TRA BÌNH CHỨA TRÊN MẶT ĐẤT
Scott A. Stookey
City of Austin Fire Department, Austin, Texas
I. GIỚI THIỆU
Phải có sự chấp thuận của cơ quan có thẩm quyền (AHJ) trước khi lắp đặt bể chứa trên mặt đất. Điển hình đây là cảnh sát cứu hỏa địa phương hoặc thanh tra cứu hỏa. Có thể cần phải có sự chấp thuận của các cơ quan khác nhau. Ví dụ, một số khu vực pháp lý yêu cầu các cơ quan phòng cháy chữa cháy, khoanh vùng và bảo vệ môi trường xem xét thiết kế cho một bể chứa trên mặt đất (AST) trước khi phê duyệt được cấp.
Thiết kế lắp đặt bể chứa trên mặt đất có thể cần được giám sát bởi kỹ sư chuyên nghiệp đã đăng ký. Khả năng chịu tải của nền bể, tính tồn vẹn của ngăn thứ cấp, vật liệu và phương pháp sử dụng để xây dựng hệ thống đường ống cần được kỹ sư chuyên nghiệp xem xét. Các cơ quan có thể yêu cầu kỹ sư niêm phong bản vẽ thiết kế, thông số kỹ thuật và báo cáo thử nghiệm đường ống.
Phải xem xét vị trí đặt bể chứa. Các cơ quan cứu hỏa được cấp vĩ độ rộng trong việc quyết định vị trí và loại bể mà họ có thể cho phép. Luật liên bang và các quy định sử dụng đất địa phương có thể hạn chế vị trí đặt bể chứa. Bể chứa phải ở vị trí mà lực lượng phịng cháy chữa cháy có thể tiếp cận và có nguồn cung cấp nước cho hoạt động chữa cháy.
Các tiêu chuẩn về cháy nổ quy định rằng các bể chứa trên mặt đất phải được cung cấp một số tính năng và kiểm sốt an tồn. Các kế hoạch thiết kế và thơng số kỹ thuật cho việc lắp đặt bể chứa phải đề cập đến việc cung cấp các ngăn thứ cấp, lỗ thông hơi cho bể chứa, ngăn ngừa quá mức - và bảo vệ bể khỏi bị hư hỏng.
Chương này được chia thành hai phần: Rà soát và Kiểm tra Kế hoạch. Phần xem xét kế hoạch sẽ hỗ trợ các nhà thiết kế và người kiểm tra kế hoạch bằng cách giải thích một số mối quan tâm cần giải quyết
trước khi có thể lắp đặt một bể chứa. Một số vấn đề này bao gồm cân nhắc sử dụng đất, lỗ thông hơi cho bể chứa, ngăn chặn thứ cấp và đánh giá thiết bị điện ở vị trí nguy hiểm. Phần thứ hai của chương giải thích các vấn đề kiểm tra quan trọng đối với các bể chứa mới trên mặt đất. Các lĩnh vực quan tâm đáng kể bao gồm bảng tên bể, lỗ thông hơi khẩn cấp, kiểm tra chức năng của một số bộ phận nhất định và kiểm tra tính tồn vẹn của bể và đường ống. Sau khi AST được lắp đặt, nó nên được kiểm tra hàng năm để xác định tình trạng và trạng thái hoạt động của nó. Một phần liên quan đến kiểm tra bảo dưỡng AST được bao gồm.
Chương này giải thích các bước thiết yếu để lắp đặt một bể chứa trên mặt đất dựa trên các yêu cầu của quy định cháy nổ mẫu. Bốn bộ luật cứu hỏa mẫu ở Hoa Kỳ quy định việc lưu trữ và sử dụng các chất lỏng dễ cháy và dễ bắt lửa. Một nỗ lực đang được tiến hành để hợp nhất bốn quy định này thành một quy định chữa cháy duy nhất - Bộ luật cứu hỏa quốc tế - ấn bản đầu tiên của bộ luật này dự kiến xuất bản vào năm 2000. Bộ luật cứu hỏa quốc tế là một nỗ lực hợp tác giữa các thành viên của Bộ luật cứu hỏa thống nhất, miền Nam Bộ luật Phòng cháy, Bộ luật Phòng cháy của Cán bộ và Quản trị viên Tòa nhà (BOCA), các ngành được quản lý và các tổ chức liên quan. Bộ luật Phòng cháy chữa cháy Quốc tế sẽ bao gồm các yêu cầu bắt nguồn từ thuật ngữ có trong ba mẫu quy định phịng cháy chữa cháy và tham chiếu hầu hết các điều khoản được tìm thấy trong các tiêu chuẩn của Hiệp hội Phòng cháy Chữa cháy Quốc gia (NFPA).
Các bể chứa trên mặt đất thường chứa các chất lỏng dễ cháy và dễ bắt lửa. Việc chỉ định chất lỏng là “dễ cháy” hoặc “dễ bắt lửa” dựa trên nhiệt độ điểm chớp cháy và nhiệt độ sơi của nó. Điểm chớp cháy chỉ là một trong số các đặc tính phải được xem xét để đánh giá mức độ nguy hiểm về tính dễ cháy tổng thể của vật liệu; cơ quan quản lý sử dụng phép đo để phân loại chất lỏng là dễ cháy hoặc dễ bắt lửa. Chất lỏng dễ cháy có nhiệt độ chớp cháy thấp hơn 100 ° F; chất lỏng dễ cháy có nhiệt độ chớp cháy bằng hoặc lớn hơn 100 ° F. Việc kiểm tra điểm chớp cháy của chất lỏng phụ thuộc vào thiết bị và có thể khơng đại diện cho nhiệt độ tối thiểu tuyệt đối mà tại đó vật liệu có thể phát ra hơi dễ cháy. Hệ thống phân loại được sử dụng trong các quy định và tiêu chuẩn mẫu của Hoa Kỳ được trình bày trong Bảng 3.
Bảng 3. Xếp hạng các mã cháy cho chất lỏng dễ cháy
ClassiỈcation
Class I-A Øammable liquid Class I-B Øammable liquid Class I-C Øammable liquid
Class II combustible liquid less
Class III-A combustible liquid less
AI. Rà soát kế hoạch bể lưu trữ trên mặt đất A. Quy định sử dụng đất
1) Yêu cầu về Bộ luật Phòng cháy mẫu
Dự thảo Bộ luật Phòng cháy Quốc tế, Bộ luật Phòng cháy Thống nhất năm 1997 và Bộ luật Phòng cháy Chữa cháy miền Nam 1997 cho phép giới chức cứu hỏa hạn chế kích thước, quy định vị trí hoặc cấm lắp đặt các bể chứa trên mặt đất. Một ví dụ về quy định sử dụng đất như vậy được tìm thấy trong Bộ luật Phịng cháy thống nhất, Mục 7902.2.2.1. Quy định này cho phép đội trưởng cứu hỏa thiết lập các địa điểm có thể lưu trữ chất lỏng Loại I và II. Chất lỏng loại I và II có nhiệt độ chớp cháy trong cốc kín thấp hơn 140 ° F. Một số khu vực pháp lý có thể cấm lắp đặt các bể chứa trên mặt đất. Trong các trường hợp khác, việc chấp thuận lắp đặt bể chứa trên mặt đất chỉ có thể được cấp sau khi có đủ thơng tin chứng minh với đội trưởng đội cứu hỏa rằng rủi ro an tồn AST khơng lớn hơn bể chứa dưới đất. Các cơ quan có thể giới hạn kích thước và vị trí của các bể bằng cách sử dụng luật phân vùng của địa phương. Ví dụ, có thể chấp nhận được việc đặt một bể chứa trên mặt đất trong một khu cơng nghiệp, nhưng việc đặt nó gần khu dân cư hoặc khu chung cư có lẽ là khơng thể chấp nhận được. Các giải thích sẽ khác nhau giữa các khu vực pháp lý; do đó, người xin giấy phép nên sớm liên hệ với viên chức cứu hỏa trong quá trình lựa chọn bể. Một cuộc thảo luận ban đầu với quan chức cứu hỏa sẽ trả lời một số câu hỏi chính:
Liệu thẩm quyền có cho phép các bể chứa trên mặt đất khơng?
Có được phép đặt bể chứa trên mặt đất tại vị trí được đề cập khơng? Loại bể chứa trên mặt đất nào được chấp nhận?
Các yêu cầu về quy định chống cháy đối với bể chứa trên mặt đất là gì?
Có luật hoặc quy tắc địa phương hoặc tiểu bang nào khác quy định việc lắp đặt và vận hành bể chứa trên mặt đất khơng?
2) Luật phân vùng
Chính quyền địa phương thơng qua luật quy hoạch và phát triển đất đai. Luật phân vùng quy định kích thước, loại, cấu trúc, tính chất và việc sử dụng đất hoặc các tòa nhà. Các quy định này sẽ khác nhau tùy theo cộng đồng và có thể cấm lắp đặt AST hoặc hạn chế kích thước và vị trí của nó dựa trên quy hoạch của khu nhà. Trong một số trường hợp, cần có một cuộc điều trần cơng khai trước khi ủy ban quy hoạch hoặc quy hoạch địa phương trước khi có thể lắp đặt bể chứa.
Phiên điều trần công khai cung cấp cho công dân một địa điểm để giải thích mối quan tâm của họ về việc lắp đặt được đề xuất. Các chuyên gia thiết kế nên xác định các yêu cầu sử dụng đất đối với cộng đồng và cách họ sẽ điều chỉnh việc lưu trữ các vật liệu nguy hiểm trên mặt đất.
Hình 5.Việc đặt một bể chứa trên mặt đất trong một khu vực đơ thị đơng đúc, tắc nghẽn có thể khơng được chấp nhận. AST này đã được cài đặt tạm thời. Một cuộc kiểm tra tuân thủ quy định cho thấy rằng bể chứa trên mặt đất không được liệt kê, không được trang bị một lỗ thông hơi khẩn cấp, và
thiếu ngăn thứ cấp.
3) Yêu cầu của Cục Nhà ở và Phát triển Đô thị
Bộ Nhà ở và Phát triển Đô thị Hoa Kỳ (HUD) có các quy định hạn chế vị trí của các bể chứa trên mặt đất gần các khu vực sử dụng tiền liên bang để phát triển nhà ở và đô thị. Việc xác định AST trong một khu vực mà các tịa nhà được xây dựng, cải tạo, hiện đại hóa hoặc chuyển đổi với sự hỗ trợ tài chính của HUD yêu cầu đánh giá để đảm bảo rằng có một khoảng cách thích hợp giữa bể chứa và khu vực quan tâm. Quy định (Xác định các dự án do HUD hỗ trợ gần các hoạt động nguy hiểm Xử lý nhiên liệu hoặc hóa chất thơng thường có tính chất dễ nổ hoặc dễ cháy) được tìm thấy trong Tiêu đề 24, Phần 51 của Bộ luật Quy định Liên bang. Quy định được thiết lập vào năm 1984 theo Đạo luật Phát triển Nhà ở và Cộng đồng năm 1968, 1969 và 1974. Mục đích của quy định cụ thể này là:
Thiết lập các tiêu chuẩn an tồn có thể được sử dụng làm cơ sở để tính tốn khoảng cách tách biệt có thể chấp nhận được cho các dự án do HUD hỗ trợ khỏi các hoạt động nguy hiểm, cố định, cụ thể, lưu trữ, xử lý hoặc xử lý các chất độc hại
Cảnh báo cho những người chịu trách nhiệm về việc lựa chọn các dự án do HUD hỗ trợ về những nguy hiểm tiềm tàng vốn có khi các dự án đó nằm trong vùng lân cận của các hoạt động nguy hiểm đó
Cung cấp hướng dẫn để xác định những hoạt động nguy hiểm phổ biến nhất
Cung cấp hướng dẫn kỹ thuật cần thiết để đánh giá mức độ nguy hiểm dự kiến do nổ và bức xạ nhiệt (cháy)
Cung cấp hướng dẫn kỹ thuật cần thiết để xác định khoảng cách có thể chấp nhận được với các mối nguy hiểm đó
Các u cầu khơng xem xét các tác động độc hại của vật liệu nguy hiểm hoặc các sản phẩm phụ từ q trình đốt cháy của nó.
Quy định định nghĩa '' mối nguy hiểm "là" bất kỳ vật chứa cố định nào chứa, xử lý các chất độc hại có tính chất dễ nổ hoặc dễ cháy. " Thuật ngữ “nguy hiểm” không bao gồm các đường ống được lắp đặt dưới lịng đất hoặc theo Đạo luật An tồn Đường ống Liên bang. Quy định này miễn trừ các bồn chứa có dung tích từ 100 gal trở xuống khi chúng chứa nhiên liệu lỏng thông thường, chẳng hạn như xăng và dầu hỏa. Các bể chứa ngầm (UST) được loại trừ khỏi các yêu cầu. Loại trừ này cũng được áp dụng khi xe bồn đổ đầy UST tại các trạm dịch vụ xăng dầu. Quy định này không áp dụng đối với các bể chứa nhiên liệu-dầu ngầm hoặc trên mặt đất. Tuy nhiên, quy định áp dụng cho sà lan, tàu thủy, xe bồn đường sắt và xe bồn được chất hoặc dỡ hàng tại ASTM cố định. Bảng 2 liệt kê các sản phẩm dầu mỏ và hóa chất cụ thể được xác định là nguy hiểm trong 24 Bộ luật Quy định Liên bang (CFR) 51.201.
Bảng 4. Các vật liệu độc hại bởi 24 CFR 51.201
Acetic acid Acetic anhydride Acetone Acrylonitrile Amyl acetate Amyl alcohol Benzene Butyl acetate Butyl acrylate Butyl alcohol Carbon bisulỈde
Quy định yêu cầu một khoảng cách thích hợp (ASD) giữa mối nguy hiểm và một dự án do HUD hỗ trợ. ASD là “khoảng cách thực tế mà việc nổ hoặc cháy của một mối nguy hiểm khơng có khả năng làm cho cấu trúc hoặc cá thể phải chịu áp suất vụ nổ hoặc mức thông lượng bức xạ nhiệt vượt quá tiêu chuẩn an toàn trong 24 CFR 51.203.” Các bể chứa trên mặt đất được thiết kế để lưu trữ vật liệu ở áp suất khí quyển, vì vậy quy định hạn chế việc đánh giá chúng về mối đe dọa cháy. Mức bức xạ nhiệt (còn được gọi là “thông lượng bức xạ nhiệt”) được đo và biểu thị bằng đơn vị công suất trên một đơn vị diện tích của vật nhận năng lượng.
Các u cầu về an tồn bức xạ nhiệt trong 24 CFR 51.203 là:
Mức thông lượng bức xạ nhiệt cho phép đối với các cơ sở ngồi trời, khơng được bảo vệ hoặc các khu vực tập trung không được vượt quá 450 BTU / ft2/ giờ
Cấu trúc bằng gỗ, rèm cửa sổ và cây cối nói chung sẽ bốc cháy khi tiếp xúc trong một thời gian tương đối dài với mức thông lượng bức xạ nhiệt khoảng 10.000 BTU / ft2/ giờ. Ở cường độ đó, mất khoảng 15 đến 20 phút để một cấu trúc bằng gỗ bốc cháy. Giá trị 10.000 BTU / ft2/ giờ dựa trên sự bắt lửa của các cấu trúc bằng gỗ trên địa hình bằng phẳng.
Con người tiếp xúc với mức bức xạ nhiệt 1.500 BTU / ft2/ giờ gây ra cơn đau không thể chịu đựng được sau 15 giây. Tiếp xúc lâu hơn dẫn đến phồng rộp, tổn thương da vĩnh viễn và có thể tử vong. Xét trong khoảng thời gian tương đối ngắn, 15 giây này, rất có thể những người bị suy giảm khả năng vận động, trẻ em hoặc người già sẽ không thể ẩn náu kịp thời. Do đó, các yêu cầu của HUD đối với các khu vực ngồi trời khơng được bảo vệ, nơi mọi người tụ tập bị giới hạn ở thông lượng bức xạ nhiệt 450 BTU / ft2/ giờ. Tiếp xúc với mức bức xạ nhiệt này trong một thời gian dài có một tác động bất lợi hạn chế — giống như cháy nắng nặng. Các khu vực ngồi trời khơng được bảo vệ như cơng viên, khơng gian mở hoặc sân chơi phải được đặt ở khoảng cách xa với mối nguy hiểm tiềm ẩn để mức thông lượng bức xạ không vượt quá 450 BTU / ft2/ giờ.
ASD dựa trên diện tích của đê bao quanh bể. Khu vực đê bao là chu vi của một không gian chứa nước tạo thành một rào cản đối với chất lỏng chảy theo một hướng khơng định trước. Khu vực đê có thể phục vụ một hoặc nhiều bể. Quy định này không đề cập đến việc sử dụng các bể chứa có ngăn thứ cấp tích hợp. Nếu sử dụng bể chứa thứ cấp được liệt kê, thì khu vực đê có thể là lớp vỏ bên ngoài của bể. Một cách thận trọng hơn đối với các bể chứa thứ cấp được liệt kê là xác định ASD gây ra bởi đám cháy bể chứa chất lỏng do các hoạt động giảm tải từ một xe bồn. Bởi vì các khu vực giảm tải thường khơng được chứa, khu vực tràn sẽ lớn hơn. Sự cố tràn lớn hơn gây ra cháy hồ bơi lớn hơn; do đó, ASD sẽ lớn hơn. HUD khuyến cáo rằng nên đổ toàn bộ lượng chứa trong thùng chứa 10.000 gal. xe bồn được xem xét khi tính tốn an tồn cho các khu vực có xe tải hoặc dỡ hàng.
Cần tính tốn diện tích đê để có được chiều rộng đám cháy, đối với các bể chứa trên mặt đất là đường kính của quả cầu lửa hoặc bể chứa lửa. Chiều rộng cháy được sử dụng trong quy định này dựa trên căn bậc hai của diện tích đê hoặc:
Chiều rộng đám cháy và các khu vực đê được sử dụng để tìm ASD từ các tòa nhà và bảo vệ mọi người khỏi bị thương. Bảng 3 quy định các khoảng cách phân cách có thể chấp nhận được đối với các khu vực