??? (3)易燃性石油氣屬于易燃性氣體,與液體石油相比其燃燒特點是:閃點極低,液化丙烷的閃點為-104℃,而汽油的最低閃點為-58℃;可燃范圍較寬,其下限與爆炸下限相當,上限略高于爆炸上限,火焰溫度在2000℃以上,比液體石油火焰溫度高出約1倍。引燃時所需的點燃能量極小,約10-1mJ,打個比喻,一根大頭針從1m高處落到水泥地上所產(chǎn)生的能量即可把處于可燃范圍內(nèi)的石油氣引燃。基于上述特點,泄漏到大氣中的石油氣極易被點燃,而且在燃燒的同時很可能相伴發(fā)生爆炸,從而產(chǎn)生強大的破壞力。密閉在管道或儲存容器中的石油氣雖因濃度超過燃燒上限而具有不可燃性,可是,一旦火源伴隨著新鮮空氣進入上述密閉環(huán)境,產(chǎn)生“回火”,則燃爆將同時發(fā)生,使管道或容器遭到破壞,從而造成一場巨大的災(zāi)害。再者,石油氣著火后的熱輻射強度是與火焰溫度的四次方成正比的,一座石油氣儲罐著火之后,如果不及時對相鄰儲罐采取冷卻措施,那么在十幾分鐘之內(nèi)相鄰儲罐就可能爆炸起火,造成火燒連營式的重大事故。
??? (4)油氣聚積性石油氣的主要成分中除了甲烷之外,其余均重于空氣。因此,泄漏出來的石油氣,尤其是丙烷或丁烷氣,經(jīng)常是聚而不散,形成氣云,并隨著氣流四處飄散,最后下沉聚積于洼地或管溝之中,在達到一定濃度之后遇到明火即會引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。對此,在陰沉而無風的天氣時尤應(yīng)注意。
??? (5)靜電荷積蓄性LNG及LPG都是經(jīng)過加工處理的潔凈石油產(chǎn)品,具有較低的電導率,一般在10-10~10-12S/m之間。在輸送與裝卸過程中,流動、噴射、過濾、沖擊等可能積蓄大量的靜電荷,當兩個帶電體之間的電位差達到一定數(shù)值,同時又產(chǎn)生了適當?shù)姆烹姉l件,周圍也存在著處于爆炸范圍內(nèi)的混合氣體時,就會引發(fā)靜電爆炸事故。這類事故主要發(fā)生于裝卸過程或清洗儲罐時。
??? (6)節(jié)流效應(yīng)高壓石油氣通過細小的孔隙向外排放時,壓力突然降低,體積迅速膨脹,產(chǎn)生了制冷作用,使周圍空氣中的水蒸氣或石油氣中含的水與排出的石油氣形成水合物,并以冰霜的形態(tài)凝結(jié)在孔隙處。這種現(xiàn)象稱為“節(jié)流效應(yīng)”,其結(jié)果是已開啟的閥門將無法關(guān)閉或部分管道因凍結(jié)而堵塞。這個極易被人忽視的危險特性卻時常會引發(fā)重大事故。
??? (7)熱膨脹性與熱外溢液態(tài)的石油氣具有較大的熱膨脹系數(shù),以液態(tài)丙烷為例,假設(shè)在-40℃時的體積為1,但在溫度上升至0℃時其體積則膨脹至1.094,體積增大了9.4%;溫升至40℃時其體積將膨脹至1.236,體積增大了23.6%。對于一個裝滿液化石油氣的密閉容器來講,它是難以承受這種由液體熱膨脹而產(chǎn)生的壓力的。因此,為了避免發(fā)生容器脹裂事故,一般規(guī)范均規(guī)定:固定儲存容器的允許裝載量應(yīng)不大于其容積的90%,移動容器則不大于其容積的85%,但遺憾的是,盡管對容器的裝滿度規(guī)定的如此明確,由此而引發(fā)的重大事故仍時有發(fā)生。在液化石油氣裝入儲存容器之后還可能產(chǎn)生一種稱作“熱外溢”的現(xiàn)象,并由此而引發(fā)事故。對此,在下面的事故案例中將給予介紹與解釋。
??? (8)石油氣中毒在烴類化合物中烷烴對人體健康的不良影響是最小的。盡管如此,即使在有足夠氧氣存在的情況下吸入石油氣也會對人的中樞神經(jīng)產(chǎn)生緩慢的麻醉作用,輕者使人有疲乏的感覺,中度時會產(chǎn)生“醉酒”現(xiàn)象,嚴重者則會導致停止呼吸和心臟跳動,搶救不及時將會造成死亡。而更多的“油氣中毒事故”是在吸入石油氣的同時伴隨著缺氧,一般來說,在新鮮空氣中烴類氣體是可以從人體中被置換出來的,只要搶救及時、方法正確就不會造成嚴重后果,也不會留下后遺癥。但石油氣中含有硫化物時后果就嚴重得多了,對此要給予特別注意。石油氣中毒事故常發(fā)生于維修或清掃儲存容器時。
??? 按照《安全學》的理論,石油氣的危險特性屬于“物的不安全狀態(tài)”,是生產(chǎn)過程中的事故隱患,也是事故的根本原因。
??? 二、事故典型案例與原因分析
??? 1、石油氣儲存過程中的事故
??? (1)首例低溫儲罐爆炸事故1944年美國克利夫蘭市的一座容積為2×104m3的鋼制雙壁低溫液化氣儲罐突然破裂,大量液化氣外泄并到處流散,流入城市下水管溝之后被引爆并發(fā)生大火。其后果是133人死亡,300多人受傷,直接損失達800×104美元以上。原因是鋼材的強度和沖擊韌性達不到要求,同時在結(jié)構(gòu)計算方面也不夠精確,屬于選材不當與計算不準的設(shè)計錯誤。這次事故使人們對液化氣低溫儲存產(chǎn)生了懼怕心理,從而使這項新技術(shù)被迫停頓下來。直到20年后,由于9%鎳鋼的出現(xiàn)及焊接與檢驗技術(shù)的進步,才使雙壁低溫儲罐得以迅速發(fā)展。
??? (2)液化氣儲罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故1966年法國的一個煉油廠的液化氣罐區(qū),在工人從球罐上取過氣樣之后,通至球罐底部取樣管上的單向閥因被冰堵而不能自動關(guān)閉,致使大量液化氣從取樣管噴出形成氣云。當氣云飄移至數(shù)百米以外時被火源引燃,發(fā)生四處蔓延的大火。盡管消防人員盡力用水冷卻整個罐區(qū),但仍未能防止連續(xù)發(fā)生的球罐爆炸事故,造成了16人死亡、60人嚴重燒傷的重大傷亡事故。這是一起典型的由高壓氣體的節(jié)流效應(yīng)引起的事故,其嚴重后果是強烈的熱輻射造成的。
??? 2、石油氣輸送過程中的事故
??? (1)震爆事故美國某港口的一條工作壓力為6.5MPa的液化丙烷管道在生產(chǎn)過程中突然破裂,大量的液化丙烷先從裂口處噴向地面,然后折轉(zhuǎn)向上形成蒸氣云升到離地面高約20m的空中,約20min便擴散至離出事地點約300m處的建筑物群,遇火源后起火爆炸并產(chǎn)生強大的沖擊波。緊接著,震爆前沿的火球便沿著水平方向以極快的速度向外擴散,在震聲隆隆中形成一片火海和磚瓦飛揚的驚人場景。結(jié)果是半徑8km以內(nèi)的建筑物全部被毀。這是一起典型的震爆事故,其嚴重后果是由外泄的700t以上液化丙烷燃爆造成的。
??? (2)液化氣罐車爆炸事故1978年7月11日14時30分左右,一列掛有一節(jié)容積為43m3的液化丙烯罐車的火車在西班牙巴塞羅納市附近沿海岸行駛時爆裂,造成150余人死亡、120余人受傷、約100輛汽車被燒毀、14棟建筑物燒毀倒塌的重大事故。事故原因是,罐車內(nèi)液化氣裝得過滿,充滿度接近100%,而且是上午氣溫較低時裝的。一路之上經(jīng)過烈日暴曬使罐內(nèi)的液化丙烯因升溫而膨脹,致使罐內(nèi)的液體靜壓力超過容器的設(shè)計壓力而出現(xiàn)裂紋。罐車內(nèi)的液化丙烯從裂紋處大量外泄,蒸發(fā)后向空中擴散,被海邊野炊的明火引燃,并因“回火”而造成容器爆炸。爆炸后容器沿周向焊縫斷裂為兩段,分別沿縱向往前后偏左的方向拋出約100m,其中前段與建筑物相撞,事故波及范圍長200m以上,寬約30~80m。