石油液化气球罐危险性分析及预防措施

石油液化气球罐危险性分析及预防措施

【关键词】石油液化气球罐,危险性分析,预防措施

【摘要】液化石油气具有易燃、易爆、破坏力强的特点，在储存与运输过程中存在着潜在的危险。对液化石油气泄漏后发生火灾爆炸的模拟情况进行分析，并提出了一系列加强液化石油气球罐操作的措施和防灾的对策，以确保液化石油气球罐的安全稳定运行。

液化石油气具有易燃、易爆、破坏力强的特点，在储存与运输过程中存在着潜在的危险。对液化石油气泄漏后发生火灾爆炸的模拟情况进行分析，并提出了一系列加强液化石油气球罐操作的措施和防灾的对策，以确保液化石油气球罐的安全稳定运行。

1前言

液化石油气是石油化工厂生产的基本原料，也是一种常用燃料。由于液化石油气具有易燃、易爆、破坏力强的危险特性，所以在储存与运输过程中存在着潜在的危险。这方面已发生过多起事故，造成了严重的人身伤亡和大量的财产损失。如1984年11月19日，墨西哥城由于液化石油气容器泄漏引发的火灾，造成500多人死亡，7000多人受伤，大量财产损坏。我国注化石油气事故也时有发生，如1998年3月5日，西安市煤气公司液化石油气管理所储罐区发生了一起因液化石油气泄漏而引发的恶性火灾爆炸事故，造成11人死亡、1人失踪、33人受伤，炸毁400m3球形储罐2个，100 m3卧式储罐4个，烧毁气罐车10辆，经济损失惨重。

实践证明，液化石油气的泄漏是液化石油气罐区潜在的最大危险，由于液化石油气贮罐采用高压球罐，一旦发生火灾，便迅速蔓延扩大，造成灾害升级。

我车间3000单元和5000单元共有4只液化石油气球罐，每只罐容积为1000 m3，周围贮罐林立，球罐的安全问题必须引起高度重视。

2球罐泄漏的危险特性

液化石油气球罐是按三类压力容器进行设计、制造、安全、管理、使用的，一般情况下质量是能保证的。但在使用过程中，往往由于某种原因而出现泄漏问题，或罐体焊缝开裂，或在与其连接的管线焊缝处开裂、甚至发生断裂等。一旦发生这样的情况，就会出现大量的、带有一定压力的液化石油气从断裂处向外喷出，迅速扩散，形成可燃性蒸气云或爆炸性气体混合物，遇到明火立即发生燃烧爆炸，给周围造成难以估计的危险和破坏。

以一个1000 m3液化石油气球罐为例，如罐体焊缝突然断裂，罐内液化石油气全部泄漏出来，则对周围环境的危害进行估算。

2.1爆炸性混合物的扩散范围

设1000m3球罐充填系数为0.8，液化石油气的密度以550kg/ m3计，液化石油气重量为：1000×0.8×550＝440

440t液化石油气液态时体积为800 m3，在常温压下液态液化石油气挥发后体积迅速扩大250～300倍，如按275倍计算，800 m3液态液化石油气变成气态时的体积为：

800×275＝2.2×10 m5（3）

与空气混合物形成爆炸上限混合气体，其爆炸上限为12％，所需空气量V1上；

V1上＝2.2×10 m5÷0.12＝1.83×10 6（m< sup>3）

爆炸上限混合气体的体积V2上

V2上＝2.2×10 m5+1.83×106＝2.05×10 6（m< sup>3）

假设在无风条件下，如泄漏成半球形由断口处向周围扩散，其扩散半径为γ上: γ上=〔v2上/（2Л/3）〕1/3=99.3（m）

即扩散半径为99.3m。

与空气混合物形成爆炸下限混合气体，爆炸下限为1.5％，所需空气量为V1下：V1下＝2.2×105/0.015＝1.47×107（m2）=1.49×107（3）

爆炸下限混合气体的体积为V2下：

V2下＝2.2×105+1.47×107＝1.49×107（m3）

假设在无风条件下，如泄漏成半球形扩散，则其扩散半径为r下:

r下=〔v2下/（2Л/3）〕1/3=〔1.49×107/（2Л/3）〕1/3=192.3（m）

上述计算表明，在无风条件下，以断口为中心，半径在99.3～192.3m范围内为爆炸性混合气体存在区域，在此区域内遇明火即产生爆炸或燃烧。

2.2爆炸能量的估算

根据燃烧性混合物的有效燃烧值与TNT的燃烧热值之比试验表明：丙烷的TNT当量系数为3.36，即1kg丙烷的爆炸力相当于3.36kgTNT炸药的爆炸力。则400t丙烷的爆炸力为：W TNT＝400×3.36＝1344t（TNT的当量），即相当于1344t TNT炸药的爆炸力。

需要说明的是以上的计算是一种理想状态，实际上液化石油气的泄漏与漏点的大小、容器、管道内的压力及周围环境如气温、气压、风速等有密切的关系。泄漏出的液化石油气初始是液态，很快气化成气态，并与周围空气混合。混合物的浓度由漏点向外逐步降低，其浓度分布曲线如图1、图2所示。图1所示的是泄漏点较小、较慢的情况，可燃性气体扩散速度相对较快（周边空气多、可燃气少），爆炸上下限存在的范围相对较宽，爆炸力接近理论计算值。

由图2可以看出，在泄漏量大，泄漏速度快的情况下，可燃气扩散速度相对较慢（周围空气不够用，可燃气多），爆炸上下限存在的范围相对较窄，实际爆炸力与理论计算值相差较远。

3防止液化石油气泄漏措施

（1）严防球罐超温、超压、超装。

（2）加强巡检，重点检查球罐的液位、压力、温度变化情况，检查现场有无泄漏点，发现问题及时处理。

（3）球罐首次收料时，罐内应充入氮气（一般为0.4MPa），以防液化石油气进罐后因压力低突然汽化，造成球罐低温脆裂而大量泄漏。

（4）加强球罐的切水管理，杜绝边收料边切水。球罐切水采用密闭切水系统，切水时先切至切水罐，切断与球罐的联系后，再由切水罐往外切水。

（5）对球罐区域的可燃性气体报警仪和球罐的超压、超液位报警仪进行定期检查和测试，确保其处于良好的工作状态，以便及时发现问题。

（6）加强球罐附件的检查和维护，特别是安全阀、液位计等，确保其完好。

（7）对球罐进行定期检测，有些液化石油气含有较高的硫化氢等含硫物，易使罐内壁腐蚀。