1概述
八十年代，随着我国石油化互迅速发展，城市已广泛使用液化气,数量也不断增加，现年用液化气达300余万吨，为“七五”计划末期的四倍，随着液化气需求的激增，来源一方面由国内主要大型炼油厂提供，另一方面也来自于不断递增的进口量，并形成了液化气来源多渠道化的形势。沿海福建、广东、海南、上海、浙江、江苏等省、市已新建液化气码头及储运基地二十多个。液化气装运规模日益扩大，技术装备水平已接近发达国家。
但是，我国在发展液化气中，存在分散经营、规模较小、设备利用率低等问题，这些问题将造成重大危险源数量增大、消防安全性降低和消防负荷提升等次生问题，本文通过对城市液化气码头进行危险、有害因素分析，并就某液化石油气码头的情况进行消防安全事故模拟，从而提出对液化石油气码头存在问题的解决方案。
2主要危险因素和有害因素分析
液化石油气码头主要涉及产品有液化石油气等。因此码头站在生产过程中存在的主要危险和有害因素是火灾、爆炸、中毒、气体泄露等危害。
2.1 生产过程燃爆危害因素分析
⑴、船储存的物料如液化石油气等都具有易燃易爆危险特性，如在码头装卸时管道、阀门、容器等处密封不良，造成物料泄漏出来与空气形成爆炸性混合物，遇明火和高热、静电火花可发生火灾和爆炸，会引起灾难性后果。
⑵、船在进出、停靠码头时，如遇大风、洪水、大雾等不良自然条件，操作人员未及时妥善处理或操作不当，有可能会发生翻船、碰撞、触礁等事故，造成船体破裂、物料泄漏，如果处理不及时将造成环境污染、火灾和爆炸等事故，引起严重后果。
⑶、气船、趸船、管线扫舱、扫线、检修时，如未按检修活动或作业操作规程作业，动火前未将管线内残存物料吹扫干净，未按规范设置盲板，未进行气体分析，检修作业时可引燃着火，引发火灾和爆炸事故。
⑷、码头卸气设施、储罐区、泵棚等装置在生产过程中，如控制系统发生故障，可引发气体泄漏事故;如防雷防静电设施出现故障，导致静电积聚产生静电火花、造成雷击引发火灾和爆炸事故，造成重大危害。
2.2物料泄漏事故危害分析
生产过程中发生泄漏事故大部分是安全管理的原因，一般是由于作业者脱离岗位，擅离职守，在装卸作业时，接头或连接法兰未紧固好、或垫片老化损坏，在油泵输出时发生泄漏，输气管线连接不牢，维修作业与操作控制室之间缺乏严格的联系制度等操作人员违反安全操作规程或操作失误而导致发生的;另一个原因在于管道的制造、安装、使用、维护保养及检修等违反有关规定，错开阀门或管线出口堵塞，阀门突然动作或泵突然停止，输气管路上没有卸压保护设施，热胀冷缩等设备的缺陷。发生泄漏事故的地点一般在装卸码头、输气管线上。
2.3压力管道破坏事故危害分析
由于压力计量仪器失灵、受热膨胀等，导致管道内压力上升，超过设计压力时，管道由于过度塑性变形而发生破裂，造成大量的带压气体迅速扩散，形成爆炸性混合气体，遇到明火燃烧爆炸，产生非常危险的后果。
2.4中毒危害分析
根据液化石油气码头的工艺流程及总平面布置,生产操作过程中存在气体危害的作业场所包括码头作业区、装卸料口等,具体见表2-1。
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序号 |
作业场所 |
作业性质及危害原因 |
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1 |
储罐区的罐顶检尺口 |
计量工对罐内液位进行检尺计量时，有毒有害气体对作业人员构成毒害 |
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2 |
码头装卸料口 |
操作人员在装卸作业时，气体从卸料口排(逸)出，构成危害 |
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3 |
检修作业 |
操作人员在对储罐、物料管道进行检修作业时，气体排(逸)出，构成危害 |
表2-1气体危害作业场所概况
3火灾事故模拟
3.1重大事故概率分析
液化石油气码头以3000 m3气船为例，列出相关事故概率作为液相原料事故概率分析的参考。
3.2 重大事故模拟预测
采用火球和爆燃、蒸汽云爆炸伤害数学模型分析评价液化石油气(3000m3气船)泄漏造成的危害 ，按超压-冲量准则确定人员伤亡区域。
(1)、火球与爆燃事故预测评价
1)、火球半径
火球半径按如下公式计算：
R=2.665M0.327
R-火球半径，m
M-急剧蒸发的可燃物质的质量，kg
液化石油气的密度为800kg/m3,气船容积为3000 m3，故球罐中的质量M=800×3000=2400000kg
R=2.665×24000000.327=325.1m
2)火球持续时间
t=1.089M0.327
t-火球持续时间,s
t=1.089×24000000.327=132.8s
3)火球燃烧时释放的辐射热通量
HC-燃烧热，J/kg
η-效率因子，取决于容器内可燃物质的饱和蒸气压p, η=0.27p0.32
HC(以丙烷计)为46.3×106 J/kg，p(以20℃丙烷计)为0.835MPa
故Q=0.27×0.8350.32×46.3×106×2400000/106.8=1.36×1011 W
4) 目标接受到的入射热辐射强度
距离池中心某一距离(x)处的入射热辐射强度为：
式中：I—热辐射强度，kW/m2;
Q— 总辐射通量，kW
Tc—热传导系数，取值为1;
χ—目标点到火球中心的水平距离，m。
火灾通过热辐射方式影响周围环境，当火灾产生的足够大时，可使周围的物体燃烧或变形，强烈的热辐射可能烧毁设备甚至造成人员伤亡等。
火灾损失估算建立在热辐射强度与损失等级的相应关系上，火球和爆燃伤害数学模型分析法不同热辐射强度造成伤害和损失的关系，其关系见表3-1。
热辐射强度
（kW/m2） |
目标距池火中心距离（m） |
对设备的损坏 |
对人的伤害 |
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37.5 |
779 |
操作设备全部损坏 |
1%死亡（10S）
100%死亡（1min） |
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25 |
919 |
在无火焰，长时间辐射下，木材燃烧的最小能量 |
重大烧伤（10S）
100%死亡（1min） |
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12.5 |
1300 |
有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低能量 |
1度烧伤（10S）
1%死亡（1min） |
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4.0 |
2297 |
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20 S以上感觉疼痛，未必起泡 |
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1.6 |
3633 |
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长期辐射无不舒服感 |
表3-1 不同热辐射强度所造成的伤害和损失 (2)、蒸汽云爆炸事故预测评价
1)、液化石油气蒸气云爆炸的TNT当量WTNT
WTNT =aWfQf/QTNT
式中：WTNT-可燃气体蒸气云的TNT当量，(kg);a-可燃气体蒸气云的TNT当量系数，取0.04;Wf—蒸气云爆炸中可燃气体总质量，(kg)，按总泄漏量的25%计;Qf-可燃气体的燃烧热，(MJ/kg);QTNT-TNT的爆炸热，一般取4.52(MJ/kg)。
WTNT =aWfQf/QTNT=0.04×2400000×25%×46.3×103/4.52×103=245840(kg)
2)、爆炸死亡区(死亡半径R)
该区内的人员如缺少防护，则被认为无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径为R1(m)，计算式为：
R1 =13.6(WTNT/1000)0.37
式中：WTNT——可燃气体蒸气云的TNT当量(kg)
R=13.6(WTNT/1000)0.37=13.6(245840/1000)0.37
R=104.25m
4 消防安全对策措施
4.1消防水系统对策措施
(1)油品码头所配备陆上和水上的消防设施，应能满足扑救码头火灾和油船的初起火灾的要求
(2)码头消防设施应按下列方式设置：
1)装卸甲、乙类油品的一级码头，可采用固定式水冷却和泡沫灭火方式;
2)装卸甲、乙类油品的二级码头及丙类油品的一级码头，可采用半固定式水冷却和泡沫灭火方式;对具备车辆通行条件的码头宜采用移动式消防炮;
3)装卸甲、乙类油品的三级码头和丙类油品的二级及以下的码头，可采用移动式水冷却和泡沫灭火方式;
(3)油品码头消防给水的水源可由天然水源、给水管网或消防水池供给
(4)当利用消防水池储存消防水时，消防水池的容积，应满足火灾延续时间内岸上消防设施用水量的要求。
4.2消防设施对策措施
(1)消防设施的应选用泡沫炮，泡沫枪;水炮，水枪;干粉炮，干粉枪;消防船，拖消两用船;
(2)消防泵房的耐火等级不应低于二级，其位置宜靠近装卸油品码头，但与保护对象的距离不宜小于35m，并应满足水泵启动后将水或泡沫混合液输送到最远灭火点的时间不超过5min的要求;
(3)每台消防水泵有独立的吸水管，应设备用泵。
4.3灭火器配置对策措施
(1)码头装卸区内宜设置干粉型或泡沫型灭火器，码头的中央控制室、装载臂控制室、消防控制室和变电所等宜设置二氧化碳等气体灭火器
(2)码头装卸区内设置的灭火器的规格应按规范要求设置
(3)码头装卸区内手提式干粉灭火器的配置，应符合下列规定：
l)装卸甲、乙类油品的码头，灭火器最大保护距离不应超过9m，装卸丙类油品的码头不应超过12m;
2)每一个配置点的灭火器数量不应少于2具;
3)在甲、乙类油品装载臂或接口15m范围内宜增设一辆推车式干粉灭火器
4.4其他措施
趸船装卸工艺控制室应配备接收火灾报警、发出火灾声光报警信号的装置。
5结论
通过对城市液化石油气码头生产中存在的主要危险、有害因素进行分析和识别，火灾、爆炸、中毒、油品泄漏等主要危险、有害因素。若采用3000m3气船发生火灾爆炸可能造成的死亡半径达104.25m，如发生火灾、爆炸事故，产生的后果非常严重，因此，应采取符合规范要求的消防技术、管理对策措施，并将之作为城市重大危险源进行重点消防安全管理。
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文章名称：
城市液化石油气码头危险、有害因素分析、火灾
文章地址：
http://www.qikanvip.com/lunwen/zonghelunwen/2012/0608/2178.html
