第三章管道燃?xì)獾娘L(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)
　　
　　一、液化石油氣及液化石油氣摻混空氣混合氣的特性
　　
　　(一)液化石油氣的性質(zhì)　　
　　液化石油氣(LiquefiedPetroleumGas，簡(jiǎn)稱LPG或液化氣)是我國(guó)城鎮(zhèn)燃?xì)獾闹饕獨(dú)庠粗?，目前許多城市還將液化石油氣與空氣混合配制成混合氣作為氣源。液化氣及其摻混氣是城市燃?xì)庵腥急ｋU(xiǎn)性較大的氣體，下面是液化石油氣的一些性質(zhì):
　　
　　(1)比空氣重，比水輕　　
　　液化石油氣的氣態(tài)相對(duì)密度為1.5-2,液態(tài)的液化石油氣與4℃水相比，相對(duì)密度為0.5-0.6。所以液化石油氣在儲(chǔ)配、運(yùn)輸及使用過(guò)程中，如發(fā)生泄漏，氣化的LPG就會(huì)往低洼處流動(dòng)并積聚，不易被風(fēng)吹散，或是沿地面漂流。
　　
　　(2)揮發(fā)性強(qiáng)　　
　　在常溫常壓下，液態(tài)LPG極易揮發(fā)，1升液態(tài)LPG經(jīng)揮發(fā)，可變成250升氣體。
　　
　　(3)著火溫度低　　
　　液化石油氣的著火溫度約為430-500'C，火柴焰、打火機(jī)火星、機(jī)械火星、汽車排氣管火星等均可點(diǎn)燃液化石油氣。
　　
　　(4)燃燒熱值高　　
　　在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1kg液化石油氣燃燒后，發(fā)出的熱量可達(dá)46.1-50.2MJ,約為焦?fàn)t煤氣的6倍之多，其溫度可達(dá)700-2000'C.
　　
　　(5)沸點(diǎn)低　　
　　丙烷的沸點(diǎn)為一42'C，丁烷的沸點(diǎn)為一10'C。因此，在容器中儲(chǔ)存的液化石油氣，只要溫度略有升高，就會(huì)引起飽和蒸汽壓的升高。
　　
　　(6)燃爆危險(xiǎn)性大　　
　　液化石油氣的爆炸極限是2^15%，而天然氣和煤氣分別為5%和4.5%,所以液化石油氣與遇明火極易燃燒和爆炸。
　　
　　(7)體積膨脹系數(shù)大　　
　　由于液化石油氣常以液態(tài)儲(chǔ)存，其危險(xiǎn)性一方面是因?yàn)樗哂休^大的體積膨脹系數(shù)。在15℃時(shí)，液化石油氣的體積膨脹系數(shù)約為0.003，為水的16倍。
　　
　　(二)液化氣摻混空氣混合氣(以下簡(jiǎn)稱空混氣)的特點(diǎn)
　　
　　(1)摻混過(guò)程是液化氣被強(qiáng)制氣化后和空氣以一定比例混合，一般為液化氣:空氣=40:60　　
　　(2)空混氣熱值為452MJ/Nm3，它和天然氣熱值相當(dāng)，是煤制氣熱值的3倍，因此爐具與用天然氣的爐具有互換性，管網(wǎng)也適用于天然氣的輸送。　　
　　(3)空混氣壓力為。.1MPa時(shí)，露點(diǎn)為一20'C，在環(huán)境溫度高于該溫度的地區(qū)均不會(huì)冷凝?！　?br /> 　　(4)空混氣爆炸極限為1.8%^'9.55%,混合氣中空氣占60%，比爆炸上限高出5倍，因此使用混合氣安全可靠?！　?br /> 　　(5)摻混過(guò)程為簡(jiǎn)單的機(jī)械混合過(guò)程，所以過(guò)程無(wú)三廢產(chǎn)生?！　?br /> 　　(6)目前摻混過(guò)程的關(guān)鍵設(shè)備及中央控制系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)尚無(wú)產(chǎn)品，各廠均從美國(guó)成套引進(jìn)。以國(guó)產(chǎn)液化氣制取混合氣為例，液化氣和混合氣的組成及物性見(jiàn)下圖：
　　
　　(三)液化石油氣泄漏事故的特點(diǎn)
　　
　　1.突發(fā)性強(qiáng)。在氣體泄漏事故發(fā)生之前，往往沒(méi)有任何征兆，特別是大型儲(chǔ)罐漏氣時(shí)更是如此，儲(chǔ)罐的容積越大，發(fā)生事故的損失也越大;
　　
　　2.擴(kuò)散迅速，極易形成很大的危險(xiǎn)區(qū)，液化石油氣比空氣重1.5-2.0倍，氣體的體積是液體的250-350倍，泄漏出來(lái)的氣體會(huì)隨風(fēng)漂移，無(wú)風(fēng)時(shí)會(huì)積聚在低洼處，在很短的時(shí)間內(nèi)就能造成數(shù)千甚至數(shù)萬(wàn)平方米的爆炸氣體危險(xiǎn)區(qū);
　　
　　3。極易發(fā)生災(zāi)難性的爆炸、火災(zāi)事故和造成巨大損失.如1升液化氣，與空氣混合濃度達(dá)到2%時(shí)，形成12.5m'的爆炸性氣體。其爆炸速度為2000-3000m/s,火焰溫度達(dá)20000C，閃點(diǎn)在?！嬉韵?，最小引燃能量在02-0.3mJ。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1m3的氣體完全燃燒后發(fā)熱高達(dá)1.05x103kJ相當(dāng)于24kgTNT炸藥爆炸的能量，由以上數(shù)據(jù)可想而知液化石油氣的爆炸威力。
　　
　　4液化油氣儲(chǔ)罐被大火燒烤后，容器會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈爆炸，殼體和碎片飛行距離遠(yuǎn)，會(huì)擊毀和震壞附近的設(shè)施及建筑物，能產(chǎn)生二次災(zāi)害，造成群死群傷。
　　
　　第四章燃?xì)馐鹿曙L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型研究
　　
　　從以往發(fā)生的燃?xì)馐鹿蕘?lái)看，特別是燃?xì)饣馂?zāi)、爆炸事故，絕大多數(shù)是由于燃?xì)庑孤┮鸬?。因此，以燃?xì)庑孤┦鹿蕿槠瘘c(diǎn)，進(jìn)行對(duì)火災(zāi)爆炸事故進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，是減少事故損失及人員傷亡的一項(xiàng)重要措施。
　　
　　一、燃?xì)馐鹿曙L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型
　　
　　針對(duì)液化石油氣摻混空氣，下面以空混氣為例闡述燃?xì)饣馂?zāi)爆炸事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。
　　
　　(一)泄漏源強(qiáng)度
　　
　　空混氣從管道及閥門(mén)中泄漏出來(lái)，假設(shè)其為理想氣體(在壓力較高時(shí)是合理的)，可以采用以下模型進(jìn)行計(jì)算:　　
　　第一步先判斷氣流是處于臨界狀態(tài)還是次臨界狀態(tài):　　
　　第二步是根據(jù)Crane公式計(jì)算泄漏源強(qiáng)度:　　
　　燃?xì)獾姆肿恿浚琑是通用氣體常數(shù)，;是熱容比，T8是氣體溫度。評(píng)價(jià)者應(yīng)考慮泄漏的時(shí)間長(zhǎng)短是否足以顯著地影響到壓力的變化。如果周期短，那么在后果計(jì)算中采用最初的泄漏強(qiáng)度是合適的;否則，在整個(gè)周期中應(yīng)選擇等效泄漏強(qiáng)度。