浅析液化石油气储罐泄漏事故后果类型.pdf

α 浅析液化石油气储罐泄漏事故后果类型 李文忠 通辽市劳动安全卫生检测站 摘 要本文应用事件树评价方法分析了液化石油气储罐和相关附件泄漏事故的类型,寻找防止液 化石油气泄漏的防治办法,为液化石油气安全生产事故的预防提供技术支持。 关键词液化石油气;泄漏;类型 液化石油气田或石油炼制过程中得到的一部分 碳氢化合物,主要成分为 C3 、C4烷烃。液化石油气 L PG是重要的燃料及化工原料,同时也是一种易 燃、 易爆的危险物质,在生产、 运输、 储存和使用过程 中极易发生事故。随着液化石油气在工业与民用方 面,特别是作为交通运输的替代能源得到了广泛应 用。因操作和管理不当而发生的液化石油气火灾爆 炸事故屡见不鲜。1984年11月19日,墨西哥市郊 外国家石油公司液化石油气储运站发生泄漏爆炸事 故,造成650人死亡, 6000人受伤。1998年3月5 日,西安市煤气公司液化石油气管理所发生严重泄 漏爆炸事故,共造成12人死亡, 32人受伤, 10万居 民疏散。这些事故造成的人身伤亡及财产损失等都 极为严重。 因此,对液化石油气储罐及其管路泄漏的 事故后果进行分析,提出相应的对策措施,对预防液 化石油气重大事故的发生具有重要意义。 1 液化石油气主要危险性分析 111 易燃、 易爆性 液化石油气与空气混合后,一旦遇到火种,甚至 是石头与金属撞击或摩擦的静电火花,都能迅速引 起燃烧。液化石油气的爆炸极限为1. 5～9. 5 , 爆炸范围宽且爆炸下限低,泄漏扩散后很容易发生 爆炸。液化石油气燃烧热值高,燃烧速度快。其燃烧 热值是焦炉煤气的5倍,烟煤发热量的2倍,爆炸时 燃烧速度为每秒数百米到数千米,火焰温度高于 2000℃,着火时热辐射很强,极易引燃引爆周围易燃 易爆物质,使火势扩大。 112 挥发性 液 化石油气常压沸点低例如丙烷为42. 1℃ , 一旦从容器或管道中泄漏出来,由于压力的降 低,便可急剧气化,体积将会骤然膨胀250倍左右, 并能迅速扩散蔓延。液化石油气气态比重是空气的 1. 5～2. 5倍,一旦泄漏,易在低洼或通风不良处窝 存,在平地上能沿地面迅速扩散至远处,而不是扩散 到空气中去,遇明火可引起回燃,更易酿成爆炸事 故。 113 受热易膨胀性 液化石油气热膨胀系数高,温度越高,膨胀越 大。容器在满液情况下,温度一旦升高,容器内压力 会急剧升高。 当液化石油气泄漏后发生燃烧爆炸时, 周围其他储罐受到火焰烧烤,压力会迅速增高,从而 发生物理爆炸,产生爆炸碎片,造成新的燃烧爆炸, 形成多米诺连锁反应。 114 易产生静电 液化石油气的电阻率高达106～10108 m , 当 其从容器、 设备、 管道中喷出时,极易因摩擦产生静 电,产生放电火花,引起可燃气体燃烧或爆炸。液化 石油气中含有的液体或固体杂质越多,流速越快,产 生的静电荷越多。 115 能引起中毒窒息 高浓度的液化烷烃被大量吸入人体内,就会造 成中毒,使人昏迷、 呕吐或有不愉快的感觉,严重时 可使人窒息死亡。 116 易发生灼烫事故 液化石油气泄漏后,会从周围吸收大量热量气 化,从而使温度急剧降低,致人冻伤。 2 事故后果分析 液化石油气火灾事故大都源于泄漏。液化石油 气的泄漏可分为3种情况灾难性的储罐瞬间泄漏、 储罐裂口处连续泄漏和管路连续泄漏。 其中,储罐瞬 间泄露有可能分为储罐热失效例如火焰烘烤和冷 失效2种情况。 211 灾难性的储罐瞬间泄漏 储罐热失效将会立即点火,导致沸腾液体扩展 蒸汽云爆炸BL EV E , 产生火球。 储罐冷失效加压 液化气储罐的灾难性失效将产生部分液化气的闪 蒸,同时湍流的空气被卷入这种蒸气液滴气云。 可以想象,由于与地面和周围环境间的作用,泄漏物 的动量将不断损失,并且没有显著的风流,那么在动 量的驱动下,泄漏物将可能卷入大量的空气,以稀释 云团到L EL以下,形成以储罐为中心的气云。根据 点火条件不同,气云可发生不同事故后果。 ●立即点燃产生BL EV E火球因摩擦静电、 电 气火花、 明火等而发生立即点燃,从而产生BL EV E 火球。 ●延迟点火发生闪火FF或蒸气云爆VCE 84内蒙古石油化工 2006年第9期 α收稿日期 2006- 05- 09 作者简介李文忠,男, 40岁, 1989年毕业于内蒙古大学化学系,化工工艺工程师,现在通辽市劳动安全卫生检测站从事 危险化学品安全检测及安全评价工作。 发生灾难性泄漏时,立即点燃的概率较低,多数情况 下会随着主导风向一起漂移扩散。 此时,若应急处置 不当,气云会在扩散过程中遇到点火源,发生延迟点 火,导致闪火 FF 或蒸气云爆VCE。 ●不点燃若应急处置得当,气云会在扩散过程 中不会发生点燃,仅形成浮性云团,不会产生严重的 事故后果。 图1给出了液化石油气储罐发生灾难性瞬间泄 漏的事件树。 图1 液化石油气储罐整体灾难性瞬间泄漏事件树 212 储罐裂口处连续泄漏 储罐裂口处连续泄漏,也将形成蒸气液滴 气云,并且随着扩散的进行发生延迟闪火和蒸气云 爆,也可能不点燃,仅形成浮性云团。图2为液化石 油气储罐爆裂口处连续泄漏事件树。 图2 液化石油气储罐裂口处连续泄漏事件 此外,也可因摩擦静电、 电气火花、 明火等而发 生立即点燃。由于储罐裂口处连续泄漏的量一般较 大,这种立即点燃,一般被考虑成灾难性的整体热泄 漏,从而产生BL EV E火球。 213 管路连续泄漏可因摩擦静电、 电气火花、 明火 等而发生立即点燃 由于泄漏的量一般较小,这种立即点燃一般导 致喷射火。扩散的气云也可发生延迟闪火和蒸气云 爆,或者不点燃。 图3为液化石油气储罐管路连续泄 漏事件树。 图3 液化石油气储罐管路连续泄漏事件树 3 结论 由以上分析可见,液化石油气储罐及其管路可 发生三种情况泄漏,并且根据点火条件不同,主要发 生BL EV E、 闪火、 蒸气云爆炸、 喷射火等4种事故后 果。其中 1在3种泄漏情况中,灾难性的储罐瞬间泄漏 和储罐裂口处连续泄漏,将产生严重的事故后果,但 直接由此引发的事故是小概率时间。由近年来发生 的几起典型液化石油气事故案例可见,多数事故的 起因,主要源于管路、 阀门以及储罐附件等的泄漏。 2在4种事故后果中,直接点火引发灾难性的 BL EV E后果也是小概率事件。多数情况下首先发 生的是延迟闪火和蒸气云爆。闪火和蒸气云爆发生 后,严重的后果将会引起多米诺效应,引发次生灾 害,从而引起灾难性的BL EV E后果。 3针对液化石油气的特性和事故特点,应采取 严格的事故预防措施。 ①严格遵守有关法律法规和技术标准,如 城镇 燃气设计规范GB500281993[2002版 ] 、石油 化工企业设计防火规范GB501601992 [ 1999 版 ] 、 工业企业总平面设计规范GB50187 1993等等。罐区的工艺设计、 储罐及附件、 输气管 线、 安全阀及放空设备、 安全补偿装置、 检测仪表、 建 构筑物、 消防给水、 排水、 灭火器材、 电气防爆、 防雷、 防静电、 防火堤等必须严格符合标准规定。 ②凡与液化石油气相关的站区和环境要杜绝明 火、 点火花和静电火花的产生,罐区内严禁明火,同 时注意防止静电产生,严格执行动火审批制度;罐区 应具有良好的通风条件,不得有使液化气聚集、 积存 的地方。 ③加强安全管理,制定相应的定期检查制度。 定 期检查储罐各密封点、 焊缝及罐体有无渗漏;检查储 罐进出口阀门、 阀体及连接部位是否完好;检查罐 底、 底板、 圈板腐蚀情况;检查储罐基础及外形有无 变形,罐底是否凹陷和倾斜。 压力容器要按规定定期 检验。 ④制定严格的作业管理制度。操作人员应严格 遵守操作规程和安全规定,反对野蛮作业,加强责任 心,防止设备损坏。 ⑤与液化石油气相关的设备及其建筑物、 构筑 物要有满足要求的防范保护设施和防火间距,与周 边设施场所要保证足够的安全距离。防止事故发生 时造成多米诺连锁反应,减少事故时周边人员伤亡。 94 2006年第9期 李文忠 浅析液化石油气储罐泄漏事故后果类型 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载