燃气的特性与危害性

燃气的特性与危害性燃气的特性与危害性 液化石油气具有很多特殊的性质 其中有些性质既有对使用有利的一面 又有对安全使 用不利的一面 对于有利的一面 我们要充分的利用和发挥它 对安全使用不利的一面 我们 更应该了解和掌握住它的规律性 采取各种相应措施 把危险性降到最低程度或从根本上杜绝 它的危害 一 液化石油气的易燃性与烧伤 液化石油气的易燃性与烧伤 一 液化石油气极易燃烧 液化石油气与空气混合后 由于其闪点 燃点 着火温度 和着火浓度 见表 2 8 1 都很低 其闪点在 0 以下 最小引 燃能量为 0 2 0 3mj 所以极易燃烧 无论气温多低 就是 石头和金属撞击产生的火花或静电火花等极微小的星星之火 也很容易引起燃烧 且燃烧后 速度很快 温度很高 可达 2000 二 液化石油气的热值高 液化石油气的热值高 液体低发热值可达 46055kj kg 气体的低发热值可达 92110 108857kj m3 且燃烧速度快 燃烧温度高 所以一旦发生意外的燃烧事故后 人躲也躲不及 跑也跑不掉 且烧物 烧人也烧得快 烧得狠 烧得惨 一闪 问 就会造成惨重的损失和伤亡事故 表表 2 2 8 8 1 1 液化石油气各组分的闪点 自燃点 着火温度 着火浓度液化石油气各组分的闪点 自燃点 着火温度 着火浓度 自燃点 着火浓度 组分 闪点 空 气中 氧 气中 着火温 度 下限 上限 甲烷 632 556 乙烷 472 丙烷 104 493 468 510 2 37 9 50 丁烷 82 408 383 490 1 86 8 41 乙烯 490 485 丙烯 67 458 455 2 00 11 10 丁烯 80 443 485 1 70 9 00 三 对动物的伤亡尤为严重 由于液化石油气跑入大气中后浮在地面上 且不易很快扩 散掉 因此很容易被人和动物吸到肺部 一旦燃烧 就会在人 和动物的肺部燃烧 人和动物一闪间就会死亡 如东北某液化 石油气厂球罐爆炸 在场的四匹马 火光一闪立即死亡 说明 了液化石油气和空气的混合气吸入了肺部 在马的肺里也着火 了 否则马只会烧掉一些皮毛 不会立即造成死亡 二 液化石油气的易爆性与危害二 液化石油气的易爆性与危害 一 液化石油气极易爆炸 由于液化石油气的爆炸极限很低 当液化石油气泄人房间 与空气混合达到 1 5 9 时 遇明火即可爆炸 且爆炸速 度很快 约为 2000 3000m s 二 会发生二次爆炸 贮存液化石油气的容器一旦发生爆炸 除了气相膨胀所释 放的能量外 还可能发生容器外的二次爆炸 即化学性爆炸 放出更大的能量 将容器撕裂 并使容器或其碎片以高速向四 周飞散 造成人员伤亡或撞坏周围的设备 能量对周围的空气 作功 产生巨大的冲击波 冲击波除了伤人外 还可摧毁周围 的设备和建筑物 液化石油气发生爆炸时 在每平方米的壁面 上能形成 70t 左右的推力 其危害性是相当大的 三 爆炸后会发生连锁反应 因液化石油气设备一般不是单台运行 而是多台同时运行 或存放 即使家庭用的液化石油气钢瓶 虽一家一户 1 2 个 但户与户很近 有的只一墙之隔 只要有一台设备或一只钢瓶 发生爆炸 其余的将跟着发生爆炸 如 2002 年 某市液化石油气公司贮罐区一台容积 400m3 的 球罐发生爆炸 液化石油气大量喷出后遇到明火导致二次爆炸 在 6 万 m2 范围内形成一片火海 邻近一台相同容积的球罐在大 火烘烤下 又发生粉碎性爆炸 其中 1 块碎片击中了另一台 400m3 球罐 并引起爆炸 后爆炸球罐的碎片 又将一台 50m3 卧罐击破 当即爆炸 从而造成了连锁爆炸的恶性事故 响声 远及百里 火焰高达百余米 4 块几十吨重的球壳碎片飞出百 余米 大火持续了 23 个小时 将整个贮罐区的 6 台 400m3 球罐 4 台 50m3 卧罐 3 000 多只钢瓶 12 辆机动车辆和附近的建筑 物全部毁坏 造成死 32 人 伤残 54 人 直接经济损失 628 万 元的巨大损失 液化石油气的使用已遍及千家万户 特别是在人口密集区 的家庭房间内使用 这就很不便于安全管理 极易发生事故 且发生事故后 直接关系到人们生命财产的安全 三 液化石油气气态比重对安全使用的影响三 液化石油气气态比重对安全使用的影响 如前所述 液化石油气气态的比重是空气的 1 5 2 倍 比空气重 又由于挥发扩散较慢 因此 液化石油气跑人大气 后 积存在低洼处或地面上的空气中 越积越多 积到爆炸极 限的浓度 遇到明火 火花 就会发生爆炸或着火事故 北京某灌瓶厂 在检修 3 号残液罐时 自行主张 利用夜 间停产的时间 打开气相闸门直接在院内放散 放出的液化石 油气就象下大雾一样 在灌瓶厂院内积存着 由于距 3 号残液 罐 5m 远的地方 暖气沟的一块盖板未盖好 液化石油气窜入了 暖气沟 沿暖气沟又窜入了锅炉房 当检修工人到锅炉房休息 吸烟时 火柴刚划着 立即产生一道火光引起锅炉房空间爆炸 两台锅炉的炉墙被炸得粉碎 水平烟道全部炸毁 走到锅炉房 门口的一位工人 被冲击波冲出 12m 多远 液化石油气不但易积存在低洼处 遇明火爆炸 而且爆炸 后造成的伤亡比煤气还要严重得多 如石景山古城的一个煤气 用户 临睡觉前烧了一壶开水忘记关火 水开后溢出将火扑灭 煤气继续跑入房间 当住户的人夜间上厕所开灯时 立即引起 了空间爆炸 爆炸的冲击波对门窗破坏得很严重 但侥幸的是 整个一层楼无 1 人伤亡 又如 1979 年某厂也发生了一起焦炉 煤气用户的室内空间爆炸事故 这是用户偷气造成的 炸得比 古城那次事故更严重 整个第五层三个单元门窗全部被炸毁 但三个住户也无 1 人伤亡 这主要是因为煤气的比重比空气小 漏出的气浮在室内的屋顶部分 或是上部的浓度大 下部的浓 度小 液化石油气的事故对人的伤亡要比煤气大得多 北京某饭店 由于 50kg 大瓶的瓶库内的 u 型压力计玻 璃管下部的弯管部分被碰断 库内跑了大量的液化石油气 并 从瓶库的门缝窜人到生产操作车间 由于液化石油气气体比重 比空气大 所以跑出的液化石油气在地面上聚集起来 当瓶库 的管理人员因换气瓶而打开瓶库门时 又使扩散到瓶库内的大 量液化石油气窜入到生产操作间 遇着明火 立即造成了室内 空间爆炸 致使在场的 4 名工作人员全烧成重伤 其中 1 人经 抢救无效死亡 这些血的教训 都说明液化石油气的气体比空气重 附在 地面上 甚至能钻到人的衣服内或被人吸入肺部 燃烧时一起 燃烧 因此 虽是火光一闪 却烧伤惨重 四 液化石油气气化特性的危害四 液化石油气气化特性的危害 液化石油气由于沸点很低 如丙烷为 42 07 故液化石 油气的液体 由带压的密闭容器内泄漏到大气里 或容器爆破 后跑出来的液体变为常压后 气化速度相当快 且体积很快就 扩大到 250 300 倍 如 1 瓶 15kg 35 5 升 满装的液化石油气 全跑出变为气体后 能变成 8875 10650 升液化石油气的气体 又因液化石油气的爆炸极限很低 一般为 2 9 当与周围 空气混合时 就会形成 443750 532500 98611 118333 升 爆炸气体 即 443 750 532 5 98 611 118 333 m3 爆炸气体 这么大体积的爆炸气体按 1m 深计算 附在地面上 能占有 2l 21 23 23 9 9 9 9 10 8 10 8 m2 就等于 16m2 的房间的 6 个到 33 个房间全部有 1m 厚的爆炸气体 这么大面积的任何一个角落 只要有一星火花 就会立即引起 爆炸 难怪即使跑出少量的液化石油气 爆炸后也会造成较大 的损失 何况 1 瓶气全跑出后 一旦爆炸了 怎能不使一个家 庭家破人亡呢 五 液化石油气膨胀系数大对安全使用的影响五 液化石油气膨胀系数大对安全使用的影响 液化石油气液体的膨胀系数比水大得多 约是水的 10 16 倍 所以液化石油气贮 运容器最怕超量灌装或超温使用 因 此对容器的充装系数和使用温度均作出了严格的 详细的具体 规定 严禁超装和超温使用 以后详述 这主要是因为超装 以及达到满装时 如果温度再升高 容器壁承受的压力的升压 速度比饱和蒸气压的升压速度约高 100 倍 因此容器内的压力 很快就会达到和超过容器的承受能力 容器很快就会自行爆炸 但有些用户对这一规定不够重视 结果造成了重大事故 某电 焊条厂 用液化石油气燃料烘干电焊条 在使用中觉得烘干炉 的火焰小 自以为是液化石油气的压力不足 实际是由于减压 器出口压力低造成的 但该厂不懂这方面的技术知识 以为把 钢瓶的蒸气压加高就能解决 因此 专门加工了一个大水槽 水槽里加半槽水 把液化石油气钢瓶放在水里 水槽里面通上 蒸气管 提高水温煮钢瓶 由于无人看管 水槽里的水达到近 100 放在水槽内的钢瓶有一个未打开使用 因此造成了钢瓶 爆炸 爆炸后跑出的液化石油气 遇到了烘干炉的明火 又引 起了整个烘干车间的空间爆炸 有 20 多人伤亡 停产近一个月 造成严重的恶性事故 这种爆炸事故的主要原因就是由于液化石油气的液体膨胀 系数大 对于钢瓶 当温度超过规定的使用温度 60 时 液体 很快就会充满整个钢瓶的气相空间 钢瓶内承受的压力就变为 由于温度升高而引起的液体膨胀的压力 这种可达几十 mpa 的 压力 钢瓶必然会爆炸 其次要原因是由于钢瓶制造质量低 钢瓶使用时间长 由于腐蚀 疲劳等原因降低了钢瓶的爆破压 力 再加上液化石油气中 含丙烯等饱和蒸气压较高的组分多 在高温时 由于饱和蒸气压高 虽在液体未充满整个容器空间 的情况下 也能使钢瓶爆炸 如丙烯在 100 时饱和蒸气压可 达 5 28mpa 因此 严禁在超装 超温下 贮存和使用液化石 油气容器 六 液化石油气蒸发潜热对安全使用的影响六 液化石油气蒸发潜热对安全使用的影响 液化石油气为液态贮存 气态使用 在蒸发过程中 如果 钢瓶壁液面部分吸收热量的速度大于或等于蒸发速度时 其液 体温度不产生变化 当蒸发速度快 使用时气量特别大时 瓶 壁液面部分的吸热速度小于蒸发速度时 液体就会急剧降温 瓶体液面部分就会出现冷凝水 在这种情况下继续大量蒸发 瓶壁液相部分就会结冰 由于液体温度下降 气化速度就会减慢 对用户使用就很 不利 贮存大罐产生罐壁气相部分和液相部分的温差 即气相 部分温度高而膨胀 液相部分因结冰而收缩 当过于严重时 就会引起罐壁裂缝 此即为球罐上温带易产生裂缝的原因之一 有些用户不明白这个蒸发潜热的道理 为了出气快 对钢 瓶采取了不正确的方法 进行加热 结果出现了钢瓶破裂事故 造成了损失 另外 由于气化潜热的存在 在液相跑出变成气体的过程 中要吸收热量 1kg 液化石油气的液体变为气体后要吸收 418 68kj 199kcal 的热量 当接触到人的皮肤时 此处皮肤 的热量便会被液化石油气吸收 皮肤温度就会迅速下降 因而 造成局部冻伤 这也需要加以预防和注意 七 液化石油气露点和沸点对安全使用的影响七 液化石油气露点和沸点对安全使用的影响 液化石油气的沸点值和露点值是随压力的升高而增大的 反之则减小 而其饱和蒸气压又是随着温度的升高而升高 反 之则降低 比如丙烷在 0 101325mpa 1 个大气压 下的露点是 42 07 但当压力增大到 0 8mpa 时 其露点就上升为 20 液化石油气的露点还与其组分有关 含 c 原子数越少越易气化 反之则不易气化 一般情况下 c4 的成分比较大 而 c4 平均 在 0 以下就不易气化了 它们的沸点较高 气温在 0 以下 就低于它们的沸点 所以就不会产生蒸气压 在东北地区 贮 存 c4 较多 由于气温很低 可达 30 以下 压力表为零 或 出现负压 都是正常现象 而在北京地区的冬季 当钢瓶内剩 下的 c4 成分多时 在中午温度高时关上钢瓶角阀 有时到晚上 或第二天早晨 也有产生负压的现象 这种真空现象 对安全使用很不利 一是对罐车或贮罐在 卸液或抽液时不易抽出 二是原有泄漏的地方 有可能向里进 空气 造成不安全因素 三是当钢瓶向外倒残液时 有空气进 入置换残液 对安全使用也有影响 四是对容器来说 在真空 下使用 要防止出现因受外压而出现失稳损坏事故的发生 八 液化石油气残液对安全使用的危害八 液化石油气残液对安全使用的危害 如前所述 液化石油气是一种多组分的混合物 主要由含 3 个或 4 个碳原子 c3 c4 的重碳氢化合物组成 它的主要成 分是丙烷 丙烯和丁烷 它的次要成分是丁烯 戊烷等 从以上组分可看出 含碳原子数越高 沸点也越高 沸点 越高 也就越难气化 在使用过程中 最易气化的 c3 和 c4 的 组分逐渐减少 气瓶内最后存下的是不易气化的 c5 和少量的 c4 等组分 其数量的多少根据组分和温度的不同而变 这些组 分在钢瓶内还有一定的压力 一般在 0 05mpa 左右 但不能气 化或气化速度很慢 不足以克服减压器的阻力 因而不能继续 使用 人们习惯称它为残液 当人们擅自去掉减压器 打开角阀倾倒残液时 情况就不 一样了 在常压下 流出的残液中的 c4 很快气化 c5 组分也 随之气化 并与周围的空气混合 形成爆炸气体 一遇明火 就会立即燃烧或爆炸 残液从液体到气体 体积最少要扩大 250 倍 假如钢瓶内 有 1 升残液 变为气体后为 250 升 与空气混合后变成为 2777 12500 升的爆炸气体 因此 即使有少量的残液倒出 也会产生较大的爆炸范围 残液倒出后 又会聚积在低洼处或地面上 一遇明火就会 发生燃烧和爆炸事故 有的同志不了解这一道理 随便将残液 倒在地沟里 下水道里 厕所里 路沟里 暖气沟里 脸盆里 等 遇明火后均造成了不同程度的燃烧 爆炸事故 有的还损 失惨重 因此 钢瓶剩有残液时 用户千万不要自行处理 乱 倒残液 要送液化石油气站统 回收和处理 九 需要空气量大对安全使用的危害九 需要空气量大对安全使用的危害 液化石油气是否能完全燃烧 取决于空气量的供给 液化 石油气完全燃烧需要大量的空气与之混合 其空气量需要多少 取决于各成分的发热量 发热量高的 需空气量就多 反之就 少 每 m3 液化石油气完全燃烧需 25 30m3 的空气才能达到完 全燃烧 而 c3 c4 需要的空气量又相差很多 液化石油气燃烧 需要的空气量约是煤气的 6 倍 液化石油气燃烧后的产物 对人的安全和使用燃烧情况的 好坏关系很大 每 m3 丙烷气燃烧后的产物是 3m3 的 co2 4m3 的水蒸汽 18 68m3 的氮 合计共产生惰性气体 25 68m3 液 化石油气各主要成分燃烧后的产物见表 2 8 2 表表 2 2 8 8 2 2 液化石油气各组分燃烧后的产物液化石油气各组分燃烧后的产物 m3 m3 m3 m3 气体种类 丙烷 丙烯 正丁 烷 异丁 烷 正丁 烯 燃烧后产物 co2 3 0 3 0 4 0 4 0 4 0 燃烧后产物 4 0 3 0 5 0 5 0 4 0 h2o 燃烧后产物 n2 18 86 16 98 24 52 24 52 22 58 合计 25 86 22 98 33 52 33 52 30 58 因此 使用液化石油气必须加强室内通风 如果通风条件不好 就会造成燃烧不完全的 情况 就会产生含有大量 co 的气体 能很快使人中毒 甚至死亡 由于液化石油气燃烧不完全而产生 co 中毒的事故已发生了 很多起 特别是市场上出售的液化石油气淋浴器和采暖炉 使 用不当 发生事故的教训很多 因室内温度高 门窗关闭严实 再加上水蒸气多 室内通风就更差 故极易产生 co 中毒现象 因此 要求淋浴器不要和浴室在一