学术交流当前位置:首页 >>快速导航 >>学术交流

家用液化气罐爆炸威力有多大
发布时间:2016-08-11 浏览次数:2297次

王炳淇

深圳中燃哈工大燃气技术研究院


首先,我们来看一看百度搜索“液化气罐爆炸”的结果。

可以看到,仅仅在最近的6天内,就有三起液化气罐爆炸事故发生,15辆车受损、7死三伤、21人受伤……可见,就在我们家厨房,在我们吃饭餐馆的后厨,都安放着一个具有巨大破坏力的“炸弹”!

那么,这些燃料爆炸威力到底有多大呢,笔者以常见的家庭用液化气罐进行了简单计算。

我们家用的液化气罐规格大多为15公斤装,其中燃料介质,也就是我们常说的“液化气”,严格来说应该是液化石油气LiquefiedPetroleum GasLPG)。计算其爆炸威力,我们首先要引入两个概念:

1气云爆炸是由于气体或易挥发的液体燃料的大量快速泄漏,与周围空气混合,形成覆盖很大范围的可燃气体混合物,在(高温、高热、明火)点火源的作用下而产生的爆炸。家用液化气罐的LPG爆炸即属于这一种爆炸类型。与一般的燃烧或爆炸相比,气云爆炸的破坏范围要大得多,所造成的危害程度也要严重得多。气云爆炸,在气云被点燃的初期还只是低速燃烧,但向广泛区域覆盖过程中燃烧扩散的速度逐渐变为每秒10米至数百米的爆炸,甚至每秒千米以上的爆轰。爆炸破坏效应的火球、爆炸云,冲击波在气云爆炸中进一步凸显。

这种气云爆炸形式,在军事领域的弹药中的应用就是云爆弹,也称燃烧空气炸弹。美俄的“炸弹之母”、“炸弹之父”就是这样炸弹的极端威力代表。

2TNT当量可用于表示非核爆炸释放的能量,是用释放相同能量的TNT炸药的质量表示爆炸释放能量的一种习惯计量。TNT当量转换公式为:

WTNT=μHcWt/HTNT若爆炸为近地面爆炸,由于地面的反射作用,爆炸总能量为实际的1.8倍,即WTNT=1.8 μHcWt/HTNT。其中WTNT是爆炸的TNT当量质量,kg μ是气云的TNT当量系数;Hc为液化石油气热值,45760 kJ/kgWt为去云中燃料的总质量,kgHTNTTNT的爆炸热,4520kJ/kg

TNT当量的概念在前不久“天津8.12爆炸”事故时经常被新闻提起,据资料显示,其爆炸能量高达21TNT当量。

3冲击波是爆炸的主要破坏形式,爆炸物在爆炸时,随着温度和压力急剧增高,短时间内挤压周围的空气,空气压力发生着迅速而悬殊的变化,压力突然升高,然后降低,反复循环数次直到能量衰减下去,这就是冲击波。冲击波的能量,自然是与爆炸能量的大小成正比、与传播距离成反比。冲击波的破坏作用是由爆炸产生的超压所引起的,冲击波超压就是冲击波压强与空气静止时的气压(1个大气压)的压强差。冲击波的破坏作用主要是由冲击波超压和冲击波作用时间来决定的。冲击波使人员受冲击、挤压、摔掷而损伤耳膜、脏器或造成脑震荡、外伤、骨折等钝挫伤。

而家用15公斤的液化气罐在罐内LPG全部泄露并发生气云爆炸时,计算结果约相当于11kgTNT当量。为了方便理解11kgTNT的威力,可以参考相关资料,将其换算成常规武器的数量。

常规武器中,一颗手榴弹的TNT当量约为226克,一枚反坦克地雷的TNT当量约为5公斤。也就是说,躺在家里厨房的液化气罐,其威力相当于48颗手榴弹或者两枚足以炸毁坦克的反坦克地雷!

当然,化学品爆炸威力和武器爆炸也有所不同,但其危害也是实在不容小觑,炸毁阳台,烧毁房屋等事故屡屡发生。

为了更方便计算其威力,笔者根据“超压—冲量准则”计算了随着距离爆炸冲击波的大小及影响。冲击波破坏范围与冲击波正相最大超压(△P)的对应关系见下表:

经计算,家用液化气罐发生气云爆炸时其危害半径如下:死亡半径4.5m

重伤半径:7. 5m;轻伤半径:14.5m;财产损失半径:17m

既然危害如此大,我们为何还要用液化气呢?其实液化气技术发展至今已很成熟,其安全性在合理使用的情况下是完全不必担心的。

液化气罐爆炸主要原因

1、罐体本身的质量问题,若存在罐壁薄弱之处,在运输时容易碰破。

2、液化气罐很长时间不更换不安检,在过使用期情况下很危险。

3、没有定期检查液化气的管线和阀门是否漏气,这也是导致液化气罐爆炸的原因之一,所以液化气的胶皮管要经常更换。

使用液化气罐注意事项

1、我们购买液化气罐时,一定要选择符合国家规定的合格产品,罐体要是焊接的液化气钢罐。

2、使用液化气时,要有人看护,防止小孩在液化气罐旁边玩耍。

3、不要自行调节减压阀。

4、如果火小了,千万不要用开水给液化气罐加热,更不要把罐子放在太阳下长时间烤晒,搬运过程中不能横放和剧烈摇晃。

5、液化气泄漏时,一定要正确关闭液化气罐角阀。不要把气罐弄倒,否则会发生意外。

6、如果屋子里能闻到液化气的味道,说明有液化气泄漏的现象发生,赶快把肥皂水涂沫在各连接处,如果有气泡冒出,应该立即扭紧气罐上的阀门,千万不要点燃明火进行查漏。一旦灶具或者连接管漏气,要迅速关闭阀门,打开门窗加强通风,严禁一切火种进入室内。