液化可燃氣體08

1、案例分析案例分析（液化可燃氣體）（液化可燃氣體）李泓李泓 2016/082016/081重大的泄漏重大的泄漏2較輕的泄漏較輕的泄漏3. 其他的泄漏其他的泄漏討論議題討論議題第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體p 本章講述一些涉及液化可燃氣體(LFG liquefied flammable gas )的事故，事故本身與這類物質(zhì)(或其它的閃蒸可燃液體)有關。p LFG有很大的危險性，在溫度高于其常壓下沸點時加壓進行儲存和處理。有泄漏就會快速蒸發(fā)(閃蒸)，有一部分變成蒸氣噴灑出去。p 在到達引火源以前，可以噴出數(shù)百米。p 蒸氣和噴出的量遠遠高于根據(jù)熱平衡估算的蒸氣產(chǎn)生量。p 當噴出時，蒸氣夾帶著液

2、體，與空氣接觸后汽化，在任何情況下都可能燃燒或爆炸。第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體p 任何高于其正常沸點加壓的可燃液體的性質(zhì)與LFG類似，液化可燃氣體只是閃蒸液體最常見的例子，大多數(shù)不受限制的蒸氣團的爆炸，包括Flixboroueh（英國弗里克斯鎮(zhèn)）發(fā)生的爆炸，都是由于這些閃蒸液體泄漏造成的。p 術語“液化石油氣”(LPG)是指從石油里提煉出的那些液化可燃氣體。術語LFG是指討論所涉及到的所有的液化可燃氣體，包括環(huán)氧乙烷、氯乙烯和甲胺。就其閃蒸和可燃性來講，它們的性質(zhì)很相似。p 在常壓低溫下儲存的LFG與在常溫加壓下儲存的LFG表現(xiàn)形式完全不同。有關這些物質(zhì)發(fā)生的事故見（2;5;8.1

3、.5)章節(jié)。討論討論5分鐘，分鐘，LPG與與LFG在火災的引發(fā)方面的表現(xiàn)有何區(qū)別？在火災的引發(fā)方面的表現(xiàn)有何區(qū)別？第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體1. 重大的泄漏1.1 法國Feyzin（費贊煉油廠儲罐爆炸）p 1966年在法國Feyzin一個大型儲罐發(fā)生爆炸，這次爆炸在當時是有關液化可燃氣體最嚴重的事故之一，但是比不上墨西哥市所發(fā)生的事故(見1. 4)。p 事故迫使許多公司修改了他們儲存和處理這類物質(zhì)時的標準。由于一直沒有發(fā)表事故的細節(jié)，資料來源是根據(jù)參考資料，以及與事故發(fā)生后不久去現(xiàn)場人員所進行的討論。p 一名操作員必須把一臺1200m3幾乎裝滿丙烷的球罐中的水排出去(圖8-1)，他

4、打開閥門A和B。當有油跡流出時，排水的工作就近乎完成。第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體1.4米第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體1.1 法國Feyzin（費贊煉油廠儲罐爆炸）p 事故發(fā)生時，排水接近完成。他開始準備關閥門A，準備停止排水，突然看到?jīng)]有東西流出，就把閥門完全打開了，然后又敲了敲，還是沒有液體流出。p 堵塞物假設是氫氧化物，一種水和烴的化合物，其熔點在0以上突然流出，操作員和其他兩人被濺了一身液體。p 閥柄從閥門上脫落，他們無法裝回去。閥門B又被凍住了，根本擰不動。p 閥門在儲罐的下面，很難靠近，罐底離地面只有1.4m。p 厚達1m的蒸汽擴散出150m。泄漏發(fā)生25min

5、后被一臺在附近行駛的汽車引燃。第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體1.1 法國Feyzin（費贊煉油廠儲罐爆炸）p 道路已經(jīng)被警察封鎖，但這臺車的駕駛員從旁邊路上繞了過來。p 火焰竄了回去，球罐馬上就被火焰包圍了，但沒有發(fā)生爆炸。p 球罐上裝有噴淋水系統(tǒng)，但設計的供水量只有正常推薦量的一半(8L/m2min)，水的供應量不足。p 當消防隊接上軟管時，水已經(jīng)用完了。為了阻止火勢蔓延，消防隊員使用大多數(shù)可用的水來冷卻附近的球罐，他們只能寄希望于安全閥能保護火中的容器。p 球罐下面的地面很平坦，所以沒有汽化或馬上燃燒的丙烷集中在罐下，不久后就會著火。第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體1.1 法

6、國Feyzin（費贊煉油廠儲罐爆炸）p 起火后90min，球罐爆炸了。50m以內(nèi)的12名消防員有10人被炸死。p 丙烷沖擊波躍過護墻，遠在140m外的人都受到嚴重燒傷。死亡人數(shù)為1518名(報告不同)，約80人受傷，整個區(qū)域被廢棄。p 飛出去的殘片撞斷了附近球罐的支撐腿，球罐翻倒了，安全閥放出的液體助長了火勢。45min后，這個球罐也發(fā)生爆炸。p 在這次火災中，共有5臺球罐，2臺其它的壓力容器爆炸，三臺受損?；饎萋拥搅似秃腿剂嫌凸?。第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體1.1 法國Feyzin（費贊煉油廠儲罐爆炸）p 最初，人們認為是球罐上的安全閥太小才發(fā)生爆炸。p 后來才認識到是因為球罐

7、上部的金屬受熱變軟，其強度下降造成的。液面以下，沸騰的液體保持金屬“涼”。p 像因金屬變熱導致容器爆炸這樣的事故，我們稱其為沸騰液體膨脹蒸氣爆炸，或BLEVE。討論討論10分鐘，如果你是分鐘，如果你是Feyzin 的安全經(jīng)理，你會建議哪些改進措施防止事故的安全經(jīng)理，你會建議哪些改進措施防止事故再發(fā)生？再發(fā)生？第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體1.1 法國Feyzin（費贊煉油廠儲罐爆炸）為了防止類似事故的發(fā)生，許多公司繼Feyzin之后采納了類似下面的一些建議：避免因泄漏起火的措施：p 將第二只排水閥的尺寸限制到2cm（以前5cm），閥門距離第一只排水閥最少1m。排水管線應非常堅固，并且支

8、撐好。其排放口應在貯罐陰影的外面。p 在排水線上安裝遙控緊急切斷閥。p 新建的儲罐在液位以下只留一個接口，應完全焊起來（不留法蘭），一直焊到罐區(qū)空地的主遙控防火隔離閥。p 安裝可燃氣體檢測儀，提供早期泄漏報警。第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體1.1 法國Feyzin（費贊煉油廠儲罐爆炸）為了防止類似事故的發(fā)生，許多公司繼Feyzin之后采納了類似下面的一些建議：避免起火后蔓延省級的措施：p 使用像蛭石這樣的耐火保溫材料隔離容器，它可直接阻止熱量的傳入。不像噴水，它的使用不受限制。p 有些國家使用堆積法，而不是方便的隔離法。儲罐用干凈的砂子或干凈的材料完全蓋起來。但為了檢查罐體的外部，必須

9、一次以一次地將部分覆蓋物除去。p 提供噴水或澆水系統(tǒng)(除非容器被堆埋)。如果有保溫，那么澆水的速率為2.4L/m2min就夠了。如果沒有保溫，那么噴水的速率為8L/m2min(澆水是指將水澆在罐的頂部，噴水是指將水噴向罐的整個表面)。第八第八章章 液化液化可燃氣體可燃氣體1.1 法國Feyzin（費贊煉油廠儲罐爆炸）為了防止類似事故的發(fā)生，許多公司繼Feyzin之后采納了類似下面的一些建議：避免起火后蔓延省級的措施：p 將地面做成斜面，以使溢出的液體流到集液坑里。p 安裝緊急卸壓閥，以使容器內(nèi)的壓力在10min內(nèi)減少到設計值的1/5，降低金屬的應力。如果容器有保溫，時間可延長到30min，如果

10、地面有一定坡度，時間可延長到1h。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.2 巴西DUGIUE DE CAXIAS事故p 1972年巴西有家煉油廠發(fā)生了與Feyzin類似的事故。據(jù)報道，當石油液化氣球罐的壓力升高時，安全閥打不開。為試圖降低壓力，操作員打開了排水閥，p 放出了少量的水。流出的LPG將閥門凍住，因為只有一只排水閥，無法阻止LPG的流出。當LPG被引燃后，容器發(fā)生BLEVE，有37人死亡。p 事實上，如果操作員確實是用排水的方法減少壓力，那么他們沒有認識到無論罐中的液體量有多少，液體上面的壓力都是相同的。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.3 英國多年以前發(fā)生的這些事故是因

11、為有關人員沒有區(qū)分開液態(tài)碳氫化合物，像石腦油或汽油，與LFG所表現(xiàn)出的不同性質(zhì)。汽油溢出的蒸氣只能擴散很短的距離大約泄漏液體那么大的范圍。但是，LFG溢出物產(chǎn)生的蒸氣可擴散出去數(shù)百米。p 一些設備原來在設計和使用時是用來處理汽油和類似的液態(tài)物質(zhì)的，經(jīng)過改造后用來處理丙烯。一臺高壓離心泵在25MPa(表)的壓力下運行，由于固定填料蓋的雙頭螺栓斷了，發(fā)生泄漏。p 這臺泵安裝在沒有通風的房子里，漏出的蒸氣從泵對面的大門口放了出去，被75m外的加熱爐引燃。四個人受到嚴重燒傷。p 在同樣位置汽油溢出物產(chǎn)生的蒸氣就不會擴散到加熱爐。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.3 英國p 火災事故發(fā)生之后，這

12、臺泵和其它的泵被重新安放在一個四面敞開的遮蓬下面，少量的泄漏可被自然通風驅(qū)散。p 為了驅(qū)散大量的泄漏可用蒸汽簾圍住泵。p 如果泵距可能的火源150m以上，就不用采取這項措施。安裝可燃氣體檢測儀，對任何泄漏做出早期報警。p 安裝緊急切斷閥，在遠處的安全距離將泵隔離開。第七章講述了發(fā)生其它泄漏時所出現(xiàn)的情況。需要注意的是：在需要注意的是：在1.11. 3事故中有一個共同的因素是有關人員沒有事故中有一個共同的因素是有關人員沒有理解理解物料物料和和設備的特性設備的特性。（。（LPG/LFG);（BLEVE）第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.4 墨西哥p 1984年11月，在墨西哥市郊區(qū)的San

13、 Juanico，一家液化石油氣(實際上是80%的丁烷和20%的丙烷)的加工廠和配送中心發(fā)生火災和爆炸。這次事故是石油化工行業(yè)所發(fā)生的最嚴重的事故之一，僅次于Bhopal。根據(jù)官方數(shù)字，542人死亡，4248人受傷，10000人無家可歸，非官方估計的數(shù)字更高。p 當一根8in(200mm)的管線破裂時，災難開始發(fā)生了。管子破裂的原因不清楚，根據(jù)一份報告，有一臺罐冒頂（加滿），其入口線過壓?，F(xiàn)在還不清楚為什么安全閥沒有起跳。著火前，氣團覆蓋了200150m的區(qū)域。p 在泄漏發(fā)生510min后，可能被地面火炬引燃。氣團燃燒后消失了，但是破損管線附近的火焰仍著著。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣

14、體1.4 墨西哥p 火加熱LPG球罐，球罐發(fā)生BLEVE爆炸，又造成進一步的損壞，接著又發(fā)生BLEVE爆炸。在接下來的一個半小時里，總共有四臺球罐和15臺柱型貯罐發(fā)生BLEVE爆炸，其中有些罐距離廠區(qū)達1200m。p 大多數(shù)傷亡人員是住在廠區(qū)附近破爛不堪小鎮(zhèn)上的居民。p 建廠時，距最近的民房只有360m遠。p 但是仍隨后居民繼續(xù)蠶食中間的空地，一直到最近的房屋距廠只有130m。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.4 墨西哥p 雖然許多工廠只有幾年，但在設計時似乎沒有遵守11和1970年發(fā)表的報告中的大部分推薦意見。p 例如，沒有氣體檢測儀，澆水系統(tǒng)不合理或根本不能使用，幾乎或根本沒有隔離

15、(甚至球罐的支撐腿都沒有采取防火措施)。p 容器周圍的圍堰可使LPG聚積的危險性很大，液位以下有許多接頭。p 此外，裝置顯得很擁擠，太靠近人員密集區(qū)。大型LPG加工區(qū)的推薦距離是600m，而不是360m(原來的距離)，或在當時的130m。在Bhopal也一樣(見21)，許多災難都是因為棚屋型小鎮(zhèn)不受限制地擴張引起的。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.5 卡塔爾p 到目前為止所說的事故都是有關LFG在加壓常溫下貯存。p LFG也能在低溫常壓下貯存，這種方法更適用于大量貯存，因為在低壓下，同樣尺寸的小孔泄漏量小，由于溫度低，蒸發(fā)量也小。p 但是，在決定使用什么貯存方法時，應從安裝的整體，包

16、括冷凍和氣化裝置上考慮泄漏的可能性。如果減少了貯存罐的泄漏量，但引進了可能增加泄漏量的設備，則不會有效益。p 1977年，報道了卡塔爾一座20000m3丙烷罐發(fā)生泄漏，被引燃后發(fā)生火災和爆炸，炸死7人，對工廠的其它裝置造成嚴重破壞。一年前也發(fā)生過一次泄漏，但是沒有著火，人們對貯罐進行了修理。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.5 卡塔爾p 丙烷在-42，常壓下儲存。由于法律的原因，沒有關于事故的詳細報道，但是有關公司發(fā)表了幾遍文章，對建造冷凍LFG貯罐提出了一些新的建議，因而，我們有可能從字里行間猜出可能發(fā)生的事情。p 新的建議要求冷卻的LFG罐應該用9%的鎳鋼來制造，這種鋼在裂紋產(chǎn)生后

17、，不會使裂紋擴大。p 以前許多公司的策略是防止裂縫，而不是依靠選用具有阻止裂縫的罐體材料。p 由此可以看出卡塔爾的罐產(chǎn)生裂縫(盡管采取了防止裂縫的措施)，然后裂縫迅速加大，產(chǎn)生裂縫的原因不明。人們把它與前一年修理裂縫的工作聯(lián)系起來。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.5 卡塔爾p 根據(jù)一篇報告，裂縫是由于水壓試驗用海水。而其中的細菌對焊縫侵害造成的。但是，產(chǎn)生裂縫的起因與裂縫產(chǎn)生后迅速擴大相比就不那么重要了。p 人們普遍認識到靠消除引火源，并不能防止火災和爆炸。我們做了所能做的一切，但事故仍可能突然發(fā)生。所以我們防止爆炸混合物的形成。p 同樣，我們不能消除所有裂縫起因，所以不能保證產(chǎn)生的

18、裂紋不擴大。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.5 卡塔爾p 在卡塔爾，液體噴出的力量很大，溢過的圍堰墻。p 傳統(tǒng)的圍堰也有不利的一方面。如果發(fā)生泄漏，大面積的液體暴露在大氣中，因為這種原因，現(xiàn)在一般用混凝土墻圍住貯罐，墻離罐體1m，與罐齊高。p 如果貯罐不是用抗裂的材料制造的，那么設計的混凝土墻應當能承受液體突然釋放的沖擊力。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.6 氯乙烷廠p 1994年發(fā)生粗品的氯乙烷泄漏，一個半小時后起火，工廠受到嚴重破壞，不得不重建。幸運的是沒有人員死亡，也沒有人受傷。p 泄漏在進料泵的法蘭處開始，泄漏可能是由于法蘭腐蝕，但也可能是由于波紋管出問題。事后總結

19、了下列幾點：法蘭受到嚴重腐蝕，厚度減薄，螺栓孔被加大。(法蘭的結構形狀不好，因為其兩倍的表面受到腐蝕的影響)。沒有驗證這些重大問題的系統(tǒng)，一旦出問題，事情將會很嚴重，應做好登記，進行定期檢查。維護工作屬于細目分類，沒有正式的記錄說明需要進行定期檢查和更換的項目。如果在泵的入口線上裝有緊急切斷閥，一旦測到泄漏，馬上就可以阻止泄漏。重建的裝置采取的措施有，在泵的入口線上安裝了緊急切斷閥，加裝可燃氣體檢測儀，擴大保溫范圍，用金屬材料代替塑料泵體，將溢出物收集到集液池里。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體1.6 氯乙烷廠這套裝置建于1972年，當時上述措施使用得還不普遍。自從那時起，不斷對裝置進行

20、改進，但改進的力度不夠大。火災事故之后所做的大部分工作在以前應該已經(jīng)完成了。火源可能是接線盒，其安裝可能不合理，或是水可以流進去產(chǎn)生電弧短路。比火災更為嚴重的是工廠里儲存的危險物質(zhì)大約有70t，是通常情況下的2倍。反應器頂?shù)牟糠逐s出物收集在不合格的罐里循環(huán)使用，罐的儲量一般很小。在著火當天的上午9點，循環(huán)泵出故障，其結果是罐里的液位上升。操作員注意到反應器液位下降，但是沒有注意罐里液位的上升。為了保持液位，將產(chǎn)品循環(huán)使用。下午8點領班注意到不合格產(chǎn)品罐的報警燈亮了，發(fā)現(xiàn)循環(huán)泵出故障，就切換到備用泵。25min后發(fā)生泄漏。從整體上講，現(xiàn)場的主要危險是氯氣的儲存和使用，所以人們對其格外重視，對其它

21、危險的重視程度不夠。官方報告總結指出，如果對其工廠的危險性能有更詳盡的細節(jié)評估，并一直執(zhí)行，如果建立歷史檔案記錄，檢查和更換程序依此進行的話，事故是有可能避免，或嚴重程度會降低。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體2. 較輕的泄漏(a) Feyzin發(fā)生事故之后，一家公司使用大量資金提高LFG儲存設施的標準尤其對排水系統(tǒng)做了重新布置以符合1. 1提出的建議。不到一年的時間，管線上一只開口的排水閥（open end）發(fā)生的小泄漏著了火。關閉閥門后，火很快被被撲滅了。事后調(diào)查總結道： 應由兩只閥門或一只閥門加一塊盲板為一組。 閥門是由黃銅制造的，是民用供水系統(tǒng)使用的那一種，用于LFG壓力等級不夠

22、。 閥門直接擰到管線上，雖然公司明確規(guī)定只能使用法蘭連接或焊接連接。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體2. 較輕的泄漏 沒有找出是誰安裝了未經(jīng)授權的不合格排放點。p 人們試圖公開Feyzin的教訓、公司的標準和事故的原因。但是，這并不能防止排放點的安裝。p 注意安裝程序必須經(jīng)過下列人員，除了實際安裝人員和他的領班外，必須有人發(fā)出工作許可單，并接收回執(zhí)(并他檢查工作的完成情況后)。必須經(jīng)過許多人的同意。p 有幾名人員已經(jīng)用過這個排放點，如果有人認為不符合施工標準，應當匯報給經(jīng)理，火災事故就不會發(fā)生。p 像我們花園里的植物一樣，當我們轉(zhuǎn)過身去時，就會長出許多不想要的枝叉來。第八章第八章 液化可燃氣體液化可燃氣體2. 較輕的泄漏(b) 在修理丙烷球罐時，向里面加水使其惰化。p 當修理工作完成時，將水從罐里排出，丙烷蒸氣從上部進入取代排出的水。p 指示要求當罐里剩下5m3的水時，停止排水。當這一指標被達到時，現(xiàn)場沒有人。所有的水都排完后，就放出了丙烷。幸好沒有著火。p 操作員沒有留在現(xiàn)場是因為他沒有認識到液位計是測液體比重的，