车用乙醇汽油加油站的火灾预防

摘要：变性燃料乙醇以其再生性、环保性等特点被人们誉为和汽油等“黑色能源”相对的“绿色能源”。其具体用途之一——车用乙醇汽油在许多国家和地区被广泛应用，我国也正在推广。因此，车用乙醇汽油加油站的火灾预防工作将是消防工作的又一课题。本文从对乙醇汽油理化性质的研究入手，分析了在新建、改建和扩建车用乙醇汽油加油站过程中及加油站日常运营中存在的潜在火灾因素，提出了火灾预防的对策。
关键词：变性燃料乙醇、乙醇汽油、致灾因素、火灾预防

    1、乙醇汽油的发展概论

    早在20世纪30年代，乙醇汽油就在美国布拉斯加州面市，但直到70年代，美国国会才为了减少对进口原油的依赖，从替代能源的角度出发，建立了联邦政府的“乙醇发展计划”，大力推广使用含10%(v/v)*乙醇的混合燃料。之后，由于对汽油对地下水的污染,美国加州立法禁止使用甲基叔丁基醚(MTBE)作为新配方汽油(RFG)的含氧化合物,其它州也相继效仿,促进了车用乙醇汽油的发展。目前，车用乙醇汽油在美国、巴西、欧盟、印度和东南亚等国家和地区已经得到广泛使用，巴西成为世界上唯一不使用纯汽油的国家。在亚洲，印度、泰国等国也启动了燃料乙醇计划。我国于2001年在河南、吉林等地展开了车用乙醇汽油使用试点工作,并取得了成功，随之制定了《车用乙醇汽油推广方案》和《车用乙醇汽油推广工作实施细则》及《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》，将推广试点范围，扩大到黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北襄樊等27个地市，要求到2005年底，试点省、市辖区范围内要基本做到车用乙醇汽油替代其它汽油（军队特需、国家和特种储备用油除外）。并将乙醇汽油项目发展列入国家“十五”发展计划。

    2、乙醇汽油的制作工艺及性质、性能

    2.1 变性燃料乙醇、乙醇汽油和车用乙醇汽油

    2.1.1 变性燃料乙醇是指在99.2%的无水乙醇中加入2%一5%(v/v)*的变性剂(即车用无铅汽油)后,使其成为与食用酒精相区别而不能饮用的燃料乙醇。

    2.1.2 乙醇汽油是指在不添加含氧化合物的液体烃类中，加入一定量变性燃料乙醇后用作点燃式内燃机的燃料。

    2.1.3 车用乙醇汽油是指在不含MTBE含氧添加剂的专用汽油组分油中，按体积比加入一定比例（比例为10%—15%，我国目前暂定为10%）的变性燃料乙醇，通过特定工艺混配而成的新一代清洁环保型车用燃料。

    2.2 车用乙醇汽油制作工艺及标准

    车用乙醇汽油之所以得到广泛推广，是因为其组分之一——变性燃料乙醇能够促使汽油充分燃烧，降低汽车尾气中HC、CO等气体的排放量，改善大气环境质量。同时，乙醇可用农作物制得，属于光合再造能源，能够再生，可以解决能源短缺的问题。在我国，生产乙醇消耗大量的粮食，可解决粮食相对过剩的问题。

    生产工艺是：玉米、小麦等淀粉类（首先经过粉碎、拌浆、蒸煮、糖化等处理）及甘蔗、甜菜等含糖类原料，经发酵、蒸馏制得乙醇，脱水（特定脱水工艺，制得99.2%的无水乙醇）后再添加变性剂 (即车用无铅汽油)变性，得到变性燃料乙醇。将其按一定量加入组分油（不添加含氧化合物的液体烃）中，辅以改善使用性能的添加剂，制成车用乙醇汽油。

    其中：变性燃料乙醇应符合国标《变性燃料乙醇》(GB18650-2001)的有关规定；调合组分油应符合中石化企业标准《车用乙醇汽油调合组分油》（Q/SHR010-2004）的有关规定；调合好的乙醇汽油应符合国标《车用乙醇汽油》（GB18351-2004）的有关规定。

    2.3 车用乙醇汽油性质

    2.3.1 车用乙醇汽油的物理、化学特性

    乙醇的闪点为12.78℃，爆炸极限为3.3%—18%(体积分数)；汽油的闪点-50℃—-20℃，爆炸极限为1.7%—7.2%(体积分数)。因此，车用乙醇汽油其闪点小于-4℃，爆炸极限至少为3.3%—7.2%(体积分数)。

    2.3.2 车用乙醇汽油与普通汽油的性能对比

    ○1辛烷值*提高 汽油的辛烷值为90-97，乙醇的辛烷值为106-110。从国家汽车研究中心所做的发动机台架试验和行车试验结果研究表明：乙醇按10%（V）*的比例混配入汽油中，可使氧含量达到3.5%（质量分数），93号汽油辛烷值提高0.1—2.2（研究法）、0—15（马达法），使汽油得到充分燃烧，提高燃烧热值。

    ○2亲水特性 车用乙醇汽油中由于混配有一定量的变性燃料乙醇，乙醇是亲水性液体，易与水互溶，不同于汽油，遇水分离。因此，10％（V）乙醇的汽油比普通汽油吸水性强，如密封不够好，则48h后含水量会增加一倍。

    ○3腐蚀性 车用乙醇汽油中的乙醇是一种性能优良的有机溶剂。试验表明，因乙醇汽油中的有机酸和其他杂质引起紫铜明显腐蚀，对金属Cu、Mg、AL、Zn、Pb及Fe都有微腐蚀。使氯化丁睛橡胶、氯化苯醚、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、聚氨酯等橡胶、塑料件有溶胀裂纹现象，产生龟裂。会将铁锈、胶质颗粒等软化溶解。其腐蚀性大于汽油。

    ○4空燃比* 普通汽油的理论空燃比是15∶1（14.3—15.1），乙醇的理论空燃比是9∶1，车用乙醇汽油中加入10%的乙醇，从理论上推算，其空燃比是14∶1（13.5—14.4）。从燃烧理论上讲其燃烧速度较汽油滞后。

    ○5蒸汽压 乙醇蒸汽压在20℃、40℃时分别为5.66kPa及18kPa，常温下车用汽油的蒸汽压约为42kPa，当汽油中掺入2％～7％（V）的乙醇时，蒸汽压可达78kPa，如掺入量再增多，乙醇汽油蒸汽压反而下降，例如：乙醇掺入量为15％时仅比不加乙醇时的蒸汽压高3kPa。因此，车用乙醇汽油的蒸汽压比汽油要高。

    ○6贮存周期 乙醇汽油如过多与水接触，则乙醇易被分离出来，罐底成为含水20％、乙醇70％、烃10％的混合物，所以产品贮存不宜超过7天，车用乙醇汽油在加油站储存期限最多不要超过2周。

  3、车用乙醇汽油加油站存在的潜在致灾因素

    车用乙醇汽油加油站的主要设备、设施与汽油加油站基本相同，包含油罐、管道、密闭卸油点、通气孔、加油岛、加油机、配电间及电设备、站房、围墙等。其安全性质虽与汽油加油站相似，但仍有差别。加之，目前我国的乙醇汽油加油站绝大多数是由旧汽油站改造而成，乙醇汽油本身的理化性质和站改造过程中带来的诸多问题给火灾事故培植了滋生的土壤。

    3.1 车用乙醇汽油本身的易燃易爆性。

    车用乙醇汽油的的闪点、燃点与汽油相比，虽有所降低，但是其闪点仍在-4℃以下，爆炸极限下限仍很低，爆炸范围依然比较宽，属于易燃易爆物质，受热、承受冲击或遇火源，接触氧化剂都能引起燃烧爆炸。在汽油中加入10%的乙醇，相同温度下，使得液体的蒸气压大幅增加，液体的蒸发速度加快，使得乙醇汽油的燃烧速度加剧。因此，乙醇汽油的燃烧爆炸危险性相对于汽油而言并未降低。

    同时，乙醇汽油的蒸气压随温度的升高而加大，在发生温度骤升等变化时，其储罐发生物理爆炸的危险性增加。

    3.2 车用乙醇汽油的腐蚀性

    乙醇汽油中的乙醇对部分橡胶、塑料件具有较强腐蚀性，对管道、罐体的具有破坏性，使管道发生泄漏，产生“跑、冒、滴、漏”现象。泄漏的液体挥发在周围环境中与空气混合若达到爆炸极根，一旦遇火源便可能发生燃烧爆炸事故。另外，乙醇汽油中的含硫杂质在有水的条件下，对罐体的钢材产生应力腐蚀和化学腐蚀，使钢性罐体变薄，罐体可承受的最大压力下降，在温度骤升、压力急增时，存在爆炸潜在危险。

    3.3 加油站改造遗留下的消防隐患

    3.4.1 油罐、管道清洗改造过程存在诸多隐患。普通汽油站的储罐、管道的清洗改造乙醇汽油储罐包括：清除管道剩油、清洗干燥或更换管道、清除罐内水份、清除原防腐层、加装防潮设施、更换防止乙醇腐蚀的装置等，过程中会产生各施工、维修火源，稍有不慎就可能酿成火灾和爆炸事故，危险性极大。可能的致灾因素表现在以下几个方面：○1清洗管道、油罐现场存在的电气设备会成为发生火灾的引火源。诸如：电气设备不符合防爆要求，使用中可能发生电气火花，产生火源；清洗时照明设备的管理不善、金属工具碰撞都可能产生火花引起火灾。○2操作不当。清洗时利用输油管道作进水管，可能会把管道余油带入清洗灌。清洗油罐时使用高压水枪，压力过大，喷射速度过快，容易产生静电火花，引燃罐内混合气体等等。○3管道、油罐清洗不干净。其残垢、残渣在改造过程中，慢慢挥发出的汽油蒸气随着升温、久置可能与空气混合达到爆炸浓度，遇火发生着火爆炸事故。○4清洗、改造前管路、罐体排气不干净，遇火源引发火灾。○5清洗出来的废渣处理不当引发火灾。清理出的油垢、废液、硫化物等都是易燃易爆物品，如果处理不当或不及时，都会成为火灾隐患，遇火源会造成火灾事故。

    3.4.2 旧设备遗留隐患。由普通汽油站改建、扩建成乙醇汽油加油站，原有储罐、设备改造不彻底，安装不完备、不规范，给加油站留下祸根。诸如：旧罐内壁与车用乙醇汽油不相溶的防腐涂料未处理干净、罐底含水杂质未完全清除、罐体内壁锈蚀严重、安装干燥装置不合理等设备配置等问题，将会为新站正常运行埋下隐患。

    3.4.3 消防器材不符合标准。旧站改造，消防设施、消防器材会出现配置不足、设备过期、损坏及型号不对等问题，为新站的安全屏障留下缺口。

    3.4 车用乙醇汽油加油站的设计施工规范及日常管理经验缺乏。

    一方面，我国目前还未出台车用乙醇汽油加油站的设计施工验收规范，消防部门对乙醇汽油加油站的审核、验收工作仍是参照普通汽油站的验收标准。但乙醇汽油与普通汽油存在一定差别，可能会自加油站设计施工的审核、验收的源头上留下安全隐患。另一方面，在日常消防安全管理工作中，因乙醇汽油在国内应用的时间短、范围相对较小，现在还没有既定的消防安全工作管理经验，各站的消防安全工作还是按照汽油站的管理模式，而汽油站的管理经验是否完全适合乙醇汽油站，还有待实践证明。因此，油站自身及消防监督部门对站内消防安全工作缺乏客观预见性。

    4、车用乙醇汽油加油站火灾预防

    尽管车用乙醇汽油加油站火灾具有突发性、不可预见性，发生后极具破坏性。但是，防范胜于救灾。只要把预防工作做在平常、做在经常、做在事故发生之前，就能够有效防止火灾事故，趋利避害，常保安宁。

    无论任何场所的火灾致灾因素，归纳起来分为二大类：一是行为人的不安全行为；二是物与环境的不安全状态。运用到车用乙醇汽油加油站之上，就是指站内从业人员及出入站内的人员的不安全行为，站内设备、设施及站内、站周围的环境不安全。因此，要做好乙醇汽油加油站的火灾预防工作，应当从对人、物和环境三个方面的控制着手，重点把好以下几个关：

    4.1 把好监督新、改、扩建车用乙醇汽油加油站审核、验收关

    要控制车用乙醇汽油加油站的火灾，必须规范加油站新、改、扩建工作。消防监督部门在对加油站进行消防审核、验收时，必须认真参照国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156-2002)消防技术标准和《车用乙醇汽油调合设施与加油站设计技术规定》中石油企业标准(Q/SY47-2002)的规定，严格审核、验收，未经消防安全审检或验收不合格的,严禁擅自储存、销售车用乙醇汽油，加强旧汽油站设备彻底改造力度，杜绝加油站带“病”投入使用。其监督检查除常规的项目加油站的地址选择、总平面布置、消防设施、灭火器材配置、电气线路及设备、防雷、防静电、报警系统等方面是否满足消防法规和技术标准的要求之外，还需达到防水、防潮要求。主要是：车用乙醇汽油储罐操作井口应高于地面不低于300mm，井口周围地面应不易积水；乙醇汽油储罐的入口、量油孔、法兰、管线的结构应采取防水措施；乙醇汽油储罐放散管内加装干燥装置，储罐应设置带有水位检测的液位计等。

    4.2 把好消防监督检查关

    消防部门应自各乙醇汽油加油站新、改、扩建之始及时介入，把好改造过程中的每个环节，认真履行消防监督职责，为加油站提供服务。一是履行监督抽查职责；二是帮助各站制定车用乙醇汽油的安全规定、事故防范措施,并进行指导、监督检查；三是督促加油站按照法律法规的要求认真落实安全生产责任制，制定并落实安全生产制度、安全生产操作规程，对全体职工开展安全宣传教育培训，组织开展防火检查、巡查，及时消除火灾隐患，确保消防设施、器材和安全标志的完好、有效，坚决杜绝违反操作规程、冒险作业等行为。

   4.3 把好消防设施配置、管理关

    车用乙醇加油站消防器材的配置，必须符合国家消防技术规范（参照《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB-50156—2002））的要求，安排专人负责设施日常维护、定期保养工作，保证各种器材时刻处于完好状态，防止由于磨损、老化、疲劳、腐蚀等原因降低设备的性能。站内的灭火器材应按照《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ140—90）要求配置充足。应注意的是，由于乙醇汽油的灭火要求与汽油不完全相同，乙醇具有亲水性。所以，必须在原汽油站配置的各类消防设施的基础上，增加抗溶泡沫消防设备，如含氟蛋白等各种泡沫灭火器和1211（卤代烷）灭火器。

    4.4 把好火源管理关

    从燃烧机理上讲，控制着火源，可以控制火灾的发生。生产生活中，各类火源按用途分为四类：○1工艺加热用火，如工业炉火、焙烧窑火等；○2维修用火，如焊接、切割、喷灯和熬制用火等；○3电气火源，如电气火花、静电放电火花等；○4其他火源，如烟火、撞击磨擦火花、自燃着火、高温物体等。其中最常出现在车用乙醇汽油加油站的火源主要是：维修用火和电气火源类。要管好这二类火源，关键要做到三点：一是严格执行动火制度。在维修设备之前，仔细测量油气浓度，严格按照操作规程进行，并做好预防、应急措施；二规范合理使用电气设备。指定专人，定期进行检查、维护与保养，防止电气老化及不符合防爆要求，及时发现、排除各类事故隐患。三是严防雷电、静电事故。要保持避雷设备、接地装置符合安全要求。要求工作人员的着装必须是防静电服，且随时接地消除静电，防止人体带有静电运动产生火源。另外，加强对站内吸烟等违章火源的控制和管理。

    4.5 把好从业人员素质关

    对加油站从业人员必须是健康有力的年轻人，具备四项基本素质：一是具有高度的责任心；二是掌握车用乙醇汽油的基础知识；三是掌握消防安全技能；四是较强地应对突发事故的能力。因此，从业人员在上岗之前，不仅要进行技术和操作规程的培训,还需经消防安全培训合格方可上岗。使他们掌握车用乙醇汽油的物理、化学性质，熟悉安全操作规程，能够运用各种消防器材，正确处理油站可能发生的一些事故。上岗之后,要有高度的责任感和安全使命感，严格遵守消防安全制度和操作规程，防止各类人为的火灾事故。

    4.6 把好日常管理关

    车用乙醇汽油加油站的日常消防安全管理是预防火灾事故的关键。加油站自身要规范安全管理，注重站内的各种安全设施、设备保养、维护工作，防止设备安全性降低。并按要求建立各类消防组织、制定安全管理制度，规范消防安全组织建设。开展经常性的消防安全检查工作，按标准配置消防器材，加强站内各从业人员消防安全教育。增强加油站的消防安全防御功能，整体提高加油站的消防安全水平。消防部门要对车用乙醇汽油加油站的日常管理工作进行指导，强化各站消防安全意识，使其做到“安全自管、隐患自除”，防止火灾事故发生。

    5、结束语

    尽管乙醇汽油已经不是新鲜事物。但目前在我国，除了吉林、河南等地制定的地方标准之外，国家还没有专门的车用乙醇汽加油站设计施工规范，消防安全工作方面的管理经验也还不多见，这对在我国大范围内推广车用乙醇汽油工作将产生不利影响。希望国家尽快出台车用乙醇汽油加油站设计施工及验收标准，规范油站的设计施工工程。各消防工作者在进行监督管理时，注重经验的累积，维护乙醇汽油站的消防安全，促进国家乙醇汽油项目的推广。

    *注：辛烷值是汽油抗爆性能指标，数值越大抗爆性能越好。

    空燃比是燃料燃烧时，理论上所需供给的空气量（质量）与燃料量（质量）之比。

    （V/V）为体积比

    （V）为体积百分比

    参考文献：

    《石油储运与安全管理》 化学工业出版社 白世贞

    《危险化学品储运与安全管理》 化学工业出版社 霍红

    《生物质能利用原理与技术》 化学工业出版社 袁振宏 吴创之 马隆龙等

    《液化石油气操作技术与安全管理》第二版 主编 祖因希

    《新建与改建车用乙醇汽油加油站设计施工验收规范》（DB41/341-2004） 河南省地方标准

    《变性燃料乙醇的国家标准》（GB18650-2001）

    《车用乙醇汽油》（GB18351-2004）

    《新燃料乙醇汽油推广使用前景预测》 张晓阳