液化石油气火灾爆炸原因分析和防范措施

液化石油气火灾爆炸原因分析和防液化石油气火灾爆炸原因分析和防 范措施范措施 液化石油气是一种常见的能源物质 具有易燃 易爆的特 性 与居民的生话联系密切 液化石油气火灾爆炸事故频频发 生 造成了重大的经济损失和人员伤亡 加强对这种火灾爆炸 事故的研究 可以有效减少事故的发生和降低事故造成的危害 一 泄漏爆炸一 泄漏爆炸 泄漏爆炸的实质是化学性爆炸 液化石油气泄漏后与空气 混合 遇明火即发生爆炸 液化石油气的燃烧值较大 1 kg 液 化石油气爆炸的威力相当于 4 10kgtnt 炸药的当量 泄漏爆炸 事故在液化石油气火灾爆炸事故中最为常见 发生的概率最大 液化石油气发生泄漏爆炸的前提条件是有液化气泄漏 形成液 化石油气泄漏的主要原因有以下几点 1 设备质量低劣 储存液化石油气的容器的质量存在问题 很容易就会造成 液化石油气泄漏 液化石油气储罐属于压力容器 在设计 选 材 制造 使用等方面都有特定的要求 生产制造工艺要求非 常严格 如果设计存在缺陷 设备选材不当 生产制造过程不 符合要求 都可能会降低产品的质量 在使用过程中出现问题 发生泄漏事故 2 安全附件失效 液化石油气储罐的安全附件主要包括压力表 液位计 温 度计 安全阀 排污管等 如果安全附件失效 很容易造成储 罐超装或超压 导致罐体开裂引起泄漏 另外 如果安全附件 与罐体的连接部位结合不严 焊缝质量差 阀门法兰的密封垫 片老化 开裂也会引起泄漏 3 人为失误 生产操作中 由于误操作 违章操作 盲目指挥和设备检 修保养不善很容易出现物料的跑 冒 滴 漏事故 据有关资 料统计 人为失误是造成液化石油气泄漏事故的一个重要原因 1988 年天津液化石油气北仓罐站发生的爆炸火灾 正是由于职 工违章操作引起泄漏 继而导致火灾爆炸的一起恶性事故 4 运输不当 近年来 随着人们对液化石油气需求的增加 运输液化石 油气的车辆的数量也在不断增加 在运输过程中出现的槽罐车 泄漏起火 碰撞爆炸等事故也不断增多 主要原因大都是由于 运营者的安全意识差 运输过程中违章驾驶 部门管理存在漏 洞等 2004 年 6 月 26 日在吉林发生的一起液化石油气槽车泄 漏事故 正是由于驾驶人员安全意识不强 通过铁路高架桥时 对桥的限高距离没有与槽车的高度仔细对照 盲目开进 导致 槽车的安全阀被桥体撞断 引起泄漏 二 沸腾液体扩展蒸气爆炸二 沸腾液体扩展蒸气爆炸 沸腾液体扩展蒸气爆炸 boiling liquid expanding vapor explosion bleve 是一种因液化石油气泄放而形成的物理爆炸 当液化石油气突然降压时 储罐中的液体处在相对过热状态 如果过热度比较大 会造成过热液体的猛烈蒸发 引起蒸气爆 炸 bleve 是一种特殊的物理爆炸形式 它不同于一般的因压 力过高引起的容器爆炸 更有别于属于化学爆炸的蒸气云爆炸 等 bieve 的特点是爆炸过程中有相变发生 是液相急剧气化而 引起的爆炸 爆炸能量来自沸腾液体和蒸气的膨胀 bleve 的 原因主要有以下 4 种 1 过量充装 液化石油气具有受热膨胀的特性 液态体积膨胀率比水大 10 16 倍 液化石油气温度每升高 1 体积膨胀约为 0 3 0 4 气压增大 0 02 0 03mpa 国家规定液化石油气在常温下的灌装 量占总容积的 85 留有 15 的空间供液态膨胀 如果受到火 焰烘烤 温度升高到大约 60 罐内会充满液态 罐体的膨胀 力将直接作用于罐壁 经实验测定和理论计算 满的液化石油 气钢瓶 温度升高 1 瓶内压力增加 10 20 个大气压 罐体的 温度再升高 3 4 罐内压力就可能超过储罐的安全设计压力 引起储罐薄弱处形成裂缝 导致液化石油气泄漏 如果裂口过 大或泄压过快 就引起 bleve 如果超量灌装或满液 遇到阳 光照射或其他情况使温度升高时 爆炸就难以避免 2 高温烘烤 火场中受到火焰烘烤作用的液化石油气储罐存在发生 bleve 的危险 容器周围火焰的辐射热量传入容器后使容器内 的液体沸腾产生高压 压力达到安全阀设定压力时安全阀将会 开启 假若安全阀泄压面积足够大而且设定压力又足够小 则 所有的液体会自容器泄出 不会发生事故 而实际上 安全阀 的设定压力较高 而且由于容器暴露于火中 受高温影响 容 器材质的抗拉强度急剧下降 使容器不能承受安全阀的设定压 力 即使安全阀开启快速排气 容器也可能会因压力增大开裂 继而引发 bleve 满罐的液化石油气罐在火场中 受到火焰的 直接作用时 发生 bleve 的危险性更大 3 机械碰撞 机械碰撞引起 bleve 是由于机械碰撞使容器遭受损坏 罐 内压力瞬间降低而引发 bleve 机械碰撞的危险主要来自于运 输过程中液化石油气槽车的脱轨倾覆 运行中槽车的碰撞以及 周围物件 如吊车等 对容器的撞击等 其中槽车脱轨是一个主要 原因 机械碰撞引起的 bleve 涉及的物质还有氨 氯 丙烷 丁烷等 4 设备缺陷 bleve 发生的一个主要原因是容器出现了较大裂缝 如果 设备本身存在缺陷 能够导致容器出现较大裂缝的原因也就成 为 bleve 产生的原因 设备缺陷引起的 bleve 除了设备材质的 因素之外 焊缝是容器的薄弱环节 在使用过程中由于腐蚀等 原因引起器壁变薄也会导致容器强度下降 各种设备缺陷使容 器承压能力下降 就可能出现较大裂缝并最终导致 bleve 发生 bleve 事故的后果相当严重 其危害包括 bleve 本身造成 的后果和二次灾害事故造成的后果 bleve 的直接后果是造成 设备的毁坏和人员的伤亡 二次灾害事故主要是指 bleve 发生 后 液化石油气泄漏 在发生 bleve 的同时伴随着巨大火球的 产生而形成火灾 如果液化石油气在 bleve 时未被点燃 则泄 漏后与空气形成爆炸性混合气体 一遇火源印会发生蒸气云爆 炸 后果更为严重 三 防范措施三 防范措施 防止液化石油气爆炸事故的发生应该从加强行政管理 优 化工艺和设备 严格操作等方面入手 一旦发生泄漏 要采取 科学有效的措施制止泄漏 防止发生爆炸 如果发生泄漏起火 事故 要积极应对 采取合理的措施 避免受火焰烧烤的储罐 发生 bleve 造成更加严重的后果 1 防止泄漏 首先要加强管理 规范各项规章制度 严格要求 杜绝超 装现象 采取措施避免阳光曝晒液化石油气储罐 经常对设备 和管道进行检查维修 提前发现问题 其次 对设备材料的选 择要适当 设备材料要具有良好的防腐性能 密封结构设计应 合理 各连接部位的安装要达到密封质量的要求 并尽量减少 连接部位 焊缝质量要保证 输送管道尽量采用无缝钢管 生 产操作中应注意防止出现操作失误 错误操作 违章操作 加 强业务培训和职业教育 提高责任感和消防安全意识 减少由 于人为失误而造成的事故 2 泄漏事故处理 发生泄漏事故后 要积极应对 消防部门在现场可采取以 下措施 1 建立警戒区 立即根据地形 气象等 在距离泄漏点至少 800m 范围内 实行全面戒严 划出警戒线 设立明显标志 以各种方式和手 段通知警戒区内和周边人员迅速撤离 禁止一切车辆和无关人 员进入警戒区 2 消除警戒区内的火种 立即在警戒区内停电 停火 灭绝一切可能引发火灾和爆 炸的火种 进入危险区前用水枪将地面喷湿 以防止摩擦 撞 击产生火花 作业时设备应确保接地 3 喷雾稀释 用喷雾水枪对泄漏的蒸气进行稀释 降低警戒区内的液化 石油气的浓度 稀释过程中要注意利用检测仪器不断地检测空 气中液化石油气的浓度 4 采取措施制止泄漏 在保证安全的情况下堵漏 如管道破裂 可用木楔子 堵 漏器堵漏或卡箍法堵漏 随后用高标号速冻水泥覆盖法暂时封 堵 如罐体破裂 可采用注水升浮法止漏 如法兰盘泄漏 可 采用冷冻制漏法堵漏 3 预防 bleve 没有受到外部火焰作用 bleve 的预防 首先应从加强管理 入手 在操作过程中要严格按照操作规程操作 避免液化石油 气的过量灌装而造成的容器内压异常上升 避免贮罐受太阳的 直接辐射 防止容器产生裂缝 开口或使液化石油气泄漏 其 次 要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 容器要定期进 行探检 维修 进行耐压试验 确保容器的耐压强度 防止由 于腐蚀等原因造成的器壁变薄 耐压强度降低 同时 要避免 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 预防爆炸的发生就要对这类槽车 船 的 运输 停放严加管理 防止碰撞 由外部火灾引起的 bleve 可采取以下的防范措施 1 转移储罐 将受到火焰直接作用的储罐转移到安全的地方 此种方法 比较适用于小型液化石油气储罐 2 导流泄压 对于大型的储罐无法将其移走时 可以将暴露于火灾中的 贮罐内的液体转移到安全的容器中 如果转移速率足够快 可 能会避免 bleve 的发生 3 设置隔热层 在贮罐外部设置完善的隔热层进行隔热 可有效地减小液 相的热输入 降低贮罐温度的上升速率 必要情况下 可以用 土覆盖液化石油气贮罐以减弱火焰的烘烤 4 水枪冷却 用水来冷却贮罐表面 是防止发生 bleve 的一种实用有效 的措施 在事故现场保证水源充足的情况下 对受到火焰直接 作用的储罐表面