注水法處理液化石油氣儲(chǔ)罐泄漏事故1引言液化石油氣在我國(guó)已廣泛使用，因液化石油氣貯罐泄漏而造成的事故曾多次發(fā)生，有的甚至引發(fā)了惡性爆炸事故，造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失和職員傷亡。因此分析液化石油氣貯罐泄漏特點(diǎn)并研究相應(yīng)的對(duì)策是非常有必要的。液化石油氣儲(chǔ)存系統(tǒng)中出現(xiàn)泄漏的部位不同，則泄漏物的狀態(tài)、泄漏速度以及泄漏點(diǎn)對(duì)罐區(qū)構(gòu)成的威脅各不相同，發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性大小也不一樣。因此，有必要對(duì)液化石油氣儲(chǔ)存系統(tǒng)中可能出現(xiàn)泄漏的不同情況及其危險(xiǎn)性特性進(jìn)行分析，并討論相應(yīng)的對(duì)策。2儲(chǔ)罐可能出現(xiàn)泄漏的不同部位及危險(xiǎn)性分析液化石油氣儲(chǔ)罐的接管有液相進(jìn)口、氣相進(jìn)口、液相出口、氣相出口、排污口、放散口以及人孔等。由于集中應(yīng)力的作用，各種接口、焊縫處較輕易出現(xiàn)泄漏;液化石油氣儲(chǔ)存系統(tǒng)中蒸氣壓高，液化石油氣對(duì)法蘭橡膠密封件的溶脹性強(qiáng)，因此法蘭處較輕易出現(xiàn)泄漏；液化氣中含有一定量的水分，長(zhǎng)期貯存時(shí)，水分會(huì)逐漸積累下沉，積聚在儲(chǔ)罐的下部。罐越大，時(shí)間越長(zhǎng)，積聚量越大。在罐底水層的作用下，罐底及罐底閥件的腐蝕比其它部位嚴(yán)重，輕易出現(xiàn)泄漏［1］。2.1管道或法蘭泄漏管道或法蘭出現(xiàn)泄漏點(diǎn)時(shí)，液化氣的泄漏速度較慢，泄漏或燃燒點(diǎn)離罐體遠(yuǎn)，危險(xiǎn)性較小。停止輸送氣體，慢慢封閉泄漏點(diǎn)相鄰部位的閥門，即可切斷泄漏源排除危險(xiǎn)。假如相鄰閥門不能關(guān)緊，為防止泄漏點(diǎn)四周形成爆炸性混合氣體而產(chǎn)生危險(xiǎn)，還可以暫時(shí)主動(dòng)點(diǎn)燃液化氣，讓其穩(wěn)定燃燒，等必要的搶險(xiǎn)措施都預(yù)備好后，再撲滅火焰。2.2罐體頂部或與頂部相連接的閥門、管道出現(xiàn)泄漏罐體頂部或與頂部相連接的閥門、管道出現(xiàn)泄漏時(shí)，泄漏物為氣相液化氣，泄漏量相對(duì)較??；搶險(xiǎn)職員直接接觸的是氣體，凍傷的可能性較低。2000年7月15日，一輛滿載9噸（準(zhǔn)載8噸）液化氣的槽車在途徑四川省綿陽(yáng)市寶成鐵路橋洞時(shí)，由于車身超高，與橋洞頂部發(fā)生碰撞，槽車被卡在橋下，槽車頂部發(fā)生泄漏，對(duì)鐵路線和旅客的安全構(gòu)成了很大威脅。經(jīng)消防官兵英勇奮戰(zhàn)，強(qiáng)行堵漏成功。據(jù)悉，參加搶險(xiǎn)的消防官兵當(dāng)時(shí)雖未著防凍服裝，卻沒(méi)有職員被凍傷。2.3罐體底部泄漏或緊鄰罐體的第一個(gè)閥門/法蘭泄漏無(wú)論是罐體底部泄漏或緊鄰罐體的第一個(gè)閥門/法蘭泄漏，泄漏出的都是液體，泄漏速度快，泄漏量大，泄漏點(diǎn)處于罐區(qū)之內(nèi)，危險(xiǎn)性比前面談到的兩種情況都大。1998年3月5日，陜西省西安市煤氣公司液化氣治理所內(nèi)一個(gè)400m3球罐的根部閥門損壞，導(dǎo)致罐內(nèi)液化氣大量泄漏，引發(fā)了罐區(qū)的連續(xù)爆炸，造成11人死亡（事故中有7名消防官兵犧牲），31人受傷。1979年12月18日，吉林市城建局煤氣公司一個(gè)400m3的液化氣罐的根部法蘭泄漏，引起罐區(qū)連續(xù)爆炸，事故中死亡32人，受傷54人。1997年9月14日，印度石油公司彼雅卡煉油廠一個(gè)容積為12000m3的液化氣罐的罐根管線接口泄漏，引發(fā)了四周三個(gè)同樣大小的液化氣儲(chǔ)罐和12個(gè)石油罐爆炸，造成25人死亡。罐體底部泄漏或緊鄰罐體的第一個(gè)閥門/法蘭泄漏事故所具有的危險(xiǎn)性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。搶險(xiǎn)救援的難度高以上列舉的液化氣貯罐特大火災(zāi)爆炸事故中，泄漏部位都是在貯罐底部(或是緊鄰罐底的第一個(gè)閥門和法蘭，或是罐根管線接口)，搶險(xiǎn)職員面臨非常大的困難，由于這種情況下不能使用封閉閥門的方法直接切斷泄漏源。當(dāng)搶險(xiǎn)職員強(qiáng)行堵漏時(shí)，由于罐體直徑大、罐下障礙和撳，液化氣泄漏壓力大、流速快，難以實(shí)施堵漏作業(yè)；假如搶險(xiǎn)職員皮膚直接接觸到液態(tài)液化氣，輕易被凍傷，而且液化氣還能造成職員中毒，堵漏作業(yè)往往被迫中斷。主動(dòng)控制事故的可能性小在儲(chǔ)罐底部出現(xiàn)液相液化石油氣泄漏時(shí)，不宜采用主動(dòng)點(diǎn)燃液化氣的方法。假如采用點(diǎn)燃法，形成的固定燃燒點(diǎn)離罐體很近，輻射熱人使罐體溫度上升，直接威脅罐體安全；而且一旦出現(xiàn)儲(chǔ)罐底部泄漏，就會(huì)形成相當(dāng)大的爆炸性氣體區(qū)域，主動(dòng)點(diǎn)火還有引起空間爆燃的可能。倒罐固然可以減少泄漏罐內(nèi)的貯量，但要以罐區(qū)其它儲(chǔ)罐有足夠的剩余容量為條件，而且在液相液化氣被抽空之前，罐內(nèi)壓力不會(huì)降低，泄漏速度不會(huì)減緩，堵漏的難度不會(huì)降低。隨著泄漏的繼續(xù)，爆炸性混合氣體的范圍逐漸擴(kuò)大，危險(xiǎn)性不斷增大。發(fā)生爆炸性火災(zāi)的可能性大由于氣相液化氣比同樣條件下的空氣重，不輕易擴(kuò)散，泄漏出的液相液化氣氣化后與空氣形成的爆炸性混合物很輕易達(dá)到爆炸濃度極限(2%?10%)，而液化氣的最小引燃能量只有0.18?0.38mJ，很小的點(diǎn)量就能夠?qū)⒁夯瘹獗ㄐ曰旌衔稂c(diǎn)燃。液化氣在泄漏時(shí)會(huì)產(chǎn)生高達(dá)數(shù)千伏的危險(xiǎn)電壓，從泄漏部位噴出的介質(zhì)和容器都帶有靜電，其放電火花足以引燃液化氣，即使搶險(xiǎn)時(shí)規(guī)定了禁火區(qū)，潛伏的靜電放電危險(xiǎn)也不能保證不發(fā)生爆炸。假如混合氣體發(fā)生爆炸，勢(shì)必引起罐區(qū)連續(xù)爆炸而使事故失往控制。由此可見(jiàn)，液化氣儲(chǔ)罐或緊臨儲(chǔ)罐的閥門、法蘭等部位出現(xiàn)泄漏時(shí)，不僅難以控制，而且發(fā)生爆炸火災(zāi)的可能性更大，必須要采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右钥刂啤?使用向罐內(nèi)注水的方法搶險(xiǎn)當(dāng)儲(chǔ)罐底部發(fā)生泄漏時(shí)，利用液相液化氣比水輕且與水不相溶的性質(zhì)(液相液化氣的比重是4°C時(shí)水的比重的0.5?0.6倍)，向儲(chǔ)罐內(nèi)注進(jìn)一定數(shù)目的水，以便在罐內(nèi)底部形成水墊層，使泄漏處外泄的是水而不是液化氣，從而切斷泄漏源，使火焰自動(dòng)熄滅，然后再采取堵漏措施。這種利用水重于液化氣的性質(zhì)向儲(chǔ)罐內(nèi)注水而切斷泄漏源或減少泄漏量的方法稱為注水法。注水后，由于從泄漏部位噴出的是水而不是液化氣，中毒、凍傷和燃燒爆炸的危險(xiǎn)性均大大降低。而且注水作業(yè)可以在闊別泄漏點(diǎn)的地方進(jìn)行，更可保證搶險(xiǎn)職員的安全。2001年2月26日，武漢市青山區(qū)115街的武漢市水泥廠液化氣管道發(fā)生泄漏，就使用了注水的方法搶險(xiǎn)并取得了成功。1998年3月5日西安液化氣站于16日30分左右出現(xiàn)泄漏，發(fā)生爆炸是在18時(shí)40分，其間有足夠長(zhǎng)的時(shí)間采取注水法抑制泄漏，但由于種種原因而坐失良機(jī)，以致終極導(dǎo)致慘劇的發(fā)生。使用注水法處理泄漏事故應(yīng)留意以下幾個(gè)題目：注水法適用的對(duì)象?泄漏物為不溶于水的有機(jī)物，且其密度小于水，泄漏部位是在儲(chǔ)罐的底部或下部；?泄漏物為不溶于水的有機(jī)物，且其密度大于水，泄漏部位是在儲(chǔ)罐頂部或上部。泄漏部位的位置必須確定泄漏部位是在儲(chǔ)罐的底部、下部或與下部相鄰的閥門或法蘭。否則，水墊層高度難以達(dá)到泄漏點(diǎn)高度，不能切斷泄漏源。液化氣的溫度通過(guò)查看溫度丈量?jī)x表，了解液化氣的溫度是否在50C以下，由于液化氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度為50C，注水作業(yè)應(yīng)在其設(shè)計(jì)溫度范圍以內(nèi)進(jìn)行。而且所注水的溫度應(yīng)低于液相液化氣的溫度，否則，注進(jìn)的水會(huì)對(duì)液化氣有加熱作用。注水量的控制所注水的體積加上液相液化氣的體積應(yīng)小于儲(chǔ)罐容積的90%，即：V1+V2V0.9V其中V1為注進(jìn)水的體積(m3)；V2為原有液化氣的液相體積(m3)；V為貯罐的容積(m3)?！妒突て髽I(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第5.3.8條明確規(guī)定：液化烴儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存系數(shù)不應(yīng)大于0.9。當(dāng)儲(chǔ)罐適量充裝時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)壓為液化氣的飽和蒸氣壓，溫度每上升10C，飽和蒸氣壓上升0.2MPa，能夠保證安全。液化氣的體積膨脹系數(shù)約為水的10?16倍，且隨溫度的升高而增大，溫度每升高10C，體積膨脹3?4%。假如超裝，氣體空間過(guò)小，隨著溫度的升高，液相液化氣很快就會(huì)布滿罐體，若溫度繼續(xù)升高，罐體因束縛液相膨脹而承受的壓強(qiáng)會(huì)迅速上升，溫度每上升1C，壓力就會(huì)上升2?3MPa，只要溫度上升3?5C，內(nèi)壓就會(huì)超過(guò)8MPa的耐壓極限并發(fā)生危險(xiǎn)[2]泵房、配電房處可燃?xì)獾臐舛缺梅?、配電房等處的可燃?xì)鉂舛葢?yīng)低于液化石油氣的爆炸極限，以保證注水操縱的順利進(jìn)行。4一點(diǎn)建議在液化氣儲(chǔ)存單位進(jìn)行防火檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)液化石油氣儲(chǔ)存系統(tǒng)沒(méi)有現(xiàn)成的管道可用于緊急情況下向罐內(nèi)注水，這對(duì)注水法的實(shí)施非常不利。2001年1月17日8時(shí)16分，江蘇省蘇州市羅馬磁磚有限公司一只儲(chǔ)量100m3的儲(chǔ)罐底部法蘭墊圈老化出現(xiàn)泄漏，直接威脅罐區(qū)另一個(gè)同樣容量?jī)?chǔ)罐的安全。消防官兵經(jīng)過(guò)一個(gè)小時(shí)的緊張戰(zhàn)斗，堵漏基本成功，但由于罐內(nèi)壓力很高，仍有少量泄漏。搶險(xiǎn)職員當(dāng)時(shí)就想到使用注水法制止泄漏，但由于沒(méi)有現(xiàn)成的管道和接口可用于注水，只好讓特勤中隊(duì)繼續(xù)堵漏，同時(shí)設(shè)水槍驅(qū)散氣