淺談LPG儲罐火災爆炸危險性

劉華勝?王帥

摘 要：系統分析了LPG的火災爆炸危險性，總結了LPG儲罐泄漏后可能發生的事故類型，比較了LPG儲罐池火、沸騰液體擴展蒸氣爆炸和蒸氣云爆炸事故后果模擬方法，提出了預防LPG儲罐區火災爆炸事故的技術措施。

關鍵詞：LPG儲罐；火災爆炸；事故后果模擬方法

1.前言

液化石油氣（Liquefied Petroleum Gas，LPG）是來源于煉油廠石油氣和油田伴生氣的低碳數烴類混合物，主要成分是含有三個碳原子和四個碳原子的碳氫化合物，即丙烷、丁烷、丙烯和丁烯。LPG是重要的燃料和化工原料，廣泛應用于工業和民用的各個領域。由于 LPG是易燃易爆危險物質，在其生產、運輸、儲存和使用過程中發生的火災爆炸事故屢見不鮮。1984年11月19日，墨西哥城近郊國家石油公司液化石油氣站發生爆炸事故，造成 650 人死亡，6000 人受傷。1998年3月5日，西安市煤氣公司液化石油氣管理所發生爆炸事故，造成 13 人死亡，30多人受傷，直接財產損失達到 477 萬元。LPG儲罐一旦發生火災爆炸事故，將造成嚴重的人員傷亡和巨大的財產損失，因此，對 LPG 儲罐火災爆炸事故后果進行分析，提出相應的技術措施，對預防重特大事故發生具有重要意義。

2.LPG的火災爆炸危險性

LPG主要成分的燃燒爆炸特性。LPG的火災危險性類別為甲 A類，其閃點低，最小引燃能量小，爆炸下限低，爆炸范圍大。液化石油氣在常溫常壓下極易氣化，氣化后體積迅速擴大 250～350 倍，而且其比空氣重，容易在低洼處積聚，或沿地表面擴散，遇點火源極易發生燃燒爆炸。LPG的火焰溫度達 2000℃，熱值遠比其它燃料高，爆炸速度為 2000～3000m/s ，燃燒爆炸形成強烈的熱輻射和巨大的沖擊波超壓，傷害破壞作用強，易造成人員傷亡和財產損失。LPG 具有較高的膨脹系數，在密閉容器內，溫度升高會引起壓力顯著增大，從而發生物理性爆炸。

3.LPG儲罐區火災爆炸事故后果分析

LPG通常在常溫高壓條件下儲存。如果操作錯誤導致儲罐充裝過量，儲罐設計或施工存在缺陷，儲罐材料腐蝕或疲勞，儲罐處于機械碰撞作用下或處于火災環境中時，其可能發生破裂或引起管道、閥門損壞造成泄漏，帶有壓力的LPG從容器內泄漏流出至大氣中時，液體溫度遠高于LPG大氣壓下的沸點，泄漏出的LPG立即劇烈氣化，發生閃蒸。對于儲罐破裂的情況，LPG大量泄漏、閃蒸，如果立即被點燃，在火焰烘烤儲罐的情況下發生沸騰液體擴展蒸氣爆炸（Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion，BLEVE）；如果沒有立即被點燃，氣相擴散與空氣混合形成蒸氣云，延遲或遠處點燃則發生閃火（Flash Fires，FF）或蒸氣云爆炸（Vapor Cloud Explosion，VCE）；液相積聚形成液池，延遲或遠處點燃則發生池火（Pool Fires）；對于儲罐管道、閥門損壞的情況，LPG液相連續噴射泄漏、閃蒸，如果立即被點燃，則發生噴射火（Jet Flames，JF），如果沒有立即被點燃，與上述儲罐破裂 LPG 大量泄漏的情況相同，氣相擴散與空氣混合形成蒸氣云，延遲或遠處點燃則發生 FF 或 VCE，液相積聚形成液池，延遲或遠處點燃則發生PF。

4.LPG罐區火災爆炸事故預防技術措施

為防止發生池火災時，由于液池面積擴大而導致災害擴大，應根據儲罐容積設計事故狀態下防護堤的半徑和高度。在泄壓裝置設計方面應考慮事故狀態下泄壓裝置的動作時間，避免動作時間延遲而由于超壓導致儲罐破裂；在確定泄壓量時，應考慮對儲罐內氣液平衡的破壞影響。為防止發生事故時，高溫火焰燒烤環境下儲罐由于罐內LPG升溫劇烈氣化導致罐內超壓破裂而引起二次災害，應采取消防水噴淋冷卻周圍儲罐，降低儲罐內溫度。

為減少在儲罐區內形成有限空間為蒸氣云爆炸創造條件，儲罐布局時除滿足防火防爆間距要求外，還應適當減小儲罐分布密度；同時盡量避免儲罐區設計在山谷等窩風地帶。點火源是引起火災爆炸的重要因素，應采取措施消除和控制點火源：儲罐區內嚴禁明火，同時注意防止靜電；進入儲罐區的車輛必須使用火星熄滅器，裝卸過程中車輛必須熄火；嚴格執行儲罐區內動火程序；儲罐區內應使用防爆電器設施。設計儲罐區與周圍辦公、住宅等建筑物距離時，除滿足防火防爆間距要求外，還應考慮根據儲罐區儲量計算的火焰熱輻射或爆炸沖擊波導致的各種傷害破壞半徑大小，以減小突發事故對儲罐區外人員和建筑物的傷害破壞。

5.結束語

本文分析了LPG的火災爆炸危險性，針對LPG傷害破壞作用嚴重的池火災、沸騰液體擴展蒸氣爆炸和蒸氣云爆炸事故，結合國內外對火災爆炸事故的研究，綜合分析比較一些成熟先進的模型，建立了LPG儲罐火災爆炸事故后果分析模型，為預防LPG儲罐火災爆炸事故發生，降低風險，減少人員傷亡和財產損失提供了技術支持。

參考文獻：

[1]張瑞華. 液化石油氣儲罐火災爆炸模擬評價方法研究J. 消防科學與技術，2004，23 （3） ：233～234

[2]劉詩飛，詹予忠.《重大危險源辨識及危害后果分析》M. 北京：化學工業出版社，2004.5