摘 要:近年來,液化石油氣罐車在運輸過程中發生的事故越來越。液化石油氣泄漏后,往往處置難度很大,而且一旦發生爆炸,會造成較大的人員傷亡和經濟損失,目此,研究液化石泄漏事故的安全技術對策很有必要。
關鍵詞:液化石油氣;罐車;泄漏;安全措施
液化石油氣是我國城鎮居民的主要生活燃氣之一,也是一種重要的工業燃料。我國每年消耗的液化石油氣在1000多萬,作為燃料,液化石油氣具有熱值高、無污染等特點,使用的普及率越來越高。近年來,隨著液化石油氣使用的不斷增多,液化石油氣槽車在運輸過程中,發生交通事故,引起泄漏,造成爆炸及火災的事故也日益增多。液化石油氣一旦發生泄漏,由于其特殊的理化性質,事故現場處置十分復雜、困難,必須采取行之有效的排險措施,徹底不留隱患地消除險情。
1 概述
液化石油氣是從油氣田或石油煉制過程中所取得的一部分碳氫化合物,其成分主要由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等組成。
液化石油氣是一種無色、透明、低毒、有特殊氣味的物質,在低溫或加壓下是液體,在常溫常壓下呈氣態。液態液化石油氣比水輕,氣態液化石油氣比空氣重。在常溫常壓下易氣化,一般情況下,單位體積的液體全都氣化,體積增大250~300倍,同時吸收大量的熱。燃點低、熱值大。液化石油氣的著火溫度約為430℃~500℃,點火能量低。在標準狀況下燃燒1kg液化石油氣約釋放4.98×106J的熱量。
液化石油氣的最大危險是易燃、易爆。火焰溫度高,輻射熱強。液化石油氣燃燒熱值高達105000千焦/立方米,火焰溫度高達2100攝氏度。爆炸時速度快,沖擊波威力大,破壞性強。可以達到2000-3000米每秒。當儲罐發生物料泄漏時,液化石油氣與空氣混合。當這種混合氣體中物料的濃度達到爆炸極限范圍內時,一旦給以大于該物料的最小點火能的能量時,就會引起爆炸;而當混合氣體中物料的濃度大于爆炸極限時,如給予點火能量,就會引發火災,液化石油氣的點火能量是如此的小,以至于一根鐵釘從一米高的位置自由落下,碰在水泥地面上,就足以引爆。液化石油氣爆炸模型主要是蒸氣云爆炸。泄漏到空氣中的液化石油氣與空氣的云狀混合物,當液化石油氣濃度處在爆炸范圍時,遇到火源發生爆炸的現象,稱為蒸氣云爆炸,其主要的破壞作用是沖擊波引起的超壓、沖擊破壞。其爆炸當量為WTNT=1.8aWfQf/QTNT。
式中:1.8為地面爆炸系數,a=0.04為蒸氣云當量系數,Wf為可燃物的質量,Qf=41868kj/kg為可燃物爆熱,QTNT=4180kj/kg為TNT爆熱當100立方米的丁烷或丙烷全部氣化并在爆炸極限范圍內時,其爆炸相當于36噸TNT當量,爆炸火球溫度2100℃。其傷害范圍:死亡半徑51m、重傷半徑99m、輕傷半徑145m、財產損失半徑63m。
液化石油氣有毒性、帶電性、腐蝕性。若空氣中含有10%以上液化石油氣時,人在該氣體中5min就會麻醉。液化石油氣中含有硫化氫,對人的神經系統危害極大。液化石油氣在灌裝和運輸中極易產生靜電,所以,灌裝和運輸中應設有靜電導除裝置。液化石油氣具有腐蝕性,對容器、管道、橡膠管閥門、密封物料等有腐蝕作用。
2 液化石油氣罐車
罐車,也叫槽車,是固定在流動車架上的臥式儲罐,分壓力儲罐車和常壓儲罐車,其功能是專門用來運輸危險化學品(液化氣體和常壓液體)。罐車的基本結構由車底盤和罐體2大部分構成,在罐體上設有安全閥、閥門箱、緊急切斷裝置、液位計、溫度計、壓力表、裝卸閥門、入孔、導靜電接地裝置、防沖板、銘牌等部件。安全閥:安全闊位于罐體上部,是一種通過自動開啟排放氣體來降低容器內壓力的安全泄壓裝置。手動油泵和串聯閥位于閥門箱內,緊急卸油閥位于罐體尾部,在發生泄漏時,可以利用手動油泵和緊急卸油閥關閉位于罐體內部的液相和氣相緊急截止閥。液位計:罐體尾部的液位計,能方便準確地測得罐體內的液面高度。裝卸閥門:位于閥門箱內,包括液相和氣相快速接頭,以及液相和氣相手動球閥。人孔:位于罐體頂部或尾部,供檢修和內部清洗用。溫度計:測量罐體內介質溫度,位于閥門箱內。壓力表:測量罐體內壓力,位于閥門箱內。防沖板:位于罐體內部,用于減少運輸中介質對罐體的運行壓力,增加罐車運行的穩定性。銘牌:位于罐體尾部表面,標有罐車型號、介質名稱容量、壓力、滿載總重、溫度、容積等內容。
3 化石油氣罐車易發生泄漏的部位
3.1 閥門的泄漏
閥門法蘭的密封墊片因老化、開裂等引起的泄漏。法蘭分為閥門前法蘭和閥門后法蘭,一般說來,閥門后法蘭泄漏危險性較小,閥門前法蘭泄漏就比較麻煩。
3.2 營線的泄漏
液化石油氣管線因材質薄弱或受震動、撞擊等出現裂縫泄漏,若氣相管泄漏,在一定時間內的泄漏量要少一些,如果液相管泄漏,危險性更大。
3.3 罐根部的泄漏
貯罐根部因材質問題或其他原因出現裂縫泄漏,此處不受閥門控制,但一般裂縫不會太大。
3.4 罐上部撕裂泄漏
貯罐上部大開口泄漏,因內部超壓或受高溫烘烤急劇增壓而在頂部撕開爆裂,這種泄漏量大、擴散快,十分危險。從泄漏的部位看,閥門后法蘭泄漏口可以通過關閥解決;闊門前法蘭泄漏,閥門無法控制,其能采取堵漏措施;按照現有的堵漏技術,闊門前法蘭泄漏、管道泄漏、貯罐根部裂縫泄漏等都可以采取帶壓堵漏措施,帶壓堵漏器材的最大工作壓力可達34.3MPa;貯罐頂部撕裂泄漏,一般無法堵漏,只能采用點燃、驅散、倒罐等措施處理。
4 液化石油氣罐車泄漏事故安全處置對策
4.1 設定警戒區
泄漏的液化石油氣的潛在危險是泄漏氣體連續蒸發,擴散范圍難以準確預測,擴散范圍內任何微弱的火源都能引發燃燒或爆炸。因此,其擴散范圍越大,火災的危險性越大,現場警戒區劃定的范圍也就越大。處置人員到達泄漏事故現場后,要運用儀器對事故現場泄漏的液化石油氣擴散的地帶及其范圍進行爆炸濃度極限測定,據此確定警戒區。警戒區邊界濃度取值應以爆炸濃度下限的1/2為準。測定時把測爆儀指針調節在0.75%(液化石油氣爆炸濃度下限為1.5%),超過0.75%為不安全,低于0.75%是安全的。對地下溝槽、坑道、地下室及低洼地帶要重點測試。
測定警戒范圍要與設置警戒標志同時進行。先期到達事故現場的處置人員要掌握風向、風速、地形、周圍建筑物的情況和液化氣擴散流動范圍。并在警戒區邊界和通行地點設置“禁止入內”、“此處危險”等標志牌,也可用黃、紅旗代替,標志要醒目;夜間要有顯示燈,便于來住行人觀察。到達事故現場的相關部門要密切配合,切斷通往警戒區的一切交通,并在所有路口設立固定崗哨,無關人員一律不準入內,同時還要設有流動哨,密切注意警戒區內有關人員的行動,并隨時注意風向的變化,以便采取應急措施。
4.2 消除火種,疏散群眾
液化石油氣發生泄漏后,為防止事故災害擴大,必須采取堅決果斷措施,消除危險區域內的一切火種,積極組織群眾疏散到安全地帶。消除的火種包括一切明火,電火、靜電火花、撞擊摩擦火花等。消除火種的具體做法如下:一是危險警報,動員群眾熄火。處置人員到場后應迅速劃定警戒區域,并用廣播等手段曉喻群眾,動員群眾主動熄滅火源。同時,還要通知危險區域的生產單位停機、停火,停止一切能夠產生火花的作業。二是切斷電源。事故發生后,要立即通知電業部門,及時切斷危險區域的一切生產、生活用電或公共照明的電源,供電部門在沒有接到警報消除通知以前,不得供電。三是禁止車輛通行。事故發生后,凡在警戒區域內的一切機動車輛必須立即停車熄火,并嚴禁各種機動車、畜力車和自行車駛入警戒區域,必須停車或繞道通行。四是控制人員攜帶火種。凡進入危險區域的人員,不準使用擴音器、手電筒;不準使用普通通信設備,如必須使用,使用的器材裝備必須防爆;不準攜帶鐵器;不準穿釘子鞋和化纖織物;不準隨意扔、踢石塊等,確保行動萬無一失。
處置人員到場后,要采取有效措施積極搶救、指導危險區域的群眾撤離危險區,疏散到安全地帶。要在地勢較高的上風方向建立安全區,以便群眾暫時避難,安全區要設立廣播站和安全標志,以引導群眾,使其明確疏散方向。為防止群眾驚慌失措在危險區域內盲目行動,造成混亂,事先要確定好疏散路線,使群眾在撤離危險區后,按照規定的路線到達安全區。有效組織疏散。在疏散群眾的過程中動員群眾不要攜帶金屬物品,不穿釘子鞋,使群眾的疏散有組織、有秩序、安全可靠地進行。
5 采取措施,制止泄漏
處置人員到達事故現場后,應想方設法制止進一步泄漏,以防事故范圍擴大。
5.1 關閥斷氣法
液化石油氣由于管線破裂而發生泄漏時,應采取關閥斷氣法,制止泄漏。關閥時,人應站在上風向操作,并最好由熟練工操作,使用的手鉗應有防護層,以免金屬撞擊產生火花發生危險。
5.2 注水制漏法
若液化石油氣從貯罐底部泄漏,可以利用排污管向貯罐內加壓注水,利用水比液化石油化氣重的特性,液化石油氣浮到漏口之上,以終止氣體泄漏,待漏氣口向外噴水時,再修復破裂口。對于冷凍的液化石油氣貯罐,無論在任何情況下,不能用此法制止漏氣。因為水會在罐內凍結。
5.3 凍結堵漏法
凍結堵漏法就是當泄漏液化石油氣的容器處于裂縫泄漏時,用棉布將裂縫包扎起來并向布上灑水,利用液化石油氣的蒸發潛熱特性,將水濕后的布與裂縫冷凍起來,從而將漏氣止住,而后相繼進行處理的方法。
5.4 木塞封堵法
木塞封堵法就是當泄漏是因液化石油氣容器的閥門自根部斷開時,迅速用木塞封堵漏口的方法。此種方往是十分危險的,但閥門從根部斷裂時,也只有此種方法有效。措施實施強攻,硬是用木塞將斷閥口堵死,有效地避免了一場大爆炸。
5.5 主動點燃法
在液化石油氣泄漏事故處置中,有時為了避免更大危險和傷亡而采取緊急行動,即實施主動點燃措施。但易能造成大能量爆燃,產生巨大沖擊波,造成難以預料后果。所以,主動點燃泄漏儲罐,必須做好充分的準備工作,包括掩護人員到達指定位置,泄漏周邊地區經檢測沒有高濃度混合氣體。制作長竿式點火棒等,并按正確的處置措施進行操作。主動點燃泄漏儲罐,一般有以下兩種時機:一是罐頂開口泄漏,又無法實施堵漏,萬一大量泄漏氣體擴散遇火源會造成爆炸事故;二是罐頂爆裂已經形成燃燒,罐體被冷卻保護,到罐內氣壓不太時,火焰被風吹滅,或被冷卻水打滅,但還有氣體擴散出來,如不再次點燃,擴散氣體仍能造成危害,此時在繼續冷卻罐體的同時,應予果斷點燃。
6 稀釋驅散,消除隱患
在堵漏工作展開和完成的同時,要對事故現場內所形成的液化石油氣云予以稀釋驅散,徹底消除火災隱患。
6.1 水霧驅散法
實踐證明,用大量的噴霧水流驅散液化石油氣云是行之有效的方法。它可以引起空氣和水蒸氣的攪動對流,起到稀釋液化石油氣的作用。
6.2 泡沫覆蓋法
液化石油氣若成液態沿地面流動時,最好采用中倍數泡沫覆蓋,以減少其蒸發速度,縮小蒸汽云的范圍。采用此法關鍵是要注意泡沫里的水和液化石油氣接觸時,在泡沫覆蓋未形成之前,可能因沖擊而加大液態液化石油氣的揮發速度。用中倍數泡沫可使含水率和穩定性兩個相互沖突的因素得到平衡。
6.3 送風驅散法
對于積聚于建筑物和地溝內的液化石油氣云,要采用打開門或地溝蓋板的方法,通過自然通風吹散危險氣體,也可采取機械送風的方法驅除。
7 液化石油氣泄漏事故處置要求
(1)途中觀察風向,從上風方向接近。處置人員在駛住事故現場的行車途中,應根據風向、風力,從上風方向安全接近事故現場,以防誤入險區,發生意外。(2)安全防護一定要嚴密。深入危險區排險的人員,應具有排險經驗。同時要把在危險區的人員數量降低到保證完成任務的最小限度,要加強預防措施,以保證排險人員的行動安全。(3)實施點火措施時,應撤離蒸汽云擴散區域內的所有處置人員及其他人員。(4)做好善后工作。善后處理要徹底,不留任何事故后患,這是漏氣堵住后必須認真實施的一項重要工作。
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