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液化石油气储罐区火灾爆炸事故舍析与危险控制

2022-12-29 22:39:34      点击:642
摘要:针对液化石油气堆区的火灾、爆炸危险性进行分析和辨识运用重大事故模拟方法,对某液化石油气堆区火灾、爆炸事故的事故范围半径进行模拟根据模拟结果,提出了预防罐区火灾、爆炸事故的控制措施。

关键词:液化石油气;火灾;爆炸
一、引言
液化石油气作为一种运输和使用方便的清洁能源,被广泛地应用于工业生产和人民生活中。液化石油气主要是由丙烷、丙稀、丁烷、丁烯等烃类的混合物组成,具有易燃易爆的特性,在其生产、贮运和使用过程中极易引起爆炸火灾事故,尤其在液化石油气站的贮罐区,贮罐集中且贮量大,一旦设备由于质量问题、腐蚀作用、机械碰撞、操作失误等原因发生泄漏,又未及时采取有效措施的话,易引起火灾、爆炸、中毒事故。
二、重大危险源识别
根据《重大危险源辨识》(GB 18218-2000)的规定:重大危险源为长期或临时生产、加工、搬运、使用或贮存危险物品,且危险物品的数量等于或超过临界的单元。单元内存在危险物质的数量根据处理物质种类的多少区分为以下两种情况:
1)单元内存在的危险物质为单一品种,则该物质的数即为单元内危险物质的总量,若等于或超过相应的临界量,则定为重大危险源。
2)单元内存在的危险物质为多品种时,按公式计算,若满足式,则定为重大危险源:
三、液化石油气危险特性
LPG的主要性质如表1
四、LPG事故分类及事故后果模拟方法
液化石油气与空气混合气的着火能很低,为0.06mJ~0.26mJ。液化石油气的闪点低,在常温常压下液化石油气极易挥发,遇空气后体积迅速扩大250~350倍,由于其相对密度较空气高,故易于在低洼处积聚,或沿地表扩散,遇火源即会发生燃烧、爆炸。液化石油气燃烧热值高,爆炸速度快,形成的热辐射和超压威力大,破坏性强,易造成人员伤亡和设备损坏。
4.1事故分类
4.1.1蒸气云爆炸(VCE
蒸气云(VCE)爆炸是由于气体或易于挥发的液体燃料的大量快速泄漏,与周围空气混合形成覆盖范围很大的“预混云”,在某一有限制空间遇点火源而导致的爆炸。液化石油气通常储存在常温加压下,若由于受外界冲击或碰撞、罐壁腐蚀、设备本身质量问题或操作失误而引起泄漏,泄漏出的液化气体与周围空气混合,形成蒸气云。液化石油气的点火能量很低,而且由液体转化为气体的体积膨胀系数很大,一旦形成蒸气云则影响面积大。
4.1.2沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE
导致BLEVE的主要原因包括外来火焰包围、热辐射冲击火灾、太阳、外来撞击、贮罐破裂、管线泄漏、槽罐火灾、贮罐腐蚀泄漏、管线破裂低温、撞击、阀门泄漏等因素,其中大多数BLEVE的发生是由于外来热辐射作用使得容器内LPG处于过热状态,容器内压力超过对应温度下材料的爆炸压力,导致容器发生灾难性的失效,容器内LPG发生爆炸性气化而快速泄放,即BLEVE的发生。
4.1.3池火灾(Pool Fire
由于超载或雷击等原因导致LPG泄漏,或流出的液体还来不及蒸发,而形成液池,遇到火源引起池火灾。池火灾产生的火焰强烈热辐射对周围人员和设备有危害。
4.2事故后果模拟方法阁
4.2.1蒸气云爆炸模型
4.2.2沸腾液体扩展蒸气爆炸模型(BLEVE)
五、模拟实验
某单位LPG储罐区共有6230M3的卧式圆柱罐,储存LPG量共为250t
5.1危险源辨识
《重大危险源辨识》(GB18218-2000)石油气(爆炸下限<10%)的贮存区临界量为10t,因此根据以上数据,确定该液化石油气储罐区为重大危险源。
5.2重大事故模拟
5.2.1蒸气云爆炸
5.2.2沸腾液体扩展蒸气爆炸
通过计算求得:
死亡半径:149.8m
重伤半径:182.8m
轻伤半径:270.8m
六、火灾、爆炸事故的控制措施
一定数量的可燃物、氧化剂与点火能源三者同时存在且发生相互作用是燃烧的必要条件。如果采取措施避免或者消除上述条件就可以防止火灾或爆炸事故的发生。
6.1消除或控制粉火源
1)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对能产生静电引起火灾或爆炸的储罐、管道要采取防静电跨接和搭接措施。
2)在储罐上应有可靠的防雷和防静电接地,接地点不应少于2处。储罐内壁尽量不要有凸起物,为了抑制放电,其凸起物的曲率半径应大于10mm。大型储罐内应设金属柱或栏杆,以便分离储罐内的电场,采用此种措施能抑制因蒸汽带人的空间电荷导致的危险性放电现象。
6.2控制可燃物
1)防止液化石油气泄漏形成爆炸性混合气体,特别是液化石油气输配过程应实施安全监护。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。站内的储罐、卸车台等是可能发生气体泄漏的场所,应设置可燃气体浓度检测报警及自动切断装置。
2)在储罐上应设置喷淋水冷却装置和灭火用的喷水设备。采用固定式喷淋水冷却时,喷洒水强度应不小于10L/m2·min,其供水压力应不小于0.22MPa~0.30Mpa,喷头的位置应在保护范围内均匀分布,水花宜为梅花形状。
3)贮罐的工作压力不能超过设计工作压力,当罐内压力达到1.2MPa时必须通过人工或自动控制启动水泵进行喷淋冷却降温。
6.3加强安全管理
1)建立完善的安全生产制度和安全操作规程罐区应设专兼职安全员,并由主管领导负责全站安全工作制定完善的事故应急救援预案,并定期演练进行重大危险源建档、申报和安全评价工作。
2)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。
3)按规定配足消防器材和设施,坚持经常检查和巡查对火灾隐患,要做到及时发观、及时整改管理人员和操作人员要经过严格的岗位安全培训,并经考试合格方可持证上岗。
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