宣化市祥和楼百味饺子馆YSP-50钢瓶爆炸事故原因的分析

宣化市祥和楼百味饺子馆YSP-50钢瓶爆炸事故原因的分析 液化石油气钢瓶充装液化石油气多用于居民和用气量不大的公共事业及小 型工厂的供气系统中，它的安全使用关系着千家万户人民群众的生命安全和国 家财产的安全。一旦发生钢瓶爆炸事故，造成的损失是不可估量的，因此我们 必须重视液化石油气钢瓶的安全使用，防止爆炸事故的发生。 低压液化气体钢瓶发生爆炸事故的一个主要原因是由于钢瓶的过量充装， 其爆炸的主要特征是（a）爆炸时温度不高，不超过钢瓶的最高工作温度；（b） 爆炸是物理性的，而且爆炸前钢瓶一般都处于静态；（c）爆炸的钢瓶都有比较明显的塑性破坏特征。从这些特征看，这种爆炸事故是由于钢瓶内产生了很高 的压力所造成的，这样高的压力是怎样产生的？我们在使用液化石油气钢瓶充 装液化石油气的使用中是利用液化石油气自然气化的特点，下面我们以液化石 油气自然气化过程来说明产生高压的原因。 液化石油气多为两种或两种以上成分组成的混合物，由于是直接从钢瓶内 导出气体，所以液相组分中易气化部分先行气化在余下的液相组分中，高沸点 组分所占比例越来越大，而气相的组分则随着液相组分的变化而变化，钢瓶内 的压力也在改变。在钢瓶使用过程中，钢瓶内液化石油气的自然气化量取决于 气化时液相液化石油气的最初温度与最终温度间的差值及钢瓶内液化石油气的 数量即液化石油气的液温与周围环境的气温相差越大，钢瓶内充装的液化石油 气数量越多，则液化石油气气化量越大，钢瓶内压力越高。 在确定低压液化气体充装系数时，我们是以钢瓶在60?时不发生满液为依据的。如果在实际充装时超过了规定的充装系数，钢瓶将在达到60?前出现“满液”。出现“满液”的温度将由超装的程度所决定，超装的越多，出现“满液” 的温度越低。 图一 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示的是（a）纯丙烷、（b）丙烷（65％）和丁烷（35％）的混合液的不同超装量的满液温度： 30 b 25 超 装 20 a 量 （ 15 ％ ） 5 0 10 20 30 40 50 60 70 温度（?） 图一 当钢瓶满液后，若温度再升高，则瓶内液体将受热膨胀，气化量增大，由 于液化气液态的体积膨胀率比水要大10－16倍（见表一），并且几乎是不可压 缩的，因此液化气体的膨胀受到钢瓶的限制被处于压缩状态。这就使得瓶内的 压力急剧升高，造成钢瓶变形。当压力达到或超过钢瓶的爆破压力时引起钢瓶 爆炸。 几种液体的体积膨胀系数（×10－3） 表一 在15?时体胀系在下列温度范围内的平均值 数的相对值 名称 在15? –20?～+10? +10?～+40? 19 1.0 水 － － 2.03 1.94 2.10 10.6 丁烯 丙稀 2.94 2.8 3.68 15.5 2.12 2.09 2.20 11.1 丁烷 3.06 2.90 3.72 16.1 丙烷 二． 1．情况介绍： 2005年5月18日12时10分左右，在宣化市祥和楼百味饺子馆院内有一只 YSP－118型液化石油气钢瓶发生爆炸，当时环境温度为22.3?，该钢瓶1999年5月制造，2005年5月16日充装 ，当日环境温度为21?，钢瓶自重46kg，充装后钢瓶与瓶内液化石油气总重量为 107kg，实际充装量107-46=61(kg)，钢瓶允许充装量为50 kg，过量充装22%，该钢瓶放置在祥和楼百味饺子馆院内， 受阳光直接照射，爆炸后该钢瓶瓶体有150×34（mm）大破口，有明显的45％剪切唇，属于明显塑性破坏特征。同时爆炸时温度不高，爆炸前钢瓶静放在院 内，所以该钢瓶爆炸是由于过量充装造成的。 2. 钢瓶爆炸时内压力的估算:以液化石油气组分为丙烷65%，丁烷35%为例 2.1液化石油气钢瓶满液后，温度上升，瓶内压力可根据下述公式计算： ? P=PX+PX 丙丙丁丁 P——钢瓶内压力 P——液化丙烷的压力 丙 P——液化丁烷的压力 丁 X、X为丙烷、丁烷气体在液相中所占分子分数 丙丁 3,,,0? PtP,,，2F，,V P ——液化丙烷（丁烷）在计算温度下的压力，标准大气压 ,——液化丙烷（或丁烷）在t(T)至t(T)温度时平均体积膨胀系数?n1122 -1 ——丙烷（或丁烷）的饱和液体由P压缩到P时的平均压缩系数，大,2n -1 气压 ,t——温度的增量? （或） ,t,t,tT,T2121-1——为钢瓶材料的线膨胀系数? ,0 ,5 钢质钢瓶可取? ,,1.2，10/0 -1Fv——由于压力引起的钢瓶容积的增大系数，MPa 其由钢瓶的外、内径之比值K确定，可查下表 表二 K（D/D） 1.02 1.03 1.04 1.05 0i ,6 F，10/MPa474 300 237 191 V ——满液时的温度,通过实际充装量来确定 t1 t——满液后温度上升所达到数值，只能根据钢瓶所处的环境温度来估2 算：（可参照1964年7月原劳动部锅炉安全监察局在北京气象台进行钢瓶阳光 暴晒试验数值来估计，该资料附后。 P— t时液化气体的饱和蒸气压 标准大气压 、22 2.2根据上述公式可计算出26?、27?、28?、29?、30?钢瓶内压力列表如下： 钢瓶内压力（MPa） 表三 介质\温度 26? 27? 28? 29? 30? 8.51 10.33 11.93 13.61 15.27 丙烷 6.5 7.73 8.97 10.21 11.446 丁烷 7.676 9.576 11.07 12.642 13.245 71%丙+29%丁 上表所列钢瓶内压力均大于根据GB5842计算的钢瓶最小爆破压力理论值。 2,SOb P,bD,S 2，2.9，490 = 407,3.5 =7.04 MPa S: 设计壁厚2.9 mm σ: 490 MPa D: 407外径 S: 3.5名义壁厚 boo 3.钢瓶的工作温度 钢瓶的工作温度，也就是钢瓶在充装，运输，使用过程中可能达到的最低 温度与最高温度。 在正常情况（既不考虑发生火灾等特殊情况）下，影响钢瓶工作温度的主 要因素是环境温度，钢瓶的最高工作温度，就是在阳光直接照射下钢瓶所能达 到的温度，一九六四年七月原劳动部锅炉安全监察局在北京气象台进行了钢瓶 阳光爆晒试验，其中液氨与液氯钢瓶的试验结果如下表： 液氨钢瓶 液氯钢瓶 日期地表 外表漆色 黄 外表漆色 深绿 气温 1964年温度（?） 比热C=1.21千卡/公斤度 比热C=0.24千卡/公斤度 7月 （?） 液温? 液温比气温? 液温比地温? 液温? 液温比气温? 液温比地温? 1日 35.2 64.1 55.8 +20.6 -8.3 58.3 +23.1 -5.8 37.8 65.1 57.3 +19.5 -8.4 62 +24.2 -3.7 2日 35.1 60.1 52.3 +17.2 -7.8 58.3 +23.2 -1.8 5日 33.4 60.1 50.5 +17.1 -9.6 54.4 +21.0 -5.7 6日 从上表可以看出，钢瓶在阳光暴晒的情况下液温比气温高的多，液化石油 气中丙烷的比热为0.836千卡/公斤.度，丁烷的比热是0.66千卡/公斤.度。都在液氯和液氨二者的比热之间，所以其液温的变化范围也大体在液氯和液氨之间。 我们在做该定量计算时，该钢瓶最高工作温度定为26?。 4．综上所述，低压液化气钢瓶在充装时应严格禁止过量充装，否则当超装 量过大使钢瓶的工作温度高于其满液时的温度时，液化石油气气化量增大，使 得钢瓶内压力急剧上升，每升高1?，内压力大约升高1～3Mpa（根据介质而定）。 当超过钢瓶设计压力时，引起钢瓶爆炸。 ： 1.液化石油气钢瓶—鞍山市锅炉检验研究所“林志宏、刘普明”编 2.GB5842—液化石油气钢瓶 3.钢瓶检验安全技术“王俊、姜德春”主编，大连理工大学出版社 4.事故 调查报告 行政管理关于调查报告关于XX公司的财务调查报告关于学校食堂的调查报告关于大米市场调查报告关于水资源调查报告 书—张家口市质量技术监督局特殊设备安全监察科