LPG储罐泄漏应急处理的安全防护间距研究-辽宁化工2022年06期

摘      要： 为了研究LPG储罐泄漏危害范围的变化规律，以一典型LPG压力储罐为例，针对LPG泄漏事故后果类型，结合危害范围的模拟方法，借助ALOHA软件，对LPG储罐泄漏事故及泄漏可能导致的火灾爆炸事故的危害范围进行了模拟，确定了LPG储罐泄漏扩散危害范围，从而确定应急救援时的安全间距。研究结果为现场指挥员制定决策提供量化依据，为现场应急救援队提供决策依据，同时也可为应急预案的制定提供科学依据。

关  键  词：液化石油气;事件树;安全间距;后果模拟

中图分类号：TE88     文献标识码： A     文章编号： 1004-0935（2022）06-0851-03

液化石油气（LPG）储罐发生泄漏后，气化后的LPG会沿着地面随风扩散，遇点火源会发生回燃，由于救援措施不当极易造成人员伤亡，国内外典型的LPG事故统计如表1所示。

为提高LPG储运以及应急救援的安全性，国内外对LPG泄漏事故以及其影响范围进行了一些研究。SCHNECIDER^[1]对LPG火焰所产生的热通量的影响因素作了详细分析，结合实验提出对于不同类型及不同规模应采用不同的计算及参考数;DHURANDHER^[2]对装有LPG的压力容器失效导致的BLEVE，提出了热辐射危害影响评价的半经验公式。SALAMONOWICZ^[3]介绍了液化石油气的BLEVE爆炸的理论，描述了导致爆炸的机制及其物理结果。李向欣^[4]等借助ALOHA软件，对常温压力储存和低温常压储存条件下LPG储罐泄漏场景进行模拟分析。张燕良^[5]等通过模拟LPG储罐泄漏后的不同事故场景，对LPG泄漏从点火源控制和人员安全管理方面提出防范措施。

本文通过某LPG球罐的泄漏导致的火灾爆炸事故后果进行了模拟分析，研究了不同事故场景下的事故影响范围，对于确定应急救援的安全防护距离以及对应急救援预案制定等具有重要的意义。

1  LPG储罐泄漏事故风险辨识

LPG储罐是压力容器，LPG泄漏导致的后果和影响范围与泄漏模式、扩散条件和点燃方式等有关。用事件树对LPG储罐泄漏的事故场景分析如图1 所示^[6]。

2  LPG储罐泄漏事故风险分析

2.1  参数模拟

某LPG罐区发生泄漏事故参数如表2所示。由于罐体发生结构破裂，致使LPG连续泄漏，泄漏孔径考虑了小孔、中孔和大孔等情况。

从LPG储罐泄漏的事故场景分析可知，LPG泄漏的事故后果主要有4个：池火、闪火、喷射火、和BLEVE。本文以ALOHA软件对LPG储罐泄漏后的3种情况（扩散场景、喷射火场景和蒸气云爆炸场景）进行模拟分析，罐区环境参数如表3所示。

2.2  ALOHA事故后果模拟

根据事件树分析的LPG泄漏的模式，对扩散、喷射火和蒸气云爆炸3种事故场景进行模拟分析。泄漏场景主要分析LPG扩散的范围及毒害区域。喷射火场景主要分析泄漏后LPG储罐发生喷射火燃烧造成的热辐射区域。蒸气云爆炸场景主要是模拟分析泄漏后发生爆炸的爆炸冲击波区域图。图2是ALOHA模拟的大孔泄漏扩散的区域图。图3是大孔泄漏的喷射火燃烧热辐射区域图。图4是蒸气云爆炸的冲击波区域图。其他孔径的影响区域图形类似，仅在表4中列出了影响范围数据。

通过ALOHA分析的结果得到3种事故场景的影响范围，如表4所示。结合实际的场景和人员疏散需要的时间，以泄漏6 min进行分析。

3  安全间距

基于喷射火、蒸气云爆炸的模拟研究，对LPG罐区内喷射火和蒸气云爆炸的事故场景进行安全间距研究，结合《化工企业定量风险评价导则》（AQ/T3046—2013）^[6]对暴露于LPG火灾热辐射危害下人员安全间距标准的研究，确定合理的应急救援的安全间距。

扩散事故场景下，由表4可知，质量浓度为    5 000、17 000、33 000 mg·m^-3对应的大孔泄漏的最大安全间距分别为762、435、307 m。小孔泄漏的最大浓小于33 000 mg·m^-3。

喷射火事故场景下，由表4可知，热辐射强度为4、12.5、37.5 kW·m^-2对应的大孔泄漏的最大安全间距分别为216、138、97 m。

蒸气云爆炸事故场景下，由表4可知，冲击波超压分为6.89、24 kPa对应最大安全间距分别为555、312 m。

根研究消防队员穿着灭火防化服最高可承受的热辐射通量为 17.8 kW·m^-2，因此根据热辐射破坏准则，将12.5 kW·m^-2作为消防救援临界安全距   离^[8]。根据本文喷射火和蒸气云爆炸状况下危险区域研究计算结果，确定消防应急救援人员的最佳安全距离为87 m和312 m。

应急救援人员应根据掌握的事故资料并结合液化气站内风向、风速、地形地貌以及周围环境等因地施策，立即做好警戒，在距离泄漏中心800 m范围内全面戒严，听从有关部门统一指挥，疏散危险区域内的人员，采取措施消除罐区内所有火种。

4  结 论

本文用事件树和ALOHA进行模拟分析与计算，得到了LPG泄漏产生的危害种类、后果。影响范围由泄漏模式、扩散条件和点燃方式等决定。喷射火是最为常见泄漏模式，泄漏孔径越大，危害越大。扩散模型的影响范围比其他模型的都大。蒸气云爆炸模型的致死距离比其他模型更远，伤害更大。

根据LPG储罐泄漏的模拟数据，得到LPG储罐泄漏后的安全间距，为LPG罐区安全管理人员提供可根据的计算数据、模拟结果，更有效、有针对性地对罐区进行安全管理工作，降低管区整体危  险性。

参考文献：

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[2]DHURANDHER B K，KUMAR R，DHIMAN A.Impact assessment of thermal radiation hazard from lpg fireball[J]. Procedia Earth and Planetary Science，2015，11：499-506.

[3]SALAMonOWICZ Z， MAJDER-ŁOPATKA M.Emergency scenarios during accidents involving LPG. BLEVE explosion mechanism[J]. Safety&Fire Technique，2013，30（2）：31-39.

[4]李向欣，张浩.不同储存条件下LPG储罐泄漏事故危害范围的对比分析[J].安全，2019，40（3）：30-34.

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Research on the Safety Distance in Emergency Treatment for LPG Storage Tank Leakage

ZHU Jia-xin， TIAN Hong， JIA Sheng-kong， WANG Cheng-long

（School of Safety Engineering， Shenyang Aerospace University， Shenyang Liaoning 110136， China）

Abstract：  In order to study the hazardous range and degree of the impact for LPG storage tank leakage， a LPG storage tank was taken as an example， according to the types of LPG leakage accident， combined with the simulation method of hazardous range， with the help of ALOHA software， the hazardous range of LPG storage tank leakage accident and fire and explosion accident caused by leakage was simulated， and the hazardous range of LPG storage tank leakage diffusion was determined， so the safety distance of emergency rescue was determined. The research results can be used to assess the risk in emergency plans.

Key words：  LPG; Event tree; Safety distance; Consequence simulation