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液化石油气火灾爆炸原因分析和防范措施

作者:黄敬  
评论: 更新日期:2010年12月15日

    二、沸腾液体扩展蒸气爆炸

    沸腾液体扩展蒸气爆炸(Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion, BLEVE)是一种因液化石油气泄放而形成的物理爆炸,当液化石油气突然降压时,储罐中的液体处在相对过热状态,如果过热度比较大,会造成过热液体的猛烈蒸发,引起蒸气爆炸。BLEVE是一种特殊的物理爆炸形式.它不同于一般的因压力过高引起的容器爆炸,更有别于属于化学爆炸的蒸气云爆炸等。BIEVE的特点是爆炸过程中有相变发生,是液相急剧气化而引起的爆炸,爆炸能量来自沸腾液体和蒸气的膨胀。BLEVE的原因主要有以下4种:

    1.过量充装

    液化石油气具有受热膨胀的特性,液态体积膨胀率比水大10~16倍。液化石油气温度每升高1℃,体积膨胀约为0 3%~0.4%,气压增大0.02~0.03MPa。国家规定液化石油气在常温下的灌装量占总容积的85%,留有15%的空间供液态膨胀。如果受到火焰烘烤,温度升高到大约60℃,罐内会充满液态,罐体的膨胀力将直接作用于罐壁,经实验测定和理论计算,满的液化石油气钢瓶,温度升高1℃,瓶内压力增加10~20个大气压。罐体的温度再升高3~4℃,罐内压力就可能超过储罐的安全设计压力,引起储罐薄弱处形成裂缝,导致液化石油气泄漏,如果裂口过大或泄压过快,就引起BLEVE。如果超量灌装或满液,遇到阳光照射或其他情况使温度升高时,爆炸就难以避免。

    2.高温烘烤

    火场中受到火焰烘烤作用的液化石油气储罐存在发生BLEVE的危险。容器周围火焰的辐射热量传入容器后使容器内的液体沸腾产生高压,压力达到安全阀设定压力时安全阀将会开启。假若安全阀泄压面积足够大而且设定压力又足够小,则所有的液体会自容器泄出,不会发生事故。而实际上,安全阀的设定压力较高,而且由于容器暴露于火中,受高温影响,容器材质的抗拉强度急剧下降,使容器不能承受安全阀的设定压力,即使安全阀开启快速排气,容器也可能会因压力增大开裂继而引发BLEVE。满罐的液化石油气罐在火场中,受到火焰的直接作用时,发生BLEVE的危险性更大。

    3.机械碰撞

    机械碰撞引起BLEVE是由于机械碰撞使容器遭受损坏,罐内压力瞬间降低而引发BLEVE。机械碰撞的危险主要来自于运输过程中液化石油气槽车的脱轨倾覆、运行中槽车的碰撞以及周围物件(如吊车等)对容器的撞击等。其中槽车脱轨是一个主要原因。机械碰撞引起的BLEVE涉及的物质还有氨、氯、丙烷、丁烷等。

    4.设备缺陷

    BLEVE发生的一个主要原因是容器出现了较大裂缝,如果设备本身存在缺陷,能够导致容器出现较大裂缝的原因也就成为BLEVE产生的原因。设备缺陷引起的BLEVE除了设备材质的因素之外,焊缝是容器的薄弱环节。在使用过程中由于腐蚀等原因引起器壁变薄也会导致容器强度下降。各种设备缺陷使容器承压能力下降,就可能出现较大裂缝并最终导致BLEVE发生。

    BLEVE事故的后果相当严重,其危害包括BLEVE本身造成的后果和二次灾害事故造成的后果。BLEVE的直接后果是造成设备的毁坏和人员的伤亡。二次灾害事故主要是指BLEVE发生后,液化石油气泄漏,在发生BLEVE的同时伴随着巨大火球的产生而形成火灾。如果液化石油气在BLEVE时未被点燃,则泄漏后与空气形成爆炸性混合气体,一遇火源印会发生蒸气云爆炸,后果更为严重。

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