液化石油气蒸汽爆炸的形成因素及预防措施

液化石油气蒸汽爆炸的形成因素及液化石油气蒸汽爆炸的形成因素及 预防措施预防措施 液化石油气蒸汽爆炸是因液汽相互之间的急剧相变引起的 压力瞬间升高所导致的爆炸 爆炸过程中完全可以不需要火源 在液化石油气的运输 储存中 这种蒸汽爆炸屡有发生 由于 它常常伴随其他类型的爆炸相继发生 可能造成的危害很大 因此 下面就液化石油气蒸汽爆炸的形成因素与预防措施谈几 点看法 1 影响蒸汽爆炸的因素 影响蒸汽爆炸的因素 1 1 安全阀的影响 安全阀是防止高压设备和机械压力超限爆炸的泄压装置 油罐顶部设置的安全阀既避免了由于容器内压力升高而引起的 高温过热液体 又起到了安全泄放的作用 油罐内的压力被安 全阀所限制 当油罐受到火灾热作用时 液体受热气化 气相 压力增大 油罐内压力达到安全阀开启的数值 油罐内蒸汽就 会释放 当压力减少 安全阀关闭 然而安全阀在罐体受热作 用下还会再次开启 压力增长速率一般取决于火灾条件 储罐 规模 油料的液面高度等因素 压力随着安全阀开启而减少的 速率取决于蒸汽通过阀门的速率 蒸汽的体积 罐内油料的质 量和油料的温度分布等因素 如果火焰对容器的加热作用较小 安全阀可能循环打开 如果火焰对容器的加热作用强烈 安全 阀就会持续开放 安装在容器顶部的安全阀的启动压力是一定的 如果设置 的动作压力过高 就会增加蒸汽爆炸的危险性 容器中物料被 安全阀排空时间也是一个重要的参数 如果器内物料在容器破 裂之前就被排空 可避免蒸汽爆炸的发生 容器中物料的排空 时间取决于火焰加热速率和内容物的体积 通常排空时间与容 器的直径成线性关系 火焰作用强 排空时间缩短 然而实际 中安全阀的作用特性具有很大的可变性 1 2 温度 质量和能量的影响 容器内存有大量过热液体 方可发生激烈的蒸汽爆炸 如 果只有少量过热液体是不会发生爆炸的 在容器破裂时 如果 容器内液体的加热温度与其常压沸点相差较大时 容器破裂速 度快 则蒸汽迅速喷出 剩余的过热液体的能量会转变为蒸发 热 液体的平均温度降低 使部分液体再次转变为蒸汽 压力 急剧升高 产生蒸汽爆炸 这种情况下 容器内液体质量大 平均温度低 如果液体的加热温度较低 油罐受热缓慢 则大 量的油料将以蒸汽的形式通过安全阀泄漏出去 发生蒸汽爆炸 的可能性就会降低 液体油料的平均温度将会增大 1 3 液体温度梯度的影响 装有液化石油气的容器被包围在火焰中 容器内液体的温 度并不是均匀一致的 这是由于受火焰加热后容器内气相温度 较高 而液体变为气态时吸收大量的热 液相部分温度较低 高温蒸汽向液面导热 就形成了从罐底部到顶部液体的温度梯 度 这种温度梯度将持续一段时间 直到传热使罐内液体全部 达到饱和温度发生整体沸腾 或安全阀启动甚至罐体破裂迅速 大量泄压 液体温度梯度对液化石油蒸气爆炸的过程以及危害 程度起到很大的影响作用 当液体平均温度降低 这说明必须 有温度差来增加压力 温度梯度减少了油料的能量来增加油罐 内的压力 所以当容器内液体温度梯度消失时 液体温度均匀 处在饱和温度 此时容器发生蒸汽爆炸 其危害最大 1 4 容器被火焰包围程度的影响 火焰部分包围容器或容器采取了隔热防护措施 传入至器 内液体的热量减少 由安全阀泄放出去的液体质量也减少 因 此 达到最高液体能量所需的时间加长 然而 罐内液体的温 度受热输入速率和安全阀动作影响 如果容器的受热面积增加 一倍 达到最高液体能量所需的时间可能不会减少一半 1 5 容器破裂面积和部位的影响 容器裂缝发生在液面附近的气相部分 并且开口面积较大 造成内压急剧下降的态势 这种含有饱和平衡液体和蒸汽的容 器在压力升高时突然发生的压力泄放现象会导致容器内的压力 恢复或者在部分破裂的容器内产生压力增加的现象 当容器破 裂时 最初的压力迅速降低的现象会使得液体聚集而成为不稳 定的过热状态 而产生大量的蒸汽 发生激烈的蒸汽爆炸 1 6 容器强度的影响 在容器产生裂缝后到发生蒸汽爆炸的持续时间取决于容器 壁的强度 如果容器壁较薄 就使得破裂较快 如果容器壁具 有足够的强度来抵抗最初的蒸汽的破坏 那么 液相的变化就 是容器是否发生蒸汽爆炸的主导因素 2 针对以上形成因素 提出以下液化石油气蒸汽爆炸的预 针对以上形成因素 提出以下液化石油气蒸汽爆炸的预 防措施防措施 2 1 确保容器的耐压强度 容器的制造应严格按照压力容器的制造工艺进行 消除焊 接等质量上的缺陷 容器配置的温度计 压力表 安全阀 等 安全装置必须齐全好用 容器在使用过程中要防止由于腐蚀等 原因造成器壁变薄 耐压强度降低 因此 容器要定期进行探 检 维修 进行耐压试验 确保容器的耐压强度 2 2 防止容器受外力破坏 装载液化石油气的槽车 船 由于交通事故 碰撞 触礁 等外力 使其产生裂缝 开口 如果裂缝足够大 立即就会发 生蒸汽爆炸 有时开口较小 但泄漏的气体着火时 其火焰可 加热贮罐 使开口扩大 也有发生蒸汽爆炸的可能 对这类槽 车 船 的运输 停放应严加管理 防止碰撞 还要充分研究发生 交通事故时预防贮罐破坏的措施 2 3 严禁违章操作 在操作过程中要严格按照操作规程操作避免液化石油气体 的过量罐装而造成的容器内压异常上升 防止容器产生裂缝 开口或使液化石油气泄漏 2 4 及时有效地处置泄漏 当液化石油气储罐发生泄漏 在确保安全的情况下 采取 措施及时消除泄漏源 控制泄漏气体扩散蔓延的方向和途径 预防泄漏气体着火和爆炸 如关闭阀门 带压堵漏 水喷雾驱 散蒸汽云 转移物料等 2 5 采取隔热防护措施 防火间距可降低燃烧区的热辐射能对邻近罐 设备的影响 避免将邻近的储罐或设施烤着 导致灾害扩大 由于液化石油 气的较大火灾危险性 其防火间距较大 储罐之间 分组布置 的储罐组与组之间 储罐或罐区与建 构 筑物 堆场 道路等设 施的安全距离均应符合规范所规定的要求 在液化石油气储罐发生火灾场合 保证贮罐的表面冷却到 不致使外壳温度上升的程度 能阻止发生容器破坏和蒸汽爆炸 为此 应设置冷却水喷淋装置 以及在贮罐之间 罐区与装置 间设置水幕等 火车槽车和汽车槽车可采用具有低导热性能和内部能发生 吸热的隔热耐火物质覆盖于罐体表面 进行保温隔热防护 能 有效地延缓和防止受热辐射的液化石油气容器壁温升高 器内 温度和压力升高 液化石油气储罐也可用构筑防护墙进行罐体防护 可起到 防止热辐射的作用 同时还可保护罐体免受爆炸抛射物的冲击 延迟储罐失效的时间更长 2 6 消防设施完备 及时扑灭初期火灾 对防止蒸汽爆炸的发生至关重要 火 灾报警器要灵敏可靠 固定灭火设施和消防器材完备 尽早发 现火情 及