陳艇

福建省消防總隊福州市消防支隊

液化石油氣槽車火災爆炸危險性分析與防控

陳艇

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本文通過對液化石油氣槽車運輸過程危險性的分析與研究，對液化石油氣運輸過程的危險源進行辨識，找出引起危險性的因素，運用蒸氣云爆炸(VCE)定量評價對液化石油氣槽車進行評價分析，確定了液化石油氣槽車的火災、爆炸危險性，并提出安全防控措施。

液化石油氣槽車；安全評價；預防措施

緒論

液化石油氣（英文名稱L i q u e f i e d Petroleum Gas，簡稱LPG）是一種使用方便，發(fā)熱值高的清潔燃料和重要的化工原料。液化石油氣槽車是現(xiàn)階段比較常用的運輸液化石油氣的交通工具，具有方便、省時、效率高等優(yōu)點。目前，液化氣槽車最大裝量達28.5 噸，運輸橫跨南北東西，這些大型槽車成為移動的重大危險源。一旦發(fā)生交通事故或其他原因引發(fā)泄漏，液化氣極易與空氣混合形成爆炸性氣體，短時間內(nèi)大量泄漏還會形成龐大蒸汽云，遇靜電或堵漏產(chǎn)生的火花就會發(fā)生火災爆炸事故。因此對于液化石油氣槽車在運輸過程中的火災爆炸危險性分析和處置措施的研究有著十分重要的意義。

1 液化石油氣槽車的危險特性

1.1 液化石油氣的危險特性

1.1.1 毒性較大

毒理學研究表明，大量吸入高濃度液化石油氣時可產(chǎn)生單純性窒息和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制，主要表現(xiàn)為窒息感，若液化石油氣同時含有硫化氫則毒性增加。早期有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等表現(xiàn)，嚴重者可出現(xiàn)直視、昏迷、呼吸困難、四肢強直、去大腦皮質(zhì)綜合征等。

1.1.2 火災危險性大

液化石油氣的爆炸速度為2000m/s～3000m/s，火焰溫度高達2000℃，沸點低于－50℃，自燃點為446℃～480℃。當一有火情，即便在遠方的液化石油氣也會起燃，形成長距離大范圍的火區(qū)，災害異常猛烈。液化石油氣液體發(fā)熱值為46.1MJ/kg，氣體的發(fā)熱值為 92.1MJ/m3～108.9MJ/m3，約為焦爐煤氣的6倍多，由于其燃燒熱值大，四周的其他可燃物也極易被引燃。

1.1.3 凍傷性

液化石油氣儲存于罐或鋼瓶中，在使用時減壓又由液態(tài)氣化變?yōu)闅怏w。一旦設備、容器、管線破漏或鋼閥損壞，大量液化石油氣噴出，由液態(tài)急劇減壓變?yōu)闅鈶B(tài)，并大量吸熱，結(jié)霜凍冰。若有人員在附近，極有可能受到凍傷。

1.1.4 易擴散性

液化石油氣由液相變?yōu)闅庀?，體積變化很大，氣相體積是液相的250～300倍。液化石油氣汽化后易隨空氣流動，擴散距離遠、擴散面寬，一處引燃波及一片，并向泄漏點擴散燃燒。

1.1.5 靜電積聚性

液化石油氣是經(jīng)過加工處理的潔凈石油產(chǎn)品，電導率較低，一般在10－10～10－12之間。在輸送與裝卸過程中，流動、噴射、過濾、沖擊可能積蓄大量靜電荷。當兩個帶電體之間的電位差達到一定數(shù)值，并產(chǎn)生了適當?shù)姆烹姉l件，周圍若再存在處于爆炸范圍內(nèi)的混合氣體時，就會發(fā)生靜電爆炸事故。這類事故主要發(fā)生在車輛銜接處、裝卸過程中。

1.2 蒸氣云爆炸(VCE) 定量評價

蒸汽云爆炸（VCE，Vapor Cloud Explosions）是由于氣體或易于揮發(fā)的液體可燃物的大量快速泄漏，與周圍空氣混合形成覆蓋范圍很大的“預混云”，在某一有限空間遇點火源而導致的爆炸。液化石油氣槽車上裝有液化石油氣的罐體一旦發(fā)生泄漏，泄漏的液化石油氣會在空氣中發(fā)生初始閃蒸氣化，瞬時產(chǎn)生大量蒸氣。蒸氣云內(nèi)的物質(zhì)難以在短時間內(nèi)自發(fā)均勻分布， 其分布特性由泄漏量、泄漏速度及泄漏地點等因素確定。當其體積比在爆炸極限(1.5% ～9.5% ) 以內(nèi)并遇點火源時，便發(fā)生蒸氣云爆炸事故。蒸氣云爆炸一旦發(fā)生，后果非常嚴重。泄漏的液化石油氣與空氣充分混合，在一定范圍內(nèi)積聚起來，一經(jīng)點燃，其爆炸過程極為劇烈，火焰前沿速度可達50～100m/s，形成爆燃。對蒸氣云覆蓋范圍內(nèi)的建筑物以及設備產(chǎn)生過壓破壞，危及人們的生命安全。

長期以來，軍事上一直對高能炸藥產(chǎn)生的爆炸波破壞效應很感興趣，積累了大量的TNT藥量和目標破壞程度之間關系的實驗數(shù)據(jù)。因此，習慣性地采用TNT質(zhì)量來描述爆炸事故的威力。其原理為：假定一定百分比的蒸氣云參與了爆炸，對形成沖擊波有實質(zhì)貢獻，并以TNT當量法來表示蒸氣云爆炸的威力。根據(jù)TNT當量法，把蒸氣云爆炸的破壞作用轉(zhuǎn)化為TNT爆炸的破壞作用，可燃蒸氣云爆炸的TNT當量mTNT可根據(jù)下列公式求得：

式中a是可燃蒸氣云爆炸效率因子，它的取值范圍在0.02～15.9%之間，中值為3%～4%，一般取統(tǒng)計平均值4%；m是蒸氣云中可燃物的質(zhì)量，kg；ΔHc是可燃氣體的燃燒熱，kj·kg-1，對于液化石油氣，取值為4980kj· kg-1；QTNT是TNT的爆炸當量能量，一般取平均值4686kj·kg-1。

2 安全防控措施

（1）液化石油氣汽車槽車的設計、制造，必須符合國家和勞動部門的有關規(guī)定，運輸液化石油氣的液化氣槽車的壓力安全閥、緊急切斷閥、防靜電接地鏈等安全附件必須齊全、符合安全技術要求，并應在運輸途中經(jīng)常檢查，保持靈敏可靠。同時，為防止發(fā)生火災，液化氣運輸車應按規(guī)定采用防爆電氣裝置，液化氣儲罐上應涂有醒目的“嚴禁煙火”紅色標志，發(fā)動機排氣筒加戴性能可靠的火星熄滅器。此外，為了能及時地撲救運輸途中發(fā)生的初期火災，槽車還應裝配兩具5公斤以上干粉滅火器或3公斤以上1211滅火器。

（2）運輸途中，臨時停車位置應通風良好，遠離機關、學校、橋梁、廠礦、倉庫和人員密集的場所。與重要的公共建筑、設施須保持25米以上的安全間距，與明火或散發(fā)火花的地點應保持40米以上的安全間距。中途停車時，司機或押運員必須留車監(jiān)護，不得使用明火或能發(fā)火的工具進行檢修。夜間休息時，不得將液化氣槽車停放在公共停車場以及易燃、易爆物品庫房，普通車輛附近。夏季停車時，應避免日光曝曬。

（3）汽車槽車運輸液化石油氣必須遵守國家和地方政府關于管理、運輸化學易燃、易爆物品和交通安全管理的有關規(guī)定。運輸前應認真檢查車況，在車前懸掛醒目的“危險品”標志牌，不得拖帶掛車，不得攜帶其他易燃、易爆物品。途中通過立交橋，涵洞、隧道等重要的公路交通設施，應注意標高，限速行駛，不得停留；進入城市郊區(qū)應按當?shù)毓矙C關規(guī)定的行車時間、行車路線限速行駛，不得通過重要的公共場所和鬧市。押運員必須跟隨車輛，中途不得離開。車上禁止吸煙，不得搭乘其他人員。夏季長途運輸應采取遮陽措施，經(jīng)常觀察槽罐液相溫度和氣相壓力，當液相溫度達40度時，應進行罐外噴水或潑水降溫。冬季道路冰凍時，不宜長途運輸。否則，應在輪胎上加戴防滑鐵鏈，限速行駛。

（4）液化石油氣站采用液化氣運輸車運輸液化石油氣時，須在站內(nèi)設置汽車槽車裝卸臺。否則，應在灌瓶間或壓縮機房引出汽槽裝卸嘴。汽車槽車裝卸臺與其他建筑物的防火間距不小于15米，與液化石油氣儲罐的防火間距不小于30米。裝卸臺或裝卸嘴附近應設置接地電阻不小于10歐的接地樁，以供裝卸作業(yè)前靜電接地。為確保發(fā)生火災后能及時地疏散槽車，滅火救災，槽車裝卸臺或裝卸嘴前應設置不小于15米*15米的回車場，裝配2具8公斤以上干粉滅火器。

（5）汽車槽車在進行裝卸作業(yè)前應停車熄火，接好地線，牢固連接管道接口，排盡管內(nèi)空氣。進行裝卸作業(yè)時，不得發(fā)動車輛、排液放氣，不得使用能發(fā)火工具。如遇雷雨天、液壓異常、附近著火，以及其他威脅裝卸安全的因素，汽車槽車應停止裝卸作業(yè)，汽車槽車在充裝液化石油氣時，應認真計量，不得超裝。裝運液化石油氣的汽車槽車到站后，應先靜置30分鐘，然后及時卸液，不得把槽車當做臨時儲罐使用，不得從槽車直接給鋼瓶充氣。槽車卸液后，槽罐內(nèi)應留有49千帕以上的余壓，以免空氣進入罐內(nèi)形成爆炸危險。

（6）汽車槽車卸液后，應停放在專用的汽車槽車庫房內(nèi)，不得在其他場所隨意停放，汽車槽車車庫應為一、二級耐火等級建筑，與民用建筑的防火間距不應小于30米，與廠房、庫房的防火間距不應小于12米。庫內(nèi)應通風良好，照明等電氣設備應符合防爆要求，并應配2具以上8公斤干粉滅火器。庫內(nèi)禁止設置地下室、地溝，禁止修理車輛，禁止存放其他易燃、易爆物品。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.15.142