液化石油气储罐区火灾爆炸事故分析与危险控制

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net ‘续鑫剥掌薄帘 , 安全 的 年第 了期 液化 石 油 气储雄区火 灾 爆炸事故 舍析 与 危险控制 胡广 变 中国劳动关 系学院 【摘要 】 针对液化石 油气堆区的火灾 、 爆炸危险性进行分析和辨识 运 用重大事故模拟方法 , 对某液化 石 油气堆区火灾 、 爆炸辛故的拳故范围 半径 进行模拟 根据模拟结果 , 提 出了预 防罐 区火灾 、 爆炸事故的 控制 。 【关健词 】 液化石 油气 火灾 爆炸 液化石油气 作为一种运输和使用方便的 清洁能源 , 被广泛地应用于工业生产和人民生活中 。 液化石油气 主要是由丙烷 、 丙稀 、 丁烷 、 丁 烯等烃类的混合物组成 , 具有易燃易爆的特性 , 在其 生产 、 贮运和使用过程中极易引起爆炸火灾事故 , 尤 其在液化石油气站的贮罐区 , 贮罐集中且贮量大 , 一 旦设备由于质最问题 、 腐蚀作用 、 机械碰撞 、 操作失 误等原因发生泄漏 , 又未及时采取有效措施的话 , 易 引起火灾 、 爆炸 、 中毒事故 。 式中 , , , 一 , 叭 —每 种危险物 质实际 存 在 最 , 口, , 口 , ⋯ , 口。 —与各危险物质相对应的生产 场所或贮存区的临界 , 。 的主要性质如表 衰 主要成分的部分理化参数 ’ 根据 重大危险源辨识 》 一 的 规定 重大危险源为长期或临时生产 、 加工 、 搬运 、 使用或贮存危险物品 , 且危险物品的数量等于或超过 临界 的单元 。 单元内存在危险物质的数量根据处理 物质种类的多少区分为以下两种情况 单元内存在的危险物质为单一品种 , 则该物 质的数 即为单元内危险物质的总量 , 若等于或超过 相应的临界量 , 则定为重大危险源 。 单元内存在的危险物质为多品种时 , 按公式 计算 , 若满足式 , 则定为重大危险源 主主要成分分 液态态 沸点点 闪点点 爆炸下限限 爆炸上限限 燃烧热热 比比比重重 ℃ ℃ 丙丙烷 、 丙稀稀 一 一 丁丁烷 、 丁烯烯烯烯烯烯烯烯 — —十 ⋯口 口 李去 之 急 。 液化石油气与空气混合气的着火能 很低 , 为 · 一 。 液化石油气的闪点低 , 在常温常 压下液化石油气极易挥发 , 遇空气后体积迅 速扩大 倍 一 ” 倍 , 由于其相对密度较空气高 , 故易于 在低洼处积聚 , 或沿地表扩散 , 遇 火源即会发生燃 烧 、 爆炸 。 液化石油气燃烧热值高 , 爆炸速度快 , 形 成的热辐射和超压威力大 , 破坏性强 , 易造成人员伤 亡和设备损坏 。 事故分类〔 舀 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 按全 闭 年第 期 哮身绷弱渊献 , 蒸气云爆炸 蒸气云爆炸 是由于气体或易于挥发的液 体燃料的大量快速泄漏 , 与周围空气混合形成覆盖范 围很大的 “ 预混云 ” , 在某一有限制空间遇点火源而 导致的爆炸 。 液化石油气通常储存在常温加压下 , 若 由于受外界冲击或碰撞 、 罐壁腐蚀 、 设备本身质量问 题或操作失误而引起泄漏 , 泄漏出的液化气体与周围 空气混合 , 形成蒸气云 。 液化石油气的点火能量很 低 , 而且由液体转化为气体的体积膨胀系数很大 , 一 旦形成蒸气云则影响面积大 。 沸腾液体扩展蒸气爆炸 导致 的主要原因包括外来火焰包围 、 热 辐射冲击 火灾 、 太阳 、 外来撞击 、 贮罐破裂 、 管 线泄漏 、 槽罐火灾 、 贮罐腐蚀泄漏 、 管线破裂 低 温 、 撞击 、 阀门泄漏等因素 , 其中大 多数 的发生是由于外来热辐射作用使得容器内 处于 过热状态 , 容器内压力超过对应温度下材料的爆炸压 力 , 导致容器发生灾难性的失效 , 容器内 发生 爆炸性气化而快速泄放 , 即 的发生 。 池火灾 由于超载或雷击等原因导致 泄漏 , 或流出 的液体还来不及蒸发 , 而形成液池 , 遇到火源引起池 火灾 。 池火灾产生的火焰强烈热辐射对周围人 员和设 备有危害 。 事故后果模拟方法阁 蒸气云爆炸模型 当量计算 重伤半径 △ 二 一 一 一 一 一 二 了 △ 二 尸。 式中 △ —冲击波超压 , —爆源总能量 , , , , 尹。 —大气压力 , 取 。。 轻伤半径 △ 二 一 、 一 一 二 了 △尸 二 尹。 沸腾液体扩展蒸气爆炸模型 火球半径 二 含 火球持续时间 当伤 害 几 率 一丁 “ 二 , 于 时 , 伤 害 百 分 数 ’ 死亡 、 一度 、 二度烧伤及烧毁 财物 , 都以 二 定义 。 死亡热通量 , 二 一 ‘ , 户 重伤热通量 二 一 ‘, 罗 二 平 口 轻伤热通量 式中 —地面爆炸系数 , —蒸气云的 当量 , 孔 —蒸气云中燃料的总质量 , —蒸气云当量系数 , 取 口 —燃料的燃烧热 , , — 的爆热 , , 取 , 二 。 死亡半径 刀 , , 二 一 , 死亡 、 重伤 、 轻伤半径 。, 二 , 。 一 尺 百 式中 —火球半径 , 。 —火球表面的辐射通 里 , , 圆柱罐 取 —目标到火球中 产合的水平距离 , 。 二 刀 某单位 储罐区共有 个 的卧式圆柱 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 呀 月 身到满箔翰 , 仪封 阅 年第 期 罐 , 储存 量共为 。 二 , 。 ‘ 碑 ⋯ 一 刀 一 一 ‘,‘‘产。﹄‘ 圈 卧式圆柱 分布圈 危险源辨识 《重大危险源辨识 》 一 石油气 爆炸下限 的贮存区临界量为 , 因此根据 以上数据 , 确定该液化石油气储罐区为重大危险源 。 , 大事故模拟 蒸气云爆炸 乃 。 洲仁 圈 丫一 一 一 一 一、一 、一 、一 一 一 份﹄芝︶田艰峨吸 之 一 一 一 一 占 一 扣 , 沙二 。 石, 了卜‘ 匕 一 。 、 ‘ , 占 , 一 小 离爆炸火球表面距离 燕气云娜炸超压在空间的分布 当量计算 外 , 平 二 口 , 二 死亡半径 一二 里里丝工 。 ‘ ” 沸腾液体扩展蒸气爆炸 二 二 火球半径 尺 二 告二 火球持续时间 二 告二 。 当伤 害 几 率 二 时 , 伤 害 百 分 数 二 一 氨 二 , 死亡一度 、 二“烧伤及烧毁 财物 , 都以 二 定义 。 死亡热通量 一 重伤半径 尺 △ 二 一 一 一 一 一 卫气 。。 了 △ 二 夕。二 。二 轻伤半径 丑 △夕 二 一 一 一 一 。 一一己万 二 了 △夕 二 夕。二 二 一 ‘。 重伤热通量 尸 二 一 一 ‘。全 奋二 轻伤热通量 二 一 ‘, 了 死亡 、 二 重伤 、 轻伤半径 , 二 。 ’ 一 一 丑 ’ , 号 通过计算机求解得 目触 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 仪封 印 年第 , 期 哮身黔剥掌药戒 , 死亡半径 重伤半径 轻伤半径 胜胜 氏氏一歹一 【【一厂一一一一一一一一一一一一 、一厂 一 入入 一 乡一一 一 一 一 一 一 ’ 一 一 ‘‘‘‘ 一入一一一一一一一一一一一一一 叹 、、、、、、、、、、、、 , 二一 一 三 一 丫丫泛 〔 一 ’’’’’’’’ 一一一一一一屯一一 一上一 抓 一 认止 卜扮肠 一一 址兰三三三味味味 ‘七二 , ‘‘‘‘ 月,‘,‘月呀,‘,‘︸托月片,‘,‘,飞飞︸、大,‘,山,‘、、六甘︸八﹄﹄八甘八曰︸八曰八︺ ︵、日、多名︶姗用寨 离姆炸火球表面距离 圈 热辐射通 在空间的分布曲线 一定数量的可燃物 、 氧化剂与点火能源三者同时 存在且发生相互作用是燃烧的必要条件 。 如果采取措 施避免或者消除上述条件就可以防止火灾或爆炸事故 的发生 。 消除或控制粉火源 凡与液化石油气相关的站区和环境要杜绝明 火 、 点火花和静电火花的产生 , 罐区内严禁明火 , 同 时注意防止静电产生 , 严格执行动火审批 对能 产生静电引起火灾或爆炸的储罐 、 管道要采取防静电 跨接和搭接措施 。 在储罐上应有可靠的防雷和防静电接地 , 接 地点不应少于 处 。 储罐内壁尽量不要有凸起物 , 为 了抑制放电 , 其凸起物的曲率半径应大于 。 大 型储罐内应设金属柱或栏杆 , 以便分离储罐内的电 场 , 采用此种措施能抑制因蒸汽带人的空间电荷导致 的危险性放电现象 。 控制可姗物 防止液化石油气泄漏形成爆炸性混合气体 , 特别是液化石油气输配过程应实施安全监护 。 罐区应 具有良好的通风条件 , 不得有使液化气聚集 、 积存的 地方 。 站内的储罐 、 卸车台等是可能发生气体泄漏的 场所 , 应设置可燃气体浓度检测报警及 自动切断装 置 。 在储罐上应设置喷淋水冷却装置和灭火用的 喷水设备 。 采用固定式喷淋水冷却时 , 喷洒水强度应 不小于 · , 其供水压力应不小于 一 , 喷头的位置应在保护范围内均匀分布 , 水花宜为梅花形状 。 贮罐的工作压力不能超过设计工作压力 , 当 罐内压力达到 时必须通过人工或自动控制启 动水泵进行喷淋冷却降温 。 加强 建立完善的安全生产制度和安全操作规程 罐区应设专兼职安全员 , 并由主管领导负责全站安全 工作 制定完善的事故应急救援 , 并定期演练 进行重大危险源建档 、 申报和安全评价工作 。 加强安全管理 , 制定相应的定期检查制度 。 定期检查储罐各密封点 、 焊缝及罐体有无渗漏 检查 储罐进出口 阀门 、 阀体及连接部位是否完好 检查罐 底 、 底板 、 圈板腐蚀情况 检查储罐基础及外形有无 变形 , 罐底是否凹陷和倾斜 。 压力容器要按规定定期 检验 。 按规定配足消防器材和设施 , 坚持经常检查 和巡查 对火灾隐患 , 要做到及时发观 、 及时整改 管理人员和操作人员要经过严格的岗位安全 , 并 经考试合格方可持证上岗 。 参考文献 〔 周 国泰 , 吕海燕 , 张海峰 危险化 学品安 全技术全 书 北京 化 学工 业 出版社 , 〔 张瑞华 液化石 油 气储雌火 灾爆炸模拟评价方 法研 究 消防科学与技术 , 一 〔〕刘铁 民 , 张 兴 凯 , 刘 功 智 安 全 评 价 方 法 应 用 指 南 北京 化 学工 业 出版社 , 【 〕王害保 , 李志 宪 , 王 秀风 , 王 林 先 液 化 石 油 气站 重 大危险 源 的 危 险 性 评 价 中 国 安 全 科 学学报 , 、 滋坛