核泄漏的主要危害范文第1篇
1 LNG的泄漏與危害特點
1.1 泄漏擴散規律
一般商業LNG的甲烷含量在92%~98%屬于中輕質氣體。當LNG發生少量泄漏時會迅速氣化并在大氣中較快揮發、稀釋, 一般不會造成嚴重后果。但當LNG發生事故性泄漏后, 會在地面形成流淌液池, 此時需要考慮其低溫特性和液體特征。
LNG傾倒在地面上起初迅速蒸發, 然后當從地面和周圍大氣中吸收的熱量與LNG蒸發所需的熱量平衡時便衰減至某一固定的蒸發速度。該蒸發速度的大小取決于從周圍環境吸收熱量的多少。泄漏的LNG開始蒸發時, 所產生的氣體溫度接近液體溫度, 其密度大于環境空氣。蒸發氣在未大量吸收環境中的熱量之前, 沿地面形成一個流動層。當從地面或環境空氣中吸收熱量后溫度升高, 氣體也開始上升和擴散。形成的蒸發氣-空氣混合物在溫度繼續上升過程中逐漸形成密度小于空氣的云團。
1.2 泄漏危害性
(1) 燃燒爆炸。
LNG從液態變化到氣態體積膨脹大約600倍, 泄漏產生的可燃氣體濃度極易達到爆炸區間 (5%~15%) 。若泄漏引發蒸氣云爆炸, 其后果可采用TNT當量法和超壓準則來預測:
式中, WTNT為爆炸破壞的TNT當量值kg;α為蒸氣云當量系數, 取0.035;WLNG為蒸氣云中的天然氣質量, kg;QLNG為L N G燃燒熱, 取5.5×1 0 4k J/kg;QTNT為TNT爆炸熱, 取4.5×103k J/kg。對于靠近地面的爆炸, 由于地面反射作用使爆炸威力增加, 需乘以系數1.8。
(2) 低溫傷害。
泄漏出來的超低溫LNG液體和過冷蒸氣會對附近區域的人員安全產生威脅, 接觸到皮膚造成低溫灼傷。凍傷的程度由接觸時間的長短以及皮膚與冷源之間的熱傳導率決定。另外如果皮膚表面潮濕, 與其接觸后就會粘在低溫物體的表面, 處理不當將導致這部分皮膚撕裂。同時, 低溫LNG對裝置設備也具有破壞性的影響, 可能導致事故的進一步擴大。例如, 一般的結構連接件、焊接點和鋼結構等。
(3) 窒息作用。
天然氣在空氣中的體積分數大于40%時, 吸入過量會導致缺氧窒息。如果吸入的是冷氣體, 會使呼吸不暢, 長時間會導致嚴重疾病。雖然LNG蒸汽是無毒的, 如果吸進純的LNG蒸汽會迅速失去知覺, 幾分鐘死亡。當空氣中氧氣的體積分數低于10%, 天然氣的體積分數高于50%, 對人體會產生永久性傷害, 在此情況下, 消防員進入必須佩戴空氣呼吸器。
(4) 快速相變。
若LNG泄漏到水中會發生快速相變 (RPT) 的現象, 俗稱冷爆炸。在某些情況下, 當兩種溫差很大的液體直接接觸時, 過熱液體將通過復雜的鏈式反應機制在短時間內蒸發, 而且以爆炸的速度產生蒸氣。盡管不發生燃燒, 但是這種現象具有爆炸的所有其他特征。在處置該類事故時, 此特點應引起高度重視, 防止二次事故的發生。
2 事故處置措施
2.1 圍堰堵截, 防止流淌
為了降低LNG發生泄漏時產生的危害, 在處置該類事故時應在儲罐周圍設置圍堰或臨時構建攔蓄區。其作用在于限制泄漏形成的液池發生流淌和進一步擴散?？衫脙拗車延械姆阑鸬?、防護墻或者排液系統, 一般采用夯實土、混凝土、金屬等耐低溫材料搭建?？紤]到由于冬季積雪或其他原因可能導致圍堰區蓄液能力下降等因素, 其容積一般應大于儲罐的總容積。對于有可能產生泄漏的閥門, 接頭處應該設置擋板, 防止LNG的噴射, 下方則設置集液盤, 收集泄漏的LNG并通過排液管引入集液池。然后用高倍數泡沫覆蓋, 使其安全氣化。
2.2 泡沫覆蓋, 降低蒸發
當LNG發生泄漏時, 泄漏的低溫液體與周圍物體接觸, 將會產生強烈的氣化, 如果蒸氣濃度過高就有可能引起火災或爆炸。為了減小這種危險性, 我們應該設法降低其蒸發率, 同時加快蒸氣的擴散速度。使用含水量較低的高倍數泡沫覆蓋隔絕泄漏的LNG是降低其氣化的有效手段。同時能夠對形成的沉積云團起到一定抬升作用降低地面可燃氣體濃度, 從而降低了起火爆炸的可能性。同時可以在LNG的自由表面放置一些密度低、熱容量小的材料, 使其浮在液體表面, 以減少液體表面直接與空氣接觸的面積。如果這些材料做成網絡形狀, 還可以降低液體表面空氣的流速。泡沫玻璃熱導率低, 不燃燒, 在這種場合使用還具有很好的防火作用。
2.3 火災控制與撲救
預防LNG泄漏后發生火災首先應該嚴格控制火源, 天然氣在空氣中的最小點火能為0.285m J。在高危區域任何火焰, 高溫熱點以及可能產生火花的設備都應該禁止。LNG泄漏后應立即切斷氣源, 控制泄漏。如不能有效控制堵住泄漏, 可允許泄漏氣體穩定燃燒, 防止大量氣體擴散造成二次危害。當需要對著火罐進行滅火時可采用干粉滅火系統, 它是撲救高壓力、大流量天然氣火災的最有效措施, 對泄漏量較小的火災, 可用二氧化碳、鹵代烷進行撲救滅火后應立即切斷氣源, 阻止氣體溢出, 防止復燃的發生。此外還要對著火罐及鄰近罐和設備進行冷卻保護, 固定式冷卻設備失效時應迅速采用消防水炮等移動式設備進行冷卻, 避免儲罐受熱發生超壓爆炸造成更大災害。
3 結語
在處置該類事故中, 應牢牢抓住LNG易燃易爆、低溫和氣液二相的特點, 根據事故現場的具體情況采取靈活的戰術方法才是“克敵制勝”的關鍵。
摘要：泄漏是天然氣供應系統中最典型的事故, LNG火災和爆炸絕大部分都是由泄漏引起的, 研究LNG泄漏的相關問題對于LNG安全具有重要價值。本文主要介紹LNG泄漏后的擴散規律及危害特性, 并在此基礎上給出相應的計算和處置方法, 為類事故的應急處置提供參考。
關鍵詞：液化天然氣,泄漏事故,應急救援
參考文獻
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