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摘要：随着我国科学技术突飞猛进，中国的钢铁企业数目数不胜数，伴随而来的炭素企业在我国也不断壮大，伴随着石墨电极要求逐渐严格，在现实生活中我们需要在煤焦沥青中加入蒽油来降低煤焦沥青的软化点，从而来改变石墨电极性能，因此炭素企业针对蒽油、沥青储存问题将会是企业一大重要安全隐患。本文主要针对蒽油储罐区有围堰和无围堰产生的次生危害将会带来后果进行分析。
关键词：炭素；安全；围堰
中图分类号：TM242 文献识别码：A
1、前言
随着石墨电极的要求越来越严格，目前为了提高石墨电极产品的提及密度、机械强度、抗氧化性能等采取的主要途径采取石墨电极浸渍的方法[1]。浸渍介质为煤焦沥青，由于浸渍工序中煤焦沥青在不断受到加热升温、抽真空、加压的反复作用，从而使得煤焦沥青发生缩合反应，轻组分不断的减少、重组分不断增加使得软化点升高，粘度增加、流动性变差，对炭制品的浸入效果越来越差，为了降低煤焦沥青的软化点，因此引入了蒽油[2]。蒽油存在使得企业增加了又一重大隐患问题。随着社会的发展，形形色色的企业出现在我们的生活中，但是由于企业对安全方向的投入力度不大、注重程度不高导致许许多多的企业安全问题出现在我们的生活中，也许企业可以花费很少的成本就可以最大程度降低企业事故危害程度。
2、炭素企业石墨电极工艺流程
炭素企业选用石油焦、沥青等作为石墨电极生产的原料，通过煅烧工序、中碎工序、磨粉工序、混捏工序、成型工序、焙烧工序、浸渍工序、石墨化工序、机加工等工序生产石墨电极。具体工艺流程图见下图1。
生产石墨电极的过程中涉及到天然气作为燃料在煅烧工序进行烘炉作用以及用于焙烧工序供热；氮气、压缩空气用于浸渍工序加压作用；蒽油是用于浸渍工序以为了降低煤焦沥青软化点提高石墨电极性能。石墨电极生产的过程中涉及到的物料种类比较繁多，物料储存问题将会成为企业安全问题重要之一，如若储存不当，极易造成危险事故的发生。
3、蒽油物料储存
炭素企业所需要的辅助物料蒽油为可燃物质，利用池火模型分析物料发生着火事故，所带来的次生危害。
池火模型
①燃烧速度
当夜池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度dm/dt为：
式中：dm/dt—单位表面积燃烧速度，kg/(m2·s)；
Hc—液体燃烧热，J/kg；
Cp—液体的比定压热容，J/(kg·k)；
Tb— 液体的沸点，K；
To— 环境温度，K；
H—液体的气化热，J/kg。
当液体的沸点低于环境温度时，如加压液化气或冷冻液化气，其单位面积的燃烧速度dm/dt为：
式中符号的意义同前。
②池直径的计算
当危险单元为油罐或油罐区时，可根据防护堤所围池面积S（㎡）计算池直径D（m）
D=
当危险单元为输油管道且无防护堤时，假定泄漏的液体无蒸发，并已充分蔓延，地面无渗透，则根据泄漏的液体量W（kg）和地面性质，按下式计算最大的池面积S
S=
式中： Hmin—最小油层厚度，与地面性和状态有关，见表1。
ρ—油的密度，kg/m3；
知道可能最大池面积后，按下式计算池直径
D=
表1 不同地面的最小油层厚度
③确定火焰高度
式中：L—火焰高度，m；
D—直径，m；
mf—燃烧速率，kg/m2·s；
ρo—空气密度，kg/m3；
g—引力常数。
④火焰表面热通量的计算
假定能量由圆柱形火焰侧面和顶部向周围均匀辐射，则可用下式计算火焰表面的热通量
qo=
式中：qo —火焰表面热通量，kw/m2；
△Hc—燃烧热，kJ/kg；
π—圆周率；
f—热辐射系数，可取为0.15。
⑤目标接收到热通量的计算
目标接收到的热通量的计算公式：
q(r)=qoV(1-0.058Inr)
式中：q（r）—目标接收到的热通量，kW/m2；
r—目标到油区中心地水平距离，m；
V—视角系数，按Ray和kalekar（1974）提供的方法计算，即用如下的方程组计算：
V=
A=(b-1/s)/(b2-1)1/2·tan-1[(b+1)/(b-1)·(s-1)/(s+1)]1/2
B=(a-1/s)/(a2-1)1/2·tan[(a+1)/(a-1)·(s-1)/(s+1)]1/2
πVV =tan-1[h/(s2-1)+h(J-K)/s]
J=(a-1-1)1/2·tan-1[(a+1)/(a-1)·(s-1)/(s+1)]1/2
K=tan-1[(s-1)/(s+1)]1/2
a=(h2+s2+1)/(2s)
b=(1+s2)/(2s)
式中：s—目標到火焰垂直轴的距离与火焰半径之比；
h—火焰高度与直径之比；
A、B、J、K、VH、VV—为了描述方便而引入的中间变量，有了q(r),就可计算热辐射对目标的影响。
火灾通过热辐射的方式影响周围环境，当火灾产生的热辐射强度足够大时，可造成周围设施受损甚至人员伤亡。不同入射通量造成的危害见表2。
表2 不同入射量所造成的损失
针对炭素企业蒽油储罐进行分析，厂区储存10t蒽油储罐，无围堰，储存于混凝土地面，若出现蒽油储罐泄漏发生火灾事故，所造成的次生危害分析：
蒽油物理性质取值如下表3。
表3 蒽油物理性质取值
取蒽油泄漏量近80%，则泄漏蒽油质量为10000×80%=8000kg。
蒽油储罐区若无防火堤计算结果见表4。
蒽油储罐发生火灾利用池火灾模型模拟造成危害程度计算结果见下表5。
表4 蒽油数值取值
表5 池火灾伤害程度计算结果
无防火堤时，一个10t蒽油储罐如果发生泄漏，按照理想状态，将蒽油泄漏量达到80%，发生火灾事故。由表5分析可知，当蒽油发生泄漏火灾事故时，距液池20.3m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有1%的人员死亡，若人员在1min内不及时撤离将会造成全部死亡；在距液池20.3～25.1m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有重大烧伤，若人员在1min内不及时撤离将会造成全部死亡；在距液池25.1～36.7m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有1度烧伤，若人员在1min内不及时撤离将会造成1%的人员死亡；在距液池36.7～61.7m的范围内，人员20s内如不及时撤离将会感觉疼痛，但未必起泡；在距液池92.7m以外，人员没有大的危险。
若在蒽油储罐周围增设一个面积为50㎡的防火堤，且防火堤的容积足以满足蒽油发生泄漏时，蒽油不外漏。发生火灾事故池火灾所造成的危害程度计算结果见下表6。
表6 池火灾伤害程度计算结果
存在50㎡的防火堤时，一个10t蒽油储罐如果发生泄漏，按照理想状态，将蒽油泄漏量达到80%，发生火灾事故。由表6分析可知，当蒽油发生泄漏火灾事故时，距液池4.0m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有1%的人员死亡，若人员在1min内不及时撤离将会造成全部死亡；在距液池4.0～4.1m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有重大烧伤，若人员在1min内不及时撤离将会造成全部死亡；在距液池4.1～6.7m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有1度烧伤，若人员在1min内不及时撤离将会造成1%的人员死亡；在距液池6.7～12.6m的范围内，人员20s内如不及时撤离将会感觉疼痛，但未必起泡；在距液池19.6m以外，人员没有大的危险。
4总结
在现代企业中，许多企业为了节省开支从而忽略了安全防护措施，通过理论分析，得出蒽油物料的罐区若发生泄漏，采取防火堤防护措施，其造成的危害程度远小于无防火堤时所造成的危害程度。
参考文献：
[1]刘铁民.安全评价实用指南[M]，中国安矿业大学出版社，2007(01).
[2]吕洪全，英有林，等.采用蒽油替代煤焦油降低中温煤沥青软化点[J].炭素，2002，02.
关键词：炭素；安全；围堰
中图分类号：TM242 文献识别码：A
1、前言
随着石墨电极的要求越来越严格，目前为了提高石墨电极产品的提及密度、机械强度、抗氧化性能等采取的主要途径采取石墨电极浸渍的方法[1]。浸渍介质为煤焦沥青，由于浸渍工序中煤焦沥青在不断受到加热升温、抽真空、加压的反复作用，从而使得煤焦沥青发生缩合反应，轻组分不断的减少、重组分不断增加使得软化点升高，粘度增加、流动性变差，对炭制品的浸入效果越来越差，为了降低煤焦沥青的软化点，因此引入了蒽油[2]。蒽油存在使得企业增加了又一重大隐患问题。随着社会的发展，形形色色的企业出现在我们的生活中，但是由于企业对安全方向的投入力度不大、注重程度不高导致许许多多的企业安全问题出现在我们的生活中，也许企业可以花费很少的成本就可以最大程度降低企业事故危害程度。
2、炭素企业石墨电极工艺流程
炭素企业选用石油焦、沥青等作为石墨电极生产的原料，通过煅烧工序、中碎工序、磨粉工序、混捏工序、成型工序、焙烧工序、浸渍工序、石墨化工序、机加工等工序生产石墨电极。具体工艺流程图见下图1。
生产石墨电极的过程中涉及到天然气作为燃料在煅烧工序进行烘炉作用以及用于焙烧工序供热；氮气、压缩空气用于浸渍工序加压作用；蒽油是用于浸渍工序以为了降低煤焦沥青软化点提高石墨电极性能。石墨电极生产的过程中涉及到的物料种类比较繁多，物料储存问题将会成为企业安全问题重要之一，如若储存不当，极易造成危险事故的发生。
3、蒽油物料储存
炭素企业所需要的辅助物料蒽油为可燃物质，利用池火模型分析物料发生着火事故，所带来的次生危害。
池火模型
①燃烧速度
当夜池中的可燃液体的沸点高于周围环境温度时，液体表面上单位面积的燃烧速度dm/dt为：
式中：dm/dt—单位表面积燃烧速度，kg/(m2·s)；
Hc—液体燃烧热，J/kg；
Cp—液体的比定压热容，J/(kg·k)；
Tb— 液体的沸点，K；
To— 环境温度，K；
H—液体的气化热，J/kg。
当液体的沸点低于环境温度时，如加压液化气或冷冻液化气，其单位面积的燃烧速度dm/dt为：
式中符号的意义同前。
②池直径的计算
当危险单元为油罐或油罐区时，可根据防护堤所围池面积S（㎡）计算池直径D（m）
D=
当危险单元为输油管道且无防护堤时，假定泄漏的液体无蒸发，并已充分蔓延，地面无渗透，则根据泄漏的液体量W（kg）和地面性质，按下式计算最大的池面积S
S=
式中： Hmin—最小油层厚度，与地面性和状态有关，见表1。
ρ—油的密度，kg/m3；
知道可能最大池面积后，按下式计算池直径
D=
表1 不同地面的最小油层厚度
③确定火焰高度
式中：L—火焰高度，m；
D—直径，m；
mf—燃烧速率，kg/m2·s；
ρo—空气密度，kg/m3；
g—引力常数。
④火焰表面热通量的计算
假定能量由圆柱形火焰侧面和顶部向周围均匀辐射，则可用下式计算火焰表面的热通量
qo=
式中：qo —火焰表面热通量，kw/m2；
△Hc—燃烧热，kJ/kg；
π—圆周率；
f—热辐射系数，可取为0.15。
⑤目标接收到热通量的计算
目标接收到的热通量的计算公式：
q(r)=qoV(1-0.058Inr)
式中：q（r）—目标接收到的热通量，kW/m2；
r—目标到油区中心地水平距离，m；
V—视角系数，按Ray和kalekar（1974）提供的方法计算，即用如下的方程组计算：
V=
A=(b-1/s)/(b2-1)1/2·tan-1[(b+1)/(b-1)·(s-1)/(s+1)]1/2
B=(a-1/s)/(a2-1)1/2·tan[(a+1)/(a-1)·(s-1)/(s+1)]1/2
πVV =tan-1[h/(s2-1)+h(J-K)/s]
J=(a-1-1)1/2·tan-1[(a+1)/(a-1)·(s-1)/(s+1)]1/2
K=tan-1[(s-1)/(s+1)]1/2
a=(h2+s2+1)/(2s)
b=(1+s2)/(2s)
式中：s—目標到火焰垂直轴的距离与火焰半径之比；
h—火焰高度与直径之比；
A、B、J、K、VH、VV—为了描述方便而引入的中间变量，有了q(r),就可计算热辐射对目标的影响。
火灾通过热辐射的方式影响周围环境，当火灾产生的热辐射强度足够大时，可造成周围设施受损甚至人员伤亡。不同入射通量造成的危害见表2。
表2 不同入射量所造成的损失
针对炭素企业蒽油储罐进行分析，厂区储存10t蒽油储罐，无围堰，储存于混凝土地面，若出现蒽油储罐泄漏发生火灾事故，所造成的次生危害分析：
蒽油物理性质取值如下表3。
表3 蒽油物理性质取值
取蒽油泄漏量近80%，则泄漏蒽油质量为10000×80%=8000kg。
蒽油储罐区若无防火堤计算结果见表4。
蒽油储罐发生火灾利用池火灾模型模拟造成危害程度计算结果见下表5。
表4 蒽油数值取值
表5 池火灾伤害程度计算结果
无防火堤时，一个10t蒽油储罐如果发生泄漏，按照理想状态，将蒽油泄漏量达到80%，发生火灾事故。由表5分析可知，当蒽油发生泄漏火灾事故时，距液池20.3m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有1%的人员死亡，若人员在1min内不及时撤离将会造成全部死亡；在距液池20.3～25.1m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有重大烧伤，若人员在1min内不及时撤离将会造成全部死亡；在距液池25.1～36.7m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有1度烧伤，若人员在1min内不及时撤离将会造成1%的人员死亡；在距液池36.7～61.7m的范围内，人员20s内如不及时撤离将会感觉疼痛，但未必起泡；在距液池92.7m以外，人员没有大的危险。
若在蒽油储罐周围增设一个面积为50㎡的防火堤，且防火堤的容积足以满足蒽油发生泄漏时，蒽油不外漏。发生火灾事故池火灾所造成的危害程度计算结果见下表6。
表6 池火灾伤害程度计算结果
存在50㎡的防火堤时，一个10t蒽油储罐如果发生泄漏，按照理想状态，将蒽油泄漏量达到80%，发生火灾事故。由表6分析可知，当蒽油发生泄漏火灾事故时，距液池4.0m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有1%的人员死亡，若人员在1min内不及时撤离将会造成全部死亡；在距液池4.0～4.1m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有重大烧伤，若人员在1min内不及时撤离将会造成全部死亡；在距液池4.1～6.7m的范围内，人员10s内如不及时撤离将会有1度烧伤，若人员在1min内不及时撤离将会造成1%的人员死亡；在距液池6.7～12.6m的范围内，人员20s内如不及时撤离将会感觉疼痛，但未必起泡；在距液池19.6m以外，人员没有大的危险。
4总结
在现代企业中，许多企业为了节省开支从而忽略了安全防护措施，通过理论分析，得出蒽油物料的罐区若发生泄漏，采取防火堤防护措施，其造成的危害程度远小于无防火堤时所造成的危害程度。
参考文献：
[1]刘铁民.安全评价实用指南[M]，中国安矿业大学出版社，2007(01).
[2]吕洪全，英有林，等.采用蒽油替代煤焦油降低中温煤沥青软化点[J].炭素，2002，02.