液化石油氣是從油氣田或石油煉制過程中得到的一部分碳氫化合物，主要成分為C3、C4烷烴。液化石油氣（LPG）是重要的燃料及化工原料，同時也是一種易燃、易爆的危險物質，在生產運輸、儲存和使用過程中極易發(fā)生事故。隨著液化石油氣在工業(yè)與民用方面的廣泛應用，國內外因操作和管理不慎而發(fā)生的液化石油氣火災爆炸事故屢見不鮮。1984年11月19日，墨西哥市郊外國家石油公司液化石儲運站發(fā)生泄漏并引發(fā)爆炸，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(fā)生嚴重泄漏爆炸事故，共造成12人死亡，32人受傷，10萬居民疏散。這些事故造成的人身傷亡及財產損失等都極為嚴重。因此，對液化石油氣儲罐及其管路的事故后果進行分析，提出相應的對策措施，對預防重大事故的發(fā)生具有重要意義。

液化石油氣主要危險性分析

1.易燃、易爆性

液化石與空氣混合后，一旦遇到火種，甚至是石頭與金屬撞擊或摩擦的靜電火花，都能迅速引起燃燒。液化石油氣的爆炸極限為1.5%~9.5%，爆炸范圍寬且爆炸下限低，泄漏擴散后很容易發(fā)生爆炸。液化石油氣燃燒熱值高，燃燒速度快。其燃燒熱值是焦爐煤氣的5倍，煙煤發(fā)熱量的2倍，爆炸時燃燒速度為每秒數百米到數千米，火焰溫度高于2000℃，著火時熱輻射很強，極易引燃引爆周圍易燃易爆物質，使火勢擴大。

2.揮發(fā)生

液化石油氣常壓沸點低（例如丙烷為-42.1℃），一旦從容器或管道中泄漏出來，由于壓力的降低，便可急劇氣化，體積將會驟然膨脹250倍左右，并能迅速擴散蔓延。液化石油氣氣態(tài)比重是空氣的1.5~2.5倍，一旦泄漏，易在低洼或通風不良處窩存，在平地上能沿地面迅速擴散至遠處，而不是擴散到空氣中去，更易釀成爆炸事故。

3.受熱易膨脹性

液化石油氣熱膨脹系數高，溫度越高，膨脹越大。容器在滿液情況下，溫度一旦升高，容器內壓力會急升高。當液化石油氣泄漏后發(fā)生燃燒爆炸時，周圍其他儲罐受到火焰燒烤，壓力會迅速增高，從而發(fā)生物理爆炸，產生爆炸碎片，造成新的燃燒爆炸，形成多米諾連鎖反應。

4.易產生靜電

液化石油氣的電阻率高達106~1010Ω?m，當其從容器、設備、管道中噴出時，極易因摩擦產生靜電，產生放電火花，引起可燃氣體燃燒或爆炸。液化石油氣中含有的液體或固體雜質越多，流速越快，產生的靜電荷越多。

5.能引起中毒窒息

高濃度的液化烷烴被大量吸入人體內，就會造成中毒，使人昏迷、嘔吐或有不愉快的感覺，嚴重時可使人窒息死亡。

6.溶解性

此外，液化石油氣泄漏后，會從周圍環(huán)境中吸收大量熱量氣化，從而使溫度急刷降低，致人凍傷。

事故后果分析

液化石油氣火災爆炸事故大都源于泄漏。液化石油氣的泄漏可分為3種情況：災難性的儲罐瞬間泄漏、儲罐裂口處連續(xù)泄漏和管路連續(xù)泄漏。其中，儲罐瞬間泄漏有可能分為儲罐熱失效（例如火焰烘烤）和冷失效2種情況。

1.災難性的儲罐瞬間泄漏

儲罐熱失效：將會立即點火、導致沸騰液體擴散蒸氣云爆炸（BLEVE），產生火球。

儲罐冷失效：加壓液化氣儲罐的災難性失效將產生部分液化氣的閃蒸，同時湍流的空氣被卷入這種蒸氣-液滴氣云。可以想象，由于與地面和周圍環(huán)境間的作用，泄漏物的動量將不斷損失，直至最后與周圍的環(huán)境間建立起平衡關系，并隨主導風向一起飄移擴散。如果泄漏物的動量沒有損失，并且沒有顯著的風流，那么在動量的驅動下，泄漏物將可能卷入大量的空氣，以稀釋云團到LEL以下，形成以似罐為中心的氣云。根據點火條件不同，氣云可發(fā)生不同事故后果。

●立即點燃產生BLEVE火球：因摩擦靜電、電氣了火花、明火等而發(fā)生立即點燃，從而產生BLEVE火球。

●延遲點火發(fā)生閃火（FF）或蒸氣云爆（VCE）：發(fā)生災難性泄漏時，立即點燃的概率較低，多數情況下會隨著主導風向一起漂移擴散。此時，若應急處置不當時，氣云會在擴散過程中遇到點火源，發(fā)生延遲點火，導致閃火（FF）或蒸氣云爆（VCE）。

●不點燃：若應急處置得當， 氣云會在擴散過程中不會發(fā)生點燃，僅形成浮性云團，不會產生嚴重的事故后果。

圖1給出了液化石油氣儲罐發(fā)生災難性瞬間泄漏的事件樹。

2.儲罐裂品處連續(xù)泄漏

儲罐裂口處連續(xù)泄漏，也將形成蒸氣-液滴氣云，并且隨著擴散的進行發(fā)生延遲閃火和蒸氣云爆，也可能不點燃，僅形成浮性云團。圖2為液化石油氣儲罐裂口處連續(xù)泄漏的事件樹。

圖1 液化石油氣儲罐整體災難性瞬間泄漏事件樹

圖2 流化石油氣儲罐裂口處連續(xù)泄漏事件樹

此外，也可因摩擦靜電、電氣火花、明火等而發(fā)生立即點燃。由于儲罐裂口處連續(xù)泄漏的量一般較大，這種立即點燃，一般被考慮成災難性的整體熱泄漏，從而產生BLEVE火球。

3.管路連續(xù)泄漏

管路連續(xù)泄漏可因摩擦靜電、電氣火花、明火等而發(fā)生立即點燃。由于泄漏的量一般較小，這種立即點燃一般導致噴射火。擴散的氣云也可發(fā)生延遲閃火和蒸氣云爆，或者不點燃。圖3為液化石油氣儲罐管路連續(xù)泄漏事件樹。

圖3 液化石油氣儲罐管路連續(xù)泄漏事件樹

結論

由以上分析可見，液化石油氣儲罐及其管路可發(fā)生3種情況的泄漏，并且根據點火條件的不同，主要發(fā)生BLEVE、閃火、蒸氣云爆炸、噴射火等4種事故后果。其中：

1.在3種泄漏情況中，災難性的儲罐瞬間泄漏和儲罐裂口處連續(xù)泄漏，將產生嚴重的事故后果，但直接由此引發(fā)的事故是小概率時間。由近年來發(fā)生的幾起典型液化石油氣事故案例可見，多數事故的起因，主要源于管路、閥門以及儲罐附件等的泄漏。

2.在4種事故后果中，直接點火經引發(fā)災難性的BLEVE后果也是小概率事件。多數情況下首先發(fā)生的是延遲閃火和蒸氣云爆。閃火和蒸氣云爆發(fā)生后，嚴重的后果將會引起多米諾效應，引發(fā)次生災害，從而可引起災難性的BLEVE后果。

3.針對液化石油氣的特性和事故特點，應采取嚴格的事故預防措施。

（1）嚴格遵守有關的法律法規(guī)和技術標準，如《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》（GB50028-1993[2002年版]）、《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》（GB50160-1992[1999年版]）、《工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范》（GB50187-1993）等等，罐區(qū)的工藝設計、儲罐及附件、輸氣管線、安全閥及放空設備、安全補償裝置、檢測儀表、建構筑物、消防給水、排水、滅火器材、電氣防爆、防雷、防靜電、防火堤等必須嚴格符合標準規(guī)定。

（2）凡與液化石油氣相關的站區(qū)和環(huán)境要杜絕明火、點火花和靜電火花的產生，罐區(qū)內嚴禁明火，同時注意防止靜電產生，嚴格執(zhí)行動火災批制度；罐區(qū)應具有良好的通風條件，不得有使液化氣聚集、積存的地方。

（3）加強安全管理，制定相應的定期檢查制度。定期檢查儲罐各密封點、焊縫及罐體有無滲漏；檢查儲罐進出口閥門、閥體及連接部位是否完好；檢查罐底、底板、圈板腐蝕情況；檢查儲罐基礎及外形有無變形，罐底是否凹陷和傾斜。壓力容器要按規(guī)定定期檢驗。

（4）制定嚴格的作業(yè)管理制度。操作人員應去嚴格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)定，反對野蠻作業(yè)，加強責任心，防止設備損壞。

（5）與液化石油氣相關的設備及其建筑物、構筑物要有滿足要求的防范保護設施和防火間距，與周邊設施場所要保證足夠的安全距離。防止事故發(fā)生時造成多米諾連鎖反應，減少事故時周邊人員的傷亡。