（安全技术及工程专业论文）气体类危险货物铁路运输安全技术条件及运输能力分析与研究.pdf

中图分类号：x x x x u d c ：x x x x 学校代码：x x x x 密级：公开 北京交通大学 硕士学位论文 气体类危险货物铁路运输安全技术条件 及运输能力分析与研究 r e s e a r c ho nt h es e c u r i t yt e c h n i c a lc o n d i t i o n sa n d t r a n s p o r tc a p a c i t yo f t h eg a so f d a n g e r o u sg o o d st r a n s p o r t a t i o nb vr a i l 一，一一一 作者姓名：武小琪 导师姓名：杨月芳 学号：0 8 1 2 1 2 9 9 职称：副教授 学位类别：工学学位级别：硕士 学科专业：安全技术及工程 研究方向：铁路危险货物运输 北京交通大学 2 0 1 0 年6 月 致谢 本论文的工作是在我的导师杨月芳副教授的悉心指导下完成的，杨月芳副教 授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。杨月芳副教授学 识渊博、治学严谨、待人和蔼，在她的谆谆教导下让我在学习、工作及生活上不 断进步。在此衷心感谢两年来杨老师对我的关心和指导。 在实验室工作期间，李振江、王兴莉、王海星、高旭等老师对我的工作给予 了极大的支持和帮助；在撰写论文期间，杨翔、姜姗姗、杨雪、甄彦芳、宋著坚、 王成晓等同学对我论文中的理论研究工作给予了热情的帮助和鼓励。在此向他们 表达我的感谢之情。 另外也感谢家人，是他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。 我所取得的成绩与家人的培养和教育是密不可分的，在此向他们表示我由衷的感 激之情。 同时感谢百忙中审阅论文和评议答辩的各位老师，谢谢您们对莘莘学子们所 付出的辛勤劳动。 中文摘要 摘要：随着我国社会经济的迅猛发展、西部资源的大量开发和沿海地区化工基地 的建立，工业气体的需求在逐年增加。气体类危险货物在铁路运输过程中常采用 液化或压缩形式，使得气体类危险货物铁路运输相比较其他类危险货物运输在运 输过程中提出了更高的要求。如何保证气体类危险货物运输的安全则是重中之重。 本文在对国内外危险货物运输现状及相关内容分析的基础上，以气体类危险 货物的物理化学性质及运输危害性为出发点，围绕其运输安全技术条件、专用线 ( 专用铁路) 运输能力及运输技术设备协调性进行了如下研究： 首先，通过介绍气体类危险货物的定义及物理化学性质，分析其危害性，并 根据已发生的事故案例对在运输过程中可能发生的事故及原因进行了分析。 然后，查阅与气体类危险货物相关的规定及标准，从设备材料、安全距离等 方面对气体类危险货物运输安全技术条件进行梳理和整合，包括储罐条件、装卸 条件、铁路货车条件和安全防护条件。鉴于气体类危险货物的运输危害性较大， 对相关规则和标准中有差异的要求，从严处理。 第三，从铁路工程设计、气体危货特点及危险货物消防方法的角度，综合考 虑影响专用线( 专用铁路) 运输能力的有关因素，分析这些因素与运输能力之间 的关系、设计原则、设计方法及气体类危险货物对影响因素的特殊要求。设计方 法中对与计算运输能力相关的计算方法进行了梳理，并根据气体类危险货物专用 线( 专用铁路) 运输技术设备的特点进行改进和变量的统一。根据货物的存储能 力、货位能力、装卸线能力及货车运输能力，分析铁路专用线( 专用铁路) 可达 到的运输能力，并寻找限制运输能力的关键环节。 第四，在实际运输过程中，与运输能力相关的设备之间的协调性很难定量。 从系统的思想考虑，通过对问题的性质和要达到的总目标进行分析，建立气体类 危险货物专用线( 专用铁路) 运输技术设备协调性评价指标体系。运用模糊层次 分析法建立评价模型，对运输技术设备间的协调程度进行准确有效的分析。 最后，将运输能力分析及运输技术设备协调性评价应用于实例中国石化 中原石油化工有限公司专用铁路关于液化石油气运输能力研究中。 关键词：气体；危险货物：安全技术条件；运输能力；模糊层次分析法 分类号： a b s t r a c t a b s t r a c t ：w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc l l i n a s c i o e c o n o m i c ，l a r g en u m b e ro f w e s t e r nr e s o u r c e sd e v e l o p m e n ta n dt h ee s t a b l i s h m e n to fc o a s t a lc h e m i c a lb a s e , i n d u s t r i a lg a sd e m a n di n c r e a s i n gy e a rb yy e a r i nt h ec o u r s eo fr a i l w a yt r a n s p o r t , g a s e s a l el i q u e f i e da n dc o m p r e s s e d ，i t sn e e d sh i g h e rr e q u i r e m e n t st h a no t h e rs p e c i 豁o f d a n g e r o u sg o o d si nr a i l w a yt r a n s p o r t i nt h i st h e s i s ，b a s e do nt h ec u r r e n ts t a t u so f d a n g e r o u sg o o d st r a n s p o r t a t i o nb yr a i l ， a n dr e l a t e di s s u e si nd a n g e r o u sg o o d st r a n s p o r t a t i o na b r o a d , a n dt h e nb a s e do nt h e p h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t i e sa n dt r a n s p o r th a z a r d o u si ng a s e s ，t h i sr e s e a r c h i n v o l v e ss a f v t yt e c h n i c a lc o n d i t i o n si nr a i l w a yt r a n s p o r ta n dt h ea n a l y s i so ft r a n s p o r t c a p a c i t yi ns p e c i a lr a i ll i n e ，t h e ne v a l u a t et h ec o o r d i n a t i o no ft r a n s p o r tc a p a c i t y f i r s t , a n a l y z e dt h eh a r m f u l n e s so ft h eg a so fd a n g e r o u sg o o d sb yi n t r o d u c i n gi t s d e f i n i t i o na n dc h e m i c a la n dp h y s i c a lp r o p e r t i e s ，a n dt h ea c c i d e n t sa n di t sc a u s ed u r i n g t r a n s p o r tw e r ea n a l y z e da c c o r d i n gt ot h eo c c u r r e dc a s e s t h e n , a c c o r d i n gt o t h eg a so ft h ed a n g e r o u sg o o d sr e l e v a n tr e g u l a t i o n sa n d s t a n d a r d s ，t r a n s p o r t a t i o ns a f e t yt e c h n i c a lc o n d i t i o n sw h i c hi n c l u d es t o r a g et a n k , l o a d i n g a n du n l o a d i n gc o n d i t i o n s ，r a i l w a yf r i g h ta n ds e c u r i t yc o n d i t i o n sw e r ea n a l y z e da n d i n t e g r a t e di ne q u i p m e n tm a t e r i a l s ，s a f ed i s t a n c ea n d5 00 n c o n s i d e r i n gt h eg a so f d a n g e r o u sg o o d s s e r i o u sh a z a r d ，t h es t r i c tt r e a t m e n th a st ob ed o n et ou n i f o r ms a f e t y r e q u i r e m e n t s t 1 1 i r d , t h ei n f l u e n c ef a c t o r so ft h ep r i v a t er a i ll i n et r a n s p o r tc a p a c i t yw e r e c o n s i d e r e dc o m p r e h e n s i v e l yf r o mt h er a i l w a ye n g i n e e r i n gd e s i g n , g a sd a n g e r o u sg o o d s c h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ef i r em e t h o do fd a n g e r o u sg o o d s ，a n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h e s ef a c t o r sa n dt r a n s p o r tc a p a c i t y , t h es p e c i a lr e q u i r e m e n t so ft h ef a c t o r sb yt h ed e s i g n p r i n c i p l e ，d e s i g nm e t h o da n dd a n g e r o u sg o o dw e r ea n a l y z e d t h ep r i v a t er a i l l i n e t r a n s p o r tc a p a c i t ya n dt h ek e yl i m i t e dp o i n tw e r ea n a l y z e da c c o r d i n gt ot h ec a p a c i t yo f s t o r a g e ，r a c k , l o a d i n gl i n ea n df r e i g h tt r a n s p o r t a t i o n f o u r t h , i nt h ea c t u a lt r a n s p o r tp r o c e s s ，e q u i p m e n t sc o o r d i n a t i o nr e l a t e d t o t r a n s p o r t a t i o nc a p a c i t yi sh a r dt oq u a n t i f y t h ep f i v a t el i n ee q u i p m e n tc o o r d i n a t i o n e v a l u a t i o ni n d e xo fg a sd a n g e r o u sg o o d sw a se s t a b l i s h e db ya n a l y s i so ft h ep r o p e r t i e s a n dt h eg e n e r a lg o a lo ft h ei s s u e ，t h ef 也巧a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s sw a su s e dt o e v a l u a t et h et r a n s p o r t a t i o nt e c h n i c a le q u i p m e n tc o o r d i n a t i o nd e g r e ea c c u r a t e l y l 嬲t t h et r a n s p o r t a t i o nc a p a c i t ya n a l y s i sa n dt r a n s p o r tc o o r d i n a t i o ne v a l u a t i o n w e r ea p p l i e dt ot h el i q u e f i e dp e t r o l e u mg a s ( l p g ) t r a n s p o r t a t i o nc a p a c i t yo fc h i n a p e t r o c h e m i c a lz h o n g y u a no i lc h e m i c a lc o ，l t d p r i v a t er a i l w a y k e y w o r d s ：g a s e s ；d a n g e r o u sg o o d s ；s e c u r i t yt e c h n i c a lc o n d i t i o n s ；t r a n s p o r t c a p a b i l i t y ；f a h p c i a s s n o ： v 目录 中文摘要i i i a b s t r a c t i v 1 绪论1 1 1选题的意义1 1 2国内外研究现状综述。3 1 2 1 国内危险货物运输现状3 1 2 2 国外研究现状。5 1 2 3 国内研究现状6 1 3本文主要内容8 2气体类危险货物的性质及危害性分析9 2 1气体类危险货物9 2 2物理化学性质1 0 2 3运输过程的危害性分析1 0 2 4运输事故案例12 2 5运输中可能发生的事故及原因分析1 3 3 气体类危险货物运输安全技术条件分析一1 5 3 1 储罐1 5 3 2装卸条件1 6 3 2 1 铁路作业线1 6 3 2 2 栈桥1 8 3 2 3 装卸鹤管1 8 3 2 4 输送管道。1 9 3 2 5 压缩机2 0 3 2 6 泵2 0 3 2 7 轨道衡。2 1 3 3铁路货车2 2 3 4 安全防护条件一2 4 3 4 1 安全检测及报警设备。2 4 3 4 2 消防设施2 4 3 4 3 防雷设施2 8 3 4 4 防静电设施。2 8 3 4 5 劳动防护设施2 9 4气体类危险货物专用线( 专用铁路) 运输能力分析3 0 4 1问题的提出3 0 4 2专用线( 专用铁路) 运输能力影响因素分析3 0 4 2 1 货物的物理化学性质3 2 4 2 2 储罐3 2 4 2 3 铁路货车3 3 4 2 4 装卸作业线、存车线。3 5 4 2 5 装卸设备3 7 4 2 6 货物周转时间。3 9 4 2 7 调车机车4 0 4 2 8 气体类危险货物运输组织要求4 0 4 3专用线( 专用铁路) 运输能力4 1 4 3 1 货物存储能力4 2 4 3 2 货位能力4 2 4 3 3 装卸线能力4 2 4 3 4 货车运输能力。4 3 5气体类危险货物专用线( 专用铁路) 运输技术设备协调性评价4 4 5 1协调性评价指标体系的构建4 4 5 2协调程度综合评价4 5 5 2 1 评价方法选择4 5 5 2 2 模糊层次分析法的数学模型4 6 5 2 3 协调程度评价的算法步骤4 6 5 3 展望4 8 6 气体类危险货物专用线( 专用铁路) 运输能力研究实例应用4 9 6 1实例介绍。4 9 6 2专用铁路运输能力分析5 0 6 3专用铁路设备协调性评价。5 0 6 3 1 构建层次结构分析模型一5 0 6 3 2 构建判断矩阵5 1 6 3 3 权重计算5 3 6 3 4 建立评分准则5 3 一一6 3 5 计算综合分析结果5 4 7 结论5 6 参考文献5 8 作者简历6 0 独创性声明6 1 学位论文数据集6 2 lo 1 绪论 1 1选题的意义 危险货物是指具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蚀、放射性等危险特性，在 运输、储存、生产、经营、使用和处置中，容易造成人身伤亡、财产损毁或环境 污染而需要特别防护的物质和物品( 包括危险化学品) 。根据国家公布的危险货 物分类与品名编号( g b 6 9 4 4 ) 和危险货物品名表( g b l 2 2 6 8 ) ，铁路运输危险 货物按其主要危险性和运输要求共分为九大类，其中第二类为气体类危险货物。 随着我国社会经济的迅猛发展、西部资源的大量开发和沿海地区化工基地的 建立，化工产品种类不断更新，企业生产经营范围的不断扩大及化工类产品需求 的快速增长，危险货物的运输需求也在逐年递增。工业气体的发展速度较快、市 场份额增长迅速，是国民经济中发展较快的一个领域，我国的g d p 增长率为8 ， 而工业气体的增长率为1 2 。工业气体的迅速发展促使气体类危险货物的运输也 呈现逐年上升的趋势，如何保证它们的运输安全亟待解决。 铁路货物运输总的要求是安全、迅速、准时、经济、便利地运输货物，安全 是货物运输组织的基本要求【l 】。铁路危险货物是货物运输中的特别部分，气体类危 险货物运输由于其运输过程中对气体进行液化或者压缩，使得气体类危险货物铁 路运输相比较其他类危险货物运输的运输安全技术条件提出了更高的要求。 在我国铁路危险货物运输中，气体类危险货物均在铁路危险货物专用线( 专 用铁路) 进行装卸作业，因此铁路危险货物专用线( 专用铁路) 的运输安全技术 条件，是保证铁路危险货物运输安全的基础。运输气体类危险货物的专用线( 专 用铁路) 及共用单位的数量统计如图1 1 所示，约8 的专用线( 专用铁路) 和1 2 2 的专用线共用单位办理气体类危险货物铁路运输业务。 气体类危险货物具有易燃易爆及毒害性等特征，在运输过程中相对其他类危 险货物的运输事故后果更严重，在铁路运输过程中一直都受到很大的关注。由于 气体类危险货物不得在铁路站场进行装卸作业，气体类危险货物均在专用线( 专 用铁路) 上完成。化工企业在设计装卸作业区时更多的是从化工的角度进行设计， 并没有系统的从货物性质、消防设备、铁路运输要求等方面进行综合考虑，且设 计单位因参照的设计标准不同，导致化工企业间运输技术设备条件参差不齐、设 备配备不完整。因此，对气体类危险货物铁路运输安全技术条件进行系统的分析 和梳理是十分必要的。 一一一一一一一 注：根据【2 】统计得出 图l - 1 数量统计图 f 置g l - lt h es t a t i s t i c so f t h en u m b e r 铁路运输能力的计算为铁路运输生产能力提供评价标准，是定量化衡量运输 能力，确定能力加强和发展的重要依据。运输能力不仅是对能力利用水平的真实 计量和评价，而且能力的加强也是通过考虑系统能力利用中的薄弱环节来规划和 设计的。气体类危险货物铁路运输过程中所存在的问题： ( 1 ) 运输效率低 气体类危险货物运输铁路运输所使用的压力罐车具有装载量大、运输成本低 等特点，但由于编组质量不高、集结成列时间长、编组调车作业量大，使其铁路 运输受到限制和影响。 ( 2 ) 企业装卸设备能力不足 罐车一次装卸的车数与企业装卸设备不匹配时，便导致机车调车作业量及装 卸时间的增加、占用停车线，减慢装卸效率。随着国民经济的快速发展，企业对 物资运输的需求越来越强，装卸车量也越来越大，但是由于各站的装卸设备没有 太大的更新，专用线装卸车能力的饱和制约着装卸车效率的提高。装卸作业能力 紧张的问题逐渐成为制约铁路提高装卸车作业水平的突出“瓶颈”。 ( 3 ) 企业设备闲置浪费 我国铁路危险货物企业自备罐车有4 3 万辆，其中近6 千多辆为压力罐车。由 于受到企业自身需要、资源供给、装卸条件等原因的限制，大量的企业自备罐车 正被闲置，仅中国石油化工股份有限公司闲置的压力罐车就达1 2 0 辆之多。 ( 4 ) 企业效益受限 根据我国能源供需结构，使用铁路运输危险货物能够很好的发挥铁路中长距 离运输的优势。但由于受到装卸设备能力及铁路货车的限制，使得很多企业都选 择道路运输，不仅增加了运输成本也加大了运输危险性。 2 企业自备罐车存在到期定检、外排维修等诸多问题，自备罐车一旦闲置，将 会致使企业在闲置的自备罐车上的年开销费用很大。 ( 5 ) 能源物质流通能力低 根据“铁路危险货物运输资质及办理规定查询系统( 2 0 0 9 年版) 内的信息， 可看出气体类危险货物能源需求单位主要集中在华南和华东地区，西部地区多为 能源提供单位，具有我国经济结构和能源结构的特点。然而受到现有运输能力的 影响，气体类危险货物的运量提升缓慢。 研究专用线( 专用铁路) 运输能力，不仅对指导优化专用线( 专用铁路) 运 输组织过程提供了依据，还能通过寻找运输“瓶颈对既有条件进行改造来提高 铁路运行能力，并得到加速车辆周转、合理利用现有设备设施、增加铁路和企业 经济效益等多方面的益处。因此，如何计算专用线装卸作业设备运输能力及找出 限制运输能力提高的关键点就成了亟待解决的问题。 专用线( 专用铁路) 运输技术设备之间的相互协调性不仅单纯的反映设备间 的匹配，还影响货物在实际运输过程中可达到的运输能力。由于气体类危险货物 在专用线( 专用铁路) 周转过程中受到生产、销售、铁路多方面不平衡因素的影 响，这种设备间的协调关系很难定量。研究专用线( 专用铁路) 运输技术设备协 调性，对设备间的协调性进行评价对提高运输能力具有一定的指导作用。专用线 ( 专用铁路) 运输技术设备协调性越好，运输组织过程中所产生的不均衡运输现 象及运输技术设备的闲置浪费就越少，从而降低气体类危险货物运输过程中的危 害性并提高专用线、专用铁路可达到的运输能力。 本文正是从以上角度出发来解决问题，在保证气体类危险货物铁路运输技术 设备条件符合运输安全技术条件的基础上，对气体类危险货物铁路专用线( 专用 铁路) 运输能力进行分析与研究，建立运输技术设备协调性评价模型。以期提高 企业运输安全技术条件水平，解决现有运量受限、货运不均衡、设备闲置浪费等 现象。为企业危险货物运输安全技术条件及运输能力研究提供可行方案及参考。 因此，选定该题目是有研究价值和实际意义的。 1 2 国内外研究现状综述 1 2 1 国内危险货物运输现状 气体类危险货物属于危险货物九大类的第二类，其中2 3 个品名为铁路在运品 名，包括：乙烷、丙烷、正丁烷( 丁烷) 、异丁烷、乙烯、丙烯、丁烯( 丁烯、1 丁烯、2 - 丁烯) 、异丁烯、t - - 烯、戊二烯、四氟乙烯、二氟氯乙烷、氯乙烷、氯 3 乙烯、二甲醚、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、硅烷、液化石油气、碳五馏分、 液化烃。 目前，我国危险货物运量已达到近2 亿吨年( 占铁路货运总量的1 2 左右) ， 预计到2 0 2 0 年，铁路危险货物运量将达近6 亿吨年，日装车数将达3 5 0 0 0 多辆 3 1 。 危险货物运输作为货物运输中的特殊部分，其运输安全性及运输组织方法均受到 全世界范围内的广泛关注。我国铁路企业自备罐车装运的主要品名及罐车数量见 图1 2 ，图中液化石油气、丁二烯、液氨及丙烯为气体类危险货物，罐车数量占主 要运输品名罐车总量的1 3 4 ，可见气体类危险货物的压力罐车数量较大。 图1 2 企业自备罐车装运的主要品名及罐车数量 f i g l - 2t h en u m b e ro f t h em a i ng o o d st r a n s p o r ti nt h er a i l w a y - o w n e dt a l l k f a 自2 0 0 5 年起，我国铁路上开展了使用系统工程的方法对铁路专用线( 专用铁 路) 进行铁路危险货物运输安全综合分析的分析工作。从运输现场的技术条 件、安全状况及运输能力出发进行全面的综合分析，提出安全控制重点及安全薄 弱环节，监督运输企业完善运输安全技术条件并帮助其加强运输安全管理。 2 0 0 7 年，铁道部组织研发铁路危险货物运输安全监控系统，以建立完善 的货运安全保障系统，对铁路危险货物运输安全过程实施安全监控管理。通过铁 道部、铁路局、站段三级联网监控，对货物运输进行追踪、提供应急救援、决策 支持等。 现阶段，我国部分企业专用线( 专用铁路) 运输危险货物的运输设备不完善， 这些运输设备包括运输设备、存储设备、计量设备、安全检查设备、装卸设备及 消防设备等，而技术设备是保证专用线危险货物运输安全的重要物质基础。在危 4 险货物专用线中，只有规模和运量较大的企业配置了轨道衡，而部分企业专用线 没有自己的轨道衡，甚至缺少必要的标准计量设备，有安全隐患。 随着铁路危险货物运量的逐年增长，部分专用线( 专用铁路) 相继出现不均 衡运输的现象( 指在某一段时间内某种或多种品类的货物量到达卸车地点，超过 卸车设备能力和劳力组织等，造成待卸车辆严重积压) 。不断增加到卸车辆和集 中到达数量致使卸车效率降低，对车辆周转造成一定影响，直接影响装车任务和 排空任务的完成。如某钢铁公司随着生产的发展，到达及发送需求增多，但专用 线的装卸能力和装卸场地、货位及仓储没有同步提升，使得部分装卸能力紧张、 装卸货位不足、库存饱和，而部分装卸能力及货位空闲【4 】。 1 2 2国外研究现状 危险货物运输组织的权威机构联合国危险货物运输专家委员会制定了 关于危险货物运输的建议书规章范本( 以下简称规章范本) 【5 】，其中阐 述了气体危险货物的定义及一般要求、载运工具的实验要求、气体运输的特殊规 定等。 在规章范本第2 部分“分类 中，对气体进行了定义，并根据物理状态 将气体的运输状态分为了四类：压缩气体、液化气体、冷冻液化气体和溶解气体。 根据气体在运输中的主要危险性又将气体分为易燃气体、非易燃无毒气体和毒性 气体。对运输气体混合物的气体危险性先后顺序也做了要求。 规章范本中全面规定了危险货物罐车运输的安全技术条件，如在“危险 货物一览表 特殊规定里规定了一些危险品的特殊运输条件，在第4 部分“包装 规定和罐体规定 和第6 部分“容器、中型散货集装箱( 中型散货箱) 、大型容器、 便携式罐体、多元气体容器和散装货箱的制造和实验要求 中均包含了对罐车材 料、壁厚的规定。在第4 部分中，还对第二类危险货物的特殊包装的一般要求从 容器结构、检修、装货作业、安全阀的设计和制造进行了规定，并要求气体在需 要通过温度控制来稳定气体以防止产生危险超压时，运输条件必须得到主管当局 的批准。同时还规定了低压液化气体的最大装载率及计算公式。 在第5 部分“托运程序中，对气体类危险货物运输标签的规定：2 1 项易燃 气体标记为红色，2 2 项非易燃液体标记为绿色，2 3 项毒性气体标记为白色。对 气体类危险货物做了详细的分类并对气体容器的制造和试验提出了要求。在关 于危险货物运输的建议书中，对气体的包装规范做了相应的要求。 一依据联合国规章范本的规定，欧洲铁路运输中心局( o c t i ) 制定了国 际铁路运输危险货物规则( r d ) ，具体规定了气体类危险货物罐车的安全运输条 5 件，如在第四部分“包装规定和罐体规定中罐车充装量做了具体要求。 在德国，整个铁路货运公司不涉及危险货物仓库的管理、危险货物的装卸作 业、自备车辆与集装箱的管理。德国铁路货物运输的管理以专业化分工为原则。 所有铁路货运公司以本区域内的铁路运输为主要业务，以经济效益为参考值，能 够外包的全部外包。德国气体类危险货物铁路运输所使用的压力罐车与我国的区 别较大，上部设遮阳板，无盖阀，所有阀门管线设在车辆下部，下装下卸，罐体 中部涂打黄色色带 6 1 。 国外对铁路运输能力的研究早于我国，对运输能力的研究已经有了显著的效 果，这些研究为铁路运输能力的提高起到了促进作用，也为我国铁路危险货物运 输的研究起到了一定的借鉴作用。 d e l e e u w ( 1 9 6 2 ) 、k n e a f s e y ( 1 9 7 5 ) 、m a n h e i m ( 1 9 7 9 ) 【7 】【8 】【9 】分别从不同的 侧面定义了运输系统能力，把运输系统能力分为最终能力、实际可利用能力和经 济能力。最终能力是考虑在物理拓扑结构限制下运输系统的最大生产能力，而实 际可利用能力和经济能力则分别强调实际日常运营条件下和最经济运营模式( 最 小边际成本和最短路径) 下运输系统的生产能力。 k h a n ( 1 9 7 9 ) 1 0 】提出了一种铁路能力分析方法，并应用于加拿大铁路网分析 中，结果表明运输能力依赖于影响路网组成的诸多因素，包括各个组成设备、机 车车辆类型和货物类别等。 p a r k ( 2 0 0 5 ) 【l l 】总结了能力分析的方法，提出基于储备能力概念的网络运输 能力模型，该模型综合考虑了许多关键因素，如多种运输方式、运输资源、能源 及外部环境因素等的限制。 1 2 3国内研究现状 气体类危险货物的特殊性，在全世界范围内都受到了广泛的关注，国内对气 体类危险货物运输过程中的安全性进行研究的工作一直在进行着。我国与气体类 危险货物铁路运输安全技术条件相关的标准与法规主要有城镇燃气设计规范 ( g b 5 0 0 2 8 2 0 0 6 ) 、 1 2 的气体。 如氢、一氧化碳、硫化氢及有机化合物的烃类、石油气等。 第2 2 项非易燃无毒气体( 2 2 0 0 1 - 2 2 0 6 9 ) 指在2 0 * ( 2 压力不低于2 8 0 k p a 条件下运输或以冷冻液体状态运输的气体。 如二氧化碳、氧气、氮气及惰性气体氦、氖、氩等。 第2 3 项毒性气体( 2 3 0 0 1 2 3 0 7 7 ) 指在5 0 时，蒸气压大于3 0 0 k p a 或在2 0 及1 0 1 3 k p a 标准压力下完全是气 态，符合下述两种情况之一的物质： ( 1 ) 已知对人类具有的毒性或腐蚀性强度达到对健康造成危害的气体； ( 2 ) 半数致死浓度l c 5 0 大于5 0 0 0 m l m 3 ，因而推定对人类具有毒性或腐蚀性 的气体。 这类气体如液氯、液氨、磷化氢、氯甲烷等。 气体类危险货物是唯一按物理形态分类的危险货物，所以掌握气体危险货物 的物理性质具有特别重要的意义。气体通常应以耐压的容器装运，它们在受热、 撞击等作用时易引起爆炸，加之这些气体具有易燃、助燃、有毒等特性，在运输 中应当引起我们的高度重视。 气体类危险货物在运输过程中，常以压缩、液化气体为主要运输形态。处于 压缩状态的气体叫做压缩气体。如果对压缩气体继续施压，压缩气体就会转化为 液体，这就是铁路运输中的液化气体。气体类危险货物在运输过程中都要加压、 9 液化或者加冷，以增加容器内单位容积的容量。 气体液化有两种方式：一是在一定温度下加压液化；二是常压降温。加压能 否液化取决于气体的临界温度的高低，临界温度愈高，气体愈容易液化。在临界 温度以上，无论对气体施加多大的压力，气体都不能被液化。 通常，气体类危险货物在陆地上的运输方式有三种：管道、公路及铁路。管 道运输适用于供给方向明确、运量大、使用年限长，公路运输则适用于运量小、 短途运输、运输途径灵活，而铁路运输则具有路网覆盖面广、不易受天气影响、 容量大、节省包装材料、装卸方便、运送速度快寄运价低等特点。相比较管道及 公路运输，铁路运输更加安全、灵活、高效。 根据“铁路危险货物运输资质及办理规定查询系统 中资料可看出，铁路运 输气体类危险货物中，现有运输品名有液化石油气、液氨、液氯、丙烯、丁二烯、 1 丁烯、异丁烯、液氩，其中液化石油气的发送及到达的总运量最大。 2 2物理化学性质 危险货物铁路运输过程中，需要根据不同危险货物的不同特性采取相应的特 殊防护措施，了解货物的特性对采取预防措施、急救、防护及应预案有十分重要 的作用。因此，要对气体类危险货物的理化参数及特性进行详细的分析，包括密 度、闪点、沸点、熔点、自燃温度、比重、比容、蒸汽比重、爆炸极限、蒸汽压、 允许浓度及其相关特性等。 气体特有的物化性质有：临界压力、临界温度、不同温度下的密度和蒸气压、 与其他的物质的反应。 气体液化有两种方式：一是在一定温度下加压液化；二是常压降温。加压能 否液化取决于气体的临界温度的高低，临界温度愈高，气体愈容易液化。在临界 温度以上，无论对气体施加多大的压力，气体都不能被液化。 气体类危险货物的物理化学性质所决定的主要危险性：一是易燃或可燃性气 体在空气或氧气中受明火作用的易燃易爆性；二是助燃气体的助燃性或强氧化性； 三是有的气体受热、水等因素影响，可产生大量强度性物质；四是有的气体相互 作用时会形成燃烧或爆炸危险。 2 3运输过程的危害性分析 一( 1 ) 爆炸危险性【2 7 1 物理爆炸 1 0 气体使用高压和低温压缩或者液化，气体分子处于压缩状态，具有很大动能， 由于充装容器为压力容器，很容易发生物理性爆炸 化学爆炸 一些气体具有很强的氧化作用，在运输中它们被压缩、液化，增大了密度， 氧化作用也大为增强，一旦遇到油脂等，就会强烈氧化而引起燃烧爆炸。 有些剧毒气体相互接触，能发生化学反应，继而燃烧爆炸。如液氨和液氯接 触能发生化学反应，最后生成三氯化氮，受热、震动就会立即发生燃烧爆炸。 可燃气体都具有爆炸极限，当爆炸下限越低、爆炸范围越宽，爆炸的危险性 就越大。 ( 2 ) 易燃性 气体类危险货物大部分都是易燃气体，易燃气体的主要危险特性就是易燃易 爆，处于燃烧浓度范围之内的易燃气体，遇着火源都能着火或爆炸，有的甚至只 需极微小能量就可燃爆。易燃气体与易燃液体、固体相比，更容易燃烧，且燃烧 速度快，一燃即尽。简单成分组成的气体比复杂成分组成的气体易燃、燃速快、 火焰温度高、着火爆炸危险性大。 ( 3 ) 扩散性 由于气体的分子间距大，相互作用力小，所以非常容易扩散，能自发地充满 任何容器。气体的扩散性受比重影响：比空气轻的气体在空气中可以无限制地扩 散，易与空气形成爆炸性混合物；比空气重的气体扩散后，往往聚集在地表、沟 渠、隧道、厂房死角等处，长时间不散，遇着火源发生燃烧或爆炸。 ( 4 ) 液体的热膨胀性 液化气体的热胀冷缩比固体大得多，其体积随温度升降而胀缩，另一方面蒸 气压又增大，使得罐车内压力增大，因此罐车在受到高温、日晒、剧烈震动等作 用下，气体膨胀，压力增高。若无泄压装置或泄压排放量不足时，会引起容器胀 裂，引起蒸气甚至液体外泄或外溢。 ( 5 ) 毒害性 气体，除了氧气和压缩空气外，大都具有一定的毒害性，如氯气、氨气等， 对人、畜都有很大的毒害性。当有毒气体泄漏时，有毒气体扩散到空气中，将造 成大面积的空气污染。多数有毒气体比空气重，短时间内不易扩散到高空，被污 染的空气长时间与人接触，能引起人、畜中毒死亡。 ( 6 ) 腐蚀性 含有一些含氢、硫元素的气体都具有腐蚀作用，如氢、氨、硫化氢等都能腐 蚀设备，严重时可导致设备裂缝、漏气。腐蚀性物质还会因对罐车罐体的腐蚀破一 坏造成罐体渗漏，一旦大量泄漏可造成人员伤亡和财产损失。 ( 7 ) 窒息性 压缩气体和液化气体都有一定的窒息性( 氧气和压缩空气除外) ，尤其是那些 不燃无毒气体，如二氧化碳、氮气、氦、氩等惰性气体，一旦发生泄漏，均能使 人窒息死亡。 2 4 运输事故案例 1 9 8 4 年首都钢铁公司化肥厂自石景山南站发往济南黄台的液氨罐车，在丰台 西站待编时，罐车阀门松动押运员又擅离职守，大量液氨外溢，造成调车作业停 止，4 趟列车未按时开出，附近一车鱼苗全部死亡，直接经济损失7 4 0 0 元。 1 9 9 1 年，一辆装有液化石油气的罐车在天津站停留时，由于罐车超装导致罐 体安全阀起跳失灵，造成大量气体外泄，而无法修复。此时临线蒸汽机车通过， 外泄气体与机车明火星接触爆炸，将三名机车乘务人员严重伤害。 1 9 9 4 年大官屯站发往秧田冲站2 辆石油液化气罐车，在贵昆线安顺站发生泄 漏，而押运人未经培训，无法处理，直到地方公安和消防人员赶到才得以控制， 结果泄漏液化气近1 0 t 。 1 9 9 6 年3 月4 日，美国w i s c o n s i n 中央铁路公司的一列火车发生脱轨事故，共 有3 7 辆发生脱轨，其中有7 辆l p g 罐车、7 辆丙烷罐车和2 辆氢氧化钠罐车，脱 轨造成l p g 罐车起火，值得庆幸的是没有发生罐车爆炸事故。在事故中，疏散居 民1 7 0 0 人2 0 天时间。 1 9 9 8 年7 月1 3 日成都局湘黔线朝阳坝隧道内，1 3 辆液化石油气罐车因列车 脱轨、颠覆发生爆炸，造成中断行车4 8 5 个小时，构成行车重大事故。 1 9 9 9 年1 0 月，由洛阳发往柳州的一液化气体铁路罐车，在到达柳州展示，由 于备用球阀存在质量问题，而导致大量液化气泄漏。 2 0 0 2 年7 月2 9 日，柳州铁路局所属的7 0 m 3 液化石油气罐车的温度计套管发 生泄漏。押运员及时对泄露处进行处理，没有导致液化气体爆炸，但也造成中断 调车3 各小时，直接经济损失达3 万元。 2 0 0 3 年1 2 月1 1 日郑州局长安站承运液化石油气6 车，到站为成都局凌家场 站。车辆到达重庆西站时，机后4 位一辆液化石油气罐车严重泄露。发生泄漏的 直接原因是罐车顶部安全阀起跳不能回位所致。 2 0 0 3 年1 2 月1 3 日，在重庆西站一辆液化石油气罐车严重泄露，发生泄露的 直接原因是罐车顶部安全阀起跳不能回位所致，而押运人擅离职守达5 个小时之 多，使泄漏事故没有得到及时施救。 一 一，一 一 2 0 0 5 年8 月1 7 日，大连某物资有限公司的一辆2 0 t 液氯罐车由于充装量大于 1 2 规定充装重量，导致安全阀突然起跳，大量氯气从安全阀处泄漏，造成数十人产 生不良感觉并污染周围环境。 2 0 0 7 年7 月9 日由独立屯站发往甘井子站的液化气体铁路罐车行至大安北站， 押运员在巡检时发现铁路罐车罐体上滑管液位计底座法兰盘松动，液化气体发生 泄漏。在采取紧急措施和消防扑救后，未造成严重后果，防止了事故的进一步扩 大。 2 0 0 8 年2 月2 8 日，兰州市一加油站院内液氨铁路槽车，因车辆阀门失灵，出 现泄漏口