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　　第四節(jié) 油氣田事故的主要類型

　　一、石油天然氣的危險性

　　(一)石油

　　石油是一種黃色乃至黑色、有綠色熒光的稠厚性油狀液體。

　　石油閃點范圍較寬，凝固點較高，其蒸氣與空氣形成爆炸混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸，與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)，遇高熱可分解出有毒的煙霧。表7—2列出了石油燃燒爆炸特性考數(shù)。

　　石油的危險性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　1易燃性

　　石油閃點較低，介于-6.67℃一32.22℃之間，根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50183—2004)的規(guī)定，石油火災(zāi)危險性分類為甲B類。

　　2易爆性

　　當石油蒸氣與空氣混合，達到爆炸極限時，遇到點火源即可發(fā)生爆炸。物質(zhì)的爆炸極限濃度范嗣越寬，爆炸極限濃度下限越低，該物質(zhì)爆炸危險性越大。石油的爆炸下限較低.易發(fā)生爆炸。

　　3易蒸發(fā)性

　　石油易蒸發(fā)。石油蒸發(fā)主要有靜止蒸發(fā)和流動蒸發(fā)兩種。蒸發(fā)的油蒸氣密度比較大，不易擴散，往往在儲存處或作業(yè)場地空間地面彌漫飄蕩，在低洼處積聚不散，大大增加了火災(zāi)危險程度。

　　4靜電荷積聚性

　　石油的電阻率一般在1011Ωcm～1012Ωcm左右，在管道輸送時.打油與管壁摩擦?xí)a(chǎn)生靜電.且不易消除。當靜電放電時會產(chǎn)生電火花，其能量達到或大于石油的最小電火能并且石油的蒸氣濃度處在爆炸極限范圍內(nèi)時，可立即引起爆炸、燃燒。

　　5擴散、流淌性

　　石油有一定黏度，受熱后其黏度會變小，泄漏后可流淌擴散。其蒸氣密度比空氣大，泄漏后的石油及揮發(fā)的蒸氣易在地表、地溝、下水道及凹坑等低洼處滯留，并貼地面流動，往往在預(yù)想不到的地方遇火源而引起火災(zāi)。國內(nèi)外均發(fā)生過泄漏液體沿排水溝擴散遇明火燃燒爆炸的惡性事故。

　　6.熱膨脹性

　　石油體積由溫度改變引起的變化相對不大。但如著火現(xiàn)場附近的石油受到火焰輻射的高熱時，其體積會有較大的增長(由于石油中低沸點組分會膨脹氣化).會因膨脹而頂爆固定容積的容器或溢出容器，從而參與燃燒甚至爆炸。釀成更大事故。

　　7易沸溢性

　　石油容易受熱膨脹、沸溢。石油受熱膨脹.蒸氣壓升高，會造成儲存容器受壓增加。

　　相反.高溫油品在儲存中冷卻，又會造成油品收縮而使儲油容器產(chǎn)生負壓。當石油含水0.3%～4%時.遇高熱或發(fā)生火災(zāi)時，容易產(chǎn)生沸溢或噴濺燃燒的油品大量外溢，甚至從罐中噴出，從而造成重大火災(zāi)事故。

　　(二)天然氣

　　天然氣是從油氣藏中開采出的可燃氣體，其主要成分為氣體烷烴(CnH2n+2);非烷烴氣體有氮氣、硫化氫、一氧化碳、二氧化碳、水、氧、氫和微量的惰性氣體，這些氣體與烷烴組成互相不起化學(xué)反應(yīng)的混合物。

　　天然氣中含量最多的成份是甲烷，它是比空氣稍輕的無色可燃氣體，在20℃標準大氣壓下甲烷的凈熱值是32926kJ/m3。

　　天然氣屬易燃、易爆物質(zhì)，極易引起燃燒和爆炸。逸散的天然氣和空氣混合，當濃度達到爆炸下限時，如遇明火就會發(fā)生爆炸;如果未達到爆炸下限，遇明火則會發(fā)生燃燒。天然氣主要組分性質(zhì)見表7-3。

　　l易燃性

　　根據(jù)《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50183—2004)中可燃物質(zhì)火災(zāi)危險性分類，天然氣火災(zāi)危險等級為甲B類。

　　2易爆性

　　天然氣的爆炸極限較寬，爆炸下限較低，泄漏到空氣中能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱極易燃燒爆炸，燃燒分解產(chǎn)物為CO、CO2。在儲運過程中，若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。

　　天然氣在大口徑輸氣管線里和空氣混合發(fā)生爆炸時，出現(xiàn)迅速著火爆燃現(xiàn)象，火焰?zhèn)鞑ニ俣葘⒊^音速而達到1 000m/s——4000m/s，局部壓力可達到8MPa，甚至更高。該爆炸現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于著火介質(zhì)中有沖擊波產(chǎn)生，并迅速運動，致使介質(zhì)溫度、壓力和密度急劇增大，加速了化學(xué)反應(yīng)，使破壞力增強o

　　3.易擴散性

　　天然氣的密度比空氣小，泄漏后不易留在低凹處，有較好的擴散性。

　　4.焦爾一湯姆遜效應(yīng)

　　當天然氣在管道中流動時，遇到狹窄的通道，如閥門、孔板等。由于存在摩擦損耗-使壓力顯著下降。體積膨脹，溫度降低，這種現(xiàn)象稱為節(jié)流效應(yīng)，也稱為焦爾一湯姆遜效應(yīng)。天然氣溫度降低可能產(chǎn)生的危害有天然氣產(chǎn)生水合物、低溫對管材的破壞作用等。

　　5.水合物

　　天然氣水合物是在高壓低溫狀態(tài)下由水和氣體組成的冰態(tài)物，其結(jié)構(gòu)特點是結(jié)晶水晶格的籠形結(jié)構(gòu)氣體分子，外形如冰雪狀，通常呈白色，結(jié)晶體斟緊湊的格子構(gòu)架排列，與冰的結(jié)構(gòu)非常相似。

　　天然氣水合物能堵塞管道，影響生產(chǎn)，引發(fā)事故。

　　天然氣水合物的生成主要需要以下3個條件：

　　(1)天然氣與液態(tài)水接觸。

　　(2)天然氣一液態(tài)水體系的溫度低于其所在壓力下的水合物形成溫度o

　　(3)氣體流速、壓力的波動以及水合物晶種的存在將加速水合物形成。

　　6.高壓縮性

　　天然氣屬于壓縮性很強的可壓縮流體，在管道發(fā)生破裂漏氣后泄壓速度慢，在管材韌性低的情況下可能導(dǎo)致大范圍裂紋擴展。

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