液化石油氣爆炸危害的分析研究

車璇(廣州聯(lián)穗能源供應(yīng)有限公司，廣東 廣州 510000)

液化石油氣爆炸危害的分析研究

車璇(廣州聯(lián)穗能源供應(yīng)有限公司，廣東 廣州 510000)

現(xiàn)代化社會的快速發(fā)展，科技水平的不斷進(jìn)步，一方面為人們的生活提供更加便捷的生活條件；另一方面由于生產(chǎn)生活的發(fā)展需要，使得現(xiàn)階段人們對于能源的需求逐步增加。

熱輻射作用；沖擊波；火球模型

液化石油氣作為能源的重要組成部分，為社會的發(fā)展提供了充足的動(dòng)力支持，與此相對應(yīng)的由于其使用頻率與適用范圍的不斷增加，使得近幾年液化石油氣爆炸事故發(fā)生的次數(shù)呈上升趨勢。本文通過對爆炸發(fā)生原因的探究，對液化石油氣爆炸危害進(jìn)行簡單的分析。

1 液化石油氣爆炸概述

液化石油儲罐作為能源存儲運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ?，對石油的有效利用有著十分重要的作用。由于儲罐?nèi)的石油保持著液態(tài)的形式，因此一旦發(fā)生破裂，會嚴(yán)重影響附近環(huán)境的安全。液化石油儲罐的破裂原因包括外力沖擊、火災(zāi)等，根據(jù)其沖擊力或火災(zāi)受害程度的不同，石油儲罐的破裂程度也有所區(qū)別：程度嚴(yán)重的破損，會導(dǎo)致儲罐內(nèi)的石油在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生汽化，從而發(fā)生沸騰液體蒸氣爆炸(BLEVE)。蒸汽爆炸產(chǎn)生的沖擊力極大，液化石油儲罐的破損碎片會隨著爆炸的沖擊氣流拋射而出，與此同時(shí)，一旦出現(xiàn)著火的情況，氣流的沖擊還會夾雜著火球熱輻射，對于液化石油儲罐附近的人員、使用設(shè)備、生活工作環(huán)境等都造成了嚴(yán)重的損害；破損程度較輕的局部損壞是指由于外力因素（沖擊、火災(zāi)等）造成石油儲罐破裂部分產(chǎn)生噴氣張發(fā)射液化石油，導(dǎo)致石油泄漏，如果不及時(shí)采取修復(fù)措施，持續(xù)泄露的石油一旦遇到火源將會引起火災(zāi)，其噴射狀的氣體會夾帶火焰的沖擊，噴射狀火焰產(chǎn)生的熱輻射優(yōu)惠引發(fā)液化石油儲罐的損壞程度加深，增加引發(fā)沸騰液體蒸氣爆炸的可能。液化石油氣爆炸的波及范圍廣，破壞程度深，對周圍人員的人身威脅性強(qiáng)，因此相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對液化石油儲罐存儲、運(yùn)輸和使用等方面的管理，將爆炸發(fā)生的可能性降到最低。

2 液化石油氣爆炸的產(chǎn)生原因

液化石油氣爆炸產(chǎn)生原因主要包括熱輻射作用與裂縫作用兩種：

2.1 熱輻射作用

熱輻射對液化石油氣爆炸有著極大的影響，盡管引發(fā)BLEVE事故的原因多樣，但根據(jù)相似事故的對比研究可以發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的共性原因之一就是熱輻射的影響。維持液化石油的穩(wěn)定狀態(tài)需要保證其存儲環(huán)境的溫度適宜，如果液化石油氣的儲罐內(nèi)溫度高于標(biāo)準(zhǔn)要求，液化石油氣過熱，會導(dǎo)致儲罐內(nèi)外的壓強(qiáng)不均衡，壓強(qiáng)超過容器的承受極限，打破儲罐外壁，造成液化石油氣儲罐發(fā)生破損，程度嚴(yán)重的會發(fā)生沸騰液體蒸氣爆炸，產(chǎn)生強(qiáng)大的爆炸沖擊波。

2.2 裂縫作用

儲罐內(nèi)部介質(zhì)的溫度，氣相溫度高于液相溫度。通常情況下，容器內(nèi)液相區(qū)的熱傳導(dǎo)系數(shù)較大，因而即使處在強(qiáng)熱輻射的作用下，液相區(qū)的罐體溫度也會很快與內(nèi)部液體溫度相近而不會產(chǎn)生初始裂縫，而容器的氣相區(qū)由于熱傳導(dǎo)系數(shù)較小，罐體在熱輻射的作用下，溫度升高，材料強(qiáng)度下降，容器內(nèi)部壓力的共同作用使得材料發(fā)生塑性變形，最后產(chǎn)生裂縫。

3 液化石油氣爆炸的危害分析

3.1 熱輻射的危害分析

當(dāng)氣溫高于臨界點(diǎn)時(shí)，液化石油氣會在極端的時(shí)間內(nèi)釋放出來，形成大量的蒸汽。這時(shí)的蒸汽云的燃點(diǎn)極高，可燃性極強(qiáng)，會與火源產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，變成劇烈燃燒的氣團(tuán)，其熱輻射是液化石油氣爆炸的主要危害之一，造成周圍設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，甚至出現(xiàn)人員的傷亡情況。為此相關(guān)部門應(yīng)建立沸騰液體蒸氣爆炸模型對事故的波及范圍及損害程度進(jìn)行及時(shí)的管理控制。

BLEVE模型的建立是為了確保計(jì)算爆炸產(chǎn)生的時(shí)間，波及的范圍等，便于災(zāi)后開展?fàn)I救工作，將事故的損失降到最低，根據(jù)爆炸速度的不同，火球的模型可以分為近地面型與抬升型。抬升型火球模型的建立，一般是在對慢速液化石油氣爆炸的研究中，由于爆炸發(fā)生速度并不快，在一段時(shí)間內(nèi)石油氣會出現(xiàn)持續(xù)噴射狀態(tài)，火球產(chǎn)生的速度較慢，影響范圍逐步擴(kuò)大，燃燒的氣體不斷抬升，這種抬升的過程通常比快速上升的火球要長。近地面火球模型的建立對象通常是慢速液化石油氣爆炸，快速爆炸發(fā)的突發(fā)性較強(qiáng)，中心爆炸點(diǎn)位于近地面區(qū)域，火球的產(chǎn)生與燃燒范圍的擴(kuò)散速度極快，因此采用近地面式的火球模型。

3.2 沖擊波的危害分析

液化石油氣儲罐發(fā)生BLEVE時(shí)，一般發(fā)生兩次爆炸即儲罐爆炸和蒸氣云爆炸，這兩次爆炸都會產(chǎn)生沖擊波。沖擊波的計(jì)算可以近似采用TNT當(dāng)量法，即將爆炸的能量換算為TNT當(dāng)量，然后將等量的TNT炸藥爆炸的沖擊波即近似認(rèn)為是液化石油氣爆炸的沖擊波。由于液化石油氣爆炸速度沒有TNT炸藥爆炸速度快，因此，按TNT當(dāng)量計(jì)算的沖擊波要高于液化石油氣爆炸的實(shí)際產(chǎn)生的沖擊波，但是這種方法簡單且安全，可以在工程上采用。儲罐爆炸時(shí)爆炸能量主要來自兩部分，一部分是儲罐上方的蒸氣膨脹，另一部分是儲罐下方的液體汽化膨脹(蒸氣爆炸)。

4 結(jié)語

為加強(qiáng)對液化石油氣存儲、使用的管理，減少設(shè)備損壞，降低事故發(fā)生的可能性，保障工作人員的人身安全，相關(guān)單位通過建立沸騰液體蒸氣爆炸模型、設(shè)立火球熱輻射通量模型、計(jì)算火球最大直徑及持續(xù)時(shí)間、對沖擊波蒸汽爆炸能量及安全距離的推算等方式，從熱輻射危害與沖擊波危害兩方面進(jìn)行預(yù)防管理，加強(qiáng)對液化石油氣的使用監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)能源的安全利用。

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[2]劉柏林.家用液化石油氣爆炸事故原因及安全對策[J].中國公共安全:學(xué)術(shù)版,2013(3);

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