一 引言
分析了液化石油氣燃氣汽車加氣站的火災(zāi)風(fēng)險，探討了了預(yù)防和控制火災(zāi)風(fēng)險的消防安全對策。
隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增加，汽車燃油尾排放對城市空氣污染的現(xiàn)象越來越嚴重。目前，國內(nèi)各大城市已開始使用液化化石油氣作為汽車的燃料，并在城市區(qū)域建設(shè)液化石油氣燃氣汽車加氣站。液化石油氣以其辛烷值高、抗爆性好、燃燒尾氣干凈、使用方便、運行成本低而成為城市環(huán)保型汽車代用燃料。然百，液化石油氣具有火災(zāi)爆炸危險性和危害性，故燃氣汽車加氣站的安全問題值得深入研究。
二 液化石油氣汽車加氣站的組成及流程
液化石油氣加氣站由儲罐區(qū)、加注區(qū)、營業(yè)用房組成、儲罐區(qū)內(nèi)為儲罐及卸料裝置；加注區(qū)有加氣島、加氣機及加注區(qū)天棚；營業(yè)用房包括營業(yè)室、儀表室、配電室、辦公室及生活管理用房。
液化石油氣一般由汽車槽車運入加氣站，經(jīng)卸車設(shè)備裝入儲罐。加氣時，液化石油氣在加氣機中經(jīng)過氣液分離、過濾、計量，再經(jīng)加氣槍充入燃氣汽車的液化石油氣鋼瓶中。由氣液分離器分離出來的少量液化石油氣氣體返回儲罐。液化石油氣埋地儲罐汽車加氣站輸送系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 液化石油氣埋地儲罐汽車加氣站輸送系統(tǒng)示意圖
三 液化石油氣汽車加氣站泄漏火災(zāi)風(fēng)險分析
1 容易發(fā)生燃燒爆炸
液化石油氣具有很強的揮發(fā)性，閃點低于-60°C，具有易燃物性，最小點火能量為0.2～0.3mJ，一旦遇到火源，極易發(fā)生燃燒爆炸事故。
當(dāng)液化石油氣發(fā)生泄漏時，1m3液化石油氣可轉(zhuǎn)變成250300 m3的氣態(tài)液化石油氣，液化石油氣的爆炸極限按2％～9％的近似值計算，則1 m3液態(tài)液化石油氣漏失在大氣中，將會變成3000～15000 m3爆炸性氣體。液化石油氣泄漏形成爆炸性氣體遇火發(fā)生化學(xué)性爆炸，其爆炸威力是樣梯炸藥當(dāng)量的4～10倍，爆速可達2000～3000m/s。由于液化石油氣熱值大，1 m3發(fā)熱量是煤氣的6倍，火焰溫度高達1800°C。因此，液化石油氣爆炸起火后，會迅速引燃爆炸區(qū)域的一切可燃物，形成大面積燃燒，造成重大破壞和人員傷亡。液化石油氣的化學(xué)爆炸比物理爆炸的破壞作用更大。
當(dāng)儲罐、設(shè)備或附件因泄漏著火后，其本身以及鄰近設(shè)備均會受到火焰烘烤；夏季的高溫也可使處設(shè)備內(nèi)液化石油氣處于受熱狀態(tài)。液態(tài)液化石油氣的膨脹較大，尤其是液態(tài)管道，其內(nèi)部的液化石油氣呈100％全充滿，當(dāng)受熱膨脹后壓力超過設(shè)備所能承受的強度時，致使破裂，內(nèi)部介質(zhì)在瞬間膨脹，并以高速釋放出內(nèi)在能量，引發(fā)物理性蒸氣爆炸。噴出的物料立即被火源點燃，出現(xiàn)火球，產(chǎn)生強烈的熱輻射。若沒有立即點燃，噴出的液化氣與空氣混合形成可燃性氣云，遇鄰近火源則發(fā)生二次化學(xué)性爆炸。
2 容易發(fā)生泄漏
液化石油氣因蒸氣壓高，又時普通橡膠密封件的溶脹性強，作業(yè)中膠管破裂、密封墊破損、接頭緊固栓松動等原因，使液化石油氣發(fā)生滴漏；對液位監(jiān)測錯誤或不及時，超量灌裝而導(dǎo)致泄漏；當(dāng)液化石油氣管道被拉脫或加氣車輛意外失控而撞毀加氣機時，會造成液公石油氣的大量泄漏，由于汽車槽車卸液過程中汽車誤操作拉斷卸液連接管道而引起的跑料、爆炸火災(zāi)惡性事故發(fā)生過多次。
3 泄漏氣體易積聚
氣態(tài)的液化石油氣氣體比空氣重，為空氣的1.5～2.0倍，泄漏后沿地面擴散，容易停滯集聚在地面的空隙、管道、下水道等低洼處，不易逸散掉，即使在平地上，也能沿地隨風(fēng)漂流而不易逸散到空氣中，遠處的明火也能將泄漏出來的液公石油氣點燃，增加了發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險性。
4 受熱膨脹系數(shù)大
液化石油氣液態(tài)時的熱膨脹系數(shù)遠大于氣態(tài)，體積膨脹系數(shù)是水的十幾倍，溫度越高，膨脹越大。在鄰近火的烘烤下或夏季高溫期間，液相的液化石油氣易受熱體積膨脹而使其飽和蒸氣壓增大，造成設(shè)備、管道破裂或安全閥動作，引起液化石油氣大量釋放至大氣中，是管道內(nèi)的液化石油氣，處于全充滿狀態(tài)，危險性更大。
5 事故具有隱蔽性
液化石油氣氣體無色無嗅，當(dāng)泄漏發(fā)生時不易被發(fā)覺，只有當(dāng)大量氣體急驟散發(fā)時，可以見到白霧或聽到噴射聲，遇明火發(fā)生燃燒爆炸時已經(jīng)擴散了相當(dāng)大一片面積，導(dǎo)致突發(fā)事故。
四 泄漏火災(zāi)風(fēng)險預(yù)防控制措施
1 加強設(shè)備質(zhì)量管理，杜絕泄漏現(xiàn)象
加強對加氣站設(shè)計、施工單位的資質(zhì)管理。在設(shè)計方面選擇專業(yè)技術(shù)強、設(shè)計級別高、信譽好的單位進行加氣站的設(shè)計工作。在施工方面同樣選擇具有三類容器施工資格且專門從事液化石油氣設(shè)備施工的單位進行。
儲罐、設(shè)備、管道在投用以前，必須嚴格按照壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程，進行強度和氣密性試驗。使用后，定期進行開罐檢驗，從根本上保證設(shè)備的安全運行，防止設(shè)備故障導(dǎo)致泄漏。
埋地儲罐、管道應(yīng)采用嚴格的防腐措施，防腐設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕控制工程設(shè)計規(guī)范》SY0007的有關(guān)規(guī)定，并應(yīng)采用最高級別防腐絕緣保護層，儲罐還應(yīng)做陰極防腐，采用電化學(xué)防腐措施后，引出管道的閥門后要安裝絕緣法蘭隔斷。
儲罐、管道埋設(shè)應(yīng)基礎(chǔ)堅實。儲罐應(yīng)用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，并應(yīng)限制基礎(chǔ)沉降，儲罐外圍的罐池內(nèi)應(yīng)回填中性經(jīng)沙，罐池還應(yīng)有較好防水滲透措施。管道的埋設(shè)深度應(yīng)在土壤冰凍線以下，一般不應(yīng)小于0.8m，以防止土壤冰凍對管線造成危害。埋設(shè)在車行道下面的管線，應(yīng)設(shè)置套管保護，防上擠壓變形而損壞。
2 合理設(shè)備布局和配置，降低泄漏風(fēng)險
減少液化石油氣加氣站的地面設(shè)備，有利于降低泄漏風(fēng)險，提高安全性。采取儲罐、管線埋地的形式設(shè)置，可減少暴露在地面上易燃易爆化工設(shè)施，杜絕氣站內(nèi)因車輛頻繁出入而碰撞液化石油氣設(shè)備，造成大量泄漏的意外情況發(fā)生，避免了夏季液化石油氣受熱后引起壓力升高造成泄漏，同時減小鄰近火災(zāi)的影響；埋地儲罐的閥件、管道等泄漏液化石油氣時，也容易南行有效的埋漏；埋地儲罐還能減少占地面積和減少加氣站與周圍建筑物分防火間距。烴泵由于動密封件的易磨損是較易泄漏的設(shè)備，采用將烴泵安置在儲罐內(nèi)的潛液泵和槽車（壓縮機）的形式，取代地面上的烴泵房設(shè)施，從而消除烴泵的泄漏點。
儲罐的進液管道和液相回流管道直接入儲罐內(nèi)的氣相空間，一旦管道發(fā)生泄漏事故，直接泄出的是氣體，其危害性比直接泄漏出液體要小得多。儲罐要設(shè)有液位、溫度、壓力測量儀表。液位測量應(yīng)設(shè)高低液位報警； 壓力測量應(yīng)設(shè)壓力上限報警，在一、二級站內(nèi)，儲罐液位和壓力的測量宜設(shè)遠傳二次儀表，防止超液位發(fā)生泄漏。
槽車卸液時軟管與槽車的連接應(yīng)采用快裝接頭，而且快裝接頭分開后的泄漏量不得大于200mL。停用狀態(tài)下軟管要有泄壓和也防曬降溫措施，特別是液相管道現(xiàn)場不適宜放空，防超壓措施十分重要。加氣槍上的加氣嘴應(yīng)與汽車受氣口配套，加氣嘴應(yīng)配置自密封閥，可使加氣操作既簡便又安全，其卸開連接后的液體泄漏量不應(yīng)大于5mL。
3 規(guī)范安全操作，減少泄漏量
制訂一套切實可行的安全管理辦法和各項操作規(guī)程。專人負責(zé)監(jiān)護整個卸液過程，檢查儲罐及槽車的溫度、壓力、液位在正常值內(nèi)，氣、液相軟管和閥門是完好后，方可接裝氣、液相軟管；進液一次儀表讀數(shù)大于80％時應(yīng)立即停止卸液泵工作；停泵后，應(yīng)先關(guān)閉槽車上的截止閥，然后由專人負責(zé)關(guān)閉氣、液相軟管上的截止閥，切斷電源，并將卸液軟管復(fù)位。
加氣員必須具備液化石油氣知識及消防知識，并應(yīng)持證上崗操作，加氣時要觀察流量及容器的標尺，加氣量最大不得超過容積的85％或規(guī)定的紅線。加氣槍在加氣過程中應(yīng)自動控制，不得強行手動操作灌氣，以有效防止設(shè)備損壞或誤操作而引起泄漏。
4 防止泄漏氣體聚集
加氣站站址要設(shè)置在工廠企業(yè)和居民小區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，盡量避開居民集中居住區(qū)，工廠機關(guān) 學(xué)校、繁華鬧市區(qū)以及重點文物保護地區(qū)。不要建在窩風(fēng)地帶，應(yīng)選擇有良好通風(fēng)的地段，以便泄漏出來液化石油氣能及進散去。
液化石油氣儲罐區(qū)及加注區(qū)建筑應(yīng)按甲類火災(zāi)危險設(shè)計，四周敞開，有利于通風(fēng)。加氣站面向進、出口道路的一側(cè)要根據(jù)加氣站周圍的環(huán)境設(shè)置非實體圍墻、鐵柵欄或敞開，以便于站內(nèi)低部位空氣流通順暢，防止低部位有液化石油氣聚集。
營業(yè)用戶室內(nèi)標高應(yīng)比加注區(qū)地平標高高0.2m，而加注區(qū)地平標高應(yīng)比周邊道路標高高出0.2m以上。加氣機應(yīng)固定在高出停車位地面的加氣島上。
在加氣站內(nèi)要嚴格控制低洼點，除必須設(shè)置的儲罐閥門、操作井、地下卸液口、消防水池、地下消火栓、消防水泵接口等設(shè)施外，加氣站內(nèi)嚴禁設(shè)置地下和半地下建、構(gòu)筑物裝置。
5 設(shè)置防泄漏安全裝置
加氣站應(yīng)設(shè)置緊急切斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)能在事故狀態(tài)下迅速關(guān)閉重要的液化石油氣管道閥門和切斷液化石油氣泵、壓縮機的電源，避免液化石油氣大量外泄。在儲罐的輸液金屬管道、加氣機的進液管道、加氣槍的輸液軟管等部位設(shè)置管道內(nèi)置的緊急切斷閥，在經(jīng)常有人操作的區(qū)域附近設(shè)置緊急切斷按鈕，為了避免控制系統(tǒng)誤動作，緊急切斷閥及泵和壓縮機電源，應(yīng)能由手動啟勸的遙控切斷系統(tǒng)操縱關(guān)閉，只能手動復(fù)位。緊急切斷閥宜為氣動閥。
儲罐的進液管、液相回流管和氣相回流管上應(yīng)設(shè)止回閥。出液管和卸車用的氣相平衡管上宜設(shè)過流閥。止回閥和過流閥有自關(guān)閉功能，可有效防止液化石油氣管道發(fā)生意外泄漏事故。止回閥和過流閥設(shè)在儲罐內(nèi)，增強了儲罐首級關(guān)閉的安全可靠性。儲罐內(nèi)未設(shè)置控制閥門的出液管道和排污管道，應(yīng)在罐的第一道法蘭處配備堵漏裝置。
在安裝潛液泵的筒體下部設(shè)置切斷閥和過流閥，當(dāng)罐外系統(tǒng)發(fā)生大量泄漏時，能自關(guān)閉管路，切斷閥應(yīng)能在罐頂操作。
加氣機的液相管道上宜設(shè)事故切斷閥或過流閥。當(dāng)加氣機被撞時，事故切斷閥應(yīng)能自行關(guān)閉。過流閥關(guān)閉流量宜為量大流量的1.6～1.8倍。事故切斷閥或過流閥與充裝泵連接的管道必須牢固，當(dāng)加氣機被撞時，該管道系統(tǒng)不得損壞。加氣機附近應(yīng)設(shè)防撞柱。
加氣軟管上應(yīng)設(shè)拉斷閥，其分離拉力宜為400～600N，防止加氣汽車在加氣時因意外啟動而拉斷加氣軟管或拉倒加氣機，拉斷閥在外力作用下分開后，兩端能自行密封，且由此引起的液體泄漏量不大于50mL。連接槽車的液相管道上也應(yīng)設(shè)拉斷閥，防止槽車卸車時意外啟動或溜車而拉斷管道，以及發(fā)生火災(zāi)事故時槽車能迅速離開。
6 及時發(fā)現(xiàn)泄漏
為了能及時檢測到液化石油氣非正常超量泄漏，以便工作人員盡快進行泄漏處理，應(yīng)在加氣站內(nèi)的儲罐區(qū)、卸車點、加氣機周圍等危險場所，特別是低洼的閥門操作井、地下卸液口等容易積聚液化石油氣氣體的地方，均應(yīng)設(shè)置可燃氣體濃度檢測和報警裝置，觀察儀表要設(shè)置在晝夜有人值班的安全場所，其報警值應(yīng)取LPG爆炸濃度下限的20％。加氣站正常巡查的工作人員，應(yīng)配備手提式防爆型可燃氣體濃度檢測報警器。檢漏報警裝置應(yīng)定期檢測保養(yǎng)，保證運轉(zhuǎn)正常。
7 妥善處置泄漏事故
