乙醇貯罐區(qū)事故原因分析

1、1乙醇貯罐區(qū)事故原因分析1.1導(dǎo)致災(zāi)害事故的原因?qū)Υ罅渴鹿史治稣{(diào)查結(jié)果表明，導(dǎo)致災(zāi)害事故的原因基本上可分為兩類：不安全狀態(tài)；不安全行動。其中包含物的原因、人的原因和環(huán)境條件三個方面。為了預(yù)防災(zāi)害性事故的發(fā)生,應(yīng)從消除導(dǎo)致事故的主要原因著手進行危險性分析和預(yù)測。1.2引起乙醇貯罐區(qū)火災(zāi)的原因貯罐區(qū)所處位置環(huán)境十分復(fù)雜，通過分析，將可能引起乙醇貯罐區(qū)火災(zāi)的因素歸結(jié)為5種點火源和5種乙醇外溢可能的組合1。其中5種點火源是：雷電，靜電，供電，外火和其它火源；5種乙醇外溢可能為：泄漏，外溢，汽化，開裂和其它情況。（1）乙醇貯罐區(qū)的泄漏點乙醇貯罐區(qū)包括貯罐，乙醇管道，閥門，與貯槽聯(lián)接的乙醇入罐閥門，輸出閥

2、門，裝車臺閥門，轉(zhuǎn)移乙醇閥門，管道法蘭，鶴管旋轉(zhuǎn)接頭，觀察孔、呼吸孔。其中，貯槽下部的乙醇閥門是關(guān)鍵之處，一旦泄漏危險程度很大。其它泄漏點都是間斷型泄漏點，泄漏一般都是從滲漏開始的，遇火也只是小范圍內(nèi)的燃燒。（2）罐滿外溢由于貯罐容積較大，一般情況下貯罐不應(yīng)裝滿。這里，罐滿外溢是指：誤操作引起;控制罐內(nèi)液面偏高時，由于溫度升高,乙醇體積脹大，罐滿溢槽。（3）閥門破裂每個乙醇貯罐都有1個放酒閥，其它閥門破裂都可以在散溢少量乙醇后采取措施更換，唯有這些閥門一旦突然破裂將使整罐乙醇泄漏。（4）高溫汽化封閉在乙醇貯罐內(nèi)的乙醇不易著火，只有在乙醇貯罐上部與大氣相通口處的乙醇汽化蒸氣接觸火源才可能起火。所

3、以，在呼吸閥和透氣孔間加裝有阻火器，氣體乙醇一旦進入大氣滯留機會較少，會迅速擴散開去。（5）貯罐開裂和其它不測損壞貯罐由焊接制成，焊縫或鋼質(zhì)由于多年使用，可能會因腐蝕、老化等原因而使貯罐開裂，這樣乙醇滲漏應(yīng)當(dāng)能及時發(fā)現(xiàn)，即使著火也不會釀成嚴重后果。自然力能造成在瞬間使貯罐破裂大量乙醇溢出，引起火災(zāi)。2乙醇貯罐區(qū)事故后果分析由于設(shè)備損壞或者操作失誤引起泄露從而大量釋放易燃、易爆、有毒有害物質(zhì)，有可能會導(dǎo)致泄露、火災(zāi)、爆炸、中毒等重大事故發(fā)生2。2.1泄露2.1.1泄露預(yù)測一定范圍內(nèi)因泄漏引起的乙醇濃度對迅速有效控制和處理泄漏事故，減輕事故對人和財產(chǎn)影響具有重要意義。乙醇濃度與乙醇貯罐區(qū)的自然因素

4、如風(fēng)速、大氣壓力、地面狀況等有直接關(guān)系。計算乙醇濃度時，必須綜合考慮平均環(huán)境條件和最惡劣環(huán)境條件3。2.1.2泄漏類型常見泄漏源分為兩種：一是小孔泄漏。較小孔洞長時間持續(xù)泄漏，按照流率又可以分為大、中、小型泄漏。二是大面積泄漏。較大孔洞在短時間內(nèi)泄漏出大量物料。大量的管道設(shè)備連接乙醇貯罐區(qū)的各個生產(chǎn)單元，其破裂一般屬于小孔泄漏。如果乙醇貯罐出現(xiàn)較大破裂，會在短時間內(nèi)泄漏大量的乙醇應(yīng)當(dāng)按照大面積泄漏處理。當(dāng)發(fā)生泄露設(shè)備的裂口是規(guī)則的，而且裂口尺寸及泄露物質(zhì)的有關(guān)熱力學(xué)、物理化學(xué)性質(zhì)及參數(shù)已知時，可根據(jù)流體力學(xué)中的有關(guān)方程式計算泄漏量。當(dāng)裂口不規(guī)則時，可采取等效尺寸代替；當(dāng)遇到泄露過程中壓力變化等

5、情況時，往往采用經(jīng)驗公式計算。2.2火災(zāi)乙醇具有易燃易爆的特性，在其生產(chǎn)、貯運和使用過程中極易引起火災(zāi)事故，尤其在乙醇的貯罐區(qū)，貯罐集中，貯量大，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會造成嚴重的后果。因此，乙醇火災(zāi)危險性的定量評價對于罐區(qū)安全設(shè)計和應(yīng)急救援措施的制定具有重要的意義。罐區(qū)池火災(zāi)主要是由于超載或雷擊等原因?qū)е乱掖夹孤┒纬梢撼?，遇到火源而引起的?；鹧娈a(chǎn)生的熱輻射是罐區(qū)火災(zāi)的主要危害。此外，在火焰環(huán)境下，易導(dǎo)致周圍貯罐的破裂而引發(fā)二次災(zāi)害。沸騰液體擴展蒸氣爆炸所產(chǎn)生的火災(zāi)持續(xù)時間較短，而池火災(zāi)持續(xù)時間一般較長。因此，為了對乙醇貯罐區(qū)火災(zāi)危險性進行定量評價，應(yīng)根據(jù)不同類型火災(zāi)采用不同的數(shù)學(xué)評價模型。2.3

6、蒸氣云爆炸(VCE)在火災(zāi)條件下，當(dāng)罐體表面出現(xiàn)破裂后，在容器內(nèi)高壓的驅(qū)動下，乙醇以氣態(tài)、液體或是氣液兩相流的形式高速噴出。對于泄漏引起的不同的事故情況進行分析。當(dāng)乙醇從貯罐中泄漏出后，如果沒有立刻點燃，乙醇會蒸發(fā)成為可燃氣體云與空氣混合在一起。如果產(chǎn)生的可燃蒸氣云團在燃燒極限范圍內(nèi)被點燃，可燃氣體云的燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣葲Q定了事故類型是閃火(flashfire)還是不可控蒸氣云爆炸(UVCE)。閃火是一種非爆炸性的燃燒過程，實驗中觀測到的火焰速度平均約為10m/s,這種速度不足以產(chǎn)生爆炸性超壓。當(dāng)速度增加導(dǎo)致爆燃向爆轟轉(zhuǎn)變時就會產(chǎn)生不可控蒸氣云爆炸。對于周圍的人和設(shè)備來說，閃火的主要危害來自熱輻

7、射和直接接觸火焰，而在不可控蒸氣云爆炸中超壓引起的危害則更為顯著。氣態(tài)或是兩相流形式的可燃液化氣從裂縫中噴出，遇到火源會形成噴射火焰。除非泄漏開口較大(超過20mm),否則噴射火焰釋放熱量是有限的，其火焰長度可能不足5m。即便如此，對于火焰噴射方向上沒有防滅火保護的貯罐還是會造成強烈的熱沖擊。通過合理安排貯罐群平面布置可以顯著降低噴射火焰事故的危害性。蒸氣云爆炸(VCE)是指可燃氣體或蒸氣與空氣的云狀混合物在開闊地上空遇到點火源引發(fā)的爆炸。VCE發(fā)生有一定的條件，包括一定量的乙醇泄漏并與周圍空氣預(yù)混、延遲點火、局限化的空間等。VCE具有以下特點：一般由火災(zāi)發(fā)展成的爆燃，而不是爆轟；是由于存儲溫

8、度一般高于乙醇的常壓沸點的乙醇大量泄漏的結(jié)果；是一種面源爆炸模型4。VCE發(fā)生后的破壞作用有爆炸沖擊波、爆炸火球熱輻射對周圍人員、建筑物、儲罐等設(shè)備的傷害、破壞作用。2.4沸騰液體擴展蒸氣爆炸(BLEVE)在眾多可能的乙醇泄漏事故中，最為嚴重的一種災(zāi)害形式是沸騰液體擴展蒸氣爆炸(BLEVE)o沸騰液體擴展蒸氣爆炸(BLEVE)是指乙醇貯罐在外部火焰的烘烤下突然破裂，壓力平衡破壞，乙醇急劇氣化，并隨即被火焰點燃而產(chǎn)生的爆炸5。作為一種物理爆炸,BLEVE的起因包括若干因素，其中最為常見的一種是在火災(zāi)場景下導(dǎo)致的BLEVEo一個部分裝有乙醇的儲罐，其液位上方暴露于火焰的沖刷下?；鹧鎸?dǎo)致了很高的儲罐

9、壁面溫度，壁溫最高可以達到600700C,從而引起儲罐材料強度下降。內(nèi)部的壓力導(dǎo)致了灼熱的金屬表面產(chǎn)生蠕變，壁面逐漸變薄，最終可能導(dǎo)致在罐壁表面產(chǎn)生裂縫。如果裂縫在整個儲罐上傳播開來，那么即發(fā)生了BLEVEo如果裂縫不繼續(xù)變大，則發(fā)生乙醇的噴射泄漏。BLEVE發(fā)生后主要爆炸產(chǎn)生的火球熱輻射危害，同時爆炸產(chǎn)生的碎片和沖擊波超壓也有一定的危害，但與火球熱輻射危害相比，危害次要。BLEVE具有極大的破壞性，沖擊波和拋射物是其主要的危害。爆炸會產(chǎn)生容器碎片的拋射，直接造成人員和周圍設(shè)施的損傷，更進一步的是可能使周圍設(shè)施（連接的管道，支撐架，其他附加裝置，鄰近的建筑或物體等）飛射，而引發(fā)連續(xù)事故，擴大破

10、壞性，這種現(xiàn)象一般稱為“多米諾效應(yīng)”。如果介質(zhì)是有毒的，還要考慮擴散出的有毒物質(zhì)對事故影響范圍內(nèi)人及其他生物健康的影響。如果介質(zhì)是可燃的并且立刻被點燃，那么可能產(chǎn)生火球，引發(fā)火焰沖擊和強烈的熱輻射等傷害。如果可燃性介質(zhì)沒有被立刻點燃，那么延遲點燃可能會導(dǎo)致蒸氣云爆炸，在某些情況下甚至可能引發(fā)相鄰儲罐的連鎖爆炸。沸騰液體擴展蒸氣爆炸（BLEVE）的經(jīng)典模型有：ILO模型、H.R.Greeberg&J.J.Cramer模型和A.F.Roberts模型等，本文在分析比較的基礎(chǔ)上選用H.R.Greeberg&J.J.Cramer模型和A.F.Roberts模型相結(jié)合使用。BLEVE主要危害是火球產(chǎn)生的

11、強烈熱輻射傷害，因而采用瞬態(tài)火災(zāi)作用下的熱劑量準則確定人員的傷亡和財產(chǎn)損失的區(qū)域。3乙醇貯罐區(qū)事故防范措施3.1火災(zāi)、爆炸事故預(yù)防技術(shù)措施乙醇為一級易燃物品，閉口閃點接近13C，在大氣壓下，浮點為78C，在空氣中體積比的爆炸極限為3.5%18.0%。雖然乙醇并不比其它易燃物質(zhì)更加危險，但在生產(chǎn)作業(yè)時仍應(yīng)注重消防安全，要確保切斷工作現(xiàn)場的一切火源，設(shè)備完好接地,在可能產(chǎn)生乙醇聚集的地點安裝通風(fēng)設(shè)備。維護人員在空罐中進行清掃或維護作業(yè)時，應(yīng)切斷相關(guān)設(shè)備，確定罐內(nèi)無毒、無易燃物，并有充足的氧氣。如發(fā)生變性燃料乙醇泄漏或溢出，工作人員應(yīng)盡快撤離污染區(qū)，切斷區(qū)內(nèi)所有火源6。為防止事故發(fā)生時，高溫火焰燒烤

12、環(huán)境下的乙醇貯罐因罐內(nèi)乙醇過熱而迅速氣化導(dǎo)致罐內(nèi)超壓、破裂所引起的二次災(zāi)害，應(yīng)采取水噴淋冷卻周圍儲罐外壁，降低罐內(nèi)溫度。同時，在泄壓裝置設(shè)計方面應(yīng)考慮到事故狀態(tài)下泄壓裝置的動作時間，避免動作時間過晚因超壓導(dǎo)致儲罐破裂；在確定泄壓量時，應(yīng)考慮到對罐內(nèi)氣液平衡的破壞影響。為防止池火災(zāi)發(fā)生時，因池面積的擴大而導(dǎo)致災(zāi)害的擴大，應(yīng)根據(jù)儲罐容積來設(shè)計事故狀態(tài)下防護堤的半徑和高度。為了減少在罐區(qū)內(nèi)形成局限化空間為UVCE創(chuàng)造條件，儲罐布局時除了滿足防火防爆間距要求，還應(yīng)適當(dāng)減小儲罐分布密度；同時盡量避免罐區(qū)設(shè)計在山谷等低洼地區(qū)。點火源是引起火災(zāi)、爆炸的一個重要因素，應(yīng)采取以下措施來消除和控制火源：罐區(qū)內(nèi)嚴禁

13、明火，同時注意防止靜電；進入罐區(qū)的車輛必須配戴防火罩，裝卸過程中車輛必須熄火；嚴格執(zhí)行罐區(qū)內(nèi)動火程序；罐區(qū)內(nèi)應(yīng)采用防爆電器設(shè)施。設(shè)計罐區(qū)與周圍辦公、住宅等建筑物距離時，除滿足防火防爆間距要求的同時，還應(yīng)考慮到根據(jù)罐區(qū)儲量估算的爆炸沖擊波或火災(zāi)熱輻射所導(dǎo)致的各種破壞、傷害半徑大小，以減小突發(fā)事故對罐區(qū)外人員、建筑物的傷害、破壞7。3.2其他安全控制措施3.2.1物理爆炸的安全控制措施乙醇貯罐區(qū)物理爆炸的安全控制措施主要包括以下幾點：（1）乙醇貯罐必須有良好的防腐措施；（2）嚴格控制乙醇貯罐充裝量，乙醇貯罐的儲存系數(shù)不應(yīng)大于0.9，不要過量充裝；（3）乙醇貯罐防止意外受熱或罐體溫度過高而致使飽和蒸

14、氣壓力顯著增加；（4）盡量減少空氣進入乙醇貯罐；（5）乙醇貯罐盡可能保持較低的工作溫度,低溫儲存,乙醇貯罐設(shè)置噴淋水,遮陽棚；（6）必須依據(jù)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程制訂操作規(guī)程及各項管理制度,并嚴格照章運行；（7）必須按規(guī)定定期檢驗,及時發(fā)現(xiàn)缺陷,并妥善處理；安全閥、壓力表等安全裝置必須齊全完好，妥善維護，定期校驗，確保靈敏可靠；操作人員應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)合格后上崗。3.2.2火災(zāi)、化學(xué)爆炸安全控制措施乙醇貯罐區(qū)火災(zāi)、化學(xué)爆炸安全控制措施主要包括以下幾點：乙醇貯罐區(qū)建筑符合建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50016-2006)的有關(guān)規(guī)定；乙醇貯罐區(qū)應(yīng)采用敞開式，乙醇貯罐區(qū)建筑物的地面應(yīng)耐酸堿。在乙醇貯罐區(qū)防爆區(qū)域內(nèi)，應(yīng)采用防爆設(shè)計，如設(shè)置防爆設(shè)備、器材，應(yīng)設(shè)圍堤，建筑物防雷接地措施以及專用消防設(shè)施(如消防用水的消火栓等)。圍欄和裝飾材料應(yīng)滿足耐火極限要求；乙醇貯罐區(qū)附近的氣體檢測器系統(tǒng)