丁志潤(rùn)

液化石油氣鋼瓶易被忽視的兩個(gè)安全問題

丁志潤(rùn)

本文從液相液化氣鋼瓶在集中供氣運(yùn)行中，對(duì)可能出現(xiàn)的超裝現(xiàn)象的原因進(jìn)行了分析。

液相液化氣鋼瓶；安全；充裝；飽和蒸氣壓

一、簡(jiǎn)介

我國(guó)目前允許生產(chǎn)銷售的液化氣鋼瓶主要種類有50kg、15kg、10kg、5kg、2kg等，其相應(yīng)水容積分別為118升、35.5升、23.5升、12升、4.7升。鋼瓶設(shè)計(jì)壓力2.1Mpa，使用壓力一般低于1.6Mpa，設(shè)計(jì)使用溫度-40～60℃。上述鋼瓶多數(shù)是采用氣相供氣方式。隨著近15年來我國(guó)燃?xì)馄占奥实奶岣?，燃?xì)獾墓夥绞揭蚕鄳?yīng)增加了很多種，比如液相液化氣供應(yīng)、壓縮天然氣供應(yīng)、液化氣混空氣供應(yīng)等，于是隨之產(chǎn)生了大量的液相液化氣鋼瓶，此類鋼瓶通常以50kg鋼瓶居多。

二、容易被忽視的安全問題：

1.液化氣氣質(zhì)的影響。一般的液化石油氣瓶充裝的是我國(guó)生產(chǎn)的液化石油氣，其主要組分為丙烷，丙烯，丁烷，丁烯的混合物，同時(shí)有少量的乙烷、C5和其它雜質(zhì)存在，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液化石油氣組分也允許上述各種組分存在，但也嚴(yán)格規(guī)定了幾種組分的體積百分比數(shù)。其中標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定丙烷不能大于60%。規(guī)定此比例的主要原因是如丙烷超過規(guī)定量，液化氣在規(guī)定的使用溫度下有可能超過2.1Mpa，從而影響鋼瓶的安全使用。

GB 11174中規(guī)定液化石油氣60℃時(shí)的飽和蒸氣壓為2.1 Mpa，純丙烷60℃時(shí)的飽和蒸氣壓為2.2 Mpa。而在實(shí)際中液化石油氣遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有這么高的壓力。在我國(guó)北方地區(qū)，由于冬季氣溫較低，在采用純液化氣管道供氣時(shí)，就要考慮所供應(yīng)液化氣的露點(diǎn)問題，《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，管道燃?xì)夤庠谠O(shè)計(jì)供氣壓力下，燃?xì)獾穆饵c(diǎn)應(yīng)比供氣的環(huán)境溫度低5℃，其原因是防止所供應(yīng)的燃?xì)饨Y(jié)露發(fā)生事故。鑒于此情況，北方地區(qū)冬季供氣時(shí)就需供應(yīng)一些飽和蒸氣壓高一些的液化氣，這樣就有可能使得液化氣組分中的丙烷或丙烯比例超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍，從而造成違規(guī)充裝供應(yīng)。

2.液相導(dǎo)管是液相鋼瓶和氣相鋼瓶的唯一區(qū)別，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)液相鋼瓶液相導(dǎo)管無相應(yīng)規(guī)定，因此在實(shí)際鋼瓶制造或檢測(cè)過程中，往往忽視了液相導(dǎo)管的材質(zhì)和安裝質(zhì)量，從而導(dǎo)致鋼瓶在使用過程中出現(xiàn)導(dǎo)管破裂，導(dǎo)管同角閥的連接部位不嚴(yán)密等現(xiàn)象。

存在上述缺陷的液相鋼瓶在運(yùn)行過程中非?？赡軐?dǎo)致一種非常不容易被意識(shí)到的安全問題，當(dāng)液相導(dǎo)管在液化氣氣相空間區(qū)域內(nèi)破裂或液相導(dǎo)管同角閥的連接密封面不嚴(yán)密時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)如下現(xiàn)象：因?yàn)槠拷M中個(gè)別鋼瓶?jī)?nèi)氣相組分壓力較高，氣相氣流就會(huì)沿導(dǎo)管破裂部位或?qū)Ч芡情y的不嚴(yán)密封面部位再通過角閥、軟管、集氣管向氣化器方向流動(dòng)，而鋼瓶?jī)?nèi)部由于氣化速度加快便產(chǎn)生急速降溫過程，從而造成鋼瓶?jī)?nèi)的液化氣溫度急劇降低，液化氣的蒸氣壓力也急劇降低，從鋼瓶外部可以觀察到角閥和瓶體有結(jié)露或更嚴(yán)重的結(jié)霜現(xiàn)象，由于鋼瓶?jī)?nèi)部的壓力降低，導(dǎo)致集氣管或其它鋼瓶?jī)?nèi)的液相液化氣急速流入該鋼瓶，致使該鋼瓶液化氣過量充裝。此時(shí)如果鋼瓶被停止使用并且關(guān)閉角閥，在環(huán)境溫度上升時(shí)，就可能發(fā)生因鋼瓶過量充裝而引發(fā)的嚴(yán)重的鋼瓶應(yīng)力變形，爆裂或燃爆事故。根據(jù)權(quán)威專家計(jì)算和推斷，鋼瓶充滿液相液化氣后，液化氣溫度每升高1℃，鋼瓶?jī)?nèi)液化氣的壓力便會(huì)升高3.3Mpa，而鋼瓶瓶體的設(shè)計(jì)屈服應(yīng)力在5.5Mpa左右，鋼瓶的爆破壓力在7-10Mpa左右，也就是說鋼瓶?jī)?nèi)的液化氣隨環(huán)境溫度升高而升高2℃左右就會(huì)出現(xiàn)鋼瓶瓶體屈服變形膨脹狀況，升高3℃左右就會(huì)致使鋼瓶瓶體破裂。鋼瓶制造廠在鋼瓶抽樣檢驗(yàn)方式之一的鋼瓶破壞性水壓試驗(yàn)也證明了鋼瓶屈服變形膨脹和爆破壓力在上述范圍。我國(guó)因鋼瓶過量充裝而發(fā)生的爆破事故時(shí)有發(fā)生。天津市液化氣公司在工商用戶供應(yīng)液相鋼瓶，瓶組強(qiáng)制氣化方式供氣時(shí)，曾發(fā)現(xiàn)過個(gè)別鋼瓶在運(yùn)行一段時(shí)間后，其瓶?jī)?nèi)液化氣重量反而增加，又發(fā)現(xiàn)此類鋼瓶有結(jié)霜現(xiàn)象和液相導(dǎo)管破裂現(xiàn)象，日前又發(fā)生了一個(gè)運(yùn)行的鋼瓶在鋼瓶角閥被關(guān)閉后瓶體屈服變形膨脹現(xiàn)象，經(jīng)有關(guān)技術(shù)人員綜合分析，科學(xué)推斷為上述演變過程，此推斷為今后液相液化氣鋼瓶的安全使用奠定了又一個(gè)強(qiáng)力安全基礎(chǔ)，液相液化氣鋼瓶出現(xiàn)這一安全隱患現(xiàn)象是一個(gè)多環(huán)節(jié)的演變過程，各環(huán)節(jié)偶然性較強(qiáng)，發(fā)生的幾率較低，但有可能發(fā)生事故的災(zāi)害性不可低估，并且發(fā)生事故后的事故技術(shù)分析，往往不可能關(guān)注到此細(xì)節(jié)，可能從而導(dǎo)致事故責(zé)任分析錯(cuò)誤，產(chǎn)生更為不良的后果。

建議在今后設(shè)計(jì)集氣管時(shí)，在每只鋼瓶出氣口和集氣管聯(lián)接處加裝單向閥確保安全；液相液化氣鋼瓶的液相導(dǎo)管應(yīng)選用材質(zhì)較好的管材，導(dǎo)管同角閥連接的密封面要嚴(yán)密并牢固。

上述兩個(gè)液相液化氣鋼瓶的安全問題的分析總結(jié)屬余之拙見，若有不足之處，望同仁們指正。

[1]GB 11174 液化石油氣 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局

[2]GB 50028 城市燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[3]DB 5842 液化石油氣鋼瓶 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局

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