燃油的火灾危险性

出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第三卷》第1503页（4190字）

锅炉的燃油均系石油产品，具有易燃、易爆、易产生静电、易受热沸腾、易受热膨胀突溢、易蒸发，因此其火灾危险性很大。

(一)燃油容易燃烧

锅炉的燃料油都是石油产品，其闪点、燃点和自燃点都较低，均属于易燃液体和可燃液体，其性能详见表5－3－21。特别是原油的闪点大多在45℃以下，个别品种原油闪点仅有－18℃。闪点越低的油品，着火的危险性越大。柴油、重油、渣油等油品的闪点虽高于45℃，在常温下发生着火的危险较小，但油品被加热，或储罐附近有火源，很容易达到其自燃温度。渣油自燃点为230～270℃。重油自燃点也比较低，遇到较高温度容易自燃着火。油品溢至或喷射至高温热体上，马上就可燃起大火。

表5－3－21 锅炉燃油的燃爆特性表

燃料重油和原油都含有一定数量的轻质馏分，容易蒸发，挥发出大量的油蒸气，使液面蒸气浓度增大，遇到极小的点火能量(明火或火花)，极易着火燃烧，因此，燃油火灾危险性很大。

易燃液体几乎全部是有机化合物，分子组成中含有碳原打和氢原子，易和氧反应而燃烧。

有些易燃液体着火所需点火能量很小，例如汽油蒸气的最小着火能量为0．2～0．25mJ，遇到火星即可点燃。

(二)燃油易发生爆炸

石油产品(包括燃油)很容易蒸发并产生油蒸汽，其蒸气与空气混合达到一定浓度范围时，遇到明火或高温即可发生爆炸。一般来讲，爆炸的范围越大，爆炸极限的下限愈低的油品，发生爆炸的危险性愈大。从表5－3－21可以看出原油的爆炸极限下限仅为1．1%，柴油的爆炸极限下限为1．5%，很容易发生爆炸。其他油品也都具有爆炸的危险性，因为燃料重油中，总含有一些轻质馏分，在温度升高时，很容易挥发易燃蒸气，遇到明火或静电火花，即发生燃烧和爆炸。

燃油在着火过程中，容器内气体空间的油蒸气浓度随着燃烧状况而变化，因此燃烧和爆炸往往是交替进行的。比如，原油油箱上部的油气浓度高于爆炸极限上限11．3%，遇到明火后先燃烧，烧过一阵后，空气中的油气体迅速减少，浓度随之降低，达到爆炸极限，便立即发生爆炸，这就是有些油罐先着火后爆炸的道理。当油气浓度在爆炸极限之内时，可能先爆炸后燃烧。

(三)燃油在运输、储存和装卸过程中很容易产生静电

燃油系石油产品，其电阻率一般在10¹²Ω·cm左右，燃油在装卸、泵送、储存等作业过程中，由于流动、喷射、过滤、冲击、震荡、颠簸等缘故(如油品与管道摩擦、与罐体壁摩擦、与油罐车壁冲击摩擦)都会产生静电，当静电积聚至一定程度，静电电位升至一定数值，对器壁或金属体放电，产生火花。当火花放电能量达到或超过油品蒸气的最小着火能量时，就会引起燃烧和爆炸。

油品在管道内流速超过1m／s，就会产生静电。例如，一根油管输油速度为2．07m／s，流量为0．00415m³／s，45s后测得静电电压为1300V。当流速超过12m／s以上时，静电电压达到10000V以上。油品流经阀门、弯头越多，流经滤网越密，所含杂质越多，空气湿度越小时，产生静电荷越多，静电电场强度和油面电位越高，有时能高达(2～3)×10⁴V。

试验和资料表明，油品电阻率在10¹¹～10¹⁷Ω·cm范围内易产生静电，也难于泄漏。积聚静电物体对地电容在1000pF，电位超过2400V，电火花能量达到并超过0．01～0．2mJ时，可造成油品火灾爆炸事故(参看静电火灾事故)。例如汽油的最低着火能量仅有0．2～0．25mJ，在装卸、罐装、泵送等作业过程中，静电电压可达到20kV，很容易产生火灾和爆炸。

储油容器内的燃油等石油油品的放电，有电晕放电和火花放电两种形式。电晕放电往往发生在靠近油面的突出金属体(如罐壁的突出物、装油鹤管等)与油面之间．这种形式的放电能量是极其微小的，一般不会点燃油面蒸气，但有时也会发展成为火花放电，如图5－3－8所示。

图5－3－8 静电电晕放电示意图

火花放电大都发生在两金属体之间，如油面上的金属浮球体(采样或测量油位用的)与四壁之间，如图5－3－9所示。这种放电能量较大，足以点燃液面蒸气，引起燃油火灾和爆炸事故。

图5－3－9 静电火花放电示意图

(四)燃料重油、渣油及冬季用重柴油的粘度很大，流动性很差

为了保证燃油的输送和燃烧时的良好雾化，需将油加热，甚至加热超过闪点甚至自燃点。发电厂的加热汽源多是高温蒸汽，在加热时温度超过了油品的自燃点，容易引起自燃着火。

有时高温蒸汽管道与油管相距较近，当油管油泄漏至未保温或保温不良的高温蒸汽管道上时，即可发生火灾事故。

油罐或输油设备有渗漏时，漫流的油品和蒸发的油气，遇到明火或高温热体都会引起燃烧。

(五)燃油受热后易膨胀、沸腾

储罐中的燃油在受热后体积膨胀，同时蒸气压力增高，若在密封容器里，就会造成容器的膨胀，甚至爆裂，这就增加了着火的危险性。油罐中的油品在用蒸汽加热时，如若加热温度过高，可使油品沸腾，造成油品飞溅溢出，流至高温热体，即可发生火灾。

(六)容易受热沸腾突溢

储存重质油品的油罐着火以后，会引起油品的沸腾突溢。燃烧的油品大量外溢，甚至从罐内猛烈喷出，形成巨大的火柱，可高达70～80m，火柱顺风向能喷射很远距离，这种现象称为“突沸”。燃烧的油罐一旦发生“突沸”，不仅易造成人身伤亡，而且易直接延燃邻近油罐，扩大火灾。

重质油品发生“突沸”的原因有：辐射热的作用、热波的作用、水蒸气的作用等。

辐射热和热波往往是同时作用，能很快使油品达到沸点温度而发生沸腾外溢。

油中往往含有水分，水被加热汽化，而形成汽泡。水滴蒸发后，体积膨胀约1700倍，以很大的压力急剧冲出液面，把着火的油品带上高空，形成巨大的火柱。因此，重质油品的闪点虽高，但火灾的危险性是存在的。

油品产生沸腾突溢的条件有以下几个：

1．具有宽沸点范围的油品(例如原油、重油等重质油品)存在着明显的热波，其热波的传播速度较高。几种油品的热波传播速度和燃烧直线速度见表5－3－22。

表5－3－22 原油及重油的热波传播速度及燃烧直线速度

油品的燃烧速度与油品的特性和物理状态有关，油品蒸发越快、初始温度越高、储罐液位较低、蒸汽压力较高时，燃烧速度较高。反之，燃烧速度较低。

2．油中含有乳化或悬浮状态的水或者在油层下有水垫层。

3．油品具有足够的粘度，能在水蒸气泡周围形成油品薄膜。

油罐着火后，在突沸前数分钟，油罐出现剧烈振动并发出强烈嘶哑声音时，即是突沸的预兆。这时火场指挥人员应根据征兆及时作出正确决定，防止突沸时引起人身伤亡。油罐着火后突沸的时间取决于罐内储存油品的数量、存放时间、含水量以及燃烧着火时间的长短。也可根据罐中油位的高度、水垫层高度及热波传播速度和燃烧直线速度进行估算，以便采取有效的防护措施。

(七)燃油容易蒸发

燃油系石油产品，尤其是轻质油品，具有容易蒸发的特性。

汽油在任何汽温下都能蒸发，1kg汽油大约可以蒸发为0．4m³的汽油蒸气。煤油和柴油在常温常压下蒸发较慢。比重越轻的油品，其蒸发就越快，闪点亦越低，火灾的危险性亦越大。

石油产品的蒸发形式分静止蒸发和流动蒸发两种，蒸发出来的油气相对密度较大(1．59～4之间)，不易扩散，往往易积聚在低洼场所或空间，从而大大增加了火灾的危险性。石油产品蒸发的速度与温度、蒸发面积、液体表面空气流动速度、密度、液面压力等因素有关。温度越高、蒸发面积越大、液面空气流动速度越快、液面受压越小、密度越小的油品蒸发越快，油气越容易形爆炸性混合物，火灾危险性就越大。

(八)燃油数量很大

对于一个200MW的高温高压发电厂，日耗油量约1100t，备用油量按7天计算，就需储备近8000t燃油。大型燃油发电厂储油量都在万吨以上，一般燃煤电厂点火用油的储量也达500～5000t，储存有大量燃油的油罐区，火灾危险性是很大的。