摘要 對石油液化氣儲配站火災爆炸危險因素從危險物質、設計與施工、安全管理等方面進行分析，并進行了重大危險源辨識，對石油液化氣泄漏引發(fā)蒸氣云爆炸事故進行后果評價，并提出了相應的安全對策。
石油液化氣是石油化工生產的基本原料，也是城鎮(zhèn)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(zhèn)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，25m3儲液罐1個，最大儲氣能力80t，儲殘25m3；本文以此為例進行分析和評價。
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。其主要成分見表l。
液化石油氣為無色氣體或黃棕色油狀液體，有特殊臭味.易燃；閃點：-74℃，爆炸極限：2.25%~9.65%，引燃溫度：426-537℃，是第2.1類易燃氣體，甲類火災危險性。
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、氯等接觸會發(fā)生劇烈的化學反應，其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃，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，設計質量的好壞對工程質量有直接的影響，而影響設計質量的因素不僅有主觀的，也有客觀的，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(qū)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 施工質量問題
施工質量的好壞直接關系到系統的安全。影響設備施工質量的因素有：①管道施工隊伍技術水平低，管理失控；②強力組裝；③焊接缺陷；④補口、補傷質量問題；⑤管溝、管架質量問題；⑥檢驗控制等問題。
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，會造成管道電化學腐蝕、化學腐蝕、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由輸送泵、壓縮機提供壓力能，管道停車或變負荷引起管道內部產生不規(guī)則的壓力波動和振動，從而引起交變應力；管道、設備等設施在制造過程中，不可避免地存在開空或支管連接，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。
隨著交變應力的作用，在幾何不連續(xù)或缺陷部位將產生疲勞裂紋，會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：
①違章動火；②違章點操作；③違章開關閥門；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(guī)范
安全管理包括安全管理機構.相關管理制度.安全培訓教育，安全檢查及隱患治理，安全技術措施及計劃，應急預案等內藎?苯庸叵檔較低車陌踩?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??壞轎唬虎芷笠底隕戇踩?饈侗∪醯取?BR>
1.4 自然災害有害因素分析
自然因素中以地質災害和雷擊危害最大，直擊雷產生的強大沖擊電壓和電流會毀壞各種電氣設備；強烈的機械振動造成建筑物和設備損壞；熱效應和電火花會引起火災或爆炸，三者都會導致人員傷亡。
儲配站所在的張家界地區(qū)屬雷擊頻繁地區(qū)，當防雷設施不符合要求或不能有效工作時，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(guī)定，生產場所石油液化氣儲存量為1t以上，儲存場所儲存量為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，25m3殘液儲罐1個，最大儲氣能力80t，儲殘25m3，因此本儲配站屬于重大危險源，應按重大危險源進行監(jiān)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個儲罐中液化石油氣質量為：50×0.8×550=22t，22t液化石油氣液態(tài)時體積為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
假設在無風條件下，如泄漏成半球形由斷口處向周圍擴散，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%，在無風條件下，如泄漏成半球形由斷口處向周圍擴散，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：在無風條件下，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(qū)域，在此區(qū)域內混合氣體極易遇明火產生爆炸或燃燒。
3.2 罐區(qū)蒸氣云遇火源爆炸事故預測評價
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(qū)域及財產損失區(qū)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的空間分布曲線見圖1。
3.2.5 分類傷害半徑
由于爆炸對人員的傷害情況隨與爆炸中心距離而變化，因此將危險源周圍依次劃分為死亡區(qū)、重傷區(qū)、輕傷區(qū)和安全區(qū)。
3.2.5.1 死亡區(qū)
該區(qū)內的人員如缺少防護，則被認為無例外地蒙受嚴重傷害或死亡，死亡率取50%，其內徑為零，外徑為R0.5，半徑以外無人死亡。
3.2.5.2 重傷區(qū)
該區(qū)的人員如缺少防護.則被認為將無例外地蒙受嚴重傷害，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(qū)
該區(qū)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(qū)
該區(qū)內的人員無傷害，死亡的概率幾乎為零，該區(qū)內徑為R2，外徑無窮大。
3.2.6 財產損失半徑
財產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，爆炸傷害范圍見圖1，液化石油氣儲罐區(qū)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(qū)半徑達41
m，重傷區(qū)半徑達106m，在41～191
m以內的設施和人員也將受到不同程度損傷；財產損失半徑達124m，可見儲配站燃氣儲罐因石油液化氣泄漏引發(fā)爆炸時的危害相當大。
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生產企業(yè)，儲罐區(qū)、充裝區(qū)等場所為甲類生產場地，選址時應符合城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃，避開敏感的保護目標，與周圍設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的防火間距，儲罐、甲類廠區(qū)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(guī)范》和《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)定》的規(guī)定，罐區(qū)應設有環(huán)形消防通道，以便消防車通行。
4.2 設計、施工和設備
設計與施工應選擇具有相應資質的單位，儲罐、壓縮機、閥門、管道等設備和材料應采用具有相應生產能力廠家的合格產品，施工過程應實施工程監(jiān)理，確保施工和安裝質量。
4.3 防雷、防靜電
(1)爆炸和火災危險環(huán)境場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(qū)、充裝區(qū)按“第2類”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”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直接接點并設接地體，各工藝生產場所均設安全接地裝置，并與變壓器中性點接地體相連，必要時再在生產場所周圍加裝輔助接地體，全廠所有安全接地體相連，構成站接地網。
4.4 消防設施
儲配站儲罐區(qū)、充裝區(qū)、控制室等場所應按《建筑滅火器配置設計規(guī)范)、《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》進行配置推車式和手提式滅火器，罐區(qū)應設固定噴淋裝置、消防水泵房、消防水池等設施；室外消防管網可沿環(huán)形消防通道設環(huán)形消防管網，建構筑物內按規(guī)定設有室內消火栓。
4.5 安全設施
罐區(qū)、充裝區(qū)等生產場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(guī)程作業(yè)。
(2)嚴格控制點火源，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程應實施安全監(jiān)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，并定期進行檢測。
4.6.2 安全管理
(1)建立完善的安全生產制度和安全操作規(guī)程。
(2)儲配站應設專兼職安全員，并由主管領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；進行重大危險源建檔、申報和安全評價工作。
4.6.3 應急的處理措施
(1)事故發(fā)生時，及時將事故罐內石油液化氣通過控制系統倒罐，其余通過放散裝置安全放散，防止事故范圍擴大。
(2)一旦發(fā)生事故，立即通知有關部門，使事故控制在最小的范圍。
