液化石油气槽车爆 炸事故风险分析.docVIP

液化石油气槽车爆炸事故风险分析 武警学院研究生一队 刘柏林 摘 要：本文分析了液化石油气的基本性质及事故后果，并着重对发生率较高的蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气爆炸两种爆炸事故进行了讨论。建立了相应的伤害模型，并利用ALOHA软件对伤害区域进行模拟，得到了相应的伤害区域。能为消防部队处置此类灾害时划定相应的警戒区域提供一定的参考。 关键词：液化石油气；槽车；爆炸；ALOHA 0 引言 液化石油气(LPG)是十大危险化学品之一，具有易燃易爆的特性，其生产、贮运和使用过程中存在发生火灾爆炸事故的危险性。液化石油气槽车发生事故性破损，导致大量的蒸汽泄放到空中，形成的蒸气云，当达到燃烧极限的蒸气云遇到点火源就会产生剧烈燃烧爆炸对周围的人员和设施造成不同程度的伤害和破坏。近年来，液化石油气槽车爆炸事故层出不穷，时有发生，造成了大量的人员伤亡和财产损失，严重影响到了居民正常生活。例如：2009年8月5日，贵州关岭县液化气槽车遇车祸爆炸3人死亡[1]；2012年04月27日，广东韶关3车相撞 22吨液化气槽车爆炸造成2人死亡[2]；2012年10月6日，湖南常吉高速一辆液化气槽罐车侧翻爆炸造成5人死亡2人受伤[3]。这些都事故造成人员伤亡和巨大经济损失，因此对于液化石油气槽车在运输过程中的爆炸危险性进行研究对消防部队处置此类事故的有 1 液化石油气的基本特性 液化石油气（Liquefied petroleum gas、Compressed petroleum gas）是原油蒸馏或其他石油加工过程中所得出的各类烃类化合物，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯[4]。它为物色气体或黄棕色液体，具有特殊臭味，其液态时相对密度0.5（比水轻），气态时相对密度1.5~2（比空气重），微溶于水，易气化膨胀（气化后体积膨胀250~300倍），易燃，闪点为60℃，引燃温度为426~537 2 事故后果分析 根据 LPG 危险特性、储存特点及失效形式和对以往LPG 事故归类分析，按储罐事故可能发生的先后顺序，把事故类型分为扩散、喷射火（Jet Fire）、闪火（Flash Fire）、蒸气云爆炸(Vapor Cloud Explosion,简称VCE)、沸腾液体扩展蒸气爆炸(Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion,简称BLEVE)五类[5]，如图1。 喷射火 喷射火 LPG槽车泄漏 持续泄漏 瞬时泄露 无火灾 蒸气云爆炸 闪火 无火灾 蒸气云爆炸 闪火 立即点燃 可燃气团 没有点燃 延迟点燃 立即点燃 可燃气团 没有点燃 沸腾液体扩展蒸汽爆炸 延迟点燃 图1 LPG储罐泄漏事故类型分析图 LPG槽车泄漏一般可分为灾难性的瞬时泄漏和裂口的持续泄漏。当储罐裂口处发生连续泄漏时，如立即点燃会引发喷射火；如延迟点燃，会发生蒸气云爆炸或闪火。当储罐发生灾难性的瞬时泄漏时，如立即点燃，会导致沸腾液体扩展蒸汽爆炸，产生巨大的火球；如延迟点燃，会发生蒸气云爆炸或闪火。由此可见，根据液化石油气储罐泄漏的类型和点火条件的不同，液化石油气火灾爆炸事故的类型主要有沸腾液体扩展蒸汽爆炸、蒸气云爆炸、喷射火、闪火四种。由于VCE和BLEVE最容易发生,且危害最大,所以本文只探讨这两种事故后果。 3.1 VCE后果分析 蒸气云爆炸(VCE )是由于气体或易挥发液体燃料的大量快速泄漏,与周围空气混合形成“预混云”遇点火而导致的爆炸。液化气槽车在机械作用、化学作用或热作用下发生破坏导致液化气快速泄漏后与周围空气形成爆炸性混合气云,在遇到延迟点火的情况下被引爆,发生VCE。VCE的破坏作用有爆炸冲击波、爆炸火球热辐射对周围人员、建筑物的伤害、破坏作用,其中爆炸冲击波的破坏作用最强,破坏区域最大，所以探讨蒸气云爆炸时一般只讨论其冲击波效应。 蒸气云爆炸的能量通常用TNT当量描述,即将参与爆炸的可燃气体释放的能量折合为能释放相同能量的TNT炸药的量,这样就可以利用有关TNT爆炸效应的实验数据预测蒸汽云爆炸效应[6]。其计算步骤为： 3.1.1 TNT当量计算 TNT当量计算见下式: 式中:WTNT一蒸气云的TNT当量,kg; Wf一蒸气云中泄漏可燃物的总质量,kg: a一蒸汽云爆炸的效率因子,取0.04; Qf一LPG的燃烧热,MJ/kg,LPG取46.1; QTNT一TNT的爆炸热,一般取4.52MJ/kg; 3.1.2 冲击波超压准则认为，接受体是否破坏完全取决于冲击波超压值，当接受体接受的冲击波超压值超过其破坏的临界超压值时，即被破坏。该准则与实际情况有一定的相似，它主要适用于冲击波作用时间较短时接受体即发生破坏的情形。人体所能承受的冲击波临界值( 冲击波阈值) 为 0. 1MPa，爆炸冲击波对目标的不同伤害或破坏标准，如表3.1所示[7]。 表3.