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石油液化氣儲罐泄漏事故后果類型分析

時間:2010-04-15 11:19來源:未知 作者:chuguan 點擊:
石油液化氣儲罐泄漏事故后果類型分析
  

       液化石油氣是從油氣田或石油煉制過程中得到的一部分碳氫化合物,主要成分為C3、C4烷烴。液化石油氣(LPG)是重要的燃料及化工原料,同時也是一種易燃、易爆的危險物質,在生產運輸、儲存和使用過程中極易發生事故。隨著液化石油氣在工業與民用方面的廣泛應用,國內外因操作和管理不慎而發生的液化石油氣火災爆炸事故屢見不鮮。1984年11月19日,墨西哥市郊外國家石油公司液化石儲運站發生泄漏并引發爆炸,造成650人死亡,6000人受傷。1998年3月5日,西安市煤氣公司液化石油氣管理所發生嚴重泄漏爆炸事故,共造成12人死亡,32人受傷,10萬居民疏散。這些事故造成的人身傷亡及財產損失等都極為嚴重。因此,對液化石油氣儲罐及其管路的事故后果進行分析,提出相應的對策措施,對預防重大事故的發生具有重要意義。

     液化石油氣主要危險性分析

     1.易燃、易爆性

     液化石與空氣混合后,一旦遇到火種,甚至是石頭與金屬撞擊或摩擦的靜電火花,都能迅速引起燃燒。液化石油氣的爆炸極限為1.5%~9.5%,爆炸范圍寬且爆炸下限低,泄漏擴散后很容易發生爆炸。液化石油氣燃燒熱值高,燃燒速度快。其燃燒熱值是焦爐煤氣的5倍,煙煤發熱量的2倍,爆炸時燃燒速度為每秒數百米到數千米,火焰溫度高于2000℃,著火時熱輻射很強,極易引燃引爆周圍易燃易爆物質,使火勢擴大。

     2.揮發生

     液化石油氣常壓沸點低(例如丙烷為-42.1℃),一旦從容器或管道中泄漏出來,由于壓力的降低,便可急劇氣化,體積將會驟然膨脹250倍左右,并能迅速擴散蔓延。液化石油氣氣態比重是空氣的1.5~2.5倍,一旦泄漏,易在低洼或通風不良處窩存,在平地上能沿地面迅速擴散至遠處,而不是擴散到空氣中去,更易釀成爆炸事故。

     3.受熱易膨脹性

     液化石油氣熱膨脹系數高,溫度越高,膨脹越大。容器在滿液情況下,溫度一旦升高,容器內壓力會急升高。當液化石油氣泄漏后發生燃燒爆炸時,周圍其他儲罐受到火焰燒烤,壓力會迅速增高,從而發生物理爆炸,產生爆炸碎片,造成新的燃燒爆炸,形成多米諾連鎖反應。

     4.易產生靜電

     液化石油氣的電阻率高達106~1010Ω?m,當其從容器、設備、管道中噴出時,極易因摩擦產生靜電,產生放電火花,引起可燃氣體燃燒或爆炸。液化石油氣中含有的液體或固體雜質越多,流速越快,產生的靜電荷越多。

     5.能引起中毒窒息

      高濃度的液化烷烴被大量吸入人體內,就會造成中毒,使人昏迷、嘔吐或有不愉快的感覺,嚴重時可使人窒息死亡。

    6.溶解性

    此外,液化石油氣泄漏后,會從周圍環境中吸收大量熱量氣化,從而使溫度急刷降低,致人凍傷。

    事故后果分析

    液化石油氣火災爆炸事故大都源于泄漏。液化石油氣的泄漏可分為3種情況:災難性的儲罐瞬間泄漏、儲罐裂口處連續泄漏和管路連續泄漏。其中,儲罐瞬間泄漏有可能分為儲罐熱失效(例如火焰烘烤)和冷失效2種情況。

    1.災難性的儲罐瞬間泄漏

    儲罐熱失效:將會立即點火、導致沸騰液體擴散蒸氣云爆炸(BLEVE),產生火球。

    儲罐冷失效:加壓液化氣儲罐的災難性失效將產生部分液化氣的閃蒸,同時湍流的空氣被卷入這種蒸氣-液滴氣云?梢韵胂,由于與地面和周圍環境間的作用,泄漏物的動量將不斷損失,直至最后與周圍的環境間建立起平衡關系,并隨主導風向一起飄移擴散。如果泄漏物的動量沒有損失,并且沒有顯著的風流,那么在動量的驅動下,泄漏物將可能卷入大量的空氣,以稀釋云團到LEL以下,形成以似罐為中心的氣云。根據點火條件不同,氣云可發生不同事故后果。

    ●立即點燃產生BLEVE火球:因摩擦靜電、電氣了火花、明火等而發生立即點燃,從而產生BLEVE火球。

    ●延遲點火發生閃火(FF)或蒸氣云爆(VCE):發生災難性泄漏時,立即點燃的概率較低,多數情況下會隨著主導風向一起漂移擴散。此時,若應急處置不當時,氣云會在擴散過程中遇到點火源,發生延遲點火,導致閃火(FF)或蒸氣云爆(VCE)。

    ●不點燃:若應急處置得當, 氣云會在擴散過程中不會發生點燃,僅形成浮性云團,不會產生嚴重的事故后果。

   2.儲罐裂品處連續泄漏

    儲罐裂口處連續泄漏,也將形成蒸氣-液滴氣云,并且隨著擴散的進行發生延遲閃火和蒸氣云爆,也可能不點燃,僅形成浮性云團。圖2為液化石油氣儲罐裂口處連續泄漏的事件樹。

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