Bồn chứa khí hóa lỏng LPG - Sự cố nổ bồn

Bồn chứa khí hóa lỏng LPG là gì? Sự cố nổ bồn là gì? Nguyên nhân nào dẫn đến sự cố này? Chúng ta cùng nhau tìm hiểu các kiến thức trong bài viết hôm nay nhé!

Đánh giá sự cố nổ bồn chứa 20 tấn LPG năm 2007 tại Hà Nội

Luận án áp dụng quy trình đánh giá SCMT trong sử dụng LPG đã đề xuất để thực hiện đánh giá sự cố trong trường hợp bồn chứa 20 tấn LPG bị nổ do sự cố lật xe bồn năm 2007 tại Hà Nội. 

Sự cố này nếu xảy ra được coi là sự cố nổ bồn chứa LPG do tác động cơ học từ bên ngoài (xe bồn bị lật giữa quốc lộ 18 có thể bị xe khác đâm vào hoặc do xe bị lật, trượt và ma sát với mặt đường hoặc va vào công trình xây dựng …).

Mô tả sự cố bồn chứa khí hóa lỏng LPG

Vào lúc 13h ngày 07/05/2007 tại chân cầu vượt Mai Nội trên quốc lộ 18 thuộc xã Mai Đình, huyện Sóc Sơn, Hà Nội đã xảy ra sự cố xe bồn 16L-3323 thuộc công ty cổ phần thương mại dầu khí Hải Phòng nhận gas tại kho Hải Phòng đi Thái Nguyên chở 20 tấn LPG bị lật nghiêng rồi trượt một đoạn dài 50 m mới dừng lại, mùi gas bốc ra nồng nặc, nguy cơ phát nổ rất cao. 

Nguyên nhân gây sự cố là do lái xe đánh tay lái nhanh để tránh một xe khác có hướng ngược lại từ phía trước khi xe bồn chở LPG đang vào đoạn đường vòng làm xe bị đổ. 

Đánh giá xác suất nổ thiết bị bồn chứa LPG

Có thể đánh giá đây là lọai sự cố có nguy cơ xảy ra rất cao, do trong năm 2007 đã có 2 vụ tai nạn lật xe bồn tại Việt Nam, chỉ do may mắn, sự cố nổ bồn chứa LPG mới không xảy ra. Do vậy, xác suất xảy ra lọai sự cố này được xếp vào lọai 3.

Đánh giá thiệt hại nếu nổ thiết bị bồn chứa LPG

• Bồn có thể tích 35,250 m3 chứa 20 tấn LPG công nghiệp có thành phần chủ yếu là Propane. 
• Với giả thiết bồn được nạp LPG đúng quy định: hơi LPG chiếm 20% thể tích của bồn chứa, LPG lỏng chiếm 80% thể tích của bồn chứa [5]. 
• Điều kiện địa hình: sự cố xảy ra tại vị trí giữa cánh đồng bằng phẳng. 
• Điều kiện khí tượng: sự cố xảy ra ở Hà Nội vào buổi trưa, mùa hè. 
• Thông số nhiệt động (tra theo tính chất của Propane) [154]: 
• Nhiệt ẩn hóa hơi của LPG ở áp suất khí quyển: r^LPG = 427,8x103 J/kg 
• Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của LPG lỏng ở áp suất khí quyển: C^LPG = 2,25 × 10³J / kg.K 
• Nhiệt độ sôi của LPG ở áp suất khí quyển: (T^LPG ) = −42 ,1^οC 
• Nhiệt độ của LPG trong thiết bị dùng để tính toán: (T^LPG) ≈ +30^οC. 

Tính lượng hơi LPG sinh ra Lượng hơi do LPG hơi trong thiết bị dãn nở: thể tích hơi được tạo ra sau khi phần hơi V^V(m3) LPG trong thiết bị dãn nở đọan nhiệt được tính theo công thức 4.3:

LPG công nghiệp có thành phần propane là chủ yếu, do đó k = 1,131;

Lượng hơi được tạo thành do hơi LPG trong 20% thể tích của thiết bị chứa 35,250 m3 LPG từ áp suất 6 kG/cm2 dãn nở xuống áp suất 1 kG/cm2:

• Lượng hơi do một phần LPG lỏng trong thiết bị dãn nở: thay số vào công thức (4.7), ta xác định được tỷ lệ phần LPG lỏng hóa hơi trong tổng số LPG lỏng thóat ra ngoài như sau:

 Như vậy, chỉ có 37,9 % lượng LPG được hóa hơi tức thời trong tổng số LPG lỏng thóat ra ngoài ngay sau sự cố nổ thiết bị chứa LPG hóa lỏng ở các điều kiện tương tự. Lượng lỏng còn lại tiếp tục hoá hơi ở điều kiện bình thường không được đề cập trong luận án. Thể tích hơi LPG sinh ra khi nổ thiết bị chứa 20 tấn LPG là:

Ở đây, ρ ^LPG(kg/m3) là KLR của LPG lỏng ở áp suất 1atm ứng với nhiệt độ làm việc. Tra bảng [29] ở điều kiện tính toán ta có: ρ ^LPG ≈ 510 kg / m.

• Tổng lượng chất ô nhiễm trong quả cầu lửa tạo thành:

Từ kết quả tính toán của 4.3.3.1.a và 4.3.3.1b, ta sẽ có thể tích tổng cộng của đám mây hơi LPG tạo thành sau vụ nổ là 3.752 m3.

Đám mây hơi nếu gặp nguồn gây cháy (cơ, nhiệt, điện) sẽ tạo thành quả cầu lửa có nhiệt độ cao, khoảng 1.900oC (bảng 1.4). Ứng với nhiệt độ này, khối khí nóng có khối lượng riêng khoảng 0,2 kg/m3 [126]. Do vậy, khối lượng chất ô nhiễm trong quả cầu lửa là:

1.Tính toán khả năng phát tán của quả cầu lửa

Một số dữ liệu tính toán: +) Yêu cầu xác định nồng độ chât ô nhiễm trong quả cầu lửa tại đường tâm theo hướng gió (y=0, z=H=0); sau 1 phút (60s) kể từ lúc bắt đầu xuất hiện quả cầu lửa. +) Thời điểm xảy ra sự cố: 13h ngày 07/05/2007 (buổi trưa, mùa hè). Do vậy, tốc độ gió trung bình tại Hà Nội, nơi xảy ra sự cố, vào mùa hè là 2,6 m/s [17]. +) Tải lượng phát thải của chất ô nhiễm trong quả cầu lửa theo kết quả tính toán ở phần 4.3.3.1c là 750,4

Kết quả tính toán:

• Bước 1: Xác định bài toán:

Đây là bài toán tính phát tán ô nhiễm có nguồn thải gián đọan, phát tán dạng đám mây hơi. Mức độ ô nhiễm đạt cực đại tại đường tâm (y=0) theo hướng gió x; xe bồn lật trên mặt đất (H=0).

• Bước 2: Xác định cấp ổn định của khí quyển:

Từ dữ liệu cho trước là thời điểm buổi trưa, mùa hè, tốc độ gió tạị Hà Nội là 2,6 m/s [24]. Tra bảng 3.1, xác định được cấp ổn định của khí quyển tại thời điểm tính kiểm tra là cấp B.

• Buớc 3: Xác định hệ số khuyếch tán phương ngang và phương đứng:

Sau thời gian 60s, quả cầu lửa di chuyển được quãng đường: 

Tra đồ thị hình 3.5 và hình 3.6, cấp ổn định khí quyển là cấp B (trung tính), với khỏang cách theo hướng gió là 156 m, ta có: hệ số khuyếch tán theo phương ngang và theo hướng gió là: σ_x = σ_y ≈ 6m, theo phương đứng là σ_z ≈ 5m.

• Bước 4: Tính nồng độ chất ô nhiễm trong quả cầu lửa:

Thay các giá trị tìm được vào công thức 3.6, ta có nồng độ chất ô nhiễm tại tâm theo hướng gió sau thời gian 60s của chất ô nhiễm trong quả cầu lửa là:

Tính toán lượng tiêu thụ oxy, không khí khô, phát thải CO2, phát thải khói khi cháy đám mây hơi LPG tạo ra sau vụ nổ thiết bị chứa LPG:

Theo kết quả tính toán của mục 4.3.3.1c khi nổ bồn chứa 20 tấn LPG lỏng sẽ tạo thành 3.752 m3 LPG hơi. Áp dụng bảng 4.5 tính toán được lượng phát thải khói, phát thải CO2, tiêu thụ oxy, tiêu thụ không khí khô lý thuyết. Tổng hợp kết quả tính toán ở bảng 4.17

Tổng hợp kết quả tính toán phát thải khói, phát thải CO 2 , tiêu thụ Oxy, tiêu thụ không khí khô lý thuyết khi nổ bồn 20 tấn LPG tại Hà Nội năm 2007

Tính công nổ

Bồn chứa 20 tấn LPG có dung tích tổng cộng khỏang 35,250 m3. Khi đó, ta có thể tính áp suất tạo ra sau vụ nổ bồn chứa LPG theo công thức (4.13c) là:

Theo tính toán ở mục 4.3.3.1c, ta có tổng lượng hơi sinh ra sau vụ nổ bồn chứa 20 tấn LPG là: 3.752 m3hơi LPG. Thay vào công thức 4.13c, áp suất tạo ra tác động lên thiết bị chứa ngay sau vụ nổ là:

Thay số vào công thức 4.15, ta có công sinh ra khi nổ thiết bị là:

Nhận xét: sự cố nổ bồn LPG 20 tấn với các điều kiện trình bày trên đây có thể làm văng một vật nặng 118 tấn đi xa 1 km. Như vậy, để hạn chế tác động cơ học do mảnh vỡ của bồn văng ra, bồn chứa này cần phải được lắp đặt cách xa khu vực dân cư khoảng cách tối thiểu là 1 km hoặc nếu khối lượng của mảnh vỡ tăng lên 2 lần thì khoảng cách an toàn phải giảm 2 lần và ngược lại.

2.Đánh giá mức độ thiệt hại của sự cố nổ bồn chứa khí hóa lỏng

Kết quả tính toán cho thấy vụ nổ sẽ gây thiệt hại rất lớn cho nguời, tài sản, môi trường. Căn cứ vào bảng 4.16, mức độ thiệt hại của sự cố này được xếp lọai 4.

Các bạn muốn đóng góp thêm ý kiến hãy liên hệ ngay với chúng tôi nhé!

Đánh giá mức sự cố nổ bồn chứa khí hóa lỏng LPG

Căn cứ vào ma trận rủi ro (bảng 4.14), nếu xảy ra sự cố nổ bồn chứa 20 tấn LPG của tai nạn lật xe bồn tại Hà Nội năm 2007, kết quả là:

•  Xác suất sự cố nổ bồn chứa LPG: có khả năng xảy ra, nên xếp lọai mức 3
• Thiệt hại nếu sự cố nổ bồn chứa LPG trên xe bồn: mức 4
•  Đánh giá tổng hợp sự cố: 12 điểm. 

Đây là loại rủi ro chấp nhận được nhưng cần được kiểm soát chặt chẽ và có biện pháp giảm thiểu để bảo đảm an toàn.

Rất mong bạn đọc quan tâm và theo dõi tank.vn để cập nhật tin tức mới nhất về bồn chứa khí hóa lỏng.