2、液化石油的燃燒爆炸危險性
在可燃性氣體中規(guī)定,爆炸下限大于10%且爆炸下限之差小于20%的氣體為可燃氣體,易燃氣體規(guī)定爆炸下限小于10%或爆炸上限之差大于20%的氣體。液化石油氣爆炸下限為2%,所以屬于易燃氣體,且燃燒熱值都比較大,以丙烷(C3H8)為例,氣相丙烷燃燒熱值為2220kJ/moL。液化氣體的特點是沸點低,如丙烷的沸點為-42.10C,極易氣化,因而突然泄漏時,造成的閃蒸(即瞬間的迅速氣化)是一般氣體,所設有的特殊現(xiàn)象。一般情況下,閃蒸量約為泄漏量的20%-30%。已蒸發(fā)氣體自然地向大氣擴散。這種閃蒸現(xiàn)象對于可燃物液化氣體來說特別危險,因為迅速蒸發(fā)使氣體來不及擴散而滯留在一定的空間范圍內(nèi)與空氣混合形成了爆炸性氣體,這就意味著已具備發(fā)生爆炸的先決條件。
通常比空氣輕的氣體在接近地面的大氣中垂直擴散大于水平擴散;而比空氣重的氣體在大氣中則容易沉降,因而主要是水平擴散,水平擴散的結(jié)果會使氣體在下風向沿地面大范圍的空間里分散,如果是毒性或可燃性氣體,那么后果是不堪設想的??扇夹砸夯瘹怏w的燃燒危險性遠比易燃液體大得多。汽油是大家比較熟悉的一種易燃液體,沸點在500C以上,閃點在-450C左右,易揮發(fā),爆炸性很強,揮發(fā)后有蒸汽與空氣混合,遇火即可引爆。而瓶裝可燃液化氣體的沸點低于常溫,已不能測定其閃點,并以此表來衡量其危險級別,可見其火災危險性比汽油大得多。幾種液化氣體的燃燒性能見表5
表5? 幾種液化氣體的燃燒性能
名稱 | 風速2m/s時火煽傳播速度 (m/s) | 燃燒進度 (mm/min) | 火煸表面 輻射溫度 MJ/(m2h) | 無風時距 火源 處的輻射熱 MJ/(cm2h) |
甲烷 | 2.2 | 10.4 | 14.78 | 0.31 |
乙烯 | 2.9 | 12.9 | 23.89 | 0.55 |
正丁烷 | 3.9 | 9.3 | 18.23 | 0.41 |
汽油 | 2.0 | 408 | 11.94 | 0.24 |
注:此燃燒速度是擠在2.65m3的敞口容器中,燃燒物體在單位時間內(nèi)燃燒的,其液面的下降量。
通過表5中試驗數(shù)據(jù)的比較,可以設想液化石油氣一旦釀成火災是何等的嚴重,人受到強烈的熱輻射后,會被燒傷或死亡;有機物受到熱輻射是,會形成火災,而且滅火以后極有可能發(fā)生二次爆炸,丙烷與空氣混合后最小點燃燒量為0.26(ml),空氣本身就是一種助燃的氧化劑,這一條件隨時隨地都存在??扇嘉锞褪强扇細怏w本身,如何防止可燃氣體燃燒和爆炸,關鍵問題是要控制好點火源和防止氣體泄漏。
3、液化石油氣(LPG)的充裝質(zhì)量。
按規(guī)定丙燒在600C時的液體飽和溶度為0.427kg/L;這就是液化石油氣的充裝系數(shù),按照GB5842-1996《液化石油氣》制造的也是常用的ysp-10、ysp-15、ysp-50三種液化石油氣瓶的容積分別為23.5L、35.5L、118L,這三種規(guī)格的液化石油氣氣瓶的最大允許允裝量分別為:
G10=0.427×23.5=10.345(kg)
G15=0.427×35.5=15.1585(kg)
G50=0.427×118=50.3660(kg)
液化石油氣鋼瓶充裝量應符合表6之規(guī)定
表6? 液化石油氣充裝量
鋼瓶型號 | 質(zhì)量充裝允許偏差點(kg) |
Ysp-2 | 1.9±0.1 |
Ysp-5 | 4.8±0.2 |
Ysp-10 | 9.5±0.3 |
Ysp-15 | 14.5±0.5 |
Ysp-50 | 49.0±1.0 |
由于液化石油氣(LPG)的臨界溫度遠遠高于環(huán)境溫度,所以在使用過程中開始終是氣液兩相共存的,立放時,上部為飽和氣相空間。鋼瓶內(nèi)能達到的最大壓力就是最高溫度時介質(zhì)的飽和蒸氣壓,而氣瓶下部則為飽和的液體,由于溫度的不同,其密度也不同,以YSP-15型瓶為例,其容積V為35.5L,充裝量為15kg。00C時,液態(tài)氣體所占氣瓶的體積顯示,丙烷00C時的飽和密度為0.528kg/L。
因為1L=0.528kg,所以1kg=1.894L數(shù)
1.894×15=28.4(L),(液相氣體所占體積)
28.4L/35.5L×100%=80%(液相氣體在瓶內(nèi)所占體積比)
當溫度上升至200C時,以上的方法得出液相氣體所占氣瓶的體積比為85%;當溫度上升到300C時,為87.4%;當溫度上升到500C時,為94.7%;而溫度上升到最高使用溫度600C時,則為98%以上,僅留不到2%氣相空間。
二、液化石油氣(LPG)供應廠站、設施與安全防護設施分析。
液化石油氣(LPG)充裝單位應具有與所充裝氣體種類、規(guī)格相適應的廠房、場地、安全設施、充裝設備與管道、化驗儀器、鑒測儀器的工量器具。
1、廠房建筑及場地
廠房建筑及場地必須符合下列條件:
(1)廠房建筑應符合GB50016《建筑設計防火規(guī)范》和有關標準要求。充裝易燃氣體應為一級耐火建筑;充裝其他氣體應不低于二級耐火建筑。各類建筑物的距離符合相應防火要求。
(2)易燃氣體充裝間必須按有關規(guī)范設置足夠的泄壓面積不,并應有與充氣間體積相適應的泄壓設施。
(3)氣體壓縮充裝和氣瓶貯存庫、槽車站等,必須具有符合安全技術要求的通風、遮陽、避雨雪、避雷電和防靜電的設施。
(4)易燃易爆氣體的壓縮充裝間和氣瓶貯存庫的地坪,必須用不發(fā)火的材料鋪設。
(5)各充裝臺與實瓶庫和空瓶庫之間,必須設置防爆墻,其原度不小于120mm,高度不低于2m,且應采用鋼筋混凝土或其他不燃的高強材料建成。
(6)站內(nèi)必須設置修理或更換氣瓶主要附件的專門修理間,但更換瓶閥應送氣瓶檢驗站,并要有運瓶通道和氣瓶裝卸平臺。
(7)站內(nèi)必須設置消防車通道,專和消防栓、滅火器材、消防水池、報警裝置以及在緊急情況下處理氣瓶用的消防設施。
2、安全設施
安全設施必須符合下列條件:
(1)測試、計量衡器及監(jiān)測報警等儀表,必須齊全完好,定期校驗,并有定檢鑒證。
(2)避雷裝置的接地電阻不得大于10Ω,管道、容器以及頻繁操作的閥門管段和防空管,必須設置靜電接地裝置,其接地電阻不得大于10Ω。
(3)充裝臺、容器、管道等承壓處,必須設置安全閥,并應定期校驗,如介質(zhì)為可燃或有毒氣體,則必須在安全閥進口處設置截止閥,以備緊急情況下使用。
(4)安全閥、放空閥的出口管,必須引至室外3m以上高處,對有毒或易燃易爆氣體,則必須引入回收裝置或處理裝置。
(5)根據(jù)氣體性質(zhì),按GB2894《安全標志》中的規(guī)定,在充裝間內(nèi)外設置安全標志。
3、設備與管道
設備與管道必須符合下列條件:
(1)氣體加壓、分離、貯存、計量等壓力容器的設計、制造、安裝、驗收、使用和管理,必須符合《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》(2009版)的規(guī)定。
(2)氣體輸送管道的設計安裝和試驗檢修,必須符合《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》及GB50235《工業(yè)管道工程施工及驗收規(guī)范》的規(guī)定。
(3)充裝設備、管道、閥門和連接件等,必須選用與介質(zhì)不發(fā)生化學反應、不會導致燃燒爆炸的材質(zhì)制成。用于輸送壓力等于大于3.0Mpa的可燃或助燃性氣體的管道,必須選用GB1529或GB1530蒸氣同管及不銹鋼管,其管道閥門的材質(zhì)應為不銹鋼鋼或銅基合金,嚴禁使用鑄鋼或鑄鐵閥門。
(4)輸送氣體的管道管徑,尤其是輸送可燃或助燃性氣體的管道管徑,必須按氣體最大流量和壓力計算選用。
4、電氣裝置
電器裝置必須符合下列條件:
(1)可燃氣體充裝單位的電氣裝置(含儀器、儀表)的設計,安裝驗收,必須符合GBJ58《爆炸和火災危險場所電力裝置設計規(guī)范》的有關規(guī)定。
(2)可燃氣體充裝單位的電氣裝置,必須采用相應的防爆型,其防爆等級不得低于Q-2級。
(3)最小點燃能量不大于0.10mJ的可燃氣體充裝單位的電話,電筒也應是防爆型的,并不準安裝非防爆的電風扇、電鐘、電鈴等電氣設施。
各液化石油氣(LPG)充裝站在安全技術條件上應分別遵循《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)定》(2009年版)和GB17264-1998《永久氣體氣瓶充裝站安全技術條件》;GB17265-1998《液化氣體氣瓶充裝站安全技術條件》;GB17267-1998《液化石油氣充裝站安全技術條件》等國家法規(guī)與技術標準。