Кипящая жидкость, расширяющаяся, взрыв пара

Взрыв сосуда, содержащего жидкость выше температуры кипения.

Огненный шар BLEVE на нефтеперерабатывающем заводе Philadelphia Energy Solutions, фотография CSB

Взрыв расширяющегося пара кипящей жидкости ( BLEVE , / ˈ b l ɛ v iː / BLEV -ee ) — это взрыв , вызванный разрывом сосуда , содержащего жидкость под давлением , температура которой превышает точку кипения или достигла ее . ^{[1] [2]} Поскольку температура кипения жидкости повышается с увеличением давления , содержимое сосуда под давлением может оставаться жидкостью, пока сосуд не поврежден. Если целостность сосуда нарушена, потеря давления снижает температуру кипения, что может привести к превращению жидкости в газ и быстрому расширению. Если газ легковоспламеняющийся , как, например, в случае углеводородов и спиртов , возникающий пожар может нанести дополнительный ущерб. Однако BLEVE не обязательно связаны с огнем.

Механизм

В формировании BLEVE есть три ключевых элемента: ^[3]

1. Материал в жидкой форме при температуре выше точки кипения при нормальном атмосферном давлении .
2. Защитный сосуд, поддерживающий давление, удерживающее вещество в жидкой форме.
3. Внезапная потеря сдерживания, приводящая к быстрому падению давления.

Обычно BLEVE начинается с сосуда, содержащего жидкость, температура кипения которой превышает атмосферное давление. Многие вещества, обычно хранящиеся в жидком виде, такие как углекислый газ , пропан и другие промышленные газы , имеют температуру кипения ниже комнатной температуры при атмосферном давлении. В случае с водой BLEVE может произойти, если сосуд под давлением нагреется выше 100 °C (212 °F). Этот контейнер, поскольку кипящая вода оказывает на него давление, должен быть способен удерживать жидкую воду при очень высоких температурах.

БЛЕВЕ-механизм

Если сосуд под давлением разрывается, давление, препятствующее закипанию жидкости, теряется. Если разрыв будет катастрофическим, т. е. сосуд внезапно перестанет выдерживать какое-либо давление, то жидкость окажется при температуре, намного превышающей точку кипения. Это приводит к мгновенному испарению части жидкости с чрезвычайно быстрым расширением. В зависимости от температуры, давления и используемого материала расширение может быть настолько быстрым, что его можно классифицировать как взрыв , способный нанести серьезный ущерб окружающей среде.

Например, резервуар с жидкой водой под давлением, находящийся при температуре 204,4 ° C (400 ° F), может находиться под давлением на 1,7 МПа (250 фунтов на квадратный дюйм) выше атмосферного (или манометрического) давления. Если бы резервуар с водой разорвался, на короткое время в нем образовался бы объем жидкой воды, который составил бы:

• Атмосферное давление
• Температура 204,4 °C (400 °F).

При атмосферном давлении температура кипения воды составляет 100 °C (212 °F). Жидкая вода при атмосферном давлении не существует при температуре выше 100 ° C (212 ° F). В этот момент вода закипит и превратится в пар со взрывом, а жидкая вода с температурой 204,4 ° C (400 ° F), превращенная в газ, займет значительно больший объем (≈ 1600 раз), чем в жидком виде, что приведет к образованию пара. взрыв. Такие взрывы могут произойти, когда перегретая вода котла выходит через трещину в котле, вызывая взрыв котла .

Физические BLEVE

Термин BLEVE часто ассоциируется со взрывными пожарами из сосудов под давлением с легковоспламеняющейся жидкостью. Однако BLEVE может произойти даже с негорючим веществом, таким как вода, ^[4] жидкий азот , жидкий гелий или другие хладагенты или криогенные вещества . Такие материалы могут подвергаться чисто физическому BLEVE, не вызывающему возгорания или других химических реакций. В случае незажженных BLEVE сжиженных газов быстрое охлаждение из-за поглощения энтальпии испарения представляет опасность, которая может вызвать обморожение . Удушье от расширяющихся паров также возможно, если облако пара не рассеивается быстро, как это происходит внутри здания или в желобе в случае газов тяжелее воздуха. Пары также могут быть токсичными , и в этом случае вред и, возможно, смерть могут произойти при относительно низких концентрациях и, следовательно, даже вдали от источника.

БЛЕВЕ – огненный шар

Однако если горючее вещество подвержено BLEVE, оно может воспламениться при выбросе либо из-за трения, механической искры или других точечных источников, либо из-за ранее существовавшего пожара, который охватил сосуд под давлением и привел к его выходу из строя. первое место. В таком случае горящие пары будут еще больше расширяться, увеличивая силу взрыва. Более того, очень значительное количество вытекшей жидкости сгорит за считанные секунды в поднимающемся огненном шаре, что создаст чрезвычайно высокий уровень теплового излучения . Хотя последствия взрыва могут быть разрушительными, легковоспламеняющееся вещество BLEVE обычно наносит больший ущерб из-за теплового излучения огненного шара, чем из-за избыточного давления взрыва .

Опасность возникновения пожара

BLEVE может быть вызван внешним пожаром рядом с резервуаром для хранения, вызывающим нагрев содержимого и повышение давления. Хотя резервуары часто проектируются так, чтобы выдерживать большое давление, постоянный нагрев может привести к ослаблению металла и, в конечном итоге, к его выходу из строя. Если резервуар нагревается в зоне, где нет жидкости (например, в верхней части), он может разорваться быстрее, поскольку кипящая жидкость не обеспечивает охлаждения в этой области. Сосуды под давлением обычно оснащены предохранительными клапанами , которые сбрасывают избыточное давление, но резервуар все равно может выйти из строя, если давление не будет сброшено достаточно быстро. ^[1] Предохранительные клапаны имеют такие размеры, чтобы сбрасывать давление достаточно быстро, чтобы предотвратить превышение давления над прочностью сосуда, но не настолько быстро, чтобы это могло стать причиной взрыва. Предохранительный клапан подходящего размера позволит жидкости внутри медленно кипеть, поддерживая постоянное давление в резервуаре до тех пор, пока вся жидкость не закипит и резервуар не опорожнится. В случае надвигающегося пожара практически наверняка выделившиеся пары воспламенятся при выбросе, образуя огненный шар.

Меры предосторожности

• Техническое обслуживание резервуаров под давлением во избежание повреждений или коррозии ^[5]
• Аварийная разгерметизация ^[3]
• Клапаны сброса давления ^[6]
• Пассивная противопожарная защита ^{[6] [5]}
• Водяное охлаждение ^{[6] [5]}

Известные несчастные случаи

Известные аварии BLEVE включают:

• 13 декабря 1926 года, Сен-Обан , Франция. 25-тонный хлорный взрыв BLEVE привел к гибели 19 человек в результате первой аварии, признанной взрывом паров кипящей жидкости. ^{[7] [8]}
• 24 декабря 1939 года, Зэрнешти , Румыния. Железнодорожная цистерна , содержащая смесь бутадиена (80%) и бутена (20%), взорвалась и вызвала огненный шар. В результате погибло 60 человек. ^{[7] [9]}
• 29 июля 1943 года, Людвигсхафен , Германия – на заводе BASF взорвалась цистерна с хлором , погибли 57 человек. ^{[7] [10]}
• 28 июля 1948 года, Людвигсхафен, Германия. На том же заводе взорвалась еще одна цистерна, на этот раз содержащая диэтиловый эфир , погибло 209 человек. ^{[7] [11] [12]}
• 7 июля 1951 года, Ньюарк , Нью-Джерси, США — в Порт-Ньюарке взорвались семьдесят резервуаров со сжиженным нефтяным газом (СУГ) общим объемом 2600 тонн . Погибших не было. ^{[7] [13]}
• 24 апреля 1957 года, США. На предприятии Factory Mutual (FM) технологический реактор, содержащий формалин , смешанный с фенолом , взорвался в результате быстрой разгерметизации. Взрыв повредил завод. Пожара не возникло, так как смесь была негорючей. После аварии исследователи Джеймс Б. Смит, Уильям С. Марш и Уилбур Л. Уоллс, работавшие в FM, придумали термин «взрыв расширяющегося пара кипящей жидкости» и его аббревиатуру «BLEVE». ^{[14] [15]}
• 8 января 1957 года, Монреаль , Квебек, Канада. На нефтеперерабатывающем заводе Shell взорвались 5100 тонн сжиженного нефтяного газа, хранившегося в нескольких резервуарах, в результате чего погиб один человек. ^{[16] [17] [18]}
• 28 июня 1959 года, Мелдрим , Джорджия, США. Катастрофа на Мелдримской эстакаде : в результате катастрофы железнодорожной цистерны со сжиженным нефтяным газом погибло 23 человека. ^[7]
• 28 марта 1960 года, Глазго , Шотландия, Великобритания. Пожар на облигациях виски на Чипсайд-стрит : на складе, хранившем 3900 тонн виски , произошел пожар, в результате которого несколько бочек подверглись BLEVE. Погибло 19 человек. ^[19]
• 4 января 1966 года, Фейзин , Франция. Катастрофа в Фейзине : 1000 тонн сжиженного нефтяного газа взорвались на нефтеперерабатывающем заводе Elf , в результате чего погибло 18 человек. ^[7]
• 30 марта 1972 г., Рио-де-Жанейро , Бразилия - 1972 г. Уменьшить взрыв  [pt] : 1000 тонн сжиженного нефтяного газа взорвались на нефтеперерабатывающем заводе, в результате чего погибло 28 человек. ^{[7] [20]}
• 5 июля 1973 года, Кингман , Аризона, США. Взрыв в Кингмане : цистерна, наполненная сжиженным нефтяным газом, взорвалась, в результате чего погибло 13 человек. ^{[7] [21]}
• 8 декабря 1977 года, Картахена , Колумбия. Взорвался технологический реактор из-за выброса аммиака BLEVE, в результате чего погибло 30 человек. ^{[7] [22]}
• 23 февраля 1978 года, Уэйверли , Теннесси, США. Взрыв цистерны Уэйверли : взорвалась цистерна со сжиженным нефтяным газом, в результате чего погибли 16 человек.
• 11 июля 1978 года, Альканар , Испания. Катастрофа в Лос-Альфакесе : во время крупнейшей в истории автоцистерны BLEVE и дорожно-транспортного происшествия с участием опасных материалов автомобиль, нагруженный 25 тоннами пропилена , получил механическую поломку рядом с многолюдным кемпингом. BLEVE убило 216 человек.
• 30 мая 1978 года, Техас-Сити , Техас, США. Взорвались несколько резервуаров для хранения 1500 тонн сжиженного нефтяного газа, в результате чего погибли семь человек. ^{[7] [23]}
• 30 августа 1972 года, Гуд-Хоуп , Луизиана, США. BLEVE возник после столкновения корабля MV  Inca Tupac Yupanqui с баржей TB  Panama City, груженной бутаном . Погибло 12 человек. ^{[7] [24]}
• 1 августа 1981 года, Серритос , Сан-Луис-Потоси, Мексика. Взорвалась железнодорожная цистерна с хлором, в результате чего погибло 29 человек. ^{[7] [25]}
• 23 июля 1984 года, Ромеовилль , Иллинойс, США. В результате катастрофы на нефтеперерабатывающем заводе в Ромеовилле погибло 15 человек. ^[16]
• 19 ноября 1984 года, Сан-Хуан -Иксуатепек, Мексика. Катастрофа в Сан-Хуанико . В результате самой страшной аварии BLEVE, а также одной из самых смертоносных промышленных катастроф , когда-либо произошедших, погибло более 500 человек, когда серия BLEVE попала в терминал хранения сжиженного нефтяного газа Pemex . ^{[7] [26]}
• 28 января 1986 года, над островом Мерритт , Флорида, США. Катастрофа космического корабля «Челленджер» . Распад космического корабля был вызван взрывом внешних отсеков жидкого водорода и кислорода . ^{[7] [27]}
• 23 декабря 1988 года, Мемфис , Теннесси, США. В результате катастрофы грузовика со сжиженным нефтяным газом в Мемфисе погибли девять человек. ^[28]
• 19 апреля 1993 года, Уэйко , Техас, США. Одним из последствий осады Уэйко стал взрыв баллона со сжиженным нефтяным газом, вызванный вмешательством военных. ^[29]
• 4 марта 1994 г., Вейаувега , Висконсин, США. Крушение в Вейаувеге , погибших нет.
• 22 июня 2002 г., Тивисса , Испания. Во время первого в истории проекта BLEVE по сжиженному природному газу (СПГ) взорвался автоцистерна. Погиб только водитель. ^[30]
• 10 августа 2008 г., Торонто , Онтарио, Канада. В результате взрыва пропана в Торонто на предприятии Sunrise Propane Industrial Gases погибли два человека. ^[31]
• 27 августа 2012, Чала , Индия – Катастрофа с цистерной для сжиженного нефтяного газа в Чале : дорожно-транспортное происшествие с цистерной для сжиженного нефтяного газа в штате Керала привело к гибели 20 прохожих.
• 21 июля 2014 г., Лидже , Турция – В результате взрыва бензовоза со сжиженным газом погибли 34 человека. ^[32]
• 6 августа 2018 года, Болонья , Италия – Два человека погибли в результате взрыва в Борго Панигале , автоцистерны со сжиженным газом, вызванного дорожно-транспортным происшествием. ^[33]
• 21 июня 2019 г., Филадельфия , Пенсильвания, США – Взрыв на нефтеперерабатывающем заводе в Филадельфии в 2019 г .: после пожара технологический сосуд, содержащий бутен , изобутан и н -бутан, подвергся мощному взрыву BLEVE.
• 24 декабря 2022 года, Боксбург , Южная Африка – Взрыв в Боксбурге , автоцистерне для сжиженного нефтяного газа BLEVE, в результате которого погиб 41 человек.

Смотрите также

• Взрыв котла
• дефлаграция
• Взрывное кипение или фазовый взрыв
• Быстрый фазовый переход

Рекомендации

1. Клетц, Тревор (1990). Критические аспекты безопасности и предотвращения потерь . Лондон, Англия: Баттерворт – Хайнеманн . стр. 43–45. ISBN 0-408-04429-2.
2. «Что пожарным нужно знать о BLEVE» . Пожарно-спасательная служба1 . 23 июля 2020 года. Архивировано из оригинала 26 июля 2020 года . Проверено 8 февраля 2024 г.
3. CCPS (2010). Рекомендации по взрыву паровых облаков, разрыву сосудов под давлением, BLEVE и опасности внезапного возгорания (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, и Хобокен, штат Нью-Джерси: Американский институт инженеров-химиков и John Wiley & Sons . ISBN 978-0-470-25147-8.
4. «Руководство по предохранительным клапанам температуры водонагревателя» . Осмотрите APedia . Архивировано из оригинала 1 августа 2012 года . Проверено 12 июля 2011 г.
5. «BLEVE - Ответ и профилактика». Транспорт Канады . 26 ноября 2018 г. Архивировано из оригинала 17 июля 2020 г. . Проверено 8 февраля 2020 г.
6. «Меры предосторожности BLEVE» (PDF) . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . 2016. Архивировано (PDF) из оригинала 22 апреля 2019 года . Проверено 16 июля 2020 г.
7. Пру, Ричард В. (1991). «Количественная оценка опасностей BLEVE». Журнал техники противопожарной защиты . 3 (1): 9–24. doi : 10.1177/104239159100300102 (неактивен 8 февраля 2024 г.). eISSN  1532-172X. ISSN  1042-3915.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на февраль 2024 г. ( ссылка )
8. «13 декабря 1926 года, 11 часов 55: L'explosion mortelle» [13 декабря 1926 года, 11:55 : Смертельный взрыв]. Ла Прованс (на французском языке). 13 декабря 2015 г. Архивировано из оригинала 7 февраля 2024 г. Проверено 7 февраля 2024 г. 
9. Лис (1996), с. приложение 1/9.
10. Лиз (1996), стр. Приложение 1/10, 27.
11. «Взрыв 1948 года». БАСФ . Архивировано из оригинала 7 февраля 2024 года . Проверено 7 февраля 2024 г.
12. Лис (1996), с. приложение 1/30.
13. Лис (1996), с. приложение 1/32.
14. Петерсон, Дэвид Ф. (1 апреля 2002 г.). «БЛЕВЕ: факты, факторы риска и заблуждения». Пожарная техника . Архивировано из оригинала 24 февраля 2012 года.
15. Уоллс, WL (ноябрь 1978 г.). «Что такое БЛЕВЕ?». Пожарный журнал[ . Национальная ассоциация пожарной безопасности . стр. 46–47. ISSN  0015-2617 . Проверено 9 февраля 2024 г.{{cite magazine}}: CS1 maint: статус URL ( ссылка )
16. Аббаси, Тасним; Аббаси, С.А. (27 сентября 2006 г.). «Взрыв расширяющегося пара кипящей жидкости (BLEVE): механизм, оценка последствий, управление». Журнал опасных материалов . 141 (3): 489–519. дои : 10.1016/j.jhazmat.2006.09.056. eISSN  1873-3336. ISSN  0304-3894. ПМИД  17113225.
17. Дубюк, Андре (18 ноября 2015 г.). «Plusieurs projets compromis pres de Suncor» [Несколько проектов были скомпрометированы рядом с Suncor]. Ла Пресс (на французском языке). Архивировано из оригинала 19 ноября 2015 года . Проверено 9 февраля 2024 г.
18. Селвуд, Брайан (8 января 1957 г.). «Feu et взрывы на нефтеперерабатывающем заводе» [Пожар и взрывы на нефтеперерабатывающем заводе] (PDF) . Ла Трибюн (на французском языке). Том. 47 лет, нет. 273. с. 1. ISSN  0832-3194 . Проверено 9 февраля 2024 г.{{cite news}}: CS1 maint: статус URL ( ссылка )
19. "Пожар на Чипсайд-стрит, Глазго - 28 марта 1960 года" . Союз пожарных бригад . Архивировано из оригинала 24 октября 2020 года . Проверено 8 февраля 2024 г.
20. Коста, Пьер. «O maior acidente da Refinaria Duque de Caxias (RJ) – Бразилия: um estudo geográfico-histórico» [Крупнейшая авария на нефтеперерабатывающем заводе Duque de Caxias (RJ), Бразилия: географо-историческое исследование] (PDF) . observatoriogeograficoamericalatina.org.mx (на португальском языке). Архивировано из оригинала (PDF) 4 мая 2016 года.
21. «Мемориальный понедельник - Взрыв Кингмана (Аризона)» . Национальный фонд погибших пожарных . 26 июля 2021 года. Архивировано из оригинала 21 марта 2023 года . Проверено 8 февраля 2024 г.
22. Oficina Asesora para la Gestión del Riesgo de Desastres de Cartagena. Emergencias de la Historia Reciente en el Distrito de Cartagena 1965–2021 [ Чрезвычайные ситуации в новейшей истории в районе Картахены 1965–2021 гг. ] (PDF) (на испанском языке) (2-е изд.). Oficina Asesora para la Gestión del Riesgo de Desastres de Cartagena. Архивировано (PDF) из оригинала 15 июня 2023 года . Проверено 9 февраля 2024 г.
23. Марш (март 2018 г.). 100 крупнейших потерь 1978–2017 гг.: Крупные убытки от материального ущерба в углеводородной промышленности (PDF) (25-е изд.). Марш . п. 15. Архивировано (PDF) из оригинала 21 января 2022 года . Проверено 9 февраля 2024 г.
24. USCG (10 мая 1983 г.). Отчет о морских катастрофах: MV Inca Tupac Yupanqui, TB Panama City, капитан буксира Норман; Столкновение в нижнем течении реки Миссисипи 30 августа 1979 года с человеческими жертвами (PDF) . Номер отчета. USCG 16732/01281. Вашингтон, округ Колумбия: Береговая охрана США . Архивировано (PDF) из оригинала 2 марта 2022 года . Проверено 9 февраля 2024 г.
25. Валеро, Франциско (3 августа 2021 г.). «Estación Montaña, a 40 años de la tragedia» [Железнодорожный вокзал Монтаньи, 40 лет спустя после трагедии]. Многономинальный (на испанском языке). Архивировано из оригинала 9 февраля 2024 года . Проверено 9 февраля 2024 г.
26. «Терминал сжиженного нефтяного газа PEMEX, Мехико, Мексика. 19 ноября 1984 г.» . Исполнительный директор по охране труда и технике безопасности . 19 ноября 1984 года. Архивировано из оригинала 24 сентября 2023 года . Проверено 8 февраля 2024 г.
27. Лейбер, Карл-Отто (2003). Оценка безопасности и риска с помощью микроскопической модели детонации . Амстердам, Нидерланды: Elsevier Science . п. 305. дои : 10.1016/B978-0-444-51332-8.X5000-9. ISBN 978-0-444-51332-8.
28. NTSB (8 февраля 1979 г.). Отчет о железнодорожной катастрофе: сход с рельсов поезда № 584 железнодорожной компании Луисвилля и Нэшвилла и последующий разрыв цистерны со сжиженным нефтяным газом - Уэйверли, Теннесси - 22 февраля 1978 г. (PDF) . Номер отчета. НЦБ-РАР-79-1. Вашингтон, округ Колумбия: Национальный совет по безопасности на транспорте . дои : 10.21949/1510178 . Архивировано (PDF) из оригинала 31 июля 2023 года . Проверено 8 февраля 2024 г.
29. Хэвенс, Джерри (12 сентября 2000 г.). Убежища - Анализ опасностей воспламеняемости, связанных с использованием слезоточивого газа в комплексе Филиал Давидиан - Уэйко, Техас - 19 апреля 1993–2000 гг. (PDF) (Отчет). Фейетвилл, Арканзас. Архивировано (PDF) оригинала 23 июня 2019 года . Проверено 10 февраля 2024 г.
30. Планас-Кучи, Эулалия; Гасулла, Нурия; Вентоза, Альберт; Казаль, Хоаким (2004). «Взрыв автоцистерны со сжиженным природным газом». Журнал предотвращения потерь в перерабатывающей промышленности . 17 (4): 315–321. дои : 10.1016/j.jlp.2004.05.005. eISSN  1873-3352. ISSN  0950-4230.
31. Лоулор, Морин (10 августа 2018 г.). «10-летняя годовщина взрыва пропана на рассвете». Городские новости . Архивировано из оригинала 11 августа 2018 года . Проверено 8 февраля 2024 г.
32. Дурмуш, Ахмет; Четиньокуш, Салиха (2022). «Моделирование физических последствий аварии с танкером для сжиженного нефтяного газа, произошедшей в Диярбакыр-Лице». Научный журнал Университета Гази ‒ Часть C: Дизайн и технологии (на турецком языке). 10 (4): 748–764. дои : 10.29109/gujsc.1147339 . eISSN  2147-9526.
33. Кокки, Джованни (19–24 июня 2022 г.). Болонский сжиженный нефтяной газ BLEVE (PDF) . 28-й Международный коллоквиум по динамике взрывов и реактивных систем (ICDERS). Статья 197. Архивировано из оригинала (PDF) 6 февраля 2024 года . Проверено 6 февраля 2024 г.

Источники

Лиз, Фрэнк П. (1996). Предотвращение потерь в перерабатывающей промышленности (2-е изд.). Оксфорд, Англия: Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 0-7506-1547-8.

дальнейшее чтение

Робертс, Майкл В. (2000). «Анализ событий взрыва расширяющегося пара кипящей жидкости (BLEVE) на объектах Министерства энергетики» (PDF) . Группа подрядчиков энергетических объектов (EFCOG) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 октября 2012 года.

Внешние ссылки

• Взрыв баллона с пропаном — описание обстоятельств, необходимых для того, чтобы вызвать взрыв баллона с пропаном.
• Демо-версия BLEVE на YouTube – управляемая демо-версия BLEVE
• Огромные взрывы на YouTube - Видео взрывов пропана и изобутана в результате крушения поезда в Мердоке, штат Иллинойс (3 сентября 1983 г.)
• Авария на МКАД на YouTube — БЛЕВЫ десятков канистр с СУГ после ДТП в Москве
• Propane BLEVE на YouTube – BLEVE после пожара на складе пропана в Торонто
• Обучающее видео для сотрудников служб экстренного реагирования (в архиве) Transport Canada .