摘 要:近年來,液化石油氣罐車在運(yùn)輸過程中發(fā)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(fā)生爆炸,會造成較大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,目此,研究液化石泄漏事故的安全技術(shù)對策很有必要。
關(guān)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(zhèn)居民的主要生活燃?xì)庵?,也是一種重要的工業(yè)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(diǎn),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(yùn)輸過程中,發(fā)生交通事故,引起泄漏,造成爆炸及火災(zāi)的事故也日益增多。液化石油氣一旦發(fā)生泄漏,由于其特殊的理化性質(zhì),事故現(xiàn)場處置十分復(fù)雜、困難,必須采取行之有效的排險(xiǎn)措施,徹底不留隱患地消除險(xiǎn)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?xì)浠衔铮涑煞种饕杀?、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(zhì),在低溫或加壓下是液體,在常溫常壓下呈氣態(tài)。液態(tài)液化石油氣比水輕,氣態(tài)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?xì)饣w積增大250~300倍,同時(shí)吸收大量的熱。燃點(diǎn)低、熱值大。液化石油氣的著火溫度約為430℃~500℃,點(diǎn)火能量低。在標(biāo)準(zhǔn)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(xiǎn)是易燃、易爆。火焰溫度高,輻射熱強(qiáng)。液化石油氣燃燒熱值高達(dá)105000千焦/立方米,火焰溫度高達(dá)2100攝氏度。爆炸時(shí)速度快,沖擊波威力大,破壞性強(qiáng)??梢赃_(dá)到2000-3000米每秒。當(dāng)儲罐發(fā)生物料泄漏時(shí),液化石油氣與空氣混合。當(dāng)這種混合氣體中物料的濃度達(dá)到爆炸極限范圍內(nèi)時(shí),一旦給以大于該物料的最小點(diǎn)火能的能量時(shí),就會引起爆炸;而當(dāng)混合氣體中物料的濃度大于爆炸極限時(shí),如給予點(diǎn)火能量,就會引發(fā)火災(zāi),液化石油氣的點(diǎn)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(dāng)液化石油氣濃度處在爆炸范圍時(shí),遇到火源發(fā)生爆炸的現(xiàn)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(dāng)量為WTNT=1.8aWfQf/QTNT。
式中:1.8為地面爆炸系數(shù),a=0.04為蒸氣云當(dāng)量系數(shù),Wf為可燃物的質(zhì)量,Qf=41868kj/kg為可燃物爆熱,QTNT=4180kj/kg為TNT爆熱當(dāng)100立方米的丁烷或丙烷全部氣化并在爆炸極限范圍內(nèi)時(shí),其爆炸相當(dāng)于36噸TNT當(dāng)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(cái)產(chǎn)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(shí),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(jīng)系統(tǒng)危害極大。液化石油氣在灌裝和運(yùn)輸中極易產(chǎn)生靜電,所以,灌裝和運(yùn)輸中應(yīng)設(shè)有靜電導(dǎo)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(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品(液化氣體和常壓液體)。罐車的基本結(jié)構(gòu)由車底盤和罐體2大部分構(gòu)成,在罐體上設(shè)有安全閥、閥門箱、緊急切斷裝置、液位計(jì)、溫度計(jì)、壓力表、裝卸閥門、入孔、導(dǎo)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(nèi)壓力的安全泄壓裝置。手動油泵和串聯(lián)閥位于閥門箱內(nèi),緊急卸油閥位于罐體尾部,在發(fā)生泄漏時(shí),可以利用手動油泵和緊急卸油閥關(guān)閉位于罐體內(nèi)部的液相和氣相緊急截止閥。液位計(jì):罐體尾部的液位計(jì),能方便準(zhǔn)確地測得罐體內(nèi)的液面高度。裝卸閥門:位于閥門箱內(nèi),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(nèi)部清洗用。溫度計(jì):測量罐體內(nèi)介質(zhì)溫度,位于閥門箱內(nèi)。壓力表:測量罐體內(nèi)壓力,位于閥門箱內(nèi)。防沖板:位于罐體內(nèi)部,用于減少運(yùn)輸中介質(zhì)對罐體的運(yùn)行壓力,增加罐車運(yùn)行的穩(wěn)定性。銘牌:位于罐體尾部表面,標(biāo)有罐車型號、介質(zhì)名稱容量、壓力、滿載總重、溫度、容積等內(nèi)容。
3 化石油氣罐車易發(fā)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(xiǎn)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(zhì)薄弱或受震動、撞擊等出現(xiàn)裂縫泄漏,若氣相管泄漏,在一定時(shí)間內(nèi)的泄漏量要少一些,如果液相管泄漏,危險(xiǎn)性更大。
3.3 罐根部的泄漏
貯罐根部因材質(zhì)問題或其他原因出現(xiàn)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(nèi)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(kuò)散快,十分危險(xiǎn)。從泄漏的部位看,閥門后法蘭泄漏口可以通過關(guān)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(xiàn)有的堵漏技術(shù),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(dá)34.3MPa;貯罐頂部撕裂泄漏,一般無法堵漏,只能采用點(diǎn)燃、驅(qū)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(shè)定警戒區(qū)
泄漏的液化石油氣的潛在危險(xiǎn)是泄漏氣體連續(xù)蒸發(fā),擴(kuò)散范圍難以準(zhǔn)確預(yù)測,擴(kuò)散范圍內(nèi)任何微弱的火源都能引發(fā)燃燒或爆炸。因此,其擴(kuò)散范圍越大,火災(zāi)的危險(xiǎn)性越大,現(xiàn)場警戒區(qū)劃定的范圍也就越大。處置人員到達(dá)泄漏事故現(xiàn)場后,要運(yùn)用儀器對事故現(xiàn)場泄漏的液化石油氣擴(kuò)散的地帶及其范圍進(jìn)行爆炸濃度極限測定,據(jù)此確定警戒區(qū)。警戒區(qū)邊界濃度取值應(yīng)以爆炸濃度下限的1/2為準(zhǔn)。測定時(shí)把測爆儀指針調(diào)節(jié)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(diǎn)測試。
測定警戒范圍要與設(shè)置警戒標(biāo)志同時(shí)進(jìn)行。先期到達(dá)事故現(xiàn)場的處置人員要掌握風(fēng)向、風(fēng)速、地形、周圍建筑物的情況和液化氣擴(kuò)散流動范圍。并在警戒區(qū)邊界和通行地點(diǎn)設(shè)置“禁止入內(nèi)”、“此處危險(xiǎn)”等標(biāo)志牌,也可用黃、紅旗代替,標(biāo)志要醒目;夜間要有顯示燈,便于來住行人觀察。到達(dá)事故現(xiàn)場的相關(guān)部門要密切配合,切斷通往警戒區(qū)的一切交通,并在所有路口設(shè)立固定崗哨,無關(guān)人員一律不準(zhǔn)入內(nèi),同時(shí)還要設(shè)有流動哨,密切注意警戒區(qū)內(nèi)有關(guān)人員的行動,并隨時(shí)注意風(fēng)向的變化,以便采取應(yīng)急措施。
4.2 消除火種,疏散群眾
液化石油氣發(fā)生泄漏后,為防止事故災(zāi)害擴(kuò)大,必須采取堅(jiān)決果斷措施,消除危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)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(xiǎn)警報(bào),動員群眾熄火。處置人員到場后應(yīng)迅速劃定警戒區(qū)域,并用廣播等手段曉喻群眾,動員群眾主動熄滅火源。同時(shí),還要通知危險(xiǎn)區(qū)域的生產(chǎn)單位停機(jī)、?;?,停止一切能夠產(chǎn)生火花的作業(yè)。二是切斷電源。事故發(fā)生后,要立即通知電業(yè)部門,及時(shí)切斷危險(xiǎn)區(qū)域的一切生產(chǎn)、生活用電或公共照明的電源,供電部門在沒有接到警報(bào)消除通知以前,不得供電。三是禁止車輛通行。事故發(fā)生后,凡在警戒區(qū)域內(nèi)的一切機(jī)動車輛必須立即停車熄火,并嚴(yán)禁各種機(jī)動車、畜力車和自行車駛?cè)刖鋮^(qū)域,必須停車或繞道通行。四是控制人員攜帶火種。凡進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的人員,不準(zhǔn)使用擴(kuò)音器、手電筒;不準(zhǔn)使用普通通信設(shè)備,如必須使用,使用的器材裝備必須防爆;不準(zhǔn)攜帶鐵器;不準(zhǔn)穿釘子鞋和化纖織物;不準(zhǔn)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(dǎo)危險(xiǎn)區(qū)域的群眾撤離危險(xiǎn)區(qū),疏散到安全地帶。要在地勢較高的上風(fēng)方向建立安全區(qū),以便群眾暫時(shí)避難,安全區(qū)要設(shè)立廣播站和安全標(biāo)志,以引導(dǎo)群眾,使其明確疏散方向。為防止群眾驚慌失措在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)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(xiǎn)區(qū)后,按照規(guī)定的路線到達(dá)安全區(qū)。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(jìn)行。
5 采取措施,制止泄漏
處置人員到達(dá)事故現(xiàn)場后,應(yīng)想方設(shè)法制止進(jìn)一步泄漏,以防事故范圍擴(kuò)大。
5.1 關(guān)閥斷氣法
液化石油氣由于管線破裂而發(fā)生泄漏時(shí),應(yīng)采取關(guān)閥斷氣法,制止泄漏。關(guān)閥時(shí),人應(yīng)站在上風(fēng)向操作,并最好由熟練工操作,使用的手鉗應(yīng)有防護(hù)層,以免金屬撞擊產(chǎn)生火花發(fā)生危險(xiǎn)。
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(nèi)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(shí),再修復(fù)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?yàn)樗畷诠迌?nèi)凍結(jié)。
5.3 凍結(jié)堵漏法
凍結(jié)堵漏法就是當(dāng)泄漏液化石油氣的容器處于裂縫泄漏時(shí),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(fā)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(jìn)行處理的方法。
5.4 木塞封堵法
木塞封堵法就是當(dāng)泄漏是因液化石油氣容器的閥門自根部斷開時(shí),迅速用木塞封堵漏口的方法。此種方往是十分危險(xiǎn)的,但閥門從根部斷裂時(shí),也只有此種方法有效。措施實(shí)施強(qiáng)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(diǎn)燃法
在液化石油氣泄漏事故處置中,有時(shí)為了避免更大危險(xiǎn)和傷亡而采取緊急行動,即實(shí)施主動點(diǎn)燃措施。但易能造成大能量爆燃,產(chǎn)生巨大沖擊波,造成難以預(yù)料后果。所以,主動點(diǎn)燃泄漏儲罐,必須做好充分的準(zhǔn)備工作,包括掩護(hù)人員到達(dá)指定位置,泄漏周邊地區(qū)經(jīng)檢測沒有高濃度混合氣體。制作長竿式點(diǎn)火棒等,并按正確的處置措施進(jìn)行操作。主動點(diǎn)燃泄漏儲罐,一般有以下兩種時(shí)機(jī):一是罐頂開口泄漏,又無法實(shí)施堵漏,萬一大量泄漏氣體擴(kuò)散遇火源會造成爆炸事故;二是罐頂爆裂已經(jīng)形成燃燒,罐體被冷卻保護(hù),到罐內(nèi)氣壓不太時(shí),火焰被風(fēng)吹滅,或被冷卻水打滅,但還有氣體擴(kuò)散出來,如不再次點(diǎn)燃,擴(kuò)散氣體仍能造成危害,此時(shí)在繼續(xù)冷卻罐體的同時(shí),應(yīng)予果斷點(diǎn)燃。
6 稀釋驅(qū)散,消除隱患
在堵漏工作展開和完成的同時(shí),要對事故現(xiàn)場內(nèi)所形成的液化石油氣云予以稀釋驅(qū)散,徹底消除火災(zāi)隱患。
6.1 水霧驅(qū)散法
實(shí)踐證明,用大量的噴霧水流驅(qū)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(tài)沿地面流動時(shí),最好采用中倍數(shù)泡沫覆蓋,以減少其蒸發(fā)速度,縮小蒸汽云的范圍。采用此法關(guān)鍵是要注意泡沫里的水和液化石油氣接觸時(shí),在泡沫覆蓋未形成之前,可能因沖擊而加大液態(tài)液化石油氣的揮發(fā)速度。用中倍數(shù)泡沫可使含水率和穩(wěn)定性兩個(gè)相互沖突的因素得到平衡。
6.3 送風(fēng)驅(qū)散法
對于積聚于建筑物和地溝內(nèi)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(fēng)吹散危險(xiǎn)氣體,也可采取機(jī)械送風(fēng)的方法驅(qū)除。
7 液化石油氣泄漏事故處置要求
(1)途中觀察風(fēng)向,從上風(fēng)方向接近。處置人員在駛住事故現(xiàn)場的行車途中,應(yīng)根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)力,從上風(fēng)方向安全接近事故現(xiàn)場,以防誤入險(xiǎn)區(qū),發(fā)生意外。(2)安全防護(hù)一定要嚴(yán)密。深入危險(xiǎn)區(qū)排險(xiǎn)的人員,應(yīng)具有排險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)要把在危險(xiǎn)區(qū)的人員數(shù)量降低到保證完成任務(wù)的最小限度,要加強(qiáng)預(yù)防措施,以保證排險(xiǎn)人員的行動安全。(3)實(shí)施點(diǎn)火措施時(shí),應(yīng)撤離蒸汽云擴(kuò)散區(qū)域內(nèi)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(rèn)真實(shí)施的一項(xiàng)重要工作。
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