液化石油氣爆炸危害的分析研究

車璇(廣州聯(lián)穗能源供應(yīng)有限公司，廣東 廣州 510000)

液化石油氣爆炸危害的分析研究

車璇(廣州聯(lián)穗能源供應(yīng)有限公司，廣東 廣州 510000)

現(xiàn)代化社會的快速發(fā)展，科技水平的不斷進步，一方面為人們的生活提供更加便捷的生活條件；另一方面由于生產(chǎn)生活的發(fā)展需要，使得現(xiàn)階段人們對于能源的需求逐步增加。

熱輻射作用；沖擊波；火球模型

液化石油氣作為能源的重要組成部分，為社會的發(fā)展提供了充足的動力支持，與此相對應(yīng)的由于其使用頻率與適用范圍的不斷增加，使得近幾年液化石油氣爆炸事故發(fā)生的次數(shù)呈上升趨勢。本文通過對爆炸發(fā)生原因的探究，對液化石油氣爆炸危害進行簡單的分析。

1 液化石油氣爆炸概述

液化石油儲罐作為能源存儲運輸?shù)闹匾ぞ?，對石油的有效利用有著十分重要的作用。由于儲罐?nèi)的石油保持著液態(tài)的形式，因此一旦發(fā)生破裂，會嚴重影響附近環(huán)境的安全。液化石油儲罐的破裂原因包括外力沖擊、火災(zāi)等，根據(jù)其沖擊力或火災(zāi)受害程度的不同，石油儲罐的破裂程度也有所區(qū)別：程度嚴重的破損，會導(dǎo)致儲罐內(nèi)的石油在極短的時間內(nèi)發(fā)生汽化，從而發(fā)生沸騰液體蒸氣爆炸(BLEVE)。蒸汽爆炸產(chǎn)生的沖擊力極大，液化石油儲罐的破損碎片會隨著爆炸的沖擊氣流拋射而出，與此同時，一旦出現(xiàn)著火的情況，氣流的沖擊還會夾雜著火球熱輻射，對于液化石油儲罐附近的人員、使用設(shè)備、生活工作環(huán)境等都造成了嚴重的損害；破損程度較輕的局部損壞是指由于外力因素（沖擊、火災(zāi)等）造成石油儲罐破裂部分產(chǎn)生噴氣張發(fā)射液化石油，導(dǎo)致石油泄漏，如果不及時采取修復(fù)措施，持續(xù)泄露的石油一旦遇到火源將會引起火災(zāi)，其噴射狀的氣體會夾帶火焰的沖擊，噴射狀火焰產(chǎn)生的熱輻射優(yōu)惠引發(fā)液化石油儲罐的損壞程度加深，增加引發(fā)沸騰液體蒸氣爆炸的可能。液化石油氣爆炸的波及范圍廣，破壞程度深，對周圍人員的人身威脅性強，因此相關(guān)部門應(yīng)加強對液化石油儲罐存儲、運輸和使用等方面的管理，將爆炸發(fā)生的可能性降到最低。

2 液化石油氣爆炸的產(chǎn)生原因

液化石油氣爆炸產(chǎn)生原因主要包括熱輻射作用與裂縫作用兩種：

2.1 熱輻射作用

熱輻射對液化石油氣爆炸有著極大的影響，盡管引發(fā)BLEVE事故的原因多樣，但根據(jù)相似事故的對比研究可以發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的共性原因之一就是熱輻射的影響。維持液化石油的穩(wěn)定狀態(tài)需要保證其存儲環(huán)境的溫度適宜，如果液化石油氣的儲罐內(nèi)溫度高于標準要求，液化石油氣過熱，會導(dǎo)致儲罐內(nèi)外的壓強不均衡，壓強超過容器的承受極限，打破儲罐外壁，造成液化石油氣儲罐發(fā)生破損，程度嚴重的會發(fā)生沸騰液體蒸氣爆炸，產(chǎn)生強大的爆炸沖擊波。

2.2 裂縫作用

儲罐內(nèi)部介質(zhì)的溫度，氣相溫度高于液相溫度。通常情況下，容器內(nèi)液相區(qū)的熱傳導(dǎo)系數(shù)較大，因而即使處在強熱輻射的作用下，液相區(qū)的罐體溫度也會很快與內(nèi)部液體溫度相近而不會產(chǎn)生初始裂縫，而容器的氣相區(qū)由于熱傳導(dǎo)系數(shù)較小，罐體在熱輻射的作用下，溫度升高，材料強度下降，容器內(nèi)部壓力的共同作用使得材料發(fā)生塑性變形，最后產(chǎn)生裂縫。

3 液化石油氣爆炸的危害分析

3.1 熱輻射的危害分析

當(dāng)氣溫高于臨界點時，液化石油氣會在極端的時間內(nèi)釋放出來，形成大量的蒸汽。這時的蒸汽云的燃點極高，可燃性極強，會與火源產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，變成劇烈燃燒的氣團，其熱輻射是液化石油氣爆炸的主要危害之一，造成周圍設(shè)備嚴重損壞，甚至出現(xiàn)人員的傷亡情況。為此相關(guān)部門應(yīng)建立沸騰液體蒸氣爆炸模型對事故的波及范圍及損害程度進行及時的管理控制。

BLEVE模型的建立是為了確保計算爆炸產(chǎn)生的時間，波及的范圍等，便于災(zāi)后開展營救工作，將事故的損失降到最低，根據(jù)爆炸速度的不同，火球的模型可以分為近地面型與抬升型。抬升型火球模型的建立，一般是在對慢速液化石油氣爆炸的研究中，由于爆炸發(fā)生速度并不快，在一段時間內(nèi)石油氣會出現(xiàn)持續(xù)噴射狀態(tài)，火球產(chǎn)生的速度較慢，影響范圍逐步擴大，燃燒的氣體不斷抬升，這種抬升的過程通常比快速上升的火球要長。近地面火球模型的建立對象通常是慢速液化石油氣爆炸，快速爆炸發(fā)的突發(fā)性較強，中心爆炸點位于近地面區(qū)域，火球的產(chǎn)生與燃燒范圍的擴散速度極快，因此采用近地面式的火球模型。

3.2 沖擊波的危害分析

液化石油氣儲罐發(fā)生BLEVE時，一般發(fā)生兩次爆炸即儲罐爆炸和蒸氣云爆炸，這兩次爆炸都會產(chǎn)生沖擊波。沖擊波的計算可以近似采用TNT當(dāng)量法，即將爆炸的能量換算為TNT當(dāng)量，然后將等量的TNT炸藥爆炸的沖擊波即近似認為是液化石油氣爆炸的沖擊波。由于液化石油氣爆炸速度沒有TNT炸藥爆炸速度快，因此，按TNT當(dāng)量計算的沖擊波要高于液化石油氣爆炸的實際產(chǎn)生的沖擊波，但是這種方法簡單且安全，可以在工程上采用。儲罐爆炸時爆炸能量主要來自兩部分，一部分是儲罐上方的蒸氣膨脹，另一部分是儲罐下方的液體汽化膨脹(蒸氣爆炸)。

4 結(jié)語

為加強對液化石油氣存儲、使用的管理，減少設(shè)備損壞，降低事故發(fā)生的可能性，保障工作人員的人身安全，相關(guān)單位通過建立沸騰液體蒸氣爆炸模型、設(shè)立火球熱輻射通量模型、計算火球最大直徑及持續(xù)時間、對沖擊波蒸汽爆炸能量及安全距離的推算等方式，從熱輻射危害與沖擊波危害兩方面進行預(yù)防管理，加強對液化石油氣的使用監(jiān)督，實現(xiàn)能源的安全利用。

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[2]劉柏林.家用液化石油氣爆炸事故原因及安全對策[J].中國公共安全:學(xué)術(shù)版,2013(3);

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