阻隔防爆技術在加油站隱患治理中的應用分析

　　摘要：近年來，隨著城鎮(zhèn)化建設和土地集約化利用的不斷深化，加油站的周邊環(huán)境正在變得越來越復雜。很多加油站的周邊空地上出現(xiàn)了各種各樣的民用建筑，在安全距離方面構成了加油站的重大安全隱患。為根治這一類隱患，應用阻隔防爆技術對油罐進行改造，這是最為經(jīng)濟可行的方案之一。文章通過對阻隔防爆技術的應用進行分析，為阻隔防爆技術的推廣做出有益的探索。
　　關鍵詞：阻隔防爆；隱患治理；應用分析
　　一、阻隔防爆的技術特點
　　現(xiàn)行2006年修訂版國家標準《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》（GB50156-2002）規(guī)定：“按原國家標準《小型石油庫及汽車加油站設計規(guī)范》（GB50156-92）建設的加油站在改造時，若經(jīng)增加油氣回收系統(tǒng)，其油罐、加油機和通氣管管口與站外建、構筑物的防火距離仍不能滿足本規(guī)范第404條要求時，則加油站的汽油罐應加裝防爆裝置。”在成品油銷售行業(yè)，一般通過阻隔防爆技術改造來解決安全距離方面的問題。
　　廣義來講，阻隔防爆技術是指一種利用阻隔防爆裝置對設備內發(fā)生的燃燒或爆炸火焰實施阻隔，使之無法通過管道傳播到其他設備中去的防爆技術措施。根據(jù)作用機制的不同，阻隔防爆技術可分為機械（物理）阻隔防爆和化學阻隔防爆兩種。本文所討論的阻隔防爆技術，主要是指將網(wǎng)狀或蜂窩裝的輕金屬材料填充或安裝在飛機（汽車、輪船）的油箱、油氣儲罐、運油車等裝置的內部，以防止油品儲運設施發(fā)生火災爆炸等災害的專有技術。
　　（一）材料特點
　　阻隔防爆材料是用特種合金鋁箔經(jīng)過機械的方法加工制成的一種六面立體網(wǎng)狀結構材料，將其按一定的密度、方式填充在存有易燃、易爆液體的容器中，該容器中空氣與相應的液體蒸汽混合達到爆炸極限范圍后，當遇到槍擊、明火、靜電、雷擊、意外、猛烈撞擊、誤操作等事故時不會發(fā)生爆炸事故。
　　（二）防爆機理
　　阻隔防爆技術的防爆機理可以從物理機理和化學機理兩個方面來解釋。物理機理包括火焰受阻效應和熱傳導效應，化學機理則包括器壁效應和降溫效應。
　　1.物理機理
　　（1）火焰受阻效應。通過阻隔防爆的科學試驗，人們發(fā)現(xiàn)火焰、壓力波的傳播與流體流動很相似，影響火焰、壓力波傳速度的因素是傳播的阻力，阻隔防爆材料的孔隙大小決定了阻力大小。孔隙大則傳播速度快、孔隙小則傳播速度慢。當孔隙小于一個臨界值時，可以阻止火焰及壓力波傳播，這就是火焰受阻效應。
　　（2）熱傳導效應。蜂窩結構在單位體積具有極好的導熱性，可以迅速地將燃燒釋放出來的絕大部分熱量吸收掉，使燃燒反應的最終熱量大大降低，反應氣體的膨脹程度大為縮小，容器的壓力值增高不大，因此，這種材料和結構具有良好的阻隔防爆性能。當油箱內汽油燃燒，在瞬間聚集巨大能量時，阻隔防爆安全網(wǎng)固有的超強傳導（散熱）性能，能在極短的時間內，迅速將熱能吸收，確保油箱內不會發(fā)生局部溫度急劇升高的現(xiàn)象；阻隔防爆安全網(wǎng)特殊的蜂窩結構，創(chuàng)造了充分的表面接觸并相當于將油箱的內表面積增大幾十倍，令油箱壓力的增長速度和熱波的連鎖反應速度完全降低，同時有效地干預了熱波，并吸收了所有的生熱能量以阻止快速升溫，從而確保油箱不會因高溫、高壓引發(fā)爆炸。
　　2.化學機理
　　（1）器壁效應。我們都知道，混合爆炸是自由基的連鎖反應，反應速度受單位容積內自由基數(shù)量的限制。而自由基可以被器壁表面的“雜質”和“器壁”材料吸附，這種“器壁”吸附減少了單位容積內自由基的數(shù)量，表面積越大被“吸附”的機會就越多，因而在單位容積內，自由基的數(shù)量就越少。填充了阻隔防爆材料之后，就會使單位容積內參與燃燒反應的自由基數(shù)量被減少，抑制了燃燒爆炸反應速度、直至反應中斷。
　　（2）降溫效應。燃燒產(chǎn)生的熱量可進一步提高反映溫度、加快反應速度、直至爆燃、爆炸。而阻隔防爆材料優(yōu)良導熱性起到了散失熱量、降低溫度的效果，這種“降溫效應”抑制了溫度的上升和反應速度的加快，使其無法ucmaaSRHphz1wh5a9omtojc2Jc5R3Ztq9eltJLm2JgQ=形成爆燃、爆炸。
　　二、成品油銷售企業(yè)應用阻隔防爆技術的必要性
　　阻隔防爆技術最早應用于國外的軍事領域，我國于20世紀后期開始出現(xiàn)對這一技術的研究和應用，據(jù)文獻記載，原兵器工業(yè)部第52所曾研制出了網(wǎng)狀鋁合金防爆材料，獲得了多項專利，并于20世紀90年代初通過了部級鑒定。近年來，阻隔防爆技術在石油、石化和交通運輸?shù)阮I域逐漸得到了認同和推廣。
　　阻隔防爆技術在石油石化行業(yè)應用以來，在較短時間內得到了相關政府部門和技術推廣企業(yè)的響應，對提高加油站的本質安全水平起到了積極的作用，應用的效果得到了政府部門的認可，技術推廣企業(yè)的增加也使石油石化企業(yè)的改造成本逐漸降低。
　　（一）我國成品油銷售行業(yè)推行阻隔防爆技術的背景條件
　　據(jù)統(tǒng)計，我國大陸目前共有加油站近10萬座，其中，中石油旗下加油站約2萬余座，中石化旗下加油站超過3萬座，剩余的為其他國有、民營、外資加油站。根據(jù)現(xiàn)有的《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》（GB50156-2002），有相當一部分加油站有的存在硬件方面的安全隱患，有的由于建站較早，不符合現(xiàn)行的加油站建設標準，由于一些加油站在中心城區(qū)或者被擴大后的城區(qū)建筑逐漸包圍，囿于城市規(guī)劃的限制，不好進行推倒重建或罐區(qū)移位等改造，只能通過加裝阻隔防爆材料進行油罐改造。
　　成品油以及其他液態(tài)危險化學品運輸車輛發(fā)生車輛傾翻等交通事故的案例也是有發(fā)生。造成傾翻事故的主要原因之一，就是車速的不均勻而使罐內的流體形成涌動，一旦由于轉彎、緊急避險等原因而使車速以及行進方向劇烈變化時，這種浪涌效應就會使車輛失控、翻倒。這些車輛一旦傾翻，往往會引發(fā)很嚴重的次生事故，造成的損失和后期處理費用會遠遠超過傾翻事故本身。對罐車進行阻隔防爆改造則是消除浪涌現(xiàn)象的最佳途徑之一。
　　此外，近年來，為了促銷上量，降低建站費用，中石油、中石化以及一些其他規(guī)模較大的成品油企業(yè)，都在一些大型的廠礦企業(yè)、交通運輸集團或公交站場紛紛興建撬裝式加油裝置。撬裝式加油裝置具有成本低、占地小、投運快的優(yōu)勢，因而受到了越來越多的青睞。這類撬裝式加油裝置全部都采用了阻隔防爆技術，以確保本質安全水平。
　　（二）推行阻隔防爆技術的政策法規(guī)條件
　　應該說，阻隔防爆技術在我國正式推行的時間還不是太長，但在問世之后很短的時間里，就引起了政府相關部門的重視。為了加快這一技術的推行速度，政府部門出臺或修訂了一系列的規(guī)范或規(guī)章。這些規(guī)范或規(guī)章，組成了推行阻隔防爆技術的政策法規(guī)支持體系。
　　比如國家安監(jiān)總局在2005年4月13日頒布了《汽車加油（氣）站、輕質燃油和液化石油氣汽車罐車用阻隔防爆儲罐技術要求》（AQ3001-2005）和《阻隔防爆撬裝式汽車加油（氣）裝置技術要求》（AQ3002-2005）兩個安全生產(chǎn)行業(yè)標準。這是國家安監(jiān)總局成立以后首次頒布的行業(yè)標準，對阻隔防爆技術在石油石化行業(yè)的應用起到了重要的指導和支持作用。
　　在2005年8月24日，由國家安監(jiān)總局牽頭，建設部、交通部和國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局共同簽署，發(fā)布了《關于推廣應用阻隔防爆技術的通知》（安監(jiān)總危化字〔2005〕101號），進一步對阻隔防爆技術的推廣工作提出的明確要求。
　　（三）推行阻隔防爆技術的必要性
　　近二十年來，國家對加油站進行管理的國家標準經(jīng)歷了三次改變，分別是：《小型石油庫及汽車加油站設計規(guī)范》（GB50156-92），2002年7月1日實施的《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》（GB50156-2002），以及2006年經(jīng)過修訂的《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》（GB50156-2002）。標準的三次修訂，對安全距離的要求一次比一次嚴格。因此，1992年之后投運的，符合92版《規(guī)范》的加油站，會有相當一部分不再符合新施行的《規(guī)范》的要求。雖然說新《規(guī)范》對既有站不應該具有追溯力，但是，按照新《規(guī)范》的要求進行力所能及的改造，仍然是消除安全隱患，提高安全水平的必然要求。
　　此外，即使是完全按照新《規(guī)范》建立起來的加油站，有相當一部分原來周邊是空地，但由于規(guī)劃的不當改變以及個人逐利的目的，許多地方不計后果地在緊鄰加油站罐區(qū)的位置建起了各種建構筑物，從而對加油站形成了新的安全隱患。
　　就安全距離問題進行改造，在不能向罐區(qū)外圍擴大土地面積的情況下，可行的改造方案一般包括罐區(qū)移位、推倒重建和阻隔防爆改造。相對于前兩種方案來說，后者無疑是最經(jīng)濟的。
　　以中石油保定分公司為例。近年來，保定分公司所屬的140余站加油站，有近1/3已經(jīng)或將要出現(xiàn)安全距離問題。自2009年以來，保定分公司在河北公司的支持下，以極大的決心先后對所轄30余座加油站進行了阻隔防爆改造。
　　三、阻隔防爆技術面臨的問題
　　但是，在應用的過程當中，通過與推廣企業(yè)、評價公司、安全專家以及政府相關部門的接觸，個人認為這項技術在推廣中仍然存在一些問題，需要通過后續(xù)的大量工作加以解決。
　　（一）費用標準仍然偏高，企業(yè)的負擔較重
　　據(jù)了解，最早對油罐進行阻隔防爆技術改造的單價是每立方米3500元甚至更高，近年來，隨著掌握這一技術的企業(yè)數(shù)量逐漸增加，這一行業(yè)逐漸出現(xiàn)了較為合理的競爭態(tài)勢，因而對石油石化企業(yè)的報價也逐漸呈下行的態(tài)勢，目前已經(jīng)降低到了3000元。但是，應該說，即便是3000元以下，一個30方的汽油罐的改造費用也接近9萬元。這樣高的費用標準，即使是對中石油、中石化這樣的大型企業(yè)，也屬于一種需要謹慎對待的投資行為，對于略小些的成品油經(jīng)營企業(yè)，就更是一種比較大的負擔了。所以，為了石油石化和阻隔防爆推廣企業(yè)兩個行業(yè)的健康發(fā)展，需要技術推廣企業(yè)不斷地研發(fā)新技術、新材料，不斷擴大自身規(guī)模，從而能夠在保持自身利潤和材料質量、安裝質量的前提下，進一步降低報價，減少石油石化企業(yè)的投資成本。
　　（二）政府部門的認可度還不夠高，還沒有形成國家標準
　　阻隔防爆技術在加油站應用，從根本上解決的的加油站的本質安全問題，實際上重點解決的是加油站的安全距離問題，這是國家安監(jiān)總局推廣阻隔防爆技術的初衷之一。但是，到目前為止，這一初衷僅僅只能通過兩個行業(yè)標準（AQ3001及AQ3002）和四部委文件（安監(jiān)總危化字〔2005〕101號）的形式體現(xiàn)出來，還不具有普遍的認可度，沒有形成類似GB50156那樣的國家標準，尤其沒能經(jīng)過公安消防部門的正式文件來認可這一技術。這對石油石化行業(yè)應用這一技術帶來了一定程度的困擾。即使是在安監(jiān)系統(tǒng)內部，可能是出于謹慎監(jiān)管的目的，對這一技術的認可程度也不盡相同。比如，某個省一級的安監(jiān)局就在推廣阻隔防爆的相關文件中，一方面認定阻隔防爆技術可以提高儲罐的本質安全水平，另一方面又把這一技術認定為安全隱患整改的補救性措施，“對周邊安全間距不足的加油站，有條件遷建儲罐或者遷址的，不推薦應用阻隔防爆技術改造”。同時，該省還規(guī)定，“一般不得批準建設阻隔防爆撬裝加油站”，從而限制了阻隔防爆撬裝式加油裝置的應用。
　　四、結論
　　就石油石化企業(yè)而言，阻隔防爆技術盡管是一項新事物，但它有著不可替代的獨特優(yōu)勢。盡管這項技術在應用上還有一些問題，但對于存在安全距離問題的油庫及加油站，在無法進行罐區(qū)移位或推倒重建的情況下，這項技術是最為可行、最能解決本質安全問題的實用技術。我們期待它在今后的應用實踐中不斷完善，不斷調整，以更好地適應行業(yè)發(fā)展的新要求。
　　參考文獻：
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　　2.國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.汽車加油(氣)站、輕質燃油和液化石油氣汽車罐車用阻隔防爆儲罐技術要求(AQ3001-2005)[S].2005.
　　3.國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.阻隔防爆撬裝式汽車加油(氣)裝置技術要求(AQ3002-2005)[S].2005.
　　4.國家安