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石油气储运事故分析及预防

  
评论: 更新日期:2011年04月18日

    (3)易燃性石油气属于易燃性气体,与液体石油相比其燃烧特点是:闪点极低,液化丙烷的闪点为-104℃,而汽油的最低闪点为-58℃;可燃范围较宽,其下限与爆炸下限相当,上限略高于爆炸上限,火焰温度在2000℃以上,比液体石油火焰温度高出约1倍。引燃时所需的点燃能量极小,约10-1mJ,打个比喻,一根大头针从1m高处落到水泥地上所产生的能量即可把处于可燃范围内的石油气引燃。基于上述特点,泄漏到大气中的石油气极易被点燃,而且在燃烧的同时很可能相伴发生爆炸,从而产生强大的破坏力。密闭在管道或储存容器中的石油气虽因浓度超过燃烧上限而具有不可燃性,可是,一旦火源伴随着新鲜空气进入上述密闭环境,产生“回火”,则燃爆将同时发生,使管道或容器遭到破坏,从而造成一场巨大的灾害。再者,石油气着火后的热辐射强度是与火焰温度的四次方成正比的,一座石油气储罐着火之后,如果不及时对相邻储罐采取冷却措施,那么在十几分钟之内相邻储罐就可能爆炸起火,造成火烧连营式的重大事故。

    (4)油气聚积性石油气的主要成分中除了甲烷之外,其余均重于空气。因此,泄漏出来的石油气,尤其是丙烷或丁烷气,经常是聚而不散,形成气云,并随着气流四处飘散,最后下沉聚积于洼地或管沟之中,在达到一定浓度之后遇到明火即会引发火灾或爆炸事故。对此,在阴沉而无风的天气时尤应注意。

    (5)静电荷积蓄性LNG及LPG都是经过加工处理的洁净石油产品,具有较低的电导率,一般在10-10~10-12S/m之间。在输送与装卸过程中,流动、喷射、过滤、冲击等可能积蓄大量的静电荷,当两个带电体之间的电位差达到一定数值,同时又产生了适当的放电条件,周围也存在着处于爆炸范围内的混合气体时,就会引发静电爆炸事故。这类事故主要发生于装卸过程或清洗储罐时。

    (6)节流效应高压石油气通过细小的孔隙向外排放时,压力突然降低,体积迅速膨胀,产生了制冷作用,使周围空气中的水蒸气或石油气中含的水与排出的石油气形成水合物,并以冰霜的形态凝结在孔隙处。这种现象称为“节流效应”,其结果是已开启的阀门将无法关闭或部分管道因冻结而堵塞。这个极易被人忽视的危险特性却时常会引发重大事故。

    (7)热膨胀性与热外溢液态的石油气具有较大的热膨胀系数,以液态丙烷为例,假设在-40℃时的体积为1,但在温度上升至0℃时其体积则膨胀至1.094,体积增大了9.4%;温升至40℃时其体积将膨胀至1.236,体积增大了23.6%。对于一个装满液化石油气的密闭容器来讲,它是难以承受这种由液体热膨胀而产生的压力的。因此,为了避免发生容器胀裂事故,一般规范均规定:固定储存容器的允许装载量应不大于其容积的90%,移动容器则不大于其容积的85%,但遗憾的是,尽管对容器的装满度规定的如此明确,由此而引发的重大事故仍时有发生。在液化石油气装入储存容器之后还可能产生一种称作“热外溢”的现象,并由此而引发事故。对此,在下面的事故案例中将给予介绍与解释。

    (8)石油气中毒在烃类化合物中烷烃对人体健康的不良影响是最小的。尽管如此,即使在有足够氧气存在的情况下吸入石油气也会对人的中枢神经产生缓慢的麻醉作用,轻者使人有疲乏的感觉,中度时会产生“醉酒”现象,严重者则会导致停止呼吸和心脏跳动,抢救不及时将会造成死亡。而更多的“油气中毒事故”是在吸入石油气的同时伴随着缺氧,一般来说,在新鲜空气中烃类气体是可以从人体中被置换出来的,只要抢救及时、方法正确就不会造成严重后果,也不会留下后遗症。但石油气中含有硫化物时后果就严重得多了,对此要给予特别注意。石油气中毒事故常发生于维修或清扫储存容器时。

    按照《安全学》的理论,石油气的危险特性属于“物的不安全状态”,是生产过程中的事故隐患,也是事故的根本原因。

    二、事故典型案例与原因分析

    1、石油气储存过程中的事故

    (1)首例低温储罐爆炸事故1944年美国克利夫兰市的一座容积为2×104m3的钢制双壁低温液化气储罐突然破裂,大量液化气外泄并到处流散,流入城市下水管沟之后被引爆并发生大火。其后果是133人死亡,300多人受伤,直接损失达800×104美元以上。原因是钢材的强度和冲击韧性达不到要求,同时在结构计算方面也不够精确,属于选材不当与计算不准的设计错误。这次事故使人们对液化气低温储存产生了惧怕心理,从而使这项新技术被迫停顿下来。直到20年后,由于9%镍钢的出现及焊接与检验技术的进步,才使双壁低温储罐得以迅速发展。

    (2)液化气储罐区火灾爆炸事故1966年法国的一个炼油厂的液化气罐区,在工人从球罐上取过气样之后,通至球罐底部取样管上的单向阀因被冰堵而不能自动关闭,致使大量液化气从取样管喷出形成气云。当气云飘移至数百米以外时被火源引燃,发生四处蔓延的大火。尽管消防人员尽力用水冷却整个罐区,但仍未能防止连续发生的球罐爆炸事故,造成了16人死亡、60人严重烧伤的重大伤亡事故。这是一起典型的由高压气体的节流效应引起的事故,其严重后果是强烈的热辐射造成的。

    2、石油气输送过程中的事故

    (1)震爆事故美国某港口的一条工作压力为6.5MPa的液化丙烷管道在生产过程中突然破裂,大量的液化丙烷先从裂口处喷向地面,然后折转向上形成蒸气云升到离地面高约20m的空中,约20min便扩散至离出事地点约300m处的建筑物群,遇火源后起火爆炸并产生强大的冲击波。紧接着,震爆前沿的火球便沿着水平方向以极快的速度向外扩散,在震声隆隆中形成一片火海和砖瓦飞扬的惊人场景。结果是半径8km以内的建筑物全部被毁。这是一起典型的震爆事故,其严重后果是由外泄的700t以上液化丙烷燃爆造成的。

    (2)液化气罐车爆炸事故1978年7月11日14时30分左右,一列挂有一节容积为43m3的液化丙烯罐车的火车在西班牙巴塞罗纳市附近沿海岸行驶时爆裂,造成150余人死亡、120余人受伤、约100辆汽车被烧毁、14栋建筑物烧毁倒塌的重大事故。事故原因是,罐车内液化气装得过满,充满度接近100%,而且是上午气温较低时装的。一路之上经过烈日暴晒使罐内的液化丙烯因升温而膨胀,致使罐内的液体静压力超过容器的设计压力而出现裂纹。罐车内的液化丙烯从裂纹处大量外泄,蒸发后向空中扩散,被海边野炊的明火引燃,并因“回火”而造成容器爆炸。爆炸后容器沿周向焊缝断裂为两段,分别沿纵向往前后偏左的方向抛出约100m,其中前段与建筑物相撞,事故波及范围长200m以上,宽约30~80m。

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