液化烃储罐区重大事故后果分析

液化烃储罐区重大事故后果分析　宫　博　许开立　陈志军　李德顺　东北大学资源与土木工程学院　【摘　要】液化烃储罐区发生事故后果较严重，可能造成群死群伤的灾难事故。本文分析了液化烃储罐的危险　性，沸腾液体扩展为蒸汽爆炸的计算步骤，对某储罐区的４个异丁烷储罐、２个正丁烷储罐和２个丙烷储罐发生　沸腾液体扩展为蒸汽爆炸的事故后果进行分析，分别计算轻伤半径、重伤半径和死亡半径等，并提出相应预防　事故发生的安全对策和措施。　【关键词】液化烃储罐；危险性分析；沸腾液体扩展为蒸汽爆炸；安全对策和措施　随着我国经济的发展，石油化工行业在我国经　比如液化烃中的各种杂质会腐蚀储罐，导致罐壁变　济中的地位越来越重要，人民的生活、工业的发展　薄。高压、低温导致储罐整体所受应力较大，如果出　都离不开石油化工行业。石油化工行业涉及到很多　现罐壁变薄、焊接不良、储罐质量不达标、超压等因　不同形态的易燃易爆、有毒有害物质，其中液化烃　素，那么极易造成储罐的爆炸事故。　由于其形态的特殊性，一旦发生事故波及面很大，　阀门为液化烃储罐的关键部件，在正常生产过　后果不堪设想。国内外均发生过液化烃储罐的爆炸　程中需经常性的启闭，极易造成阀门磨损而导致泄　事故，主要事故类型是沸腾液体扩展为蒸汽云爆炸　漏的发生。同时液化烃中含有的杂质，也可能会导致　（ＢＬＥＶＥ）。例如，１９６６年１月４日法国发生一次沸腾　阀门损坏。　液体扩展为蒸汽爆炸事故，导致１８人死亡，８１人受伤　此外储罐连接使用的垫片长时间在压力高、温　和巨大的财产损失；１　９７８年５月３０日发生在Ｔｅｘａｓ城　度低的环境下较易老化，如果未及时发现并进行更　的另一次沸腾液体扩展为蒸汽爆炸事故造成的经济　换，可导致垫片位置液化烃泄漏。　损失达到八千五百万美元【】】。　本文在对液化烃储罐危险ｆ生分析的基础上，计算　果，并提出相应预防事故发生的安全对策和措施。　２液化烃储罐重大事故后果分析　沸腾液体扩展为蒸汽爆炸是一种危险性很大的　物理爆炸［２】。沸腾液体扩展为蒸汽爆炸是指液化气容　器在外部火焰的烘烤下突然破裂，导致压力出现波　１沸腾液体扩展为蒸汽爆炸　液化烃储罐发生沸腾液体扩展为蒸汽爆炸的事故后　２．１液化烃储罐危险性分析　液化烃储罐由于存储的介质具有高压、低温、腐　动，液化气体由于压力波动和环境温度变化会迅速　蚀的性质，在某种程度上会降低储罐的安全可靠性。　气化，体积短时间内急剧增大，达到爆炸极限遇到火　２０　源后发生爆炸事故。此种爆炸事故后果非常严重，可　能导致群死群伤。此种爆炸的破坏能量有两个部分：　第一部分，储罐属于压力容器，本身压力很大，如果　发生爆炸将会产生极大的冲击波，对周围建筑物和　人员产生巨大破坏力；第二部分，液化气体燃烧的能　力很大，产生很强的热辐射伤害。在实际应用中，冲　击波相对热辐射的伤害程度较小，可以忽　。　轻伤热通量ｑ　为：　㈦　３实例计算　２．２计算步骤　热辐射计算步骤如下　：　某储罐区设有４个异丁烷储罐（７２００ｔ）、２个正　丁烷储罐（１２００ｔ）和２个丙烷储罐（１　８００ｔ）。对异丁　（１）计算火球半径　Ｒ＝２．９　（１）　式中：　尺一火球半径，ｍ；　可燃物的质量，　。　对于一个储罐的，　取容量的一半；两个储罐　的，噘罐容量的７０％；两个以上储罐的，陬储罐容　量的９０％。　（２）计算火球持续时间　ｔ＝－０．４５　（２）　式中：　卜＿火球持续的时间，ｓ；　可燃物的质量，　。　（３）计算目标所能接收到热辐射通量　ｇ（　：ｑ—ｏＲ￣ｒ　（　１－０．　ｇ　—０５　８ｌｎｒ）　—　—一　（３）Ｌ　３　Ｊ　　式中：　ｇ。一火球表面热辐射通量，Ｗ／ｍ　；柱形罐取值　２７０ｋＷ／ｍ／，球形罐取值２００ｋＷ／ｍ２；　一到火球中心平均距离，１ＴＩ。　（４）计算各种伤亡半径　沸腾液体扩展为蒸汽爆炸的主要危险是火球的　热辐射伤害，火球属于瞬时火灾。可以根据火灾持续　时间来计算各种伤亡半径的热通量，利用热通量结　果以及公式（３）来计算死亡、重伤和轻伤半径。　死亡热通量ｇ　为：　（４）　重伤热通量ｇ　为：　烷、正丁烷和丙烷储罐进行沸腾液体扩展为蒸汽云　爆炸事故后果计算如下。　（１）异丁烷储罐事故后果计算　计算火球直径Ｒ　异丁烷存储在４个罐中，所以，火球中消耗的可　燃物质量（Ｗ）计算取罐容量的９０％，即总质量的　９０％。　Ｒ＝２．９×（７２００×１０　×０．９）“　＝５４０．６６（ｒｎ）　火球直径为５４０．６６ｍ。　计算火球持续时间ｔ　ｔ＝０．４５×（７２００×１０。×０．９）　＝８４（Ｓ）　各个通量ｑ　的计算　死亡热通量ｑ　：　ｅ１６≠．１６４　Ｊ０．７５：６６３３．ｓｏ（ｗ　）　重伤热通量ｑ：：　（譬ｅ１５．９４７　Ｊ　０．７５：５　６３７　ｃ　ｗ　，　轻伤热通量ｑ，：　ｇ，：【　ｅ１４．８　５１＂￣Ｊ０．７５　２４７７．８３（Ｗ／ｍ２）　根据死亡、重伤和轻伤通量计算死亡、重伤和轻　伤半径。　死亡半径计算　２００×１０　×５４０．６６　×，．×（１－０．０５８１ｎｒ）　———　丽　—　６３３５０　可以得出死亡半径ｒ＝２　１２１ｍ　重伤半径计算　：　：　：　：　：５６３７．１７　（５４０．６６　＋　）　２１　可以得出重伤半径ｒ＝２　２９７ｍ　设置灭火救援器材。　轻伤半径计算　２００　Ｘ】０　Ｘ　５４０．６６　Ｘ，×（１—０．０５８１ｎｒ）　（２）加强对人员的安全教育和培训　对人员定期进行教育和培训，尤其是罐区存储　物质发生变化以及工艺发生变化时应进行全员安全　———　鬲　厂一　２４７７・８３　可以得出轻伤半径ｒ＝３４６５ｍ　结果　教育和培训，侧重于安全的操作方法以及事故的应　（３）编制应急救援预案并定期演练　根据液化烃罐区的实际情况编制应急救援预　（２）异丁烷、正丁烷和丙烷储罐事故后果计算　急操作和救援。　按照以上计算方法，对正丁烷储罐和丙烷储罐　析，其相关数据，见下表。　表储罐重大事故后果分析　储罐　火球半径　持续时间　死亡半径　重伤半径　轻伤半径　ｎｎ　（ｓ）　ｆｍ１　（ｍ）　（ｍ）　进行沸腾蒸汽扩展为蒸汽云爆炸事故后果模拟分　案，重点侧重于实用性，并进行多种形式的预案演　练，同时应注意在预案中针对不同伤亡半径提出不　同的救援预案，为储罐区的事故预防和事故救援提　供指导依据。　异丁烷储罐　５４０．６６　正丁烷储罐　２７３．６３　８４　４２　２１２ｌ　８３８　２２９７　９ｌ６　３４６５　ｌ４２ｌ　５结束语　（１）介绍了沸腾液体扩展为蒸汽爆炸的理论以　及事故后果的计算方法，并对液化烃储罐的危险性　进行了分析。　丙烷储罐　３４０．５９　５３　ｌ　１３５　１　２３８　ｌ　８８５　４安全对策和措施　通过上述计算可以看出各储罐发生事故后的死　亡半径、重伤半径和轻伤半径均较大，虽然现行国家　标准规范巾对各种伤亡半径没有具体要求，但是在　实际工作中，各种伤亡半径对应急预案的编制有一　（２）分别对异丁烷、正丁烷和丙烷储罐进行沸　腾液体扩展为蒸汽云爆炸事故后果分析，计算死亡、　重伤和轻伤半径，通过计算结果可知液化烃储罐发　生此类事故的后果非常严重，死亡半径较大，企业应　加以重视，采取相应措施杜绝此类事故的发生，并编　制应急预案，定期进行预案演练。　参考文献　【１】宫博．石油化工企业危险性分析及评价【Ｄ】．沈阳：东北大　学，２００５　定的指导意义，并对作业人员和管理人员起到警示　的作用，企业务必对储罐事故的伤亡半径加以重视，　制定相应的安全措施。　（１）加强对储罐的安全管理　在罐区选址、储罐设计、安装等阶段应严格遵守　国家相关法律法规和标准规范，设置相应的安全设　施，如安全阀、检测、监控、冷却、防雷防静电等设施，　达到本质安全化，从源头消灭各种危险源；在使用阶　段应严格遵守相关的安全操作规程，杜绝“三违”情　【２】黄郑华，李建华，李海林，等．液化石油气火灾爆炸事故类型　分析ｆＪ］．油气储运，２００３，２２（８）：４１—４４　［３】王三明，蒋军成．沸腾液体扩展蒸气爆炸机理及相关计算　理论模型研究【Ｊ】．工业安全与环保，２００１，２７（７）：３０—３４　【４】宋文华，菡香溢，苑静，等．ＬＰＧ储罐火灾爆炸事故后果分析　与研究【Ｊ１．消防科学与技术，２００８，２７（１１）：８５１－８５４　况，并建立储罐的巡检、定期检查、维护保养等制度，　【５】程中林．液化石油气罐区火灾爆炸分析与评价【Ｊ】．安徽化　发现事故隐患应及时处理；储罐区应按照相关规定　工．２００４，（１）：４６—４８　北京中安益生注册安全工程师事务所【安全福音】在线学堂　【安全福音】学堂为您提供系列职业安全在线培训精品课程。不受时间限制．不受地点限制，随到随学，多次反复学，有网络就可　以学！性价比极高！课程包含但不限于以下系列：　安全理念、文化系列；　二、安全管理系列；　三、安全Ｔ具箱系列：　四、重大风险系列；　一、七、安全作业系列等。　培ｉＪｉｌＸ￣，象：广大管理人员、安全工作　者及一线员工。　联系微信：ｖｒｓａｆｅ　暗号：安　五、施’　作业安全系列；　六、应急基础系列；　【安全福音】在线学堂一天２４小时　开放，随时为您的航行补给助力１　２２