液化石油气泄漏形式及原因分析
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液化石油气泄漏形式及原因分析
一、液化石油气的危险性分析
液化石油气(简称液化气)是一种低碳烃类化合物的混合物,因其来源和制造工艺的不同,其所含的成分也不尽相同,主要成分有:丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁烷(C4H10)、丁烯(C4H8)及少量的乙烯(C2H4)、戊烷(C5H12)等这些碳氯化合物常温常压下呈气态,而当压力升高或温度降低时,又很容易转化为液态,具有气体和液体的性质,因此,习惯上称之为液化石油气。根据《液化石油气标准》(GB11174-1997)规定:为确保安全使用液化石油气,要求液化石油气具有特殊臭味。必要时加入硫醇、硫醚等硫化物配制的加臭剂,加入量不得超过0.001%(m/m)。
1液化石油气气态时的特点
(1)比重比空气大1.5~2.0倍,在大气中扩散较慢,易向低洼地区流动;
(2)着火温度约为430~460℃,比其它燃气低;
(3)爆炸极限较窄,约为1.5%~9.5%;
(4)热值高;
(5)当温度低于露点温度或压力增加时,会出现凝液;
(6)液化石油气的蒸汽压力较大,随温度的升高而增大。
2液化石油气液态时的特点
(1)体积膨胀系数比汽油、煤油的大,约为水的16倍;
(2)比重约为水的一半。
3液化石油气的危险性分析
(1)易燃易爆性
评定气体物质火灾危险性大小的主要标志是爆炸浓度下限和自燃点。爆炸浓度下限和自燃点越低,火灾危险性越大。液化石油气的爆炸下限仅为1.5%,一旦泄漏很容易在空气中达到这个浓度,即使是少量的泄漏,由于液化石油气的比重比空气大,也会在低洼处汇集并与空气混合形成爆炸性混合物,仍有爆炸的危险。液化石油气的自燃点约为430~460℃,最小点火能量仅为0.3mJ,极易自燃或被引燃。
(2)膨胀性
液化石油气具有热胀冷缩的性质,受热膨胀系数极大,约相当于水的10~16倍。
(3)汽化与扩散性
液化石油气在常温下易汽化,但气态液化石油气在空气中不易扩散,这与它的比重有关。
液化石油气主要组分在液态时的沸点很低,在常温常压下都是气态,储存在钢瓶(贮罐、槽车)中的液化石油气一旦泄漏出来,在常温常压下就会迅速由液体汽化为气体,体积扩大约250~300倍。液化石油气主要组分在气态时的比重比空气重,约为空气的1.5~2.0倍;所以气态液化石油气在空气中不易扩散。
(4)带电性
液化石油气是不导电的绝缘体,当液化石油气在管道中流动,或在运输中摇晃,以及从容器、设备、管道或破裂处喷出时,与管壁、容器、管口和破损处摩擦,都能产生静电。实践证明,液化石油气中含的杂质成分越多、喷速越高或流速越快、流量越大、流程越长,产生的静电荷就越多,当静电电压达350~450V时产生的火花放电就能引起液体蒸气燃烧爆炸;而液化石油气在管道中流动时一般能产生
2000V以上的静电电压,从管口喷出时能产生9000V以上静电电压,其放电火花足以引起液化石油气气体燃烧爆炸。
(5)腐蚀性
由于原油中含有硫化物,所以液化石油气中含有少量的硫化氢等硫化物,GB11174-1997规定总硫含量≤343mg/m3。这些硫化物,对液化石油气钢瓶等容器内壁有腐蚀作用,在液化石油气含有水分的情况下,硫化氢等硫化物对容器内壁的腐蚀会进一步加重。1.贮罐贮罐泄漏有设备上的原因,也有工艺操作上的原因。就设备上的原因来说,有设计、制造、安装方面的原因,也有维修、检查、管理方面的问题。对于工艺过程方面来说,则主要是人为的错误操作,造成设备升温增压或超负荷运转,误开(闭)阀门、孔盖等原因造成。
(1)贮罐根部泄漏及原因
此类泄漏多是因为罐体材质不符合要求,在长时间的腐蚀和内压的作用下出现裂缝、泄漏,此处不受阀门控制,但一般裂缝不会太大,泄漏量相对较少,危险性较小。
(2)贮罐焊缝泄漏及原因
此类泄漏多是因为焊缝焊接质量不高,由于超装或高温内部膨胀,压力增大而发生脆性断裂,引起物理性爆炸大量泄漏而引起火灾事故。例如,1979年12月13日,吉林市城建局煤气公司石油气厂发生的爆炸事故。当天14时05分左右,102号球罐上的环带焊接处由于焊接质量不良而发生脆性断裂,该罐沿焊缝裂开长13.5m、宽约1m的裂缝,漏气后约2min,液化气已扩散到距贮罐区250m的职工宿舍,遇明火即燃烧爆炸。距离102号罐不远处的101号400m3的球罐在102号罐的烈火烘烤下,于18时许发生爆炸,引起连锁反应,使201、206
号卧式贮罐又相继爆炸,并掀翻了另外几只球罐。大火持续了23h,死亡32人,伤54人,毁坏400m3的贮罐6个,50m3的卧式贮罐4个,15kg的钢瓶3000多只,烧掉液化石油气600t,造成经济损失628余万元。
(3)贮罐上部泄漏及原因
此类泄漏是因为内部超压或受高温烘烤急剧增压而在顶部撕开口子爆裂(例如上述案例中的101号球罐),这种泄漏无法堵漏,十分危险。
(4)贮罐附件泄漏及原因
贮罐附件包括各种阀门、管线和安全附件(如压力表、液位计等)。
①阀门
阀门是液化石油气贮罐的易泄漏部位。阀门法兰(密封垫片)容易因老化、开裂等损坏而泄漏。泄漏的法兰又分为阀门前法兰和阀门后法兰。一般说来,阀门后法兰泄漏危险性较小,阀门前法兰泄漏就比较麻烦了。例如,1998年3月5日,西安市煤石公司液化石油气管理所发生的爆炸火灾事故。当天16时30分左右,液化石油气管理所内北侧的一个400m3的球罐根部排污阀的阀门前法兰由于密封局部失效造成液化石油气泄漏、蔓延,18时50分遇火花发生大爆炸;19时24分、20时3分又先后发生2次爆炸,直到7日19时5分才将大火扑灭。火灾共死亡11人,伤31人,直接财产损失达477.8万元。
此外,人为的错误操作也是造成泄漏的原因之一。例如1988年10月22日,上海炼油厂在川沙县高南乡西村的“小梁山”球罐区发生的爆炸火灾事故。由于工段操作工违章开启阀门造成泄漏,大量液化