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3.1.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析

由于油庫(kù)發(fā)生火災(zāi)爆炸時(shí),大量油料燃燒并向外界釋放大量的熱,這些熱量主要以熱輻射、熱對(duì)流的形式不斷向外擴(kuò)展。當(dāng)火災(zāi)爆炸附近有可燃的樹(shù)木、雜草等可燃物時(shí),僅靠熱輻射和熱對(duì)流所傳遞的熱量就可能引燃這些可燃物,從而引起火災(zāi)爆炸態(tài)勢(shì)和擴(kuò)大災(zāi)害損失。因此,在對(duì)油庫(kù)火災(zāi)爆炸污染和災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估的時(shí)候,不僅需要對(duì)燃燒污染物的有害氣體及粉塵進(jìn)行研究,還需要對(duì)燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱污染以及災(zāi)害擴(kuò)散能力進(jìn)行評(píng)估分析。本研究過(guò)程中,在火場(chǎng)周?chē)贾昧?0個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)以及1個(gè)熱輻射測(cè)點(diǎn),對(duì)油料燃燒過(guò)程中的環(huán)境溫度、熱輻射值進(jìn)行實(shí)時(shí)采集;在火盆燃燒的下風(fēng)向布置了氣態(tài)污染物的地面現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備(包括地面和50m云梯放置的監(jiān)測(cè)設(shè)備);同時(shí)采用了四旋翼無(wú)人機(jī)從空中對(duì)火場(chǎng)周?chē)臏囟葓?chǎng)進(jìn)行紅外拍攝,以獲取火場(chǎng)周?chē)鸁彷椛?、熱?duì)流的熱傳遞數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度11℃,氣壓為98.6kPa。

本研究主要進(jìn)行了四次模擬油庫(kù)火災(zāi)外場(chǎng)實(shí)驗(yàn),其目的是探索開(kāi)敞空間油料燃燒污染發(fā)展態(tài)勢(shì)與特點(diǎn),以及分析比較不同工況條件對(duì)污染的影響。四次實(shí)驗(yàn)的工況數(shù)據(jù)見(jiàn)表3.4。

表3.4 四次模擬油庫(kù)火災(zāi)外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的工況數(shù)據(jù)

四次實(shí)驗(yàn)的工況數(shù)據(jù)說(shuō)明:第一次實(shí)驗(yàn)中4個(gè)火盆加注的柴油量比較少,燃燒時(shí)間短;第二次實(shí)驗(yàn)中4個(gè)火盆加注的柴油量增大,燃燒強(qiáng)度增大,兩次檢測(cè)的傳感器的布點(diǎn)位置不變;第三次實(shí)驗(yàn)中4個(gè)火盆加注相同量的柴油,改變了溫度傳感器的測(cè)點(diǎn)位置,但熱輻射傳感器位置不變;第四次實(shí)驗(yàn)與第三次實(shí)驗(yàn)的工況條件一致,是一次重復(fù)實(shí)驗(yàn),旨在分析和比較兩次相同實(shí)驗(yàn)中燃燒過(guò)程、燃燒產(chǎn)物以及污染有何變化,分析污染的變化規(guī)律。

3.1.3.1 第一次實(shí)驗(yàn)

(1)熱輻射及溫度數(shù)據(jù)分析

本次實(shí)驗(yàn)中,主要是對(duì)模擬油庫(kù)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)水平方向上的溫度場(chǎng)、定點(diǎn)熱輻射量進(jìn)行了測(cè)量,溫度測(cè)點(diǎn)、輻射測(cè)點(diǎn)以及與火場(chǎng)的相對(duì)位置如圖3.20所示。

圖3.20 熱電偶及輻射熱流計(jì)布置示意圖

本次實(shí)驗(yàn)在2個(gè)直徑2.5m的大火盆各加注25L 0?柴油、2個(gè)2m直徑的小火盆加注16L 0?柴油,最后再在4個(gè)火盆中合計(jì)加入1L汽油用以輔助點(diǎn)火。點(diǎn)火時(shí)間為11:17,風(fēng)速約0.8m/s,東北風(fēng)向偏東約30°,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中風(fēng)速、風(fēng)向發(fā)生了較小變化,但總體上風(fēng)速、風(fēng)向穩(wěn)定。

實(shí)驗(yàn)中,風(fēng)速較小,火場(chǎng)火焰近似呈錐狀,如圖3.21所示,在水平各方向上的熱傳遞情況較為接近。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,火焰在風(fēng)的作用下發(fā)生了略微偏轉(zhuǎn),從而使1組(1~5溫度測(cè)點(diǎn))1測(cè)點(diǎn)處比2組(6~10溫度測(cè)點(diǎn))6測(cè)點(diǎn)距離火焰近了約0.5m。

圖3.21 第一次實(shí)驗(yàn)火場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)燃燒情況

實(shí)驗(yàn)中,各溫度測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)如圖3.22所示。

圖3.22 第一次實(shí)驗(yàn)各溫度測(cè)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

從圖3.22中兩組溫度測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以看出,最接近火焰的1測(cè)點(diǎn)和6測(cè)點(diǎn)處,數(shù)據(jù)相差達(dá)到了近150℃,而其他測(cè)點(diǎn)溫度則相差較?。?測(cè)點(diǎn)與7測(cè)點(diǎn)溫度差約為10℃)。由此可見(jiàn),距離火場(chǎng)越近,火焰周?chē)臏囟葓?chǎng)梯度越大,距離越遠(yuǎn),溫度梯度越小,航拍的紅外成像圖也印證了這一點(diǎn),如圖3.23所示。

圖3.23 航拍的火場(chǎng)溫度場(chǎng)圖像

從圖3.23可以看出,火場(chǎng)周?chē)臏囟葓?chǎng)應(yīng)是以火焰為中心向周?chē)椛?,風(fēng)向?qū)饒?chǎng)周?chē)嚯x范圍內(nèi)的溫度場(chǎng)有著非常顯著的影響。隨著時(shí)間推進(jìn),風(fēng)向發(fā)生了變化,但是燃燒過(guò)程中風(fēng)向?qū)彷椛淞康淖兓绊戄^小,如圖3.24所示。

圖3.24 第一次實(shí)驗(yàn)熱輻射量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

熱量的傳遞主要有熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射3種。本次實(shí)驗(yàn)中熱傳遞方式則主要為熱對(duì)流和熱輻射。熱輻射是指空間中的物體不斷向外界發(fā)射出輻射,其傳遞無(wú)需任何介質(zhì),主要影響因素是熱源的溫度、黑度、表面積,其帶來(lái)的溫度場(chǎng)應(yīng)該是均勻的、以熱源為中心的輻射場(chǎng)。而對(duì)流傳熱是熱能在液體或氣體中從一處傳遞到另一處的過(guò)程,主要是由于質(zhì)點(diǎn)位置的移動(dòng),使溫度趨于均勻,其主要影響因素則是空氣流場(chǎng)變化。

因此可以初步判定,熱輻射是以火焰為中心向周?chē)椛鋽U(kuò)散,決定了溫度場(chǎng)的整體溫度分布;而對(duì)流則決定了火焰中心位置,并使近場(chǎng)溫度梯度升高,加強(qiáng)了火焰近場(chǎng)的溫度。隨著油料燃燒的不斷進(jìn)行,周?chē)鷾囟葓?chǎng)溫度的不斷升高,當(dāng)溫度達(dá)到外界可燃物的著火點(diǎn)時(shí),就會(huì)引起火災(zāi)的蔓延。

(2)模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的航空遙感監(jiān)測(cè)

①可見(jiàn)光航空遙感影像

由圖3.25中可見(jiàn)光航空遙感影像可知,本次油品燃燒時(shí)間持續(xù)了約4min,火勢(shì)在第30s左右達(dá)到極大值,伴隨著大火還有濃煙產(chǎn)生,燃燒過(guò)程的監(jiān)測(cè)清晰、準(zhǔn)確。因此,無(wú)人機(jī)的可見(jiàn)光航空遙感影像可以作為監(jiān)測(cè)油庫(kù)火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢(shì)的一種有效手段。

圖3.25

圖3.25 可見(jiàn)光航空遙感組圖

②熱紅外航空遙感影像

對(duì)熱紅外遙感影像(如圖3.26所示)進(jìn)行密度分割,就可得到溫度場(chǎng)產(chǎn)品(如圖3.27所示)。本次油品燃燒時(shí)間持續(xù)了約4min,溫度場(chǎng)隨火勢(shì)變大而向周?chē)鷶U(kuò)散,火苗中心溫度迅速上升。同樣,可以從圖像中看出火焰釋放的煙塵也具有較高的溫度。利用熱紅外無(wú)人機(jī)影像可以有效監(jiān)測(cè)油庫(kù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)周?chē)h(huán)境的溫度場(chǎng)變化情況。

圖3.26

圖3.26 熱紅外航空遙感組圖

圖3.27

圖3.27 油盆周邊溫度場(chǎng)信息組圖

3.1.3.2 第二次實(shí)驗(yàn)

第二次實(shí)驗(yàn)向2個(gè)直徑2.5m的大火盆各加注50L 0?柴油、2個(gè)2m直徑的小火盆加注16L 0?柴油,最后再在4個(gè)火盆中合計(jì)加入1L汽油以作點(diǎn)火之用。在13:18點(diǎn)火,當(dāng)時(shí)風(fēng)速約1m/s,風(fēng)向北偏東約45°,如圖3.28所示。

圖3.28 第二次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

(1)熱輻射及溫度數(shù)據(jù)分析

溫度傳感器及熱輻射傳感器布置與第一次實(shí)驗(yàn)相同,檢測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖3.29、圖3.30所示。

圖3.29 第二次實(shí)驗(yàn)各溫度測(cè)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖3.30 第二次實(shí)驗(yàn)熱輻射量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

對(duì)比前兩次實(shí)驗(yàn)所得溫度和輻射結(jié)果可以看出,風(fēng)向?qū)鼒?chǎng)的溫度影響非常大,最接近火焰的溫度測(cè)點(diǎn)處溫度、溫度上升速率均得到大幅增加。但是風(fēng)速、風(fēng)向的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)火焰2m外則影響很小,溫度場(chǎng)表現(xiàn)出較好的各向同性;相同測(cè)點(diǎn)的熱輻射在兩次實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有發(fā)生明顯的變化。由于這兩次實(shí)驗(yàn)中,風(fēng)速都較小,因此風(fēng)向引起的對(duì)流主要影響范圍約為火場(chǎng)外2m。當(dāng)風(fēng)速增大時(shí),這個(gè)有效影響范圍可能會(huì)進(jìn)一步增大。

(2)氣體污染成分監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析

第二次實(shí)驗(yàn)于13:18點(diǎn)火,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自地面近火源處采樣,大約監(jiān)測(cè)2分多鐘后,氣體污染物采樣系統(tǒng)因?qū)夤苋诨氯浜笪茨茉偃〉脽煔鈹?shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表3.5。

表3.5 第二次燃燒實(shí)驗(yàn)氣體污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果

由上述監(jiān)測(cè)結(jié)果可知,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染物包括CO、NO、NOx、HC、SO2,在油庫(kù)火災(zāi)不同階段,主要產(chǎn)物的濃度均不相同(由于氣體經(jīng)采樣器采樣后、通過(guò)約30m導(dǎo)氣管輸送至檢測(cè)儀器,因此檢測(cè)時(shí)間數(shù)據(jù)滯后約28s)。在火災(zāi)初期,火場(chǎng)整個(gè)空間溫度較低,一方面油料蒸氣蒸發(fā)較快、燃燒速度相對(duì)較慢、火場(chǎng)周?chē)阅軝z測(cè)到油氣殘余;另一方面,火災(zāi)初期的燃燒不完全,產(chǎn)生了較高的CO。隨著燃燒實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,燃燒越來(lái)越充分,殘余油氣及生成CO都逐漸降低,整個(gè)過(guò)程中SO2的生成較為穩(wěn)定。

整個(gè)燃燒過(guò)程中,CO最高濃度達(dá)到了901μL/L,NO最高濃度為3μL/L,HC最高濃度為223μL/L,SO2最高濃度為58μL/L,其中NO濃度與NOx濃度一致。在后續(xù)的污染物監(jiān)測(cè)中,主要監(jiān)測(cè)NO濃度,H2S因未檢出或濃度極低,可以判定在油庫(kù)火災(zāi)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生此類(lèi)污染。

3.1.3.3 第三次實(shí)驗(yàn)

本次實(shí)驗(yàn)向4火盆中各加注25L 0?柴油,然后在4個(gè)火盆中合計(jì)加入1L汽油以作點(diǎn)火之用。于14:59點(diǎn)火,當(dāng)時(shí)風(fēng)速1.4~2m/s,風(fēng)向北偏東約22.5°~45°。本次實(shí)驗(yàn)中,對(duì)溫度的測(cè)點(diǎn)布置進(jìn)行了修改,熱輻射傳感器測(cè)點(diǎn)位置不變,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)布置如圖3.31所示。

圖3.31 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)及溫度測(cè)點(diǎn)布置

(1)熱輻射及溫度數(shù)據(jù)分析

第三次實(shí)驗(yàn)得到各溫度測(cè)點(diǎn)及熱輻射測(cè)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖3.32、圖3.33所示。

圖3.32 第三次實(shí)驗(yàn)各溫度測(cè)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖3.33 第三次實(shí)驗(yàn)油料火焰及煙氣

從圖3.32(a)可以看出,在水平方向上的溫度分布與前兩次實(shí)驗(yàn)相近,隨著距離的增加,溫度梯度逐漸降低,最接近火場(chǎng)的測(cè)點(diǎn)溫度遠(yuǎn)高于其他測(cè)點(diǎn),而在垂直方向上,則不是順次遞減。結(jié)合圖3.31傳感器布設(shè)位置,可見(jiàn)溫度呈現(xiàn)出上下高、中間低的分布規(guī)律。這主要是由火焰、煙的形狀決定的,如圖3.33所示。

從圖中可以看出,著火點(diǎn)處下部為燃燒明火,上部為濃煙。在測(cè)量垂直方向溫度分布時(shí),下方火焰可以無(wú)阻礙地向外輻射,相距最近的6測(cè)點(diǎn)所獲熱量較多、溫度較高,而其他測(cè)點(diǎn)輻射所得熱量較少;在中間結(jié)合部,由于存在較大煙氣,火焰輻射熱被濃煙吸收,使其溫度升高,但煙氣溫度遠(yuǎn)低于火焰溫度、輻射也較小,因此中間測(cè)點(diǎn)所得熱量較小;而上方由于風(fēng)向的作用,濃煙包圍了10測(cè)點(diǎn),此時(shí)煙氣與測(cè)點(diǎn)之間的對(duì)流換熱急劇增加,因此上方測(cè)點(diǎn)溫度同樣較高。由此,在垂直方向上,溫度分布表現(xiàn)出上下高、中間低的分布。

在輻射方面,由于本次添加汽油量較多,油料起燃迅速,因此輻射100s左右就達(dá)到了輻射峰值,即燃燒最旺盛時(shí)間段,但整體熱輻射水平與前幾次實(shí)驗(yàn)相當(dāng),輻射對(duì)周?chē)鷾囟葓?chǎng)的影響也相當(dāng),輻射數(shù)值如圖3.34所示。

圖3.34 第三次實(shí)驗(yàn)熱輻射量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

(2)氣體污染成分檢測(cè)結(jié)果及分析

第三次燃燒開(kāi)始于14:59,當(dāng)時(shí)環(huán)境情況為:東北風(fēng),風(fēng)速<2m/s;燃燒大約持續(xù)5min,取樣3min,每5s一次測(cè)樣。地面近火源處氣體污染成分監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3.6。

表3.6 第三次燃燒實(shí)驗(yàn)CO濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果  單位:μL/L

①CO濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

由監(jiān)測(cè)結(jié)果可知,CO瞬時(shí)最高濃度1290μL/L,3min取樣過(guò)程中平均濃度154μL/L,通過(guò)與《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)CO一小時(shí)平均濃度限值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比較,其瞬時(shí)最高濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值161倍,平均值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值24倍(表3.7)。

表3.7 CO濃度超標(biāo)情況

②NO濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

由監(jiān)測(cè)結(jié)果(表3.8)可知,NO瞬時(shí)最高濃度5μL/L,3min取樣過(guò)程中平均濃度2μL/L,因?yàn)镹O在空氣中會(huì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2,可以將NO濃度視為油燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的NO2濃度,通過(guò)與《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)NO2一小時(shí)平均濃度限值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比較,NO2瞬時(shí)最高濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值51倍,平均值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值20倍(表3.9)。

表3.8 第三次燃燒實(shí)驗(yàn)NO濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果  單位:μL/L

表3.9 NO2濃度超標(biāo)情況

③SO2濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

由監(jiān)測(cè)結(jié)果(表3.10)可知,SO2瞬時(shí)最高濃度127μL/L,3min取樣過(guò)程中平均濃度19μL/L,通過(guò)與《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)SO2一小時(shí)平均濃度限值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比較,其瞬時(shí)最高濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值725倍,平均值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值108倍(表3.11)。

表3.10 第三次燃燒實(shí)驗(yàn)SO2監(jiān)測(cè)結(jié)果  單位:μL/L

表3.11 SO2濃度超標(biāo)情況

④HC濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

由監(jiān)測(cè)結(jié)果(表3.12)可知,HC在油盆點(diǎn)燃后1min20s達(dá)到瞬時(shí)最高濃度2298μL/L,3min取樣過(guò)程中平均濃度145μL/L,油燃燒過(guò)程中其產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物對(duì)周邊大氣環(huán)境具有一定程度的污染。

表3.12 第三次燃燒實(shí)驗(yàn)HC濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果  單位:μL/L

3.1.3.4 第四次實(shí)驗(yàn)

本次實(shí)驗(yàn)往4火盆各加注25L 0?柴油,最后再在4個(gè)火盆中合計(jì)加入1L汽油以作點(diǎn)火之用。于15:52點(diǎn)火,當(dāng)時(shí)風(fēng)速為1.4~1.6m/s,風(fēng)向北偏東0~30°。溫度傳感器及熱輻射傳感器布置同第三次實(shí)驗(yàn)。

(1)熱輻射及溫度數(shù)據(jù)分析

本次實(shí)驗(yàn)得到10個(gè)傳感器溫度數(shù)據(jù)如圖3.35所示。

圖3.35 第四次實(shí)驗(yàn)各溫度測(cè)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

從圖中可以看出,水平方向與垂直方向溫度的分布與前次實(shí)驗(yàn)相近,在垂直方面均表現(xiàn)出上下高、中間低的分布,在水平方向上溫度梯度呈現(xiàn)逐漸降低的分布。熱輻射量的變化也較為接近,但峰值略低,如圖3.36所示。

圖3.36 第四次實(shí)驗(yàn)熱輻射量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

(2)氣體污染成分檢測(cè)結(jié)果及分析

第四次燃燒開(kāi)始于15:52,當(dāng)時(shí)環(huán)境情況為:東北風(fēng),風(fēng)速<1.6m/s;燃燒持續(xù)約5min,取樣3min,每5s一次測(cè)樣。

①CO濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

由監(jiān)測(cè)結(jié)果(表3.13)可知,CO瞬時(shí)最高濃度744μL/L,3min取樣過(guò)程中平均濃度154μL/L,通過(guò)與《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)CO一小時(shí)平均濃度限值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比,其瞬時(shí)最高濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值93倍,平均值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值19倍(表3.14)。

表3.13 第四次燃燒實(shí)驗(yàn)CO濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果  單位:μL/L

表3.14 CO濃度超標(biāo)情況

第二次實(shí)驗(yàn)因?yàn)闅怏w采樣意外中斷,數(shù)據(jù)無(wú)法取用,所以將第三次與第四次實(shí)驗(yàn)的CO濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果相比較(見(jiàn)圖3.37)。在火盆點(diǎn)火后CO濃度逐漸上升,其中第三次實(shí)驗(yàn)中CO在燃燒開(kāi)始后1min30s左右達(dá)到排放峰值,第四次實(shí)驗(yàn)中CO在燃燒開(kāi)始后2min左右達(dá)到排放峰值,隨后開(kāi)始隨火勢(shì)減弱而下降,兩次實(shí)驗(yàn)油量燃燒的油量一樣,CO產(chǎn)生規(guī)律基本一致;或因風(fēng)向變化導(dǎo)致氣體采樣的不同,在第四實(shí)驗(yàn)中CO的峰值只有第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)的1/2。

圖3.37 第三次與第四次實(shí)驗(yàn)中CO濃度變化趨勢(shì)

②NO濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

由監(jiān)測(cè)結(jié)果(表3.15)可知,NO瞬時(shí)最高濃度7μL/L,3min取樣過(guò)程中平均濃度2μL/L,通過(guò)與《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)NO2一小時(shí)平均濃度限值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比較,NO2瞬時(shí)最高濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值72倍,平均值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值20倍(表3.16)。

表3.15 第四次燃燒實(shí)驗(yàn)NO濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果  單位:μL/L

表3.16 NO2濃度超標(biāo)情況

將第三次與第四次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較(圖3.38),兩次實(shí)驗(yàn)均在火盆點(diǎn)火30s后開(kāi)始有NO檢出,并在燃燒開(kāi)始大約1min30s后達(dá)到排放峰值,隨后隨著火勢(shì)減弱開(kāi)始下降,說(shuō)明在燃燒過(guò)程中NO具有其規(guī)律性。

圖3.38 第三次與第四次實(shí)驗(yàn)中NO濃度變化趨勢(shì)

③SO2濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

由監(jiān)測(cè)結(jié)果(表3.17)可知,SO2瞬時(shí)最高濃度8μL/L,3min取樣過(guò)程中平均濃度3μL/L,通過(guò)與《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)SO2一小時(shí)平均濃度限值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比較,其瞬時(shí)最高濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值46倍,平均值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值17倍(表3.18)。

表3.17 第四次燃燒實(shí)驗(yàn)SO2濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果  單位:μL/L

表3.18 SO2濃度超標(biāo)情況

將第三次與第四次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較(圖3.39),第三次實(shí)驗(yàn)中,SO2在火盆點(diǎn)火后不久開(kāi)始檢出,并在大約1min20s后達(dá)到排放峰值,超過(guò)120μL/L,隨后迅速下降;而在第四次實(shí)驗(yàn)中,SO2的濃度雖有起伏,但基本穩(wěn)定在8μL/L以下。

圖3.39 第三次與第四次實(shí)驗(yàn)中SO2濃度變化趨勢(shì)

④HC濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果

由監(jiān)測(cè)結(jié)果(表3.19)可知,HC在火盆點(diǎn)燃后1min45s達(dá)到瞬時(shí)最高濃度440μL/L,3min取樣過(guò)程中平均濃度66μL/L,油燃燒過(guò)程中其產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物對(duì)周邊大氣環(huán)境具有一定程度的污染。

表3.19 第四次燃燒實(shí)驗(yàn)HC濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果  單位:μL/L

將第三次與第四次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比(圖3.40),第三次實(shí)驗(yàn)中,HC在火盆點(diǎn)火后不久開(kāi)始檢出,并在大約1min20s達(dá)到排放峰值,超過(guò)2200μL/L,隨后迅速下降;而在第四次實(shí)驗(yàn)中,HC的濃度的上升較曲線(xiàn)較為平緩,在燃燒1min45s達(dá)到排放峰值440μL/L。

圖3.40 第三次與第四次實(shí)驗(yàn)中HC濃度變化趨勢(shì)

⑤高空監(jiān)測(cè)結(jié)果

在第二次和第三次實(shí)驗(yàn)中,因?yàn)橄儡?chē)處于上風(fēng)向,儀器采樣頭未進(jìn)入煙氣區(qū),沒(méi)有得到監(jiān)測(cè)結(jié)果。在第四次實(shí)驗(yàn)中,將消防車(chē)調(diào)整到下風(fēng)向位置,距離火盆上方約30m處,儀器采樣頭進(jìn)入煙氣區(qū),順利采集到樣品。其中CO最大值為5.5μL/L,NOx和SO2基本上未檢出。在空中通過(guò)消防云梯采樣得到的煙氣樣品中,SO2濃度和CO瞬時(shí)最大濃度均符合《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095—2012)一小時(shí)平均濃度限值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),在火焰上方污染物影響不明顯,見(jiàn)表3.20。

表3.20 CO、SO2及NOx的監(jiān)測(cè)結(jié)果

因監(jiān)測(cè)高度較高,在開(kāi)放條件下污染物的擴(kuò)散與稀釋非常迅速,同時(shí)本實(shí)驗(yàn)燃燒的油品為成品油,其中所含雜質(zhì)較少,因此距火源較遠(yuǎn)處污染物的濃度較低。但在油庫(kù)中,除了成品油之外還有大量附油,附油大都以重油為主,雜質(zhì)較多,其在火災(zāi)過(guò)程中所產(chǎn)生污染物種類(lèi)、數(shù)量及其污染效應(yīng)留待下一步實(shí)驗(yàn)研究分析。

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