液化石油气槽车火灾爆炸危险性分析与防控

陈艇

福建省消防总队福州市消防支队

液化石油气槽车火灾爆炸危险性分析与防控

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本文通过对液化石油气槽车运输过程危险性的分析与研究，对液化石油气运输过程的危险源进行辨识，找出引起危险性的因素，运用蒸气云爆炸(VCE)定量评价对液化石油气槽车进行评价分析，确定了液化石油气槽车的火灾、爆炸危险性，并提出安全防控措施。

液化石油气槽车；安全评价；预防措施

绪论

液化石油气（英文名称L i q u e f i e d Petroleum Gas，简称LPG）是一种使用方便，发热值高的清洁燃料和重要的化工原料。液化石油气槽车是现阶段比较常用的运输液化石油气的交通工具，具有方便、省时、效率高等优点。目前，液化气槽车最大装量达28.5 吨，运输横跨南北东西，这些大型槽车成为移动的重大危险源。一旦发生交通事故或其他原因引发泄漏，液化气极易与空气混合形成爆炸性气体，短时间内大量泄漏还会形成庞大蒸汽云，遇静电或堵漏产生的火花就会发生火灾爆炸事故。因此对于液化石油气槽车在运输过程中的火灾爆炸危险性分析和处置措施的研究有着十分重要的意义。

1 液化石油气槽车的危险特性

1.1 液化石油气的危险特性

1.1.1 毒性较大

毒理学研究表明，大量吸入高浓度液化石油气时可产生单纯性窒息和中枢神经系统的抑制，主要表现为窒息感，若液化石油气同时含有硫化氢则毒性增加。早期有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等表现，严重者可出现直视、昏迷、呼吸困难、四肢强直、去大脑皮质综合征等。

1.1.2 火灾危险性大

液化石油气的爆炸速度为2000m/s～3000m/s，火焰温度高达2000℃，沸点低于－50℃，自燃点为446℃～480℃。当一有火情，即便在远方的液化石油气也会起燃，形成长距离大范围的火区，灾害异常猛烈。液化石油气液体发热值为46.1MJ/kg，气体的发热值为 92.1MJ/m3～108.9MJ/m3，约为焦炉煤气的6倍多，由于其燃烧热值大，四周的其他可燃物也极易被引燃。

1.1.3 冻伤性

液化石油气储存于罐或钢瓶中，在使用时减压又由液态气化变为气体。一旦设备、容器、管线破漏或钢阀损坏，大量液化石油气喷出，由液态急剧减压变为气态，并大量吸热，结霜冻冰。若有人员在附近，极有可能受到冻伤。

1.1.4 易扩散性

液化石油气由液相变为气相，体积变化很大，气相体积是液相的250～300倍。液化石油气汽化后易随空气流动，扩散距离远、扩散面宽，一处引燃波及一片，并向泄漏点扩散燃烧。

1.1.5 静电积聚性

液化石油气是经过加工处理的洁净石油产品，电导率较低，一般在10－10～10－12之间。在输送与装卸过程中，流动、喷射、过滤、冲击可能积蓄大量静电荷。当两个带电体之间的电位差达到一定数值，并产生了适当的放电条件，周围若再存在处于爆炸范围内的混合气体时，就会发生静电爆炸事故。这类事故主要发生在车辆衔接处、装卸过程中。

1.2 蒸气云爆炸(VCE) 定量评价

蒸汽云爆炸（VCE，Vapor Cloud Explosions）是由于气体或易于挥发的液体可燃物的大量快速泄漏，与周围空气混合形成覆盖范围很大的“预混云”，在某一有限空间遇点火源而导致的爆炸。液化石油气槽车上装有液化石油气的罐体一旦发生泄漏，泄漏的液化石油气会在空气中发生初始闪蒸气化，瞬时产生大量蒸气。蒸气云内的物质难以在短时间内自发均匀分布， 其分布特性由泄漏量、泄漏速度及泄漏地点等因素确定。当其体积比在爆炸极限(1.5% ～9.5% ) 以内并遇点火源时，便发生蒸气云爆炸事故。蒸气云爆炸一旦发生，后果非常严重。泄漏的液化石油气与空气充分混合，在一定范围内积聚起来，一经点燃，其爆炸过程极为剧烈，火焰前沿速度可达50～100m/s，形成爆燃。对蒸气云覆盖范围内的建筑物以及设备产生过压破坏，危及人们的生命安全。

长期以来，军事上一直对高能炸药产生的爆炸波破坏效应很感兴趣，积累了大量的TNT药量和目标破坏程度之间关系的实验数据。因此，习惯性地采用TNT质量来描述爆炸事故的威力。其原理为：假定一定百分比的蒸气云参与了爆炸，对形成冲击波有实质贡献，并以TNT当量法来表示蒸气云爆炸的威力。根据TNT当量法，把蒸气云爆炸的破坏作用转化为TNT爆炸的破坏作用，可燃蒸气云爆炸的TNT当量mTNT可根据下列公式求得：

式中a是可燃蒸气云爆炸效率因子，它的取值范围在0.02～15.9%之间，中值为3%～4%，一般取统计平均值4%；m是蒸气云中可燃物的质量，kg；ΔHc是可燃气体的燃烧热，kj·kg-1，对于液化石油气，取值为4980kj· kg-1；QTNT是TNT的爆炸当量能量，一般取平均值4686kj·kg-1。

2 安全防控措施

（1）液化石油气汽车槽车的设计、制造，必须符合国家和劳动部门的有关规定，运输液化石油气的液化气槽车的压力安全阀、紧急切断阀、防静电接地链等安全附件必须齐全、符合安全技术要求，并应在运输途中经常检查，保持灵敏可靠。同时，为防止发生火灾，液化气运输车应按规定采用防爆电气装置，液化气储罐上应涂有醒目的“严禁烟火”红色标志，发动机排气筒加戴性能可靠的火星熄灭器。此外，为了能及时地扑救运输途中发生的初期火灾，槽车还应装配两具5公斤以上干粉灭火器或3公斤以上1211灭火器。

（2）运输途中，临时停车位置应通风良好，远离机关、学校、桥梁、厂矿、仓库和人员密集的场所。与重要的公共建筑、设施须保持25米以上的安全间距，与明火或散发火花的地点应保持40米以上的安全间距。中途停车时，司机或押运员必须留车监护，不得使用明火或能发火的工具进行检修。夜间休息时，不得将液化气槽车停放在公共停车场以及易燃、易爆物品库房，普通车辆附近。夏季停车时，应避免日光曝晒。

（3）汽车槽车运输液化石油气必须遵守国家和地方政府关于管理、运输化学易燃、易爆物品和交通安全管理的有关规定。运输前应认真检查车况，在车前悬挂醒目的“危险品”标志牌，不得拖带挂车，不得携带其他易燃、易爆物品。途中通过立交桥，涵洞、隧道等重要的公路交通设施，应注意标高，限速行驶，不得停留；进入城市郊区应按当地公安机关规定的行车时间、行车路线限速行驶，不得通过重要的公共场所和闹市。押运员必须跟随车辆，中途不得离开。车上禁止吸烟，不得搭乘其他人员。夏季长途运输应采取遮阳措施，经常观察槽罐液相温度和气相压力，当液相温度达40度时，应进行罐外喷水或泼水降温。冬季道路冰冻时，不宜长途运输。否则，应在轮胎上加戴防滑铁链，限速行驶。

（4）液化石油气站采用液化气运输车运输液化石油气时，须在站内设置汽车槽车装卸台。否则，应在灌瓶间或压缩机房引出汽槽装卸嘴。汽车槽车装卸台与其他建筑物的防火间距不小于15米，与液化石油气储罐的防火间距不小于30米。装卸台或装卸嘴附近应设置接地电阻不小于10欧的接地桩，以供装卸作业前静电接地。为确保发生火灾后能及时地疏散槽车，灭火救灾，槽车装卸台或装卸嘴前应设置不小于15米*15米的回车场，装配2具8公斤以上干粉灭火器。

（5）汽车槽车在进行装卸作业前应停车熄火，接好地线，牢固连接管道接口，排尽管内空气。进行装卸作业时，不得发动车辆、排液放气，不得使用能发火工具。如遇雷雨天、液压异常、附近着火，以及其他威胁装卸安全的因素，汽车槽车应停止装卸作业，汽车槽车在充装液化石油气时，应认真计量，不得超装。装运液化石油气的汽车槽车到站后，应先静置30分钟，然后及时卸液，不得把槽车当做临时储罐使用，不得从槽车直接给钢瓶充气。槽车卸液后，槽罐内应留有49千帕以上的余压，以免空气进入罐内形成爆炸危险。

（6）汽车槽车卸液后，应停放在专用的汽车槽车库房内，不得在其他场所随意停放，汽车槽车车库应为一、二级耐火等级建筑，与民用建筑的防火间距不应小于30米，与厂房、库房的防火间距不应小于12米。库内应通风良好，照明等电气设备应符合防爆要求，并应配2具以上8公斤干粉灭火器。库内禁止设置地下室、地沟，禁止修理车辆，禁止存放其他易燃、易爆物品。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.15.142