劉華勝?王帥

摘 要：系統(tǒng)分析了LPG的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性，總結(jié)了LPG儲(chǔ)罐泄漏后可能發(fā)生的事故類型，比較了LPG儲(chǔ)罐池火、沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸和蒸氣云爆炸事故后果模擬方法，提出了預(yù)防LPG儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：LPG儲(chǔ)罐；火災(zāi)爆炸；事故后果模擬方法

1.前言

液化石油氣（Liquefied Petroleum Gas，LPG）是來(lái)源于煉油廠石油氣和油田伴生氣的低碳數(shù)烴類混合物，主要成分是含有三個(gè)碳原子和四個(gè)碳原子的碳?xì)浠衔?，即丙烷、丁烷、丙烯和丁烯。LPG是重要的燃料和化工原料，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用的各個(gè)領(lǐng)域。由于 LPG是易燃易爆危險(xiǎn)物質(zhì)，在其生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用過(guò)程中發(fā)生的火災(zāi)爆炸事故屢見(jiàn)不鮮。1984年11月19日，墨西哥城近郊國(guó)家石油公司液化石油氣站發(fā)生爆炸事故，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(fā)生爆炸事故，造成 13 人死亡，30多人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失達(dá)到 477 萬(wàn)元。LPG儲(chǔ)罐一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，將造成嚴(yán)重的人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失，因此，對(duì) LPG 儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故后果進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的技術(shù)措施，對(duì)預(yù)防重特大事故發(fā)生具有重要意義。

2.LPG的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性

LPG主要成分的燃燒爆炸特性。LPG的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為甲 A類，其閃點(diǎn)低，最小引燃能量小，爆炸下限低，爆炸范圍大。液化石油氣在常溫常壓下極易氣化，氣化后體積迅速擴(kuò)大 250～350 倍，而且其比空氣重，容易在低洼處積聚，或沿地表面擴(kuò)散，遇點(diǎn)火源極易發(fā)生燃燒爆炸。LPG的火焰溫度達(dá) 2000℃，熱值遠(yuǎn)比其它燃料高，爆炸速度為 2000～3000m/s ，燃燒爆炸形成強(qiáng)烈的熱輻射和巨大的沖擊波超壓，傷害破壞作用強(qiáng)，易造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。LPG 具有較高的膨脹系數(shù)，在密閉容器內(nèi)，溫度升高會(huì)引起壓力顯著增大，從而發(fā)生物理性爆炸。

3.LPG儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故后果分析

LPG通常在常溫高壓條件下儲(chǔ)存。如果操作錯(cuò)誤導(dǎo)致儲(chǔ)罐充裝過(guò)量，儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)或施工存在缺陷，儲(chǔ)罐材料腐蝕或疲勞，儲(chǔ)罐處于機(jī)械碰撞作用下或處于火災(zāi)環(huán)境中時(shí)，其可能發(fā)生破裂或引起管道、閥門損壞造成泄漏，帶有壓力的LPG從容器內(nèi)泄漏流出至大氣中時(shí)，液體溫度遠(yuǎn)高于LPG大氣壓下的沸點(diǎn)，泄漏出的LPG立即劇烈氣化，發(fā)生閃蒸。對(duì)于儲(chǔ)罐破裂的情況，LPG大量泄漏、閃蒸，如果立即被點(diǎn)燃，在火焰烘烤儲(chǔ)罐的情況下發(fā)生沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸（Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion，BLEVE）；如果沒(méi)有立即被點(diǎn)燃，氣相擴(kuò)散與空氣混合形成蒸氣云，延遲或遠(yuǎn)處點(diǎn)燃則發(fā)生閃火（Flash Fires，F(xiàn)F）或蒸氣云爆炸（Vapor Cloud Explosion，VCE）；液相積聚形成液池，延遲或遠(yuǎn)處點(diǎn)燃則發(fā)生池火（Pool Fires）；對(duì)于儲(chǔ)罐管道、閥門損壞的情況，LPG液相連續(xù)噴射泄漏、閃蒸，如果立即被點(diǎn)燃，則發(fā)生噴射火（Jet Flames，JF），如果沒(méi)有立即被點(diǎn)燃，與上述儲(chǔ)罐破裂 LPG 大量泄漏的情況相同，氣相擴(kuò)散與空氣混合形成蒸氣云，延遲或遠(yuǎn)處點(diǎn)燃則發(fā)生 FF 或 VCE，液相積聚形成液池，延遲或遠(yuǎn)處點(diǎn)燃則發(fā)生PF。

4.LPG罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故預(yù)防技術(shù)措施

為防止發(fā)生池火災(zāi)時(shí)，由于液池面積擴(kuò)大而導(dǎo)致災(zāi)害擴(kuò)大，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐容積設(shè)計(jì)事故狀態(tài)下防護(hù)堤的半徑和高度。在泄壓裝置設(shè)計(jì)方面應(yīng)考慮事故狀態(tài)下泄壓裝置的動(dòng)作時(shí)間，避免動(dòng)作時(shí)間延遲而由于超壓導(dǎo)致儲(chǔ)罐破裂；在確定泄壓量時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)氣液平衡的破壞影響。為防止發(fā)生事故時(shí)，高溫火焰燒烤環(huán)境下儲(chǔ)罐由于罐內(nèi)LPG升溫劇烈氣化導(dǎo)致罐內(nèi)超壓破裂而引起二次災(zāi)害，應(yīng)采取消防水噴淋冷卻周圍儲(chǔ)罐，降低儲(chǔ)罐內(nèi)溫度。

為減少在儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)形成有限空間為蒸氣云爆炸創(chuàng)造條件，儲(chǔ)罐布局時(shí)除滿足防火防爆間距要求外，還應(yīng)適當(dāng)減小儲(chǔ)罐分布密度；同時(shí)盡量避免儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)計(jì)在山谷等窩風(fēng)地帶。點(diǎn)火源是引起火災(zāi)爆炸的重要因素，應(yīng)采取措施消除和控制點(diǎn)火源：儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁明火，同時(shí)注意防止靜電；進(jìn)入儲(chǔ)罐區(qū)的車輛必須使用火星熄滅器，裝卸過(guò)程中車輛必須熄火；嚴(yán)格執(zhí)行儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)動(dòng)火程序；儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)應(yīng)使用防爆電器設(shè)施。設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐區(qū)與周圍辦公、住宅等建筑物距離時(shí)，除滿足防火防爆間距要求外，還應(yīng)考慮根據(jù)儲(chǔ)罐區(qū)儲(chǔ)量計(jì)算的火焰熱輻射或爆炸沖擊波導(dǎo)致的各種傷害破壞半徑大小，以減小突發(fā)事故對(duì)儲(chǔ)罐區(qū)外人員和建筑物的傷害破壞。

5.結(jié)束語(yǔ)

本文分析了LPG的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性，針對(duì)LPG傷害破壞作用嚴(yán)重的池火災(zāi)、沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸和蒸氣云爆炸事故，結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)火災(zāi)爆炸事故的研究，綜合分析比較一些成熟先進(jìn)的模型，建立了LPG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故后果分析模型，為預(yù)防LPG儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故發(fā)生，降低風(fēng)險(xiǎn)，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失提供了技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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