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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(xiǎn)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(diǎn)范圍較寬，凝固點(diǎn)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(qiáng)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(xiǎn)性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　1易燃性

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

　　2易爆性

　　當(dāng)石油蒸氣與空氣混合，達(dá)到爆炸極限時(shí)，遇到點(diǎn)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(xiǎn)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(dòng)蒸發(fā)兩種。蒸發(fā)的油蒸氣密度比較大，不易擴(kuò)散，往往在儲(chǔ)存處或作業(yè)場(chǎng)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(xiǎn)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(shí).打油與管壁摩擦?xí)a(chǎn)生靜電.且不易消除。當(dāng)靜電放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花，其能量達(dá)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(shí)，可立即引起爆炸、燃燒。

　　5擴(kuò)散、流淌性

　　石油有一定黏度，受熱后其黏度會(huì)變小，泄漏后可流淌擴(kuò)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(dòng)，往往在預(yù)想不到的地方遇火源而引起火災(zāi)。國(guó)內(nèi)外均發(fā)生過泄漏液體沿排水溝擴(kuò)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(duì)不大。但如著火現(xiàn)場(chǎng)附近的石油受到火焰輻射的高熱時(shí)，其體積會(huì)有較大的增長(zhǎng)(由于石油中低沸點(diǎn)組分會(huì)膨脹氣化).會(huì)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(huì)造成儲(chǔ)存容器受壓增加。

　　相反.高溫油品在儲(chǔ)存中冷卻，又會(huì)造成油品收縮而使儲(chǔ)油容器產(chǎn)生負(fù)壓。當(dāng)石油含水0.3%～4%時(shí).遇高熱或發(fā)生火災(zāi)時(shí)，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?xì)怏w，其主要成分為氣體烷烴(CnH2n+2);非烷烴氣體有氮?dú)�、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(wú)色可燃?xì)怏w，在20℃標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)濃度達(dá)到爆炸下限時(shí)，如遇明火就會(huì)發(fā)生爆炸;如果未達(dá)到爆炸下限，遇明火則會(huì)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(jì)防火規(guī)范》(GB 50183—2004)中可燃物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性分類，天然氣火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)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(chǔ)運(yùn)過程中，若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險(xiǎn)。

　　天然氣在大口徑輸氣管線里和空氣混合發(fā)生爆炸時(shí)，出現(xiàn)迅速著火爆燃現(xiàn)象，火焰?zhèn)鞑ニ俣葘⒊^音速而達(dá)到1 000m/s——4000m/s，局部壓力可達(dá)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(yùn)動(dòng)，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(qiáng)o

　　3.易擴(kuò)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(kuò)散性。

　　4.焦?fàn)栆粶愤d效應(yīng)

　　當(dāng)天然氣在管道中流動(dòng)時(shí)，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?fàn)栆粶愤d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(duì)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(diǎn)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(gè)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(dòng)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(qiáng)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(kuò)展。

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