液化石油氣儲罐泄漏危害預(yù)防和控制措施

張哲

摘 要：液化石油氣是一級火災(zāi)危險類物，其常溫高壓下儲存于壓力容器中如果發(fā)生泄漏現(xiàn)象，可能會導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生，造成財產(chǎn)及人員損失。液化石油氣有特殊氣味、易燃、呈黃棕色油狀、無色氣體液體，具有甲類火災(zāi)危險性。為降低其安全事故發(fā)生的幾率，本文就液化石油氣儲罐泄漏危害預(yù)防與控制措施進行簡要探討。

關(guān)鍵詞：液化石油氣儲罐 儲存 危險 泄漏

一、液化石油氣主要危險性分析

1.易燃易爆性。液化石油氣相比于煤氣與汽油等物質(zhì)來說更易燃燒，其閃點溫度低于零下60攝氏度，最小點火能量僅為0.2～0.3mJ，屬于一類可燃性氣體。當(dāng)空氣與液化石油氣相混合，接觸靜電火花或火源后就會引發(fā)其快速燃燒。液化石油的爆炸下限較低而且爆炸范圍較寬，其爆炸極限為1.5%～9.5%。燃燒速度快、燃燒熱值高都是液化石油氣燃燒的特點，發(fā)生爆炸時其火焰溫度可達到2000攝氏度，爆炸燃燒速度為每秒幾百到數(shù)千米；同時當(dāng)產(chǎn)生爆炸、發(fā)生著火時其熱輻射較高，易點燃周圍易燃、易爆物品，將火勢范圍擴大。

2.易揮發(fā)性。在常溫、常壓條件下液化石油氣極易揮發(fā)，而在高壓、低溫的狀態(tài)下被壓縮發(fā)生液化現(xiàn)象形成液體存儲在壓力容器中。如液化氣體從容器與管道中泄露出來其體積會增加250倍左右，且可以迅速擴散蔓延。液化石油氣呈現(xiàn)氣體狀態(tài)時比重是空氣的1.5～2.5倍，由于其重量比空氣重會沉積在低洼處或長時間懸浮于大地表面沿平地向周圍擴散到遠處，因其并不能與空氣相混合，可能會造成大面積爆炸與火災(zāi)事故的發(fā)生。

3.受熱易膨脹性。大氣熱膨脹系數(shù)遠遠小于液化石油氣處于液態(tài)時熱膨脹系數(shù)，而液化石油氣的體積膨脹系數(shù)是水的十幾倍，所處溫度越高其膨脹體積越大。處于一定溫度與飽和蒸氣壓時，內(nèi)部液體與氣體會處于水油平衡狀態(tài)，伴隨溫度的升高液態(tài)體積也會不斷增大，當(dāng)空間一定時會造成其內(nèi)部壓力過大。當(dāng)爆炸、泄漏與燃燒事件發(fā)生在存儲罐周圍時，周圍罐體受到火焰炙烤致其溫度升高，內(nèi)部壓力變大導(dǎo)致爆炸發(fā)生，將液化石油氣大量釋放到大氣中，爆炸產(chǎn)生的碎片可能導(dǎo)致新的燃燒爆炸事件發(fā)生，形成連鎖反應(yīng)發(fā)生帶來更大的財產(chǎn)損失。

4.易產(chǎn)生靜電。多成分混合氣體是液化石油氣的基本組成成分，液體與固體雜質(zhì)經(jīng)常存在于氣體中，其電阻率可達106～1010Ω？m，因此，當(dāng)液化石油氣高速噴射出時，因摩擦生電產(chǎn)生電火花，易引起爆炸與氣體燃燒事故的發(fā)生。通常情況下液化石油氣中含有雜質(zhì)與液體成分越多，流速就越快，產(chǎn)生的靜電荷就越多。據(jù)相關(guān)研究得出，可燃氣體燃燒或爆炸的發(fā)生是靜電電壓處于350～450伏時產(chǎn)生放電火花所引起的。因液化石油氣氣體從噴嘴、管口或破損處高速噴出時產(chǎn)生高電位靜電的同時產(chǎn)生電火花，這種電火花足以引起火災(zāi)及爆炸事故的發(fā)生。

5.具有毒害性。碳氫化合物是液化石油氣的組成部分，其具有較強的麻醉功能，當(dāng)人們吸入較高濃度的液化石油氣液體時候可能引起受害者中毒，出現(xiàn)惡心、頭痛、嘔吐等相關(guān)并發(fā)癥，嚴(yán)重可會引起意識喪失。在空氣不流通、空間相對密閉的情況下，液態(tài)石油氣氣化產(chǎn)生大量有毒氣體致空氣中氧含量減少，嚴(yán)重可致人因缺氧、中毒窒息而死亡。所以，液化石油氣的儲存、灌裝及使用時應(yīng)處于通風(fēng)良好的環(huán)境中。

6.具有隱蔽性。液化石油氣體無色無味，由于存儲罐損壞而產(chǎn)生微小細紋及裂縫，泄漏量較小所以不易被人們發(fā)覺。當(dāng)大量氣體從一定空間中迅速散發(fā)時，就可看到白霧與氣體噴射聲。如遇明火發(fā)生燃燒爆炸時，這時可燃氣體已擴散相當(dāng)大面積，導(dǎo)致突發(fā)事件的發(fā)生。

二、泄露火災(zāi)風(fēng)險預(yù)防

1.加強設(shè)備管理，嚴(yán)防氣體泄漏。加強安全管理，制定相應(yīng)的定期檢查制度，應(yīng)定期檢查投入使用的液化石油氣儲存罐罐體的各個密封點、焊接處及罐體有無泄漏情況的發(fā)生；儲存罐閥口、閥體、罐體連接部位是否完整；檢查罐底、罐圈板等處腐蝕情況、罐體外形有無形變，罐底是否凹陷或突出等。不僅如此，儲存罐上的液壓計、壓力表、安全閥等安全附件與安全設(shè)備應(yīng)經(jīng)常檢修，安全校驗，確保設(shè)備的靈敏性與可靠性。

2.合理布局，降低泄露風(fēng)險。①合理設(shè)置儲罐。儲罐區(qū)周圍應(yīng)采用非燃燒材料搭建一到兩米的防火堤，不得在防火堤上開取孔眼，保證在罐體發(fā)生泄漏后液體不外漏。周圍應(yīng)設(shè)置寬度不小于6m的環(huán)形消防道，且相鄰的防火堤之間間距不得小于7m。②設(shè)置消防給水及滅火設(shè)施。罐區(qū)消防供水應(yīng)使用環(huán)狀管網(wǎng)，且給水主管數(shù)量不得少于兩條、直徑不得低于150mm；還應(yīng)設(shè)置至少兩個水泵接合器，消火栓間距一般為60m，可保護半徑為30m的范圍；大型罐區(qū)應(yīng)配置供水壓力不低于0.35MPa、臥式罐不小于0.25MPa的帶架水槍；防噴淋與水霧設(shè)置可用于滅火、降溫；還應(yīng)配備如干粉滅火器等移動滅火器材；與石油相關(guān)站區(qū)應(yīng)杜絕明火、電火花、靜電的產(chǎn)生；保持良好通風(fēng)，液化氣不得聚集存放。

3.及時發(fā)現(xiàn)泄露，妥善處置泄露事故。在罐區(qū)安裝檢測可燃氣體濃度的報警裝置可方便搶修人員對泄漏進行有效處理，觀察儀表應(yīng)安裝在晝夜有人值班的安全場所，報警值應(yīng)取液化石油氣爆炸濃度下限的20%。報警裝置應(yīng)市場檢測與保養(yǎng)，保證其正常工作。

三、改進措施與對策

液化石油氣貯罐的應(yīng)力腐蝕開裂失效是一種力學(xué)、環(huán)境破壞過程，貯罐在運行中，持久拉伸應(yīng)力與化學(xué)侵蝕作用使金屬產(chǎn)生裂紋并使其擴展。從分析中得知應(yīng)力腐蝕開裂是由拉伸應(yīng)力和特定的腐蝕環(huán)境的綜合作用產(chǎn)生的，產(chǎn)生斷裂失效的時間比應(yīng)力和腐蝕性環(huán)境單獨的作用或二者簡單地疊加所需的時間要短。應(yīng)力腐蝕開裂引起的失效常常是因為化學(xué)環(huán)境及遠低于金屬的屈服強度的拉應(yīng)力同時作用下造成的，在這種情況下，細小的裂紋向金屬材料里伸展，而表面僅呈現(xiàn)出模糊不清的均勻的腐蝕跡象，因此，不可能有破壞跡象的宏觀標(biāo)志。當(dāng)LPG中含有大量H2S時，其在拉應(yīng)力的促使下，在液化石油氣貯罐正常運行中可能會造成失穩(wěn)而破壞，造成災(zāi)難性事故。為防止液化石油氣中的H2S造成貯罐的應(yīng)力腐蝕開裂失效，我們應(yīng)在貯罐的設(shè)計與制造上、LPG的生產(chǎn)工藝上、充裝的工藝上、相應(yīng)的儲運上、管理操作上和檢驗方面采取一些必要的措施與對策：（1）為防止液化石油氣儲罐中的H2S超標(biāo)，相關(guān)生產(chǎn)單位應(yīng)按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，堅決采用新的脫水與脫硫工藝，盡量減少液化石油氣中H2S的含量與濃度；（2）相應(yīng)的設(shè)計單位在設(shè)計液化石油氣儲罐時，應(yīng)當(dāng)采用合理的結(jié)構(gòu)，盡量避免在應(yīng)力較高的區(qū)域開孔和布置縱向的焊縫，用以防止開孔處的應(yīng)力集中與焊接的殘余應(yīng)力；（3）對于大型臥式貯罐制造加工后，應(yīng)采用整體熱處理措施，在保證焊縫和母材消氫熱處理的同時，消除焊后殘余應(yīng)力；（4）液化石油氣的供應(yīng)及充裝單位應(yīng)當(dāng)規(guī)范管理，需做到排污裝置及系統(tǒng)完善與完好，并在定期對液化石油氣儲罐進行排污，以減少儲罐中殘液的H2S含量與濃度；（5）相應(yīng)的貯運LPG的貯罐且H2S的含量與濃度較高時，需按照相關(guān)規(guī)定，做到定期地進行開罐檢驗工作，及時地發(fā)現(xiàn)相關(guān)的問題，以防止H2S所產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕開裂。

四、結(jié)語

目前，液化石油氣作為一種非常重要的清潔能源，其開發(fā)前景潛力巨大。相關(guān)企業(yè)與部門應(yīng)做好液化石油氣儲存罐的防泄漏與定期檢查控制措施，在保證安全系統(tǒng)完好、運行穩(wěn)定的情況下建立完善的安全管理體系，保證液化石油氣儲罐的安全性，預(yù)防安全事故的發(fā)生。

參考文獻：

[1]萬靖雯.液化石油氣儲罐的設(shè)計[J].河南化工，2000（8）：30.

[2]黃鄭華，李建華.液化石油氣火災(zāi)爆炸事故類型分析[J].油氣儲運，2003，22（8）：41-43.