注水法处理液化石油气储罐泄漏事故

注水法处理液化石油气储罐泄漏事注水法处理液化石油气储罐泄漏事 故故 1 引言引言 液化石油气在我国已广泛使用 因液化石油气贮罐泄漏而 造成的事故曾多次发生 有的甚至引发了恶性爆炸事故 造成 了巨大的财产损失和人员伤亡 因此分析液化石油气贮罐泄漏 特点并研究相应的对策是非常有必要的 液化石油气储存系统 中出现泄漏的部位不同 则泄漏物的状态 泄漏速度以及泄漏 点对罐区构成的威胁各不相同 发生火灾爆炸的危险性大小也 不一样 因此 有必要对液化石油气储存系统中可能出现泄漏 的不同情况及其危险性特性进行分析 并讨论相应的对策 2 储罐可能出现泄漏的不同部位及危险性分析储罐可能出现泄漏的不同部位及危险性分析 液化石油气储罐的接管有液相进口 气相进口 液相出口 气相出口 排污口 放散口以及人孔等 由于集中应力的作用 各种接口 焊缝处较容易出现泄漏 液化石油气储存系统中蒸 气压高 液化石油气对法兰橡胶密封件的溶胀性强 因此法兰 处较容易出现泄漏 液化气中含有一定量的水分 长期贮存时 水分会逐渐积累下沉 积聚在储罐的下部 罐越大 时间越长 积聚量越大 在罐底水层的作用下 罐底及罐底阀件的腐蚀比 其它部位严重 容易出现泄漏 1 2 1 管道或法兰泄漏 管道或法兰出现泄漏点时 液化气的泄漏速度较慢 泄漏 或燃烧点离罐体远 危险性较小 停止输送气体 慢慢关闭泄 漏点相邻部位的阀门 即可切断泄漏源排除危险 如果相邻阀 门不能关紧 为防止泄漏点周围形成爆炸性混合气体而产生危 险 还可以暂时主动点燃液化气 让其稳定燃烧 等必要的抢 险措施都准备好后 再扑灭火焰 2 2 罐体顶部或与顶部相连接的阀门 管道出现泄漏 罐体顶部或与顶部相连接的阀门 管道出现泄漏时 泄漏 物为气相液化气 泄漏量相对较小 抢险人员直接接触的是气 体 冻伤的可能性较低 2000 年 7 月 15 日 一辆满载 9 吨 准 载 8 吨 液化气的槽车在途径四川省绵阳市宝成铁路桥洞时 由 于车身超高 与桥洞顶部发生碰撞 槽车被卡在桥下 槽车顶 部发生泄漏 对铁路线和旅客的安全构成了很大威胁 经消防 官兵英勇奋战 强行堵漏成功 据悉 参加抢险的消防官兵当 时虽未着防冻服装 却没有人员被冻伤 2 3 罐体底部泄漏或紧邻罐体的第一个阀门 法兰泄漏 无论是罐体底部泄漏或紧邻罐体的第一个阀门 法兰泄漏 泄漏出的都是液体 泄漏速度快 泄漏量大 泄漏点处于罐区 之内 危险性比前面谈到的两种情况都大 1998 年 3 月 5 日 陕西省西安市煤气公司液化气管理所内一个 400m3 球罐的根部 阀门损坏 导致罐内液化气大量泄漏 引发了罐区的连续爆炸 造成 11 人死亡 事故中有 7 名消防官兵牺牲 31 人受伤 1979 年 12 月 18 日 吉林市城建局煤气公司一个 400m3 的液化气罐 的根部法兰泄漏 引起罐区连续爆炸 事故中死亡 32 人 受伤 54 人 1997 年 9 月 14 日 印度石油公司彼雅卡炼油厂一个容 积为 12000m3 的液化气罐的罐根管线接口泄漏 引发了附近三 个同样大小的液化气储罐和 12 个石油罐爆炸 造成 25 人死亡 罐体底部泄漏或紧邻罐体的第一个阀门 法兰泄漏事故所具 有的危险性主要体现在以下三个方面 1 抢险救援的难度高 以上列举的液化气贮罐特大火灾爆炸事故中 泄漏部位都 是在贮罐底部 或是紧邻罐底的第一个阀门和法兰 或是罐根管 线接口 抢险人员面临非常大的困难 因为这种情况下不能使 用关闭阀门的方法直接切断泄漏源 当抢险人员强行堵漏时 由于罐体直径大 罐下障碍和揿 液化气泄漏压力大 流速快 难以实施堵漏作业 如果抢险人员皮肤直接接触到液态液化气 容易被冻伤 而且液化气还能造成人员中毒 堵漏作业往往被 迫中断 2 主动控制事故的可能性小 在储罐底部出现液相液化石油气泄漏时 不宜采用主动点 燃液化气的方法 如果采用点燃法 形成的固定燃烧点离罐体 很近 辐射热人使罐体温度上升 直接威胁罐体安全 而且一 旦出现储罐底部泄漏 就会形成相当大的爆炸性气体区域 主 动点火还有引起空间爆燃的可能 倒罐虽然可以减少泄漏罐内 的贮量 但要以罐区其它储罐有足够的剩余容量为前提 而且 在液相液化气被抽空之前 罐内压力不会降低 泄漏速度不会 减缓 堵漏的难度不会降低 随着泄漏的继续 爆炸性混合气 体的范围逐渐扩大 危险性不断增大 3 发生爆炸性火灾的可能性大 由于气相液化气比同样条件下的空气重 不容易扩散 泄 漏出的液相液化气气化后与空气形成的爆炸性混合物很容易达 到爆炸浓度极限 2 10 而液化气的最小引燃能量只有 0 18 0 38mj 很小的点量就能够将液化气爆炸性混合物点燃 液化气在泄漏时会产生高达数千伏的危险电压 从泄漏部位喷 出的介质和容器都带有静电 其放电火花足以引燃液化气 即 使抢险时划定了禁火区 潜在的静电放电危险也不能保证不发 生爆炸 如果混合气体发生爆炸 势必引起罐区连续爆炸而使 事故失去控制 由此可见 液化气储罐或紧临储罐的阀门 法兰等部位出 现泄漏时 不仅难以控制 而且发生爆炸火灾的可能性更大 必须要采取适当的措施加以控制 3 使用向罐内注水的方法抢险使用向罐内注水的方法抢险 当储罐底部发生泄漏时 利用液相液化气比水轻且与水不 相溶的性质 液相液化气的比重是 4 时水的比重的 0 5 0 6 倍 向储罐内注入一定数量的水 以便在罐内底部形成水垫层 使 泄漏处外泄的是水而不是液化气 从而切断泄漏源 使火焰自 动熄灭 然后再采取堵漏措施 这种利用水重于液化气的性质 向储罐内注水而切断泄漏源或减少泄漏量的方法称为注水法 注水后 由于从泄漏部位喷出的是水而不是液化气 中毒 冻 伤和燃烧爆炸的危险性均大大降低 而且注水作业可以在远离 泄漏点的地方进行 更可保证抢险人员的安全 2001 年 2 月 26 日 武汉市青山区 115 街的武汉市水泥厂液化气管道发生泄漏 就使用了注水的方法抢险并取得了成功 1998 年 3 月 5 日西安 液化气站于 16 日 30 分左右出现泄漏 发生爆炸是在 18 时 40 分 其间有足够长的时间采取注水法抑制泄漏 但由于种种原 因而坐失良机 以致最终导致惨剧的发生 使用注水法处理泄漏事故应注意以下几个问题 1 注水法适用的对象 泄漏物为不溶于水的有机物 且其密度小于水 泄漏部位 是在储罐的底部或下部 泄漏物为不溶于水的有机物 且其密度大于水 泄漏部位 是在储罐顶部或上部 2 泄漏部位的位置 必须确定泄漏部位是在储罐的底部 下部或与下部相邻的 阀门或法兰 否则 水垫层高度难以达到泄漏点高度 不能切 断泄漏源 3 液化气的温度 通过查看温度测量仪表 了解液化气的温度是否在 50 以 下 因为液化气储罐的设计温度为 50 注水作业应在其设计 温度范围以内进行 而且所注水的温度应低于液相液化气的温 度 否则 注入的水会对液化气有加热作用 4 注水量的控制 所注水的体积加上液相液化气的体积应小于储罐容积的 90 即 v1 v2 0 9v 其中 v1 为注入水的体积 m3 v2 为原有液化气的液相体 积 m3 v 为贮罐的容积 m3 石油化工企业设计防火规范 第 5 3 8 条明确规定 液化 烃储罐的储存系数不应大于 0 9 当储罐适量充装时 储罐内压 为液化气的饱和蒸气压 温度每上升 10 饱和蒸气压上升 0 2mpa 能够保证安全 液化气的体积膨胀系数约为水的 10 16 倍 且随温度的升高而增大 温度每升高 10 体积膨 胀 3 4 如果超装 气体空间过小 随着温度的升高 液相 液化气很快就会充满罐体 若温度继续升高 罐体因束缚液相 膨胀而承受的压强会迅速上升 温度每上升 1 压力就会上升 2 3mpa 只要温度上升 3 5 内压就会超过 8mpa 的耐压 极限并发生危险 2 5 泵房 配电房处可燃气的浓度 泵房 配电房等处的可燃气浓度应低于液化石油气的爆炸 极限 以保证注水操作的顺利进行 4 一点建议一点建议 在液化气储存单位进行防火检查时 发现液化石油气储存 系统没有现成的管道可用于紧急情况下向罐内注水 这对注水 法的实施非常不利 2001 年 1 月 17 日 8 时 16 分 江苏省苏州 市罗马磁砖有限公司一只储量 100m3 的储罐底部法兰垫圈老化 出现泄漏 直接威胁罐区另一个同样容量储罐的安全 消防官 兵经过一个小时的紧张战斗 堵漏基本成功 但由于罐内压力 很高 仍有少量泄漏 抢险人员当时就想到使用注水法制止泄 漏 但因为没有现成的管道和接口可用于注水 只好让特勤中 队继续堵漏 同