摘要 對石油液化氣儲配站火災爆炸危險因素從危險物質(zhì)、設計與施工、安全管理等方面進(jìn)行分析，并進(jìn)行了重大危險源辨識，對石油液化氣泄漏引發(fā)蒸氣云爆炸事故進(jìn)行后果評價(jià)，并提出了相應的安全對策。

石油液化氣是石油化工生產(chǎn)的基本原料，也是城鎮居民生活的主要燃料之一，具有易燃、易爆、破壞性強等危險，石油液化氣儲配站作為城鎮居民生活的重要基礎設施，其危險性不容忽視，儲罐中石油液化氣泄漏遇明火或雷電引發(fā)火災爆炸是潛在的最大危險，一旦發(fā)生火災爆炸事故，可造成嚴重的人身傷亡和大量的財產(chǎn)損失。

張家界市某液化氣站占地面積1

400m2，設置50m3儲液罐2個(gè)，25m3儲液罐1個(gè)，最大儲氣能力80t，儲殘25m3；本文以此為例進(jìn)行分析和評價(jià)。

l 火災爆炸危險因素分析

1.1 液化石油氣危險因素分析

灌化石油氣實(shí)際上是石油和天然氣在適當的壓力下形成的混合物，以常溫液態(tài)形式存在，通常認為其主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等低碳氫化合物。其主要成分見(jiàn)表l。

液化石油氣為無(wú)色氣體或黃棕色油狀液體，有特殊臭味.易燃；閃點(diǎn)：-74℃，爆炸極限：2.25%~9.65%，引燃溫度：426-537℃，是第2.1類(lèi)易燃氣體，甲類(lèi)火災危險性。

液化石油氣極易燃.與空氣混合能形成爆炸性混合物；遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險；與氟、氯等接觸會(huì )發(fā)生劇烈的化學(xué)反應，其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會(huì )引著(zhù)回燃，擴散能力強，火勢蔓延迅速，一旦發(fā)生火災難以施救。

1.2 工藝危險有害因素分析

1.2.l 設計不合理

液化石油氣管道系統的設計是確保液化石油氣儲配站安全的第一步，設計質(zhì)量的好壞對工程質(zhì)量有直接的影響，而影響設計質(zhì)量的因素不僅有主觀(guān)的，也有客觀(guān)的，如①工藝流程，設備布置不合理；②系統工藝計算不正確；③管道強度計算不正確；④管道、站區選址不合理；⑤材料選材\'設備選型不合理；⑥防腐蝕設計不合理；⑦管道不直，柔性考慮不周；⑧結構設計不合理；@防雷、防靜電設計缺陷等。

1.2.2 施工質(zhì)量問(wèn)題

施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到系統的安全。影響設備施工質(zhì)量的因素有：①管道施工隊伍技術(shù)水平低，管理失控；②強力組裝；③焊接缺陷；④補口、補傷質(zhì)量問(wèn)題；⑤管溝、管架質(zhì)量問(wèn)題；⑥檢驗控制等問(wèn)題。

1.2.3 腐蝕失效

腐蝕失效是設備、設施及管道的主要失效形式之一，埋地管道受所處環(huán)境的土壤類(lèi)型、土壤電阻率、土壤含水率、微生物、氧化還原電位等因素的影響，會(huì )造成管道電化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕、微生物腐蝕、應力腐蝕和干擾腐蝕等；地面管道由于受到大氣中的水、氧、酸性污染物等物質(zhì)的作用而引發(fā)大氣腐蝕。腐蝕既有可能大面積減薄管道的壁厚，導致過(guò)度變形或爆破，也可導致管道穿孔，引發(fā)漏氣事故。

1.2.4 疲勞失效

液化石油氣輸送和充裝時(shí)由輸送泵、壓縮機提供壓力能，管道停車(chē)或變負荷引起管道內部產(chǎn)生不規則的壓力波動(dòng)和振動(dòng)，從而引起交變應力；管道、設備等設施在制造過(guò)程中，不可避免地存在開(kāi)空或支管連接，焊縫存在錯邊、棱角、余高、咬邊、氣孔、裂縫、未熔合等內部缺陷將造成應力集中。

隨著(zhù)交變應力的作用，在幾何不連續或缺陷部位將產(chǎn)生疲勞裂紋，會(huì )逐漸擴張并最終導致液化石油氣泄漏或火災、爆炸。

1.3 人力和安全管理有害因素分析

1.31 違章作業(yè)

違章作業(yè)包括違章指揮、違章操作、操作失誤等，主要表現為如下幾點(diǎn)：

①違章動(dòng)火；②違章點(diǎn)操作；③違章開(kāi)關(guān)閥門(mén)；④輸送泵、壓縮機組操作違章；⑤檢修、搶修操作違章；⑥違章充裝。

1.3.2 安全管理不規范

安全管理包括安全管理機構.相關(guān)管理制度.安全培訓教育，安全檢查及隱患治理，安全技術(shù)措施及計劃，應急預案等內藎?苯庸叵檔較低車(chē)陌踩?誦校?渲饕?硐治?韻錄傅悖孩侔踩?芾碇貧炔喚∪?虎詘踩?芾磣柿喜煌晟?；③安?芾矸ü嫻男??壞轎?；④企业纂E戇踩?饈侗∪醯取?BR>

1.4 自然災害有害因素分析

自然因素中以地質(zhì)災害和雷擊危害最大，直擊雷產(chǎn)生的強大沖擊電壓和電流會(huì )毀壞各種電氣設備；強烈的機械振動(dòng)造成建筑物和設備損壞；熱效應和電火花會(huì )引起火災或爆炸，三者都會(huì )導致人員傷亡。

儲配站所在的張家界地區屬雷擊頻繁地區，當防雷設施不符合要求或不能有效工作時(shí)，可能引起火災或爆炸事故。

2 重大危險源辨識

根據《重大危險源辨識》GB18218—2000規定，生產(chǎn)場(chǎng)所石油液化氣儲存量為1t以上，儲存場(chǎng)所儲存量為10 t以上，屬于重大危險源。本儲配站設置50

m3石油液化氣儲罐2個(gè)，25m3殘液儲罐1個(gè)，最大儲氣能力80t，儲殘25m3，因此本儲配站屬于重大危險源，應按重大危險源進(jìn)行監督管理。

3 泄漏引發(fā)蒸氣云爆炸事故后果預測分析

3.l 爆炸混合氣體的擴散范圍

由于該儲配站2個(gè)燃氣儲罐的容積各為50m3，儲存壓力為1.6 MPa，取充裝系數為0.8，液化石油氣密度為550

kg/m3。

1個(gè)儲罐中液化石油氣質(zhì)量為：50×0.8×550=22t，22t液化石油氣液態(tài)時(shí)體積為40

m3，在常溫常壓下液態(tài)液化石油氣揮發(fā)后體積迅速擴大250~300倍，如按275倍計算，22

t液態(tài)液化石油氣變成氣態(tài)時(shí)的體積為：40×275=1.1×104m3。

與空氣混合物形成爆炸上限混合氣體，其爆炸上限為12%，所需空氣量為：

1.1×104÷0.12=9.17×104m3

爆炸上限混合氣體的體積為

1.1×104+9.17×104=1.03×105m3

假設在無(wú)風(fēng)條件下，如泄漏成半球形由斷口處向周?chē)鷶U散，其擴散半徑為

[1.03×105/（2π/3）]/3=36.6

與空氣混合物形成爆炸下限混合氣體，其爆炸下限為1.5%，在無(wú)風(fēng)條件下，如泄漏成半球形由斷口處向周?chē)鷶U散，其擴散半徑為70.8 m。

1.1×104/0.15=733333.3=7.3×105-1.1×104=[7.4×105/（2π/3）]/3=70.8m

計算結果表明：在無(wú)風(fēng)條件下，以斷口處為中心，半徑在36.6~70.8

m范圍內為爆炸性混合氣體環(huán)境區域，在此區域內混合氣體極易遇明火產(chǎn)生爆炸或燃燒。

3.2 罐區蒸氣云遇火源爆炸事故預測評價(jià)

蒸氣云爆炸主要因沖擊波造成傷害，按超壓--沖量準則確定人員傷亡區域及財產(chǎn)損失區域。

3.2.1 石油液化氣蒸氣云爆炸的TNT當量WTNT

3.2.2 石油液化氣的爆炸總能量：

3.2.3 爆炸傷害半徑R

3.2.4 爆炸沖擊波正相最大超壓

爆炸超壓在距離爆源中心距離300m的空間分布曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。

3.2.5 分類(lèi)傷害半徑

由于爆炸對人員的傷害情況隨與爆炸中心距離而變化，因此將危險源周?chē)来蝿澐譃樗劳鰠^、重傷區、輕傷區和安全區。

3.2.5.1 死亡區

該區內的人員如缺少防護，則被認為無(wú)例外地蒙受?chē)乐貍蛩劳?，死亡率?0%，其內徑為零，外徑為R0.5，半徑以外無(wú)人死亡。

3.2.5.2 重傷區

該區的人員如缺少防護.則被認為將無(wú)例外地蒙受?chē)乐貍?，極少數人可能死亡或受輕傷。其內徑為R0.5，外徑R1(m)，△P為引起人員輕傷沖擊波峰值，其值為44

kPa。由式(4)計算的外徑R1為106m。

3.2.5.3 輕傷區

該區的人員如缺少防護，絕大多數人將遭受輕微傷害，少數人將受重傷或平安無(wú)事，其內徑為R1，外徑R2(m)，△P為引起人員輕傷沖擊波峰值，其值為17

kPa。由式(4)計算的外徑R2，為191 m。

3.2.5.4 安全區

該區內的人員無(wú)傷害，死亡的概率幾乎為零，該區內徑為R2，外徑無(wú)窮大。

3.2.6 財產(chǎn)損失半徑

財產(chǎn)損失指在沖擊波作用下建筑物半徑為3級破壞半徑，由下式確定：

綜合上述計算結果，爆炸傷害范圍見(jiàn)圖1，液化石油氣儲罐區發(fā)生燃氣泄漏，燃氣泄漏波及范圍達70.8 m；如泄漏蒸氣云遇明火爆炸，死亡區半徑達41

m，重傷區半徑達106m，在41～191

m以?xún)鹊脑O施和人員也將受到不同程度損傷；財產(chǎn)損失半徑達124m，可見(jiàn)儲配站燃氣儲罐因石油液化氣泄漏引發(fā)爆炸時(shí)的危害相當大。

4 安全對策及措施

4.1 保證安全間距

儲配站為易燃易爆的甲類(lèi)生產(chǎn)企業(yè)，儲罐區、充裝區等場(chǎng)所為甲類(lèi)生產(chǎn)場(chǎng)地，選址時(shí)應符合城鄉發(fā)展規劃，避開(kāi)敏感的保護目標，與周?chē)O施之間設置足夠的安全間距；總平面布置、儲罐與站內各單體之問(wèn)的防火間距，儲罐、甲類(lèi)廠(chǎng)區與站外建(構)筑物之間的防火間距均嚴格遵守《建筑防火設計規范》和《城鎮燃氣設計規定》的規定，罐區應設有環(huán)形消防通道，以便消防車(chē)通行。

4.2 設計、施工和設備

設計與施工應選擇具有相應資質(zhì)的單位，儲罐、壓縮機、閥門(mén)、管道等設備和材料應采用具有相應生產(chǎn)能力廠(chǎng)家的合格產(chǎn)品，施工過(guò)程應實(shí)施工程監理，確保施工和安裝質(zhì)量。

4.3 防雷、防靜電

(1)爆炸和火災危險環(huán)境場(chǎng)所的電器和儀表設備均應選用防爆型或安全型設備。

(2)儲罐區、充裝區按“第2類(lèi)”防雷建筑物作防雷設計，考慮直擊雷、感應雷和雷電波浸入；其他建筑物按“第3類(lèi)”防雷建筑物作防直擊雷設計。

(3)各接地裝置變電所變壓器中性點(diǎn)直接接點(diǎn)并設接地體，各工藝生產(chǎn)場(chǎng)所均設安全接地裝置，并與變壓器中性點(diǎn)接地體相連，必要時(shí)再在生產(chǎn)場(chǎng)所周?chē)友b輔助接地體，全廠(chǎng)所有安全接地體相連，構成站接地網(wǎng)。

4.4 消防設施

儲配站儲罐區、充裝區、控制室等場(chǎng)所應按《建筑滅火器配置設計規范)、《城鎮燃氣設計規范》進(jìn)行配置推車(chē)式和手提式滅火器，罐區應設固定噴淋裝置、消防水泵房、消防水池等設施；室外消防管網(wǎng)可沿環(huán)形消防通道設環(huán)形消防管網(wǎng)，建構筑物內按規定設有室內消火栓。

4.5 安全設施

罐區、充裝區等生產(chǎn)場(chǎng)所應設可燃氣體報警器，儲罐設有壓力上限報警連鎖，嚴格控制放散總管的放散時(shí)間與放散量。

4.6 安全操作與管理

4.6.l 安全操作

(1)嚴格按操作規程作業(yè)。

(2)嚴格控制點(diǎn)火源，防止液化石油氣泄漏形成爆炸氣體，特別是液化石油氣輸配過(guò)程應實(shí)施安全監護。

(3)加強對儲罐、壓縮機等設施及其附件的檢查和維護，特別是安全閥、液位計等，確保其完好，并定期進(jìn)行檢測。

4.6.2 安全管理

(1)建立完善的安全生產(chǎn)制度和安全操作規程。

(2)儲配站應設專(zhuān)兼職安全員，并由主管領(lǐng)導負責全站安全工作。

（3）制定完善的事故應急救援預案，并定期演練；進(jìn)行重大危險源建檔、申報和安全評價(jià)工作。

4.6.3 應急的處理措施

(1)事故發(fā)生時(shí)，及時(shí)將事故罐內石油液化氣通過(guò)控制系統倒罐，其余通過(guò)放散裝置安全放散，防止事故范圍擴大。

(2)一旦發(fā)生事故，立即通知有關(guān)部門(mén)，使事故控制在最小的范圍。