外浮頂儲罐通常用于存儲原油、汽油或煤油等有揮發(fā)性的石油產(chǎn)品,是敞口的圓柱形鋼制儲罐。對于石油浮頂儲罐以及拱頂罐而言,存儲產(chǎn)品的蒸汽會聚集在浮頂和儲罐殼體之間的邊緣處。當(dāng)邊緣密封被損壞時,它可以與空氣混合,形成危險的混合物。靜電產(chǎn)生的閃電或火花可能會引發(fā)火災(zāi)。由于它被儲罐殼體隱藏,易發(fā)展到危險的強度,難以控制。因此,對于石油浮頂儲罐滅火系統(tǒng)的設(shè)計至關(guān)重要。三氟碘甲烷(CF3I)氣體自動滅火系統(tǒng)從1999年開始,在外浮頂罐以及拱頂罐上已經(jīng)廣泛應(yīng)用,其中外浮頂罐居多,在伊拉克的圖巴油庫、伊朗的伊斯法罕煉油廠和阿巴斯煉油廠,以及歐洲、亞洲和非洲等各地都有應(yīng)用,最小罐直徑18 m,最大罐直徑120 m。
圖1 CF3I氣體自動滅火系統(tǒng)
石油浮頂儲罐沿邊密封保護系統(tǒng)是一種完全預(yù)制的系統(tǒng),安裝在儲罐的頂部,如圖1所示。每個儲罐都有一個或多個獨立的系統(tǒng),數(shù)量取決于儲罐的大小。每個部分由一個確定最大長度的圓形管組成,安裝在儲罐殼體和屋頂之間的沿邊密封區(qū)域,并連接到一個儲存干凈劑CF3I的貯罐(一種液化滅火劑,超壓氮氣)。玻璃泡管狀的噴灑器采用耐腐蝕材料和鍍層,在管道上間隔設(shè)置。配管永久連接到并受儲罐壓力,儲罐按照精確規(guī)格設(shè)計,并外部涂上高質(zhì)量的保護涂層。每個儲罐都配備了內(nèi)容物液位開關(guān)和壓力開關(guān)。這些開關(guān)連接到固有安全的監(jiān)控環(huán)路,以符合國際防爆安全規(guī)則。當(dāng)內(nèi)容物液位開關(guān)或壓力開關(guān)被觸發(fā)時,會發(fā)出“故障”警報。當(dāng)兩個開關(guān)同時被觸發(fā)時,這將創(chuàng)建一個“火災(zāi)”警報。這些信號將被傳送到一個中央站。在發(fā)生火災(zāi)時,其熱量會導(dǎo)致一個或多個噴灑器打開,將滅火劑直接投放到火災(zāi)區(qū)域?!盎馂?zāi)甚至在發(fā)現(xiàn)之前就被撲滅了”。簡單的設(shè)計和持續(xù)的監(jiān)督組合使CF3I滅火系統(tǒng)成為浮頂儲罐存儲設(shè)施中真正安全的關(guān)鍵。
由于撲滅初期火災(zāi)相對簡單,因此早期發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要。使用CF3I滅火劑的滅火系統(tǒng)可以在早期對火災(zāi)進行快速撲滅。CF3I是一種氟甲烷化合物,無色、無味,其蒸汽密度為空氣的6.9倍。它以液化氣體的形式存儲,并用超壓氮氣以獲得更大的噴射能量。
CF3I具有較低的急性毒性,心臟致敏度測試表明未觀察到損害作用的劑量(NOAEL)為0.2%,最小可見損害作用水平(LOAEL)為0.4%。因此,CF3I是在無人區(qū)和流動應(yīng)用(例如浮頂儲罐)中使用的非常適合的滅火劑。CF3I是美國消防協(xié)會(NFPA)2001中提到的所有化學(xué)滅火劑中大氣壽命最短的,小于1.5天,因此GWP最低。
從滅火機制上分析,由于CF3I的滅火機制是主動的,主要基于所謂的“負”催化作用,中斷燃燒區(qū)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。因此,CF3I可以有快速的滅火作用,是一種非常有效的滅火劑,滅火效率甚至比被禁用的鹵代烷類更好。
另外,CF3I是電絕緣和非腐蝕性的,因此即使在帶電設(shè)備上使用也是安全的。CF3I不會留下顆粒物來損壞設(shè)備,釋放后不需要清潔。與所有可用的保護系統(tǒng)相比,具有浮頂?shù)膬奚系腃F3I系統(tǒng)僅需要有限的面積,且具有儀表的儲存容器的重量最輕。由于浮頂上的額外負載通常是關(guān)鍵的,因此這是這些CF3I系統(tǒng)的一個非常重要的優(yōu)點。