液化气罐区贮存火灾爆炸的危险分析

张攸谏

摘要：化气是人们生活中常用的危险品，具有易燃易爆的特点，本文对液化气罐区贮存火灾爆炸的危险进行分析，首先分析了爆炸时伴随的能量变化及伤害，其次对爆炸类型及降低爆炸发生的措施进行了阐述。

关键词：液化气；火灾爆炸；危险分析

1生产过程中发生泄漏导致火灾、爆炸的后果评估

利用液体及气体发生泄漏引起火灾、爆炸方面的公式，对液化石油气生产过程中储罐因破裂导致泄漏并诱发火灾、爆炸的后果及其影响范围进行推算(假设在液面高度下1m左右，发生泄漏的焊缝长10cm、宽1mm)。

1.1计算液体泄漏的源强Q1(kg/s)

Q1=CdAηρ1［2gh+2(p1－p2)/ρ1］1/2(5)

式中:Cd———泄放孔系数，取0.55

Aη———泄放孔面积，m2，A=0.1×0.001=1×10－4

m2

P1———储罐压力，Pa，为0.3MPa

P2———大气压力，Pa，为0.1MPa

ρ1———物料密度，液化气为560kg/m3

g———重力加速度，9.8m/S2

h———液面高度，m，取1.0m

计算得:Q1=0.28kg/s

1.2计算30min泄漏量W

W=Q1×1800=504kg

如果有约20%，即1004kg的液化气蒸发到空气中形成气云，其发生爆炸的能量折合TNT当量:

WTNT=aWQ/QTNT(6)

式中:a———蒸汽云的TNT当量系数，取4%

Q———燃料的燃料热(MJ/kg)，液化气为45.56

QTNT———TNT的爆热(MJ/kg)，这里取4.270

计算得:WTNT=428.50kg

1.3计算爆炸影响范围

当量指数C=(WTNT/1000)1/3=0.75，液化气(LPG)储罐

焊缝泄漏爆炸影响范围见表1。

2液化气罐体爆炸的类型

通过上面的计算，可以知道液化气发生泄漏导致罐体爆炸会使人体的生命安全受到威胁，造成巨大的经济损失。特别是对于大型储罐，一旦发生泄漏，引起火灾和爆炸，后果不堪设想。对此，需要对液化气罐体爆炸的类型，尽量避免爆炸的发生。

2.1物理爆炸

发生物理爆炸的主要原因是由于罐体内部压力和外部压力不平衡导致，内部压力过大导致罐体承受不住而发生爆炸。一旦发生物理爆炸，造成的后果非常严重，距离储罐65米以内的人员几乎没有生还的可能；在距离罐体半径为65-100米的环形区域内的人员将受到重伤；在距离罐体半径为100-130米的环形区域内的人员将受到轻伤。爆炸不断对区域内的人员造成伤害，对机械设备、汽车、房屋等均造成不同成吨的损坏，并且受损范围较大，约为753.5m2。

2.2焊缝泄漏导致的爆炸

焊缝泄露主要是因为罐体经过长时间的使用，焊缝遭受老化、腐蚀等产生裂缝。由于焊缝泄露导致的爆炸与罐体内液化气的剩余体积、泄漏时间长短以及焊缝裂口的大小有关，液化气剩余体积越大、泄漏时间越长，焊缝裂口越大造成的爆炸后果越严重。裂缝泄漏时，如果距离储罐较近的工作人员及时发现泄漏的情况，是可以避免爆炸发生的。爆炸时，半径150米以内的区域的人员及建筑物等会受到伤害，相比物理爆炸，伤害的程度较轻，伤害的范围较小。因此，尽量减少泄漏的液化气，及时发现险情，降低爆炸的风险。

3降低液化气爆炸的措施

液化气爆炸造成巨大的的人力和经济损失。液化气发生泄漏时，如果发现及时、处置得当，避免明火出现时可以有效避免爆炸事故的发生。只有泄漏的液化气浓度达到一定程度时，才可能引发爆炸，浓度较低时可能引发不同程度的火灾，但是在外源性受热的情况下，即使不发生泄漏，也会导致罐体爆炸。因此，为了避免爆炸的发生，本文提出几点防范措施。

3.1规范操作流程

目前，我国大部分家庭，特别是农村家庭对液化气的利用程度普遍较高，需要液化气站进行集体灌装，然后运输到家家户户使用。在运输及使用过程中，需要严格按照规章制度进行操作，液化气站要做好消防措施，注意防雷、防静电，在液化气站房顶设置避雷针，并且有有效的接地措施，并且对每次的灌装过程做好记录。每天对液化气站内进行安全消防检查，一旦发生泄漏现象及时处置。

3.2严格杜绝明火

严谨液化气罐体附近有明火存在。在运输液化气过程中，在装卸时必须检查接地线是否有效，降低静电集聚，避免由于液化气泄漏导致的爆炸现象。如果没有有效的接地措施，一旦发生写花旗泄漏，静电会迅速集聚，并且很难迅速导出，可能会由于罐体自身携带的静电作用导致充放电现象的发生，发生点火现象，遇到泄漏的气体引起燃烧，进而导致爆炸。并且，液化气罐体内并不是完全没有空隙的状态，管内气体的震荡也会产生静电，只有尽快消除静电，才能避免爆炸的隐患。为了提高静电的导出效果，一般液化气运输车应该具有两份接地导线。

3.3加强对易燃易爆区域的管理

加强对液化气罐区的管理和监督，严格防范明火，对现场施工要加强安全监控，检修过程中制定HSE措施，对罐区施工作业的电气设施应进行工作接地和保护性接地。并且制定相关预案，包括发生事故时应急救援和人员撤离安排，并定期组织演练。

3.4事故控制措施

液化气发生泄漏时如果处置得当，避开引火源，则不会发生火灾爆炸事故。若由于阀门原因，液化气发生小的泄漏，遇到引火源只会发生火灾。而一旦发生大的泄漏(贮罐超压或由于管线大面积破裂泄漏)，将很难采取措施进行控制，很可能发生爆炸事故。因此，应采取各种措施控制事故的发生，具体应从以下几个方面进行控制。

①严格执行操作规程，确保消防设施完好投用，防雷、防静电接地完好，并做好日常检查记录。②杜绝罐区引火源。汽车装卸液化气前必须检测接地线是否良好，如果发生泄漏，静电集聚较快，如不尽快导出，可能由于气体自身静电放电而不需要外界引火源就发生燃烧爆炸。装卸过程中液化气在贮槽内震荡也会产生静电，必须消除，否则可能产生危险。一般液化气槽车最好有2根接地导链，这样可以提高接地的可靠性及疏导静电的速度。③做好球罐的内外部定期检验，对液化气管线的保温应定期检查，杜绝管线外腐蚀根源，有问题及时处理。加强巡检，重点检查各阀门的法兰、盘根、压盖完好，防止从法兰垫片处泄漏以及管线腐蚀穿孔造成泄漏，以确保在生产过程中不发生突发性泄漏。④合理活线，避免管线内水和硫化氢的积聚产生腐蚀，消除管线内腐蚀环境。⑤制定相关预案，包括发生事故时应急救援和人员撤离安排，并定期组织演练。⑥加强对易燃易爆区域的管理，尽量避免罐区明火作业。对现场施工要加强安全监控，检修过程中制定HSE措施，对罐区施工作业的电气设施应进行工作接地和保护性接地。

结语：

大型LPG罐区发生火灾、爆炸事故后果都非常严重。火灾可使半径458m区域内的人员死亡或受伤，发生爆炸其危害最大可能波及到半径1km左右范围。所以，必须加强对大型球罐的日常监测和安全管理，注意对液化气球罐及相连管线设备经常进行维护和检修，确保设备完好。同时要制定详细的重大事故应急救援预案，并有计划地演练。

参考文献：

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