改為50000～100000m³，對其防火間距也進行了適當調整?！?筆者注：在2001版的《建規》中，第四檔為“＞50000”。)

筆者對此條文說明感到相當的疑惑。既然條文中說道目前國內濕式可燃氣儲罐單罐容積達到200000m³。干式可燃氣體儲罐單罐容積達到300000m³，為什么不對大于100000m³的儲罐防火間距做出規定呢?反倒是在舊版的建規中有據可依。

筆者也找了一些目前國內大型煤氣柜的使用情況：2002年7月25日，包鋼15萬m³稀油密封干式高爐煤氣柜投入使用；2003年7月1日，貴州水鋼15萬m³高爐干式煤氣柜投入使用；2005年12月，鞍鋼投產了一座30萬m³的新型干式煤氣柜用于儲存高爐煤氣；2007年2月13日由中冶賽迪設計和設備成套供貨的寶鋼30萬m³焦爐煤氣柜順利投入運行；2007年12月16日，包鋼30萬m³稀油密封圓型煤氣柜(干式煤氣柜)投產。這些大型煤氣柜與外部周邊建筑的防火間距問題也同樣存在。

六、定量模擬分析

既然現有規范沒有說明20萬m³干式高爐煤氣柜與外圍周邊建構筑物的防火間距，那么我們該如何評價該煤氣柜的防火間距呢?

1、對該煤氣柜進行定量分析。

根據煤氣柜發生火災、爆炸事故危險性大的特點，采用道化學公司(DOW)火災、爆炸危險指數評價法(第七版)，對其火災、爆炸危險性進行評價。計算結果為：火災、爆炸危險指數F＆EI＝131，儲氣柜的事故影響半徑R＝33.54m。事故影響半徑的計算結果對防火間距的確定有參考價值的，對照《建規》表4、3、1中“50000～100000m³”一檔的規定還是較接近的。

2、對煤氣柜爆炸事故后果進行模擬分析

假設最危險的情況，煤氣柜發生蒸氣云爆炸事故，對其進行事故后果模擬。

蒸氣云爆炸的后果主要是因沖擊波造成傷害，因而按超壓－沖量準則確定人員傷亡區域及財產損失區域。其中，沖擊波對人員傷害半徑采用丙烷當量模擬，財產損失半徑采用TNT當量法確定。

煤氣柜蒸氣云爆炸事故人員傷亡及財產損失距離模擬評價結果，列于下表：

雖然從上述煤氣柜蒸氣云爆炸事故模擬結果看，影響范圍很大，但對防火間距的評價還是有一定的參考價值的。此外這個模擬結果還可作為企業在制定事故救援預案和事故應急處理措施，劃定事故狀態下的防護距離和隔離區域時的參考依據之一。

七、問題的處理

在做上述分析后，筆者認為對大于100000m³的煤氣柜防火間距的評價，我們還是應該以現行《建筑設計防火規范》的規定為基礎。防火間距不應小于《建筑設計防火規范》表4、3、1中“50000～100000m³”一檔的規定。

但設計單位在對大干100000m³的可燃氣體儲罐進行平面布置設計時，最好還是要高于《建規》表4、3、1中“50000～100000m³”一檔的規定進行。不妨參照《城鎮燃氣設計規范》GB50028-2006第6、5、3條規定：“儲配站內的儲氣罐與站內的建、構筑物的防火間距應按表6、5、3執行”。

隨著我國市場經濟進一步深化，逐步與國際接軌，一各種能源價格體系改革辦法相繼出臺，各企業對各種能源介質的調配手段日益靈活，使適合大型化高壓化的高性能新型干式煤氣柜的需求量越來越多，煤氣柜的體積也越來越大。這些大型煤氣柜與外部周邊建筑的防火間距問題也就越來越明顯。為此，有關部門有必要進一步研討現行有關規范，結合實際，處理好大型可燃氣體儲罐與周邊建筑的關系，以適應我國經濟高速度發展對能源的需求，促進企業的安全發展。

以上所談，僅為確定大于100000m³的可燃氣體儲罐的防火間距問題提供參考，有不當之處，懇請專家、同行指正。

(編輯／陳志華)