【文章內(nèi)容簡介】 ① 易汽化 ： 液化石油氣極易汽化，氣體又比空氣重，因而一旦泄漏，就會迅速在地面、空間與空氣混合形成大面積的爆炸 性氣體，一旦遇到極微小的火花，就可以形成爆炸 ； ② 易 膨脹 ： 液化石油氣在常溫常壓下為氣體狀態(tài)，它是在低溫或高壓的條件下被壓縮液化為液態(tài)，儲存在壓力容器中，具有熱脹冷縮的性質(zhì)，所以易膨脹，其受熱膨脹系數(shù)極大，約相當(dāng)于水的 10～ 16 倍。儲存在鋼瓶中的液化石油氣，溫度每升高 1℃ ，液態(tài)體積就會膨脹增大約 ～ %。由于液化石油氣受熱易膨脹，因而鋼瓶如接觸熱源或超量充裝，就極易發(fā)生鋼瓶爆炸事故 。 ③ 易沉積： 液化石油氣氣態(tài)比空氣重，能飄浮在地面或在低洼處沉 積，而不易擴散 ； ④ 易 生靜電 : 液化石油氣是由重碳?xì)浠衔锝M成的混合物，并含有少量的硫化物等雜質(zhì)，電阻率很高，所以當(dāng)液化石油氣從容器中高速噴出時，會與容器管口、噴嘴、破裂處與空氣發(fā)生強烈摩擦，產(chǎn)生數(shù)千伏以上的靜電電壓。據(jù)測定，當(dāng)靜電電壓大于 350V 時，其放電火花就可引起液化石油氣燃燒和爆炸。 ⑤ 可嗅性：液化氣無特殊氣味，為了易于察覺泄漏，在液化石油氣中加乙硫醇等添加劑加臭。 ⑥ 易燃燒、易爆炸性危害：液 化石油氣的爆炸下 限低，當(dāng)液化石油氣在空氣中的濃度達(dá)到 %時，就能形成爆炸性氣體 ； 液化石油氣的點火能量?。ㄐ∮?），只要有極微小的火星就可引燃引爆 ； ⑦ 腐蝕危害： 液化石油氣對容器有腐蝕性。由于液化石油氣中含有一定數(shù)量的硫化物，硫化物能同容器內(nèi)壁表面的鐵原子發(fā)生化學(xué)作用，生成硫化亞鐵，附著于容器內(nèi)表面，因此對容器有腐蝕作用。其腐蝕作用可以不斷地使容器器壁變薄，降低容器的耐壓強度，導(dǎo)致容器形成貫穿性缺陷而引起爆炸；同時生成的硫化亞鐵粉末，會沉積在容器底部。這種粉末如隨殘液倒出，或使 空氣大量進入排空液體容器內(nèi)，能與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)，放熱而發(fā)生自燃 。 17 ⑧ 麻醉作用 危害： 丙烷屬微毒類，為單純麻醉劑 ； 在空氣中含氧量 19%是人們工作的最低要求， %是安全工作的最低要求，含氧量只有 7%時則呼吸緊迫面色發(fā)青。當(dāng)空氣中烷烴含量增加到 10%以上時，則氧的含量相對減少，就使人感到氧氣不足，此時中毒現(xiàn)象是虛弱眩暈，進而可能失去知覺，直到死亡。 液化石油氣火災(zāi)、爆炸事故源項分析見圖 71，分析如下： (1)自然危害因素分析 儲罐區(qū)可能構(gòu)成危害的自然因素有地震、雷暴和臺風(fēng)等。 ① 地震 地震是地殼運動的一種表現(xiàn)，是地球內(nèi)部傳播出來的地震波造成的地面震動，其中由地下構(gòu)造活動產(chǎn)生的構(gòu)造地震，破壞性大，影響面廣。 根據(jù) GB1863062020《中國地震參數(shù)區(qū)劃圖》，項目工程所在區(qū)域抗震設(shè)防烈度為 7(Ⅶ )度。但由于地震因目前無法準(zhǔn)確預(yù)報，具有突發(fā)的性質(zhì)、毀滅性、次生災(zāi)害嚴(yán)重等特點，可使儲罐區(qū)的地基開裂、下沉使儲氣罐甚至破裂，因此它是站區(qū)防范風(fēng)險事故的主要對象之一。針對該地區(qū)地震強度和頻度較高的特點， 本項目的建、構(gòu)筑物設(shè)計中，應(yīng)均按 VIII 度地震烈度進行設(shè)防。 18 ② 雷暴 雷暴是造成儲罐區(qū)出現(xiàn)意外事故的原因之一 ,雷暴擊中儲罐可引發(fā)火災(zāi)。因此本站區(qū)特別是儲罐區(qū)內(nèi)電器、器材的選擇、設(shè)計安裝、及維護需要執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。各類儲罐、實瓶等生產(chǎn)設(shè)施需采取防雷、防靜電接地等措施。重視防治雷暴工作，各防雷設(shè)施應(yīng)定期進行檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時進行整改。 ③ 臺風(fēng) 據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，臺風(fēng)影響 **市每年在 4～ 6次，自 5月中旬至 11 月中旬都 有可能受到臺風(fēng)的影響，主要集中在 7～ 9月 ，約占 70%。 臺風(fēng)出現(xiàn)時帶來的強烈風(fēng)暴，可能造成項目的地面建筑物的破壞；項目的罐體、罐基礎(chǔ)設(shè)計中需采取增加抗風(fēng)圈、加強圈等抗風(fēng)暴保護措施。 （ 1） 設(shè)備故障 角閥松動、減壓器擋板失靈、密封件損壞等而泄露油氣造成事故； （ 3）人為誤操作因素：由于管理人員、操作人員的素質(zhì)、技術(shù)水平、應(yīng)變能力及責(zé)任心等原因等造成的事故所占的比例也比較大。 ① 未按時校驗，內(nèi)部腐蝕主要是含硫天然氣對儲罐壁和汽瓶壁的電化學(xué)失重腐蝕、硫化物應(yīng)力腐蝕和氫誘發(fā)裂紋而造成液化氣 泄露； ② 鋼瓶內(nèi)充裝了過量的液化石油氣，在環(huán)境溫度升高的情況下，瓶內(nèi)液化氣體劇烈膨脹，致使瓶體破裂； ③ 裝有液化石油氣的鋼瓶靠近熱源，使鋼瓶內(nèi)液化石油氣迅速氣化，壓力隨之增大，直至超過鋼瓶允許壓力而發(fā)生爆炸； ④ 鋼瓶因撞擊引起爆炸火災(zāi)事故； ⑤ 將液化氣任意倒瓶，產(chǎn)生靜電放電或揮發(fā)出的油氣遇上明火而起火； ⑥ 擅自處理殘液或充裝氣瓶，引起燃燒爆炸； ⑦ 運輸過程中可能產(chǎn)生泄漏及碰撞等交通事故，遇明火可能發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。 石油氣儲存過程中的事故 (1)首例低溫儲罐爆炸事故 1944 年美國克利夫蘭市的一座容積為 2 104m3 的鋼制雙壁低溫液化氣儲罐突然破裂，大量液化氣外泄并到處流散，流入城市下水管溝之后被引爆并發(fā)生大火。 19 其后果是 133 人死亡， 300 多人受傷，直接損失達(dá) 800 104美元以上。原因是鋼材的強度和沖擊韌性達(dá)不到要求，同時在結(jié)構(gòu)計算方面也不夠精確，屬于選材不當(dāng)與計算不準(zhǔn)的設(shè)計錯誤。 (2)液化氣儲罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故 1966 年法國的一個煉油廠的液化氣罐區(qū)，在工人從球罐上取過氣樣之后，通至球罐底部取樣管上的單向閥因被冰堵而不能自動關(guān)閉，致使大量液化氣從取樣管噴出形成氣云。當(dāng)氣云飄移至數(shù)百米以外時被火源引燃，發(fā)生四處蔓延的大火。盡管消防人員盡力用水冷卻整個罐區(qū)，但仍未能防止連續(xù)發(fā)生的球罐爆炸事故，造成了16人死亡、 60人嚴(yán)重?zé)齻闹卮髠鍪鹿省＿@是一起典型的由高壓氣體的節(jié)流效應(yīng)引起的事故，其嚴(yán)重后果是強烈的熱輻射造成的。 液化氣罐車爆炸事故 1978 年 7月 11 日 14 時 30分左右，一列掛有一節(jié)容積為 43m3的液化丙烯罐車的火車在西班牙巴塞羅納市附近沿海岸行駛時爆裂，造成 150 余人死亡、 120 余人受傷、約 100輛汽車被燒毀、 14 棟建筑物燒毀倒塌的重大事故。事故原因是，罐車內(nèi)液化氣裝得過滿，充滿度接近 100%，而且是上午氣溫較低時裝的。一路之上經(jīng)過烈日暴曬使罐內(nèi)的液化丙烯因升溫而膨脹，致使罐內(nèi)的液體靜壓力超過容器的設(shè)計壓力而出現(xiàn)裂紋。罐車內(nèi)的液化丙烯從裂紋處大量外泄，蒸發(fā)后向空中擴散，被海邊野炊的明火引燃，并因“回火”而造成容器爆炸。爆炸后容器沿周向焊縫斷裂為兩段，分別沿縱向 往前后偏左的方向拋出約 100m，其中前段與建筑物相撞，事故波及范圍長 200m 以上，寬約 30～ 80m。 石油氣裝卸過程中的事故 (1)儲罐裝載后油氣大量外泄事故 一艘液化氣油輪在意大利的一個港口向一座容積約為 2 104m3的低溫儲罐中裝液化氣時，工作一直很正常，但在儲罐被裝滿之后過了 18h，罐內(nèi)壓力升至 (儲罐設(shè)計壓力為 )，液化氣蒸氣開始通過安全閥外排。因排放了一個多小時仍然不能停止，故只好打開通氣口大量排放。一直排放了 3 小時 45 分鐘，罐內(nèi)壓力才恢復(fù)正常。除了損 失一些產(chǎn)品之外，未引發(fā)更大的事故。原因是由于船內(nèi)的液化氣較重、溫度較高，同時儲罐內(nèi)又存有大約 1 104m3的較輕并較冷的液化氣，當(dāng)較重的熱液化氣被泵送入罐底時，與罐內(nèi)原有的液化氣沒有很好地混合，形成了冷而輕的液化氣在上層，熱而重的在下層。熱量以熱波的形式自下而上傳遞，導(dǎo)致了上層 20 的液化氣體積膨脹并大量蒸發(fā)，罐內(nèi)超壓大量油氣外排。這種現(xiàn)象被稱為“熱外溢”，遇到類似情況時應(yīng)給予足夠的重視。 (2)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故 1977 年 9月，美國休斯頓煉油廠，當(dāng)操作工人往一座球罐中輸送液化異丁烷時發(fā)現(xiàn)罐上液位計的 指針已指到刻度之外，便立即把進料切換到另一座球罐，可是在切換工作完成之前，第一座罐就爆炸了，致使大量異丁烷外泄，此時還想切斷進入罐區(qū)的產(chǎn)品，但進料閥尚未關(guān)嚴(yán)就發(fā)生了大火，并很快地吞噬了整個罐區(qū)。該罐區(qū)共有球罐 3座，臥罐 5 座和普通立式油罐 4 座，其中 7座被徹底毀壞，并造成了人員傷亡，僅物質(zhì)損失就達(dá)數(shù)百萬美元。事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，首先爆炸的那座球罐上的液位計早已失靈但未發(fā)現(xiàn)，裝入罐內(nèi)的液化異丁烷也早已超出了允許灌裝量，而且罐上的安全閥也已經(jīng)失靈，球罐是因超壓而爆炸的。起火原因可能是由爆炸碎片相撞產(chǎn)生火花所致。此外，由于 液化氣儲罐與液體石油儲罐混置，以及控制進料的電動閥因停電而無法關(guān)閉等原因，更助長了災(zāi)情的延續(xù)。 維修過程中的事故 大型鋼筋混凝土雙壁低溫儲罐在維修時爆炸 1970 年美國建成了一座容積為 104m3的鋼筋混凝土外殼、鋁與多種有機合成材料構(gòu)成多層襯里的雙壁低溫液化氣儲罐。該罐使用后一直漏氣，估計是襯里有問題，故在運行兩年多之后排空維修。但在維修過程中儲罐突然爆炸，造成罐毀人亡的嚴(yán)重后果。分析事故原因認(rèn)為，由于在運行中罐內(nèi)的液化氣已經(jīng)通過襯里上的細(xì)微裂縫滲漏到中間的絕緣隔層中，當(dāng)襯里被打 開后，隔層中的液化氣在罐內(nèi)蒸發(fā)達(dá)到爆炸濃度又遇火源。通過這次事故的教訓(xùn)，許多類似的儲罐出了問題就報廢，不敢再修理了。 通過上述事故案例可以看出，許多重大石油天然氣事故的直接原因是由于人的疏忽，或?qū)Υ嬖诘氖鹿孰[患缺乏足夠的認(rèn)識所致，而且多數(shù)事故原因是屬于常識性的。因此在充分了解石油氣危險特性的前提下絕大多數(shù)事故都是可以預(yù)防的。 站場火災(zāi)、爆炸危險性評價 采用“道化學(xué)評價法”（第七版）評價建設(shè)項目可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸事故的危險度?！暗阑瘜W(xué)評價”程序見圖 72。 確定物質(zhì)系數(shù) MF 21 圖 72 道化學(xué)評價程序簡圖 預(yù)評價單元 根據(jù)擬建項目建設(shè)概況，本評價選取儲罐站作為評價單元。 物質(zhì)系數(shù)（ MF）的確定 物質(zhì)系數(shù)（ MF）是表述物質(zhì)由燃燒或其它化學(xué)反應(yīng)引起的火災(zāi)、爆炸過程中釋放能量大小的內(nèi)在特性，代表正常環(huán)境溫度和壓力下物質(zhì)的危險性，它取決于物質(zhì)的可燃性 Nf和化學(xué)活潑性 Nr。 評價單元的主要物質(zhì)為 CH8，且為常溫下操作，查得物質(zhì)系數(shù)為 21。 將單元的工藝條件按照“一般工藝危險系數(shù)（ F1）”和“特殊工藝危險系數(shù)（ F2）”逐項打分，求得相應(yīng)的系數(shù) F1和 F2，那么，該單元的工藝危險系數(shù)（ F3）為： F3=F1 F2 （ 1）一般工藝危險系數(shù)（ F1） F1是確定事故損害大小的主要因素，根據(jù)道化學(xué)評價方法，它包括放熱化學(xué)反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、物料儲存與輸送、封閉或室內(nèi)單元、通道、排放和泄漏控制等 6項內(nèi)容； 項目選取根據(jù)實際情況取以下 3 項內(nèi)容，即： ①放熱化學(xué)反應(yīng)（液化石油氣中加乙硫醇等添加劑）、物料儲存與輸送（所有Ⅰ類易燃或液化石油氣類的物料在連接或未連接的管線上裝卸時的系數(shù)為 ）； ② 物料儲存與輸送（可燃 性物質(zhì)存放于庫房或露天時 ,對 NF=3 或 NF=4 的易燃液體或氣體，系數(shù)取 ）； 計算一般工藝 危險系數(shù) F1 計算特殊工藝 危險系數(shù) F2 確定工藝單元危險系數(shù) F3=F1 F2 計算安全措施補償系數(shù) C1 C2 C3 補償后危險度 確定火災(zāi)、爆炸指數(shù) Famp。EI=MF F3 補償前危險度 22 ③ 封閉或室內(nèi)單元 (在封閉區(qū)域內(nèi)，在沸點以上處理液化石油氣或任何易燃液體量時，若易燃液體的量大于 4540kg，則系數(shù)取 ；若已安裝了合理的通風(fēng)裝置時，系數(shù)減 50％，則此時系數(shù)取 ）； （ 2）特殊工藝危險系數(shù)（ F2） F2是影響事故發(fā)生概率的主要因素，根據(jù)道化學(xué)評價方法 ,它包括毒性物質(zhì)、負(fù)壓操作、爆炸或燃燒極限范圍內(nèi)或其附近的操作、粉塵爆炸、壓力釋放、低溫、易燃物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量、腐 蝕、泄漏、明火設(shè)備的使用、熱油交換系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動設(shè)備等 12 項內(nèi)容 , 項目選取根據(jù)實際情況取以下 5 項內(nèi)容，即： ① 毒性物質(zhì)（液化石油氣為短期接觸可引起刺激，致人輕微傷害的物質(zhì)，系數(shù)取 ）； ② 爆炸或燃燒極限范圍內(nèi)或其附近的操作（由于惰性氣體吹掃系統(tǒng)不實用或者未采取惰性氣體吹掃，使操作總是處于燃燒范圍內(nèi)或其附近時，系數(shù)為 ）； ③ 壓力釋放，計算取 ； ④ 易燃物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量，計 算取 ； ⑤ 腐蝕（腐蝕速率小于 ／ a，系數(shù)為 ）； ⑥ 泄漏（泵和壓蓋密封處可能產(chǎn)生輕微泄漏時，系數(shù)為 ）； 評價單元火災(zāi)、爆炸指數(shù)見表 95。 表 95 各預(yù)評價單元火災(zāi)、爆炸指數(shù)表（ Famp。EI） 評價單元 項目 儲罐站 代表物質(zhì) 石油液化氣 物質(zhì)系數(shù) 21 一般工藝危險系數(shù)（ F1） 放熱化學(xué)反應(yīng) 物料儲存與輸送 封閉或室內(nèi)單元 特殊工藝危險系數(shù)（ F2） 毒性物質(zhì) 腐蝕 泄漏 壓力釋放 易燃物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量 工藝單元危險系數(shù) F3（ F3＝ F1 F2） 工藝單元危險系數(shù)（ F3）的正常值范圍為 ～ ，如果 F3的值大于 ，則以最大值 作為最后的工藝單元危險系數(shù)。 23 火災(zāi)爆炸指數(shù)及固有危險度確定 火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)（ Famp。EI）被用來估計生產(chǎn)過程中的事故可能造成的破壞，其值根據(jù)下式計算： Famp。EI = M