??? 根據式(3)、(4)計算不同泄漏持續時間的天然氣泄漏量,見表1。
表1 天然氣泄漏量
泄漏持續時間/min | 5 | 10 | 30 |
m/kg | 0.82 | 1.64 | 4.91 |
泄漏持續時間/h | 1 | 6 | 12 |
m/kg | 9.81 | 58.86 | 117.71 |
2.3 天然氣蒸氣云爆炸傷害評估
?根據荷蘭應用科學研究院(Netherlands Organization for Applied Science Research)建議,蒸氣云爆炸的沖擊波損傷半徑可按下式預測[9]:
?

式中R——損傷半徑,m
??? Ca——經驗常數,m·kJ-1/3,取值見表2
??? N——效率因子,一般取10%
??? E——爆炸能量,kJ
??? Qh——天然氣的高熱值,kJ/kg,取55683kJ/kg
表2 Cs取值
?
損傷等級 | Cs | 設備損壞情況 | 人員傷亡情況 |
一級損傷 | 0.03 | 重創建筑物內的加工設備 | 一級損傷區域內人員中1%死于肺部傷害,50%耳膜破壞,50%被碎片擊傷 |
二級損傷 | 0.06 | 破壞建筑物外表,可修復性破壞 | 二級損傷區域內人員中1%耳膜破壞,%被碎片擊傷 |
三級損傷 | 0.15 | 玻璃破碎 | 三級損傷區域內人員被碎玻璃擊傷 |
四級損傷 | 0.40 | 10%玻璃破碎 | — |
?
???聯合式(3)~(6),計算出不同泄漏持續時間下的損傷半徑,見表3。
表3 損傷半徑
?
泄漏持續時間/min | 5 | 10 | 30 |
損傷半徑/m | 一級損傷 | 0.49 | 0.62 | 0.91 |
二級損傷 | 0.99 | 1.25 | 1.81 |
三級損傷 | 2.49 | 3.13 | 4.52 |
四級損傷 | 6.62 | 8.35 | 12.05 |
泄漏持續時間/h | 1 | 6 | 12 |
損傷半徑/m | 一級損傷 | 1.14 | 2.07 | 2.61 |
二級損傷 | 2.28 | 4.14 | 5.21 |
三級損傷 | 5.69 | 10.34 | 13.03 |
四級損傷 | 15.18 | 27.58 | 34.75 |
?
??? 由此可見,泄漏后遇明火點燃的天然氣爆炸事故的危害程度及影響范圍均與泄漏時間有關,泄漏時間越長,泄漏量越大,損傷半徑越大。
3 防止燃氣泄漏火災、爆炸事故的措施
???燃氣泄漏導致爆炸的危害重大,為了避免燃氣災害事故的發生,在工程的每一個階段均要制定一系列安全措施,并嚴格執行,確保安全運營。
???① 設計方面
???天然氣調壓站設計時需充分考慮運行的安全可靠性,嚴格遵循相關規范及規定,采用國內外成熟先進的技術和設備。
??? 設置事故監測和應急裝置,以避免事故的發生或將事故造成的危害及損失降到最低程度。
??? 調壓區內的電氣設備必須選用防爆型,并要保證系統連接完成后,整體防爆性能滿足要求。
???② 施工方面
???施工企業在進行施工組織設計時,應制定完善的安全技術措施。施工安全技術措施內容必須符合現行安全生產法律、法規和安全技術規范標準。要加強施工現場的安全管理,配備專職安全管理人員。
???③ 安全管理方面
???天然氣調壓站應按照《壓力管道安全管理與監察規定》(勞動部[1996]140號)進行管理;建立特種設備技術檔案,內容包括設備的設計文件、制造單位、產品質量合格證、使用維護說明等文件;應對設備和管道進行日常維護與保養,并有檢測和維修記錄。
4 結論
??? ① 泄漏是引起火災、爆炸的主要因素,設計不合理、施工和管理階段的不合理操作均會引起燃氣泄漏的發生。
??? ② 蒸氣云模型分析結果表明,1mm2的泄漏面積,即使泄漏持續5min,四級損傷半徑會達到6.62m。火災、爆炸是調壓區應重點防范的事故。
??? ③ 為了防止天然氣泄漏發生火災、爆炸事故,在工程的設計、施工及運行管理階段都要制定安全措施并嚴格執行。
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