液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)置方式初探

液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)置方式初探

液化石油氣作為一種通用燃料廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中，但由于其具有易燃易爆的特性，在其生產(chǎn)、貯運(yùn)和使用過程中極易引起火災(zāi)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(zāi)爆炸，將會(huì)造成嚴(yán)峻的后果。例如1984年墨西哥某液化石油氣貯備站，一個(gè)球型和枕型貯罐相繼發(fā)生爆炸著火，爆炸半徑達(dá)400m，碎片飛出最遠(yuǎn)的達(dá)1200m，死亡500余人，傷2000余人，損失達(dá)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(gè)儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)，相繼發(fā)生了4次爆炸，出事現(xiàn)場(chǎng)一片火海，有6個(gè)儲(chǔ)罐被焚毀，造成12人死亡，32人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失470多萬元。盛裝液化石油氣的儲(chǔ)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(chǔ)罐設(shè)在地上，為了確保儲(chǔ)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(chǔ)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(shè)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(huì)爆炸。所以，液化石油氣儲(chǔ)罐不管設(shè)置在地上還是地下都會(huì)有危急。本文從儲(chǔ)罐發(fā)生爆炸后會(huì)造成的影響后果考慮，就怎樣設(shè)置儲(chǔ)罐相對(duì)比較平安進(jìn)行探討，對(duì)液化石油氣儲(chǔ)罐的平安管理和平安評(píng)價(jià)具有現(xiàn)實(shí)意義。1討論方法本文從能量釋放的角度動(dòng)身，以爆炸理論為基礎(chǔ)，利用相關(guān)模型估算爆炸沖擊波的波及范圍。液化石油氣儲(chǔ)罐屬于壓力容器，當(dāng)它發(fā)生爆炸時(shí)有兩種形式：一種是壓力容器爆炸，由于罐內(nèi)操作壓力過大或儲(chǔ)罐受腐蝕、老化，抗壓力量下降，導(dǎo)致壓力容器爆炸。二是蒸氣云爆炸，由于儲(chǔ)罐或各種附件裂開、磨損、密封不嚴(yán)而導(dǎo)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(huì)產(chǎn)生沖擊波。沖擊波的計(jì)算可采納TNT當(dāng)量法，即將爆炸的能量換算為TNT當(dāng)量，然后將等量的TNT炸藥爆炸的沖擊波即近似認(rèn)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(dāng)量計(jì)算的沖擊波要高于液化石油氣爆炸的實(shí)際產(chǎn)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(dāng)量（kg）；α——蒸氣云的當(dāng)量系數(shù)，通常取4％；Wf——蒸氣云爆炸中燃燒掉的總質(zhì)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(chǔ)罐設(shè)置在地上時(shí)，采納空氣中爆炸的沖擊波超壓計(jì)算公式：式中：ΔP——沖擊波超壓（kgf/cm2）；W——爆炸蒸氣云的TNT當(dāng)量（kg）；R——爆心到所討論點(diǎn)的距離（m）。液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)置在地下室或直埋地下時(shí)，當(dāng)液體泄漏一段時(shí)間，形成爆炸性混合氣體，不管是地下室還是儲(chǔ)罐都融為一體，假設(shè)成一個(gè)抱負(fù)爆炸源，在地下粘土中發(fā)生爆炸，其爆炸沖擊波的計(jì)算公式：式中，Δp、W、R意義同上。1.3超壓準(zhǔn)則超壓準(zhǔn)則認(rèn)為，爆炸波是否對(duì)目標(biāo)造成損害由爆炸波超壓唯一打算，只有當(dāng)爆炸波超壓大于或等于某一臨界值是地，才會(huì)對(duì)目標(biāo)造成肯定的損害。否則，爆炸波不會(huì)對(duì)目標(biāo)造成損害。討論表明，超壓準(zhǔn)則并不是對(duì)任何狀況都適用。相反，這級(jí)嚴(yán)格的適用范圍，即爆炸波正相持續(xù)時(shí)間必需滿意如下條件：ωt＞40，（ω為目標(biāo)響應(yīng)角頻率（s-1）,t為爆炸波持續(xù)時(shí)間（S））。依據(jù)超壓準(zhǔn)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(duì)人員的損害，采納表1所示的損害準(zhǔn)則。（2）爆炸沖擊波對(duì)建筑物的破壞，采納表2所示的破壞準(zhǔn)則。表1沖擊波對(duì)人的損害效應(yīng)

沖擊波超壓Δ（kgf/cm2）損害效應(yīng)＞1.0死亡（大部分人員會(huì)死亡）0.5～1.0重傷（損傷人的聽覺器官或產(chǎn)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(duì)建筑物的破壞效應(yīng)

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(yán)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