液相液化石油气钢瓶运行中易被忽视的二个安全问题论文作者：史业腾王瑄王维信发表时间：2007年12月12日gasshow摘要：本文从液相液化气钢瓶在集中供气运行中，对可能出现的超装现象的原因进行了分析。关键词：液相液化气钢瓶、安全、充装、饱和蒸气压一、简介我国目前允许生产销售的液化气钢瓶主要种类有50kg、15kg、10kg、5kg、2kg等，其相应水容积分别为118升、35.5升、23.5升、12升、4.7升。钢瓶设计压力2.1Mpa，使用压力一般低于1.6Mpa，设计使用温度-40～60℃。上述钢瓶多数是采用气相供气方式。随着近15年来我国燃气普及率的提高，燃气的供气方式也相应增加了很多种，比如液相液化气供应、压缩天然气供应、液化气混空气供应等，于是随之产生了大量的液相液化气钢瓶，此类钢瓶通常以50kg钢瓶居多。二、50kg液相液化石油气钢瓶结构和主要供气模式。50kg液相液化石油气钢瓶结构图示：供气模式图示：三、几个容易被忽视的安全问题：安全问题1：液化气气质的影响，一般的液化石油气瓶充装的是我国生产的液化石油气，其主要组分为丙烷，丙烯，丁烷，丁烯的混合物，同时有少量的乙烷、C5和其它杂质存在，国家标准规定的液化石油气组分也允许上述各种组分存在，但也严格规定了几种组分的体积百分比数。其中标准中规定丙烷不能大于60%。规定此比例的主要原因是如丙烷超过规定量，液化气在规定的使用温度下有可能超过2.1Mpa，从而影响钢瓶的安全使用。GB11174中规定液化石油气60℃时的饱和蒸气压为2.1Mpa，纯丙烷60℃时的饱和蒸气压为2.2Mpa。而在实际中液化石油气远远没有这么高的压力。在我国北方地区，由于冬季气温较低，在采用纯液化气管道供气时，就要考虑所供应液化气的露点问题，《城镇燃气设计规范》规定，管道燃气供气在设计供气压力下，燃气的露点应比供气的环境温度低5℃，其原因是防止所供应的燃气结露发生事故。鉴于此情况，北方地区冬季供气时就需供应一些饱和蒸气压高一些的液化气，这样就有可能使得液化气组分中的丙烷或丙烯比例超出标准规定的范围，从而造成违规充装供应。安全问题2：如图一所示，液相导管是液相钢瓶和气相钢瓶的唯一区别，标准对液相钢瓶液相导管无相应规定，因此在实际钢瓶制造或检测过程中，往往忽视了液相导管的材质和安装质量，从而导致钢瓶在使用过程中出现导管破裂，导管同角阀的连接部位不严密等现象。存在上述缺陷的液相钢瓶在运行过程中非常可能导致一种非常不容易被意识到的安全问题，(如图三所示)，当液相导管在液化气气相空间区域内破裂或液相导管同角阀的连接密封面不严密时，就会出现如下现象：因为瓶组中个别钢瓶内气相组分压力较高，气相气流就会沿导管破裂部位或导管同角阀的不严密封面部位再通过角阀、软管、集气管向气化器方向流动，而钢瓶内部由于气化速度加快便产生急速降温过程，从而造成钢瓶内的液化气温度急剧降低，液化气的蒸气压力也急剧降低，从钢瓶外部可以观察到角阀和瓶体有结露或更严重的结霜现象，由于钢瓶内部的压力降低，导致集气管或其它钢瓶内的液相液化气急速流入该钢瓶，致使该钢瓶液化气过量充装。此时如果钢瓶被停止使用并且关闭角阀，在环境温度上升时，就可能发生因钢瓶过量充装而引发的严重的钢瓶应力变形，爆裂或燃爆事故。根据权威专家计算和推断，钢瓶充满液相液化气后，液化气温度每升高1℃，钢瓶内液化气的压力便会升高3.3Mpa，而钢瓶瓶体的设计屈服应力在5.5Mpa左右，钢瓶的爆破压力在7-10Mpa左右，也就是说钢瓶内的液化气随环境温度升高而升高2℃左右就会出现钢瓶瓶体屈服变形膨胀状况，升高3℃左右就会致使钢瓶瓶体破裂。钢瓶制造厂在钢瓶抽样检验方式之一的钢瓶破坏性水压试验也证明了钢瓶屈服变形膨胀和爆破压力在上述范围。我国因钢瓶过量充装而发生的爆破事故时有发生。天津市液化气公司在工商用户供应液相钢瓶，瓶组强制气化方式供气时，曾发现过个别钢瓶在运行一段时间后，其瓶内液化气重量反而增加，又发现此类钢瓶有结霜现象和液相导管破裂现象，日前又发生了一个运行的钢瓶在钢瓶角阀被关闭后瓶体屈服变形膨胀现象，经有关技术人员综合分析，科学推断为上述演变过程，此推断为今后液相液化气钢瓶的安全使用奠定了又一个强力安全基础，液相液化气钢瓶出现这一安全隐患现象是一个多环节的演变过程，各环节偶然性较强，发生的几率较低，但有可能发生事故的灾害性不可低估，并且发生事故后的事故技术分析，往往不可能关注到此细节，可能从而导致事故责任分析错误，产生更为不良的后果。建议在今后设计集气管时，在每只钢瓶出气口和集气管联接处加装单向阀确保安全；液相液化气钢瓶的液相导管应选用材质较好的管材，导管同角阀连接的密封面要严密并牢固。由于水平有限，上述二个液相液化气钢瓶的安全问题的分析总结若有不足之处，望批评指正。参