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液化石油气蒸汽爆炸危险性评析
液化石油气蒸汽爆炸危险性评析
摘要：液化石油气是易燃易爆的危险品，在其储运过程中屡有发生蒸汽爆炸事故，并常相继引发其他类型的爆炸，造成严重的后果。只是由于蒸汽爆炸常常伴随其他爆炸发生，故易被人们忽视。然而，其可能造成的危害很大，加强对其的研究和预防十分必要。本文分析了液化石油气蒸汽爆炸的类型，并对其灾害因素（冲击波、火球和抛射物）进行了探讨，总结了其火灾爆炸事故的预防措施与技术。
关键词：液化石油气平衡破坏型爆炸冲击波火球抛射物
前言：随着工业的发展及人民生活水平的提高，液化石油气（LPG）已是工业上不可或缺的能源，更与人们的日常生活息息相关。由于液化石油气本身具有易燃易爆的特性，在其生产、储运和使用过程中，如果操作处理不当、安全管理不良，极易引起火灾事故。尤其是在液化石油气的储罐区，储罐集中，储量大，一旦发生火灾，往往会造成灾难性事故。如1979年吉林市煤气公司液化石油气储站爆炸事故，造成死亡32人，伤残54人的群死群伤严重后果。烧坏站区及相邻的全部建筑，直接经济损失539万元，间接经济损失89万元。1984年墨西哥国家石油公司液化石油气储站爆炸事故，火球直径达360米，站内设施几乎全毁。爆炸及燃烧波及厂区周围1200米内的建筑，估计毁坏民房1400间以上，造成约650人死亡、6000人受伤、，财产损失高达2250万美元。因此对液化石油气的灾害因素进行危险性分析，总结出其火灾爆炸事故的预防措施与技术，有助于我们了解液化石油气的危险性，对化工消防工作有着重大的指导意义。
1．1组成及理化参数
液化石油气蒸汽的主要组成成分为丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等混合物。它们在常温常压下为气体，只要稍加一点压力就可以液化。其密度是随压力及温度改变而改变，比重则视其成分而变，—，常滞留于低洼处。表1列出了LPG主要成分的部分理化参数。
1．2火灾、爆炸危险性
液化石油气的闪点低（-60℃）,爆炸范围较宽，点火能量小。液态石油气泄漏到大气中易气化，1m3液态石油气可转变为250——300m3气态石油气，由于其相对密度较空气高，故易于在低洼处积聚，或沿地表扩散，遇火源即会发生燃烧、爆炸。液化石油气燃烧热值高（
×104kj/m3）,爆炸速度快，形成的热辐射和超压威力大，破坏性强，易造***员伤亡和设备损坏。液化石油气具有较高的膨胀系数，在密闭容器及管道内，温度升高会引起压力升高，从而发生超压物理性爆炸。
2．液化石油气蒸汽爆炸类型
我国目前广泛采用的是常温压力方式来储存液化石油气。如常见的球型储罐、卧式储罐以及汽车槽车上专用槽罐等均采用这种方式。在该储存方式下液化石油气极易发生平衡破坏型爆炸。
平衡破坏型爆炸是指带压容器液相与蒸汽相之间的平衡状态遭到破坏时，液相因立即成为过热状态而急剧沸腾发生的蒸汽爆炸。当容器受热时，内部液体温度上升，气相压力增加，液体温度与蒸汽压力间可维持平衡。如果容器气相部分壳体发生破裂，高压蒸汽就会通过裂缝喷出，容器内压急剧下降，使液相部分成为不稳定的过热状态。为再次保持平衡，液体的一部分热量会转变为蒸发热，使部分液体变为常压沸点的蒸汽，同时过热液体内部产生沸腾核，无数气泡增长，液体体积急剧膨胀，冲击器壁而出现液击现象。器壁在承受这种数倍于最初蒸汽压的冲击下，容器的裂缝便继续开裂扩大，或发生破坏性爆炸，容器内液体瞬间大量喷出，呈现爆炸现象。
显然这种液化石油气的蒸汽爆炸，归纳起来必须具备三个前提。一是储罐内液相部分要处于过热状态，且过热液体的量要大；二是储罐内液温与常压沸点之间的温差要大；三是储罐内液面上方气相空间处的金属罐壁产生较大的裂缝，致使内压急剧下降。
平衡破坏型爆炸可区分为常温液化石油气蒸汽爆炸和火焰加热型蒸汽爆炸。
2．1常温液化石油气蒸汽爆炸
储罐内液化石油气处于常温压力条件下储存时，在一定的温度压力条件下保持蒸汽压平衡，当罐体突然破裂时，则罐内压力立即降为常压，使液体暂时处于不稳定的过热状态，就会因急剧的相变而引起激烈的蒸汽爆炸。如果储罐内充装纯丙烷液化气体，在40℃的高温下，它的气相压力约为20公斤力/平方厘米，“气——液”两相间保持动态平衡。这时若因外力撞击、过量充装、内壁化学腐蚀或焊接和制作质量差等因素导致罐体突然破裂，则压力将迅速降到常压，使原来40℃的液温处于过热状态。处于过热状态的液体是不稳定的，为了再次恢复平衡，将过热量变作蒸发热，使大部分液体变为常压沸点的温度，即-℃。为此，在过热液体