液化石油氣儲罐設置方式初探

液化石油氣儲罐設置方式初探

液化石油氣作為一種通用燃料廣泛應用于工業(yè)生產和人民生活中，但由于其具有易燃易爆的特性，在其生產、貯運和使用過程中極易引起火災爆炸事故，尤其在液化石油氣的貯罐區(qū)，貯罐集中貯量大，一旦發(fā)生火災爆炸，將會造成嚴峻的后果。例如1984年墨西哥某液化石油氣貯備站，一個球型和枕型貯罐相繼發(fā)生爆炸著火，爆炸半徑達400m，碎片飛出最遠的達1200m，死亡500余人，傷2000余人，損失達5000萬美元。1998年3月5日，發(fā)生在西安市液化石油氣站的一個儲罐區(qū)內，相繼發(fā)生了4次爆炸，出事現(xiàn)場一片火海，有6個儲罐被焚毀，造成12人死亡，32人受傷，直接經(jīng)濟損失470多萬元。盛裝液化石油氣的儲罐屬壓力容器，壓力通常有1.57MPa，一旦發(fā)生爆炸，危害極大。假如液化石油氣儲罐設在地上，為了確保儲罐與四周的人和建筑物的平安距離，需要很大的空間，可是現(xiàn)在城市用地非常緊急，很難找到一片專用空地；假如液化石油氣儲罐直接埋在地下，發(fā)生泄漏很難發(fā)覺和修理，簡單造成地下水和土壤污染；假如設置在地下室里，同體積的液化石油氣比空氣大約重0.5倍，一旦泄漏出來，地下室里空氣流通不好，很簡單在較低處聚集，可能形成爆炸性混合物，遇到火源就會爆炸。所以，液化石油氣儲罐不管設置在地上還是地下都會有危急。本文從儲罐發(fā)生爆炸后會造成的影響后果考慮，就怎樣設置儲罐相對比較平安進行探討，對液化石油氣儲罐的平安管理和平安評價具有現(xiàn)實意義。1討論方法本文從能量釋放的角度動身，以爆炸理論為基礎，利用相關模型估算爆炸沖擊波的波及范圍。液化石油氣儲罐屬于壓力容器，當它發(fā)生爆炸時有兩種形式：一種是壓力容器爆炸，由于罐內操作壓力過大或儲罐受腐蝕、老化，抗壓力量下降，導致壓力容器爆炸。二是蒸氣云爆炸，由于儲罐或各種附件裂開、磨損、密封不嚴而導致的泄漏，形成爆炸性混合氣體遇火源發(fā)生爆炸。這兩種爆炸都會產生沖擊波。沖擊波的計算可采納TNT當量法，即將爆炸的能量換算為TNT當量，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當量計算的沖擊波要高于液化石油氣爆炸的實際產生的沖擊波，但是這種方法簡潔而且偏于平安，所以在工程常常采納。1.1蒸氣云爆炸的能量式中：WTNT——蒸氣云的TNT當量（kg）；α——蒸氣云的當量系數(shù)，通常取4％；Wf——蒸氣云爆炸中燃燒掉的總質量（kg）；Qf——燃料的燃燒熱（MJ/kg）；QTNT——TNT的爆炸熱（MJ/kg）。1.2沖擊波超壓液化石油氣儲罐設置在地上時，采納空氣中爆炸的沖擊波超壓計算公式：式中：ΔP——沖擊波超壓（kgf/cm2）；W——爆炸蒸氣云的TNT當量（kg）；R——爆心到所討論點的距離（m）。液化石油氣儲罐設置在地下室或直埋地下時，當液體泄漏一段時間，形成爆炸性混合氣體，不管是地下室還是儲罐都融為一體，假設成一個抱負爆炸源，在地下粘土中發(fā)生爆炸，其爆炸沖擊波的計算公式：式中，Δp、W、R意義同上。1.3超壓準則超壓準則認為，爆炸波是否對目標造成損害由爆炸波超壓唯一打算，只有當爆炸波超壓大于或等于某一臨界值是地，才會對目標造成肯定的損害。否則，爆炸波不會對目標造成損害。討論表明，超壓準則并不是對任何狀況都適用。相反，這級嚴格的適用范圍，即爆炸波正相持續(xù)時間必需滿意如下條件：ωt＞40，（ω為目標響應角頻率（s-1）,t為爆炸波持續(xù)時間（S））。依據(jù)超壓準則所確定的人員損害程度及建筑物破壞程度見表1和表2。（1）爆炸沖擊波對人員的損害，采納表1所示的損害準則。（2）爆炸沖擊波對建筑物的破壞，采納表2所示的破壞準則。表1沖擊波對人的損害效應

沖擊波超壓Δ（kgf/cm2）損害效應＞1.0死亡（大部分人員會死亡）0.5～1.0重傷（損傷人的聽覺器官或產生骨折）0.2～0.3輕傷（人體受到稍微損傷）＜0.2能保證人員平安

表2沖擊波對建筑物的破壞效應

超壓ΔP×105,Pa建筑物被破壞的程度＞2.0鋼架橋位移1.0～2.0防震建筑物破壞或嚴峻破壞0.5～1.0鋼骨架或輕型鋼筋混凝土建筑物破壞0.3～0.5不含混凝土厚0.2～0.3m的磚板因剪切或彎曲而裂開，房屋幾乎完全破壞0.15～0.3磚砌房屋5