柴油的危险性分析篇（1）

近些年，我国城市加油站的数量也随着机动车辆的增加而增加，加油站内部存储的油品属于易燃易爆的危险品，在平时的使用和操作中一旦出现一些小失误，就会造成十分严重的后果。为了降低加油站火灾爆炸的可能性，需要对加油站火灾爆炸的危险性进行深入的分析，目前主要采用定性分析和定量分析两种分析方法，本文将通过定量分析方法对城市加油站火灾爆炸的危险指数进行深入的分析，以找出有效的预防措施，降低城市加油站火灾爆炸的可能性。

1.城市加油站火灾爆炸风险分析

1.1城市加油站爆炸事故原因

城市加油站产生火灾事故是由多种原因造成的，其中既有自然原因，也有人为原因。而人为原因是产生加油站爆炸事故的主要因素。具体来说造成城市加油站火灾爆炸的原因主要有以下几点原因：

第一，加油站的建筑质量不符合安全标准。加油站在建设过程中，出于施工工期和施工成本的考虑，整个施工过程并不符合预期的标准，使得加油站建筑的安全性不能够达到防火的标准。

第二，加油站的电气设备存在一些安全问题。一般加油站内部的电气设备得不到及时的维护，使得其内部的电气设备的老化现象十分严重，照明设备、开关、电气线路的安全性不能够达到所要求的标准。

第三，加油站工作人员在卸油、输油过程中并没有安全操作规程进行操作。一般来说在卸油、输油过程中需要注意卸油的方式，采取一定的防爆措施，并且要科学地使用放静电装置。

第四，安全管理存在一定的问题。加油站内部的管理对于火灾的形成有着直接的影响，工作人员在工作过程中具有一定的监管职责，但是实际上对一些行为并没有进行及时的制止。

1.2城市加油站爆炸事故的特点

1.2.1城市加油站爆炸事故的破坏性严重

由于汽油和柴油属于易燃易爆的物品，一旦引起火灾，会产生较大的破坏力，对附近人员的生命健康造成严重的威胁，由于火灾是在短时间内发生的，很难及时采取有效的应急措施。

1.2.2点火源的多样性

加油站内部的人员流动十分频繁，不同的人员会带来各种各样的点火源。如电火花、静电等，这对加油站的管理提出了更高的要求。

1.2_3事故发生具有季节性

加油站的工作环节中卸油是最容易产生火灾的环节，会受到周围环境的影响。一般在夏季中旬是加油站火灾爆炸事故高发的时间段，因为夏季的温度较高，并且容易产生雷电。另外秋冬季节，秋高物燥，人体易产生静电也是发生火灾爆炸事故的重大安全隐患。

1.2.4油气来源复杂

加油站的油气存在一定的挥发和扩散现象，加油站与外界接触十分广泛，使油气极易挥发而出现火灾爆炸事故，这需要及时控制油气的来源。

2.道化学危险指数法及其应用

2.1道化学危险指数法介绍

目前，城市加油站的危险指数主要采用道化学危险指数是一种常用的定量安全评级的方法，由于这种方法可以在很多领域采用，因此，使用十分广泛。道化学危险指数法的评价过程如下：

2.1.1物质系数MF

物质系数直接反应出现火灾之后目标区域所释放能量的大小，对其进行危险指数评价过程中进行参考的主要数据。不同物质的物质系数MF是有一定差距的，具体数据由美国消防协会规定的NF和NR（分别代表物质的燃烧性和化学活性或不稳定性）决定的。

2.1.2一般工艺危险系数F1

一般工艺危险系数是来确定火灾产生的危害程度的，一般工艺危险系数的确定需要考虑很多因素，如火灾的损害区域面积、物料的情况、泄漏控制等是火灾危险指数的重要组成部分。

2.1.3特殊工艺危险指数F2

特殊工艺危险指数主要是加工储存工艺对火灾爆炸的影响，其危险指数十分复杂需要考虑12个项目。

2.1.4安全措施补偿系数C

安全措施补偿系数是加油站在产生火灾爆炸之后对火灾产生的破坏进行补救，主要涵盖隐含火源的检查、防火措施、危险品的处置等。

2.2道化学危险指数法应用

本文以某地区的加油站为例对其危险性与事故的损失进行评价，此加油站的汽油罐、柴油罐均为30m3，分别为2个，采取地埋的方式进行储油，可以满足周边的加油需求。以下将使用道化学危险指数法对该加油站的柴油和汽油罐进行风险评价。从道化学危险指数表中可以找出柴油和汽油的为10和16，通过计算可以算出一般工艺危险系数F1，其中柴油罐的一般工艺危险系数F1为2.35，汽油罐一般工艺危险系数F1为0.75。柴油罐和汽油罐的特殊工艺危险系数为2.3和2.2，工艺单元危险系数分别为5.41和3.85，火灾爆炸指数为86.5和38.5。最大可能财产损失的算法为：

最大可能财产损失=影响区域财产值×安全补偿系数×F&EI

从上面的数据信息可以看出汽油罐和柴油罐的火灾爆炸危险程度并不是很高，出现火灾爆炸的机率很低。最终根据加油站的实际情况进行综合考虑，最终确定加油站的安全补偿系数为0.79，实际最大可能财产损失（Actual MPPD）降低为基本最大可能财产损失（Base MPPD）的79%。说明加油站通过加强安全管理、采取有效的安全措施，一定程度上提高了加油站的安全水平，降低了发生火灾爆炸的危险性和可能造成的财产损失。

3.结合城市加油站火灾爆炸指数减少爆炸风险的措施

城市加油站一旦l生火灾爆炸事故就会对附近的人产生巨大的危害，所以要采取有效的措施来减少产生火灾爆炸的风险，具体可以采取以下一种方法：

第一，对点火源进行有效控制。点火源是产生火灾爆炸事故的重要原因。加油站的工作人员要对加油站的附近区域进行有效地管理，如张贴相关的宣传标语，禁止吸烟和使用电子设备，一旦发现这些行为要及时制止。

第二，阻止油气扩散。加油站的设备的完好程度决定油气的渗漏和扩散情况，所以为了阻止油气的扩散要对加油站是设备进行定期检查，保证其完好无损坏。

第三，注意外界环境的影响。高温和雷雨天气是造成加油站火灾爆炸的直接因素，在夏季要特别注意做好加油站的安全管理，以避免产生任何有可能产生火灾爆炸的因素。

柴油的危险性分析篇（2）

中图分类号:TK412; TK413.3; O241.82

文献标志码: A

3D finite element analysis on crankshaft of off-road turbocharged diesel engine

HU Zhiyuan1, LOU Diming1, TAN Piqiang1, KONG Guixiang2

(1. College of Automotive Eng., Tongji Univ., Shanghai 201804, China;

2. Shanghai New Holland Agricultural Machinery Co., Ltd., Shanghai 200433, China)

Abstract:To implement the strength proof of off-road diesel engine parts when the engine is improved upon performance by turbocharging, the 3D finite element model of crankshaft assembly is established for off-road turbocharged diesel engine. The 3D nonlinear finite element analysis on crankshaft is performed. Moreover, the fatigue safety factors under the third strength theory is calculated. The result shows that the crankshaft can satisfy the turbocharged strength requirement, the fatigue safety factors of the knuckle between crank winch and crank arm is lower than other sites, and it is a more dangerous position.

Key words:turbocharged diesel engine; crankshaft; finite element

0 引 言

增压能有效提高柴油机动力､降低排放.为提高功率,满足中国非道路移动机械用柴油机第Ⅱ阶段排放限值要求,上海纽荷兰农业机械有限公司计划对其自然吸气式SNH 4102Z型柴油机进行增压改进.在对非增压柴油机施行增压改进时应首先考虑原机主要零部件结构强度是否满足增压要求.

曲轴是柴油机中最主要的运动部件之一,其尺寸参数在很大程度上决定并影响着柴油机的整体尺寸和重量,而柴油机的可靠性和寿命也在很大程度上取决于曲轴的强度.在柴油机工作过程中,曲轴承受弯曲､扭转和振动等多种载荷,应力集中相当严重,连杆颈和主轴颈的圆角部位以及曲轴上的油孔附近的应力集中通常是造成曲轴破坏的重要原因.在设计新型柴油机或对老产品进行改进时,必须对曲轴强度进行严格的安全考核.

本文对上海纽荷兰农业机械有限公司的SNH 4102Z型增压柴油机曲轴装配组件进行三维有限元非线性分析.为使计算模型更接近实际情况,对曲轴不作任何简化,并考虑曲轴､机体和连杆各组件之间的装配关系,以得到与实际较为吻合的应力分布规律和在交变载荷下曲轴的安全因数,为SNH 4102Z型柴油机进行增压改进提供研发依据及参考.

1 分析模型

1.1 建立实体模型

在进行柴油机曲轴有限元分析时,建立比较准确的力学模型,使载荷和约束边界条件符合实际情形,计算结果才能达到比较满意的精度.以往的曲轴有限元分析计算通常采用连续梁模型和空间刚架模型[1]､二维或三维单拐模型[2-4]及曲轴三维模型[5-8]等,往往对曲轴做很大简化,忽略相邻曲拐的影响或曲轴､机体和连杆各组件之间的相互作用,计算结果存在一定误差.为使计算模型更接近实际情况,建立曲轴､机体和连杆的曲轴装配组件实体模型.首先,在建模时不对曲轴进行任何简化,保留包括油孔､圆角和键槽等在内的所有几何特征;其次,由于机体和连杆等次要对象的主要作用是传递载荷和施加边界条件,为减少计算量,对机体和连杆等部件根据等效刚度原则进行必要的简化;最后,将曲轴､机体和连杆按装配关系组合成组合模型,机体轴承孔与曲轴主轴颈､连杆大头孔与曲轴销轴颈定义为互相接触关系,完成有限元分析曲轴装配组件实体模型的建立.曲轴与曲轴装配组件实体模型见图1和2.

1.2 有限元模型建立

有限元网格划分采用8节点四面体单元,用面―面接触单元模拟曲轴主轴颈和机体轴承孔､曲轴连杆颈和连杆大头孔之间的接触作用.对于曲轴上的油孔和圆角等细微结构,采用更小的单元尺寸,以正确计算油孔和过渡圆角处的应力状态.整个模型共有301 614个单元,419 622个节点,10 576个接触对,曲轴装配组件有限元模型见图3.

1.2.1 力边界条件

在曲轴装配组件三维有限元分析模型中,考虑的载荷包括气体压力､活塞组往复惯性力､连杆组(小头)往复惯性力､连杆组(大头)旋转惯性力和曲轴旋转惯性力.其中,气体压力根据柴油机工作过程的测试试验得到的示功图压力数据获得;活塞组和连杆组(小头)往复惯性力通过动力学计算获得.按照力学等效原则,将动力学计算得到的连杆作用力等效施加在连杆杆身截面上,通过连杆与曲柄销相互的接触关系传递载荷.曲轴和连杆大头的旋转惯性力通过软件中施加回转体载荷(角速度)的方法得到,即在曲轴和连杆大头施加回转角速度后,所有体单元得到等效体积力.

1.2.2 位移边界条件

为使计算过程中曲轴装配组件不产生刚移,需要对曲轴､机体和连杆进行约束处理.在计算过程中,曲轴主轴颈所受的轴承支反力､连杆与曲柄销之间的相互作用力由预先定义的接触模拟;机体的底面和相邻两侧平面以及曲轴输出端定义为全约束;同时,约束连杆沿曲轴轴向的平动及沿杆身方向的转动.

1.2.3 计算工况选择

以最大功率工况为计算工况,此时发动机转速n=2 400 r/min,最大爆发压力pe=9.5 N/mm2.

曲轴在工作过程中所受载荷极其复杂,在720°曲轴转角范围内,曲轴承受周期性变化的燃气压力､活塞连杆组惯性力､曲轴本身的离心力以及支座反力等力的作用.这些载荷综合作用引起的曲轴各个部位以及同一部位在720°工作循环内的应力在各个瞬时均不相同,确定曲轴危险工况问题非常复杂,唯一正确的办法就是对曲轴每个转角分别进行计算,求出各个节点(主要是计算者关心部位的节点)的应力,产生前几个(通常取3个)最大应力的曲轴转角就是危险工况.

当计算模型相对简单时,对每个曲轴转角分别计算,可以确定曲轴的危险工况.对于本文建立的包含接触模拟的近42万个节点的曲轴装配组件三维模型,若对每个曲轴转角都进行计算,其载荷的处理和计算时间的消耗都不堪承受.因此,为准确找到720°曲轴转角范围内曲轴所处的危险工况,同时又不消耗太多计算时间,除上述建立的曲轴装配组件三维精细计算模型外,再建立1个相对简单的曲轴装配组件三维简化模型,对曲轴的油孔､凸台和键槽等细微结构进行必要的简化.简化后的曲轴装配组件三维有限元模型共包括35 338个单元 ,60 830个节点和808个接触对,见图4.

根据所建立的有限元简化模型,在720°曲轴转角范围内,每隔5°计算1次,共计算144次.

曲轴的材料为球墨铸铁,根据第3强度理论,认为材料中的最大剪应力到达该材料的剪切抗力τu时,即产生塑性屈服,其等效应力[9]ИЕ eq =σ1-σ3(1)И式中:σ eq 为等效应力;σ1为第1主应力;σ3为第3主应力.

以每一计算工况中曲轴的等效应力最大值为衡量指标,前3个最大等效应力值所对应的曲轴转角即为危险工况.设第2缸爆发时的曲轴转角为0°,在720°曲轴转角范围内,曲轴最大等效应力值随曲轴转角的变化情况见图5.

由图5可见,精细有限元的计算工况为:载荷工况1,第2缸爆发,曲轴转角为10°;载荷工况2,第1缸爆发,曲轴转角为190°;载荷工况3,第3缸爆发,曲轴转角为370°.

2 三维有限元计算结果及分析

2.1 应力计算结果

用ANSYS软件对曲轴组件有限元模型进行求解计算,经后处理得到10°,190°和370° 3个曲轴转角计算工况的第3强度理论等效应力云图(见图6~8).图中应力单位为N/mm2.

(a) 简化模型计算结果

(b) 精细模型计算结果

由图6可见,对于第2缸爆发曲轴转角为10°的计算工况,精细有限元计算模型的等效应力分布情况与简化模型的计算结果一致,最大等效应力均发生在第2缸曲柄销与相邻曲臂的过渡圆角处,且数值差别不大,简化模型略低.精细有限元模型的最大应力值为102.7 N/mm2,计算结果较为合理.由图7和8可见,对于第1缸爆发曲轴转角为190°及第3缸爆发曲轴转角为370°的计算工况,最大等效应力分别出现在第1缸曲柄销及第3缸曲柄销与相邻曲臂的过渡圆角处,最大等效应力分别为93.7 N/mm2和 99.7 N/mm2.

综合图6~8可见,精细模型3个计算工况曲轴最大等效应力值随曲轴转角变化的趋势与简化模型计算结果(图5)相一致,计算结果较为合理.

SNH 4102Z型柴油机曲轴的材料为QT800―2,其屈服强度为480 N/mm2.因此,该柴油机曲轴满足静强度要求.

2.2 疲劳安全因数

经典的多轴疲劳方法基于最大主应力/应变､特雷斯卡屈服条件(第3强度理论)和米泽斯屈服条件(第4强度理论).由于机械和动力行业遇到的载荷往往较不稳定,因而多采用偏于安全的第3强度理论,疲劳安全因数采用式(2)计算[10].Иnσ=σ -1 kσεσβσa+Ψσσm(2)И式中:σ -1 为材料的对称循环疲劳极限;β为表面因数;εσ为尺寸因数;kσ为有效应力集中因数;Ψσ为不对称循环因数;σa为应力幅值;σm为平均应力.

由式(2)可计算出SNH 4102Z曲轴的最小疲劳因数位于第2缸曲柄销与相邻曲臂的过渡圆角处,大小为2.66,曲轴满足疲劳强度要求.

3 结 论

建立考虑曲轴､连杆和机体之间接触关系的曲轴装配组件实体模型,简化有限元模型和精细有限元模型.计算结果表明:精细有限元模型与简化有限元模型的计算结果基本相同,利用简化模型确定精细模型的曲轴危险角计算工况是可行的;SNH 4102Z型非道路用柴油机增压后曲轴满足强度要求,第2缸曲柄与曲臂过渡圆角处的安全因数相对较低,是比较危险的部位.

参考文献:

[1] 尹建民, 王德海, 李一鸣, 等. X6135柴油机曲轴强度的三维有限元研究[J]. 内燃机工程, 1997, 18(2):71-78.

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[3] 苏铁熊, 王和平, 张保成. 车用发动机曲轴结构设计中的三维有限元分析[J]. 华北工学院学报, 2002, 23(1):71-74.

[4] 刘必荣. 基于ANSYS的小型柴油机曲轴应力分析[J]. 拖拉机与农用运输车, 2004(3):30-33.

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[8] 郭振旺, 姚辉, 陈志忠, 等. 柴油机曲轴强度的三维有限元分析[J]. 柴油机, 2005(3):18-21.

柴油的危险性分析篇（3）

一、前言

化工行业本身就是高耗能和高污染行业，节能降耗必将对行业产生重要的影响。化工行业应积极开展行业重大关键技术的科技攻关，提升行业重大技术装备水平，为行业节能减排提供技术支撑。 其中的举措之一就是：积极进行节能技术改造，大力开发和采用新技术，特别是积极应用低碳技术。为了响应中海油总公司号召，降低我公司节能指标，我公司提出醇基液体燃料替代锅炉燃料柴油技改实验项目，下面阐述醇基燃料与柴油对比及在我公司应用情况。

二、醇基燃料与柴油对比

1.物理特性

1.1醇基燃料

1.1.1外观与性状：无色澄清高挥发性液体，有刺激性气味。

1.1.2溶点：-97.8℃

1.1.3相对密度（水=1）0.792

1.1.4沸点：67 ℃

1.1.5相对蒸气密度（空气=1）1.11

1.1.5饱和蒸气压力（kap）13.33（21.2）℃

1.1.7辛醇/水分配系数的对数值：

1.1.8闪点（℃） 11℃

1.1.9爆炸上限（V/V） 36%

1.1.10引燃温度：463.89℃

1.1.11爆炸下限（V/V） 6.0%

1.1.12溶解性：能与水、乙醇、乙醚、酮、卤代烃和许多有机溶机相混溶。

1.1.13主要用途：饭店内厨房炒菜所用燃料、汽车油、工业（采暖）锅炉、窑炉等燃料。

1.2柴油

1.2.1外观与性状：稍有粘性的棕色液体。

1.2.2溶点：-18℃

1.2.3相对密度（水=1）0.87-0.9

1.2.4沸点：282-338

1.2.5闪点（℃） 38℃

1.2.6引燃温度：257℃

1.2.7主要用途：用作柴油机的燃料。

2.危险性

2.1醇基燃料：

2.1.1危险性类别：中闪点易燃液体.

2.1.2侵入途径：吸入、食入经皮肤吸收.

2.1.3健康危害：高浓度燃料及燃料蒸气可引起眼睛和呼吸道黏膜刺激症状，呼入中毒一般为1—96小时，口服中毒为8—36小时，表现症状为头晕、头痛、眩晕乏力、恶心呕吐、腹痛并发肝脏肾脏损害，视神经萎缩等。主要的毒性产物为转化后的甲酸。

2.1.4环境危害：易燃性蒸气.

2.1.5燃爆危险：遇明火高热能引起燃烧和爆炸.

2.2柴油

2.2.1危险性类别：第3.3类 鬲闪点易燃液体.

2.2.2侵入途径：吸入 食入 经皮吸收.

2.2.3健康危害：皮肤接触柴油可引起接触性皮炎、油性痤疮，吸入可引起吸入性肺炎。能经胎盘进入胎儿血中。柴油废气可引起眼、鼻刺激症状，头晕及头痛.

2.2.4环境危害：对环境有危害，对水体和大气可造成污染.

2.2.5燃爆危险：本品易燃，具刺激性

3.急救措施

3.1醇基燃料

3.1.1皮肤接触：脱去污染的衣着，用皂水清水彻底清洗皮肤。

3.1.2眼睛接触：立即翻开上下眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，至少10秒就医。

3.1.3吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅，严重者立即就医。

3.1.4食入：饮足量水、催吐，就医。

3.2柴油

3.2.1皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，就医。

3.2.2眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，就医。

3.2.3吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅；如呼吸困难，给输氧；如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。

3.2.2食入：尽快彻底洗胃，就医。

4.消防措施：

4.1醇基燃料：

4.1.1危险特性：与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧，在火场中，受热的容器有爆炸危险，其正桥比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回丝。

4.1.2有害燃烧产物：一氧化碳

4.1.3灭火方法及灭火剂：干粉 水

4.1.4防火注意事项：远离火源。

4.2柴油

4.2.1危险特性：遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。

4.2.2有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。

4.2.3灭火方法及灭火剂：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。

4.2.4防火注意事项：远离火种、热源。

5.稳定性和反应性

5.1醇基燃料

5.1.1稳定性：稳定

5.1.2禁配物：强氧化剂 酸类、酸碱、强氧化剂、碱金属

5.1.3避免接触条件：明火高热

5.1.4聚合危害：不能发生

5.1.5分解产物：一氧化碳、二氧化碳

5.2柴油

6.污染程度

6.1醇基燃料： 无污染

6.2柴油： 污染严重已限制使用

7.安全状况

7.1醇基燃料

7.1.1泄漏为液体，易发现；

7.1.2着火用水易扑灭，不易发生事故。

7.1.3储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过50C。应与氧化剂等分开存用防暴型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备 有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

7.1.4应急处理：切断火源，将人员迅速的撤离，泄漏污染区至安全地带，并进行隔离严格限制出入，处理人员戴自吸压式呼吸器穿防毒服。快速切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。用砂土等材料堵截吸收，用水稀释，用防爆泵回收其泄漏物，转移到废物处理场，喷状水冷却和稀释蒸气，降低蒸气灾害。

7.2柴油

7.2.1泄漏为液体，易发现；

7.2.2着火不易扑灭，时有事故发生。

7.2.3储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、卤素分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

7.2.4应急处理

迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

三、优点

1.价格低廉

柴油售价为每公斤约9.3元，而醇基液体燃料每公斤价格仅在3.5元左右。

2.贮运方便

醇基燃料常态下用普通塑料容器即可盛装。

3.安全无压

醇基液体燃料作为众所周知的清洁燃料，一旦发生泄露，相对不易挥发和泄露，即使着火，用水即可泼灭，其毒性远低于石油液化气和天然气。

四、醇基燃料储存及输送系统流程图

五、实验对比

1.RIELLO燃烧器对比

改造前 改造后

2.消耗对比表

3.监测报告对比

4.综合分析

4.1经过公司3个月的使用取得了良好的应用效果，项目较柴油锅炉节约18%以上费用（估算一年节约采购成本约50万余元）。该项目投资约15万元，柴油与醇基燃料消耗比为1：1.8，根据试验数据分析4个月完全能回收投资成本。

4.2该项目体现了公司倡导的“清洁生产”理念，成为节能减排、降本增效工作的亮点，为企业立足实际挖掘生产经营潜力、不断探索可持续发展道路提供了宝贵的经验。

4.3本项目由公司生产员工完成，通过项目的锻炼提升了生产员工的技术能力、创新能力，拓展了员工的思维能力。

4.4该项目的实施思路和措施，为新燃料的广泛推广以及流程改进工作具有良好的借鉴作用，可在海油系统内进行推广应用。

六、结束语

作为柴油替代燃料，醇基燃料不仅仅是经济性能优良，而且环保效益明显，燃烧无残留，PM2.5指标和排放气体显著降低。同时具有清洁燃烧的性能，能够保障锅炉燃烧侧不积碳，不结垢，消除了爆炸隐患。

参考文献

刘德辉，化学危险品最新实用手册，中国物资出版1995.5

上海化工轻工供应公司，“化学危险品使用手册”，化学工业 出版社1992.10

柴油的危险性分析篇（4）

一、违法行为的表现形式

1、未取得成品油经营批准证书和危险化学品经营许可证书，擅自倒卖成品油。成品油是专项控制的物资，使用不当容易燃烧、爆炸，对社会造成危害，它也是一种危险品。必须同时取得两证才能从事销售行为。成品油经营许可证由经贸委核发，危险化学品经营许可证由安全生产监督管理局核发。在2002年版的危险化学品名录中汽油、煤油是纳入管理的，不包括柴油，但是《成品油管理办法》和安监局《关于危险化学品许可证发放中有关问题的函》规定，成品油经营单位申办危险化学品经营许可证时需提供成品油经营批准证书，因此经营柴油也需要办理危险化学品经营许可证。未取得两证擅自倒卖成品油的现象在一些经销油、化工原料的流通企业中较为突出，另外一些餐饮企业也用成品油作为燃料，需求量是不小的。这些信息很容易被给他们供应油、化工原料的供货商所掌握。而上述企业到中石油、中石化的加油站购买时，运输不方便，结款的方式不灵活，供货商却可以送货上门，事后结款，价格也比正规企业便宜，基于上述原因为擅自倒卖成品油提供了一个很大的需方市场。

汽油、柴油、煤油属于化学危险品，另外一些石油化工产品如：溶剂油也是化学危险品。对于均未取得危险化学品经营许可证和成品油经营批准证书或已经取得成品油经营批准证书而未取得危险化学品经营许可证擅自销售成品油及属于危险品的石油化工产品的。这类案件的法律适用依据是《无照经营查处取缔办法》第十四条第二款的规定“对法律、法规另有规定的，从其规定。”因此适用《危险化学品安全管理条例》第五十七条定性处理；对于已经取得危险化学品经营许可证而未取得成品油经营批准证书的，处罚时可适用《公司法》或《公司登记管理条例》，按超范围经营处罚或根据国家局工商公字[2001]第90号的答复“无成品油经营批准证书，以牟取非法利润为目的，擅自从事成品油经营活动的，构成投机倒把行为，可按《投机倒把行政处罚暂行条例》第三条第一款第（十一）项定性处罚。”本人认为定性为“投机倒把行为”更准确。

2、成品油经营中的商业贿赂行为。

虽然成品油是许可经营的物资，但在市场上从事成品油经营的企业仍然很多，竞争日趋激烈。一些经营者为了占领市场份额，争取交易机会，不择手段地通过各种方式来推销自己的油品，采用财物等方法进行贿赂，对象主要是采购单位中对成品油的购买具有决定权或对采购有影响作用的人。以下的例子供大家讨论。例如：某石油公司制定了累积积分制度，对在其下属加油站加油的用户发放加油卡，用以计录加油量，根据加油量制定了相应的兑奖标准，奖品从手电筒、饮水机、VCD、自行车到彩电等等。奖品的发放对象中有相当一部分是经营单位的车辆司机、采购人员。其中一个物流公司一年就从该公司的加油站购买了近百万元的成品油，采购人员也从加油站领取了彩电、皮带、衬衣的物品。我认为其构成商业贿赂行为，可以按《反不正当竞争法》第八条定性处理；其中上述某石油公司利用加油卡累积积分向所有用户赠送奖品的行为是《关于禁止商业贿赂行为的暂行规定》第八条的规定的“商业附赠行为，视为商业贿赂行为”，可按《反不正当竞争法》第八条定性处理

3、搀杂使假、以次充好的行为。

石油化工产品有一个基本的特征：可调和。在化工轻油、溶剂油等产品中加入一定比例的化学添加剂就可以变成类似于成品油的非标准油品或在低标号的油品中加入一定比例的化学添加剂冒充高标号的油品对外出售。例如：化工轻油加入甲基叔丁基醚可调和成汽油，0#柴油加入煤油可调和成-10#柴油。使用非标油品会损坏车辆的发动机、机械的零部件，但其部分物理指标与正品近似，短期使用很难发现其危害。配制、经销的调和油利润巨大，在郊区和农村的私人加油站此种行为比较猖獗。

这类案件的法律依据有《产品质量法》、《投机倒把行政处罚暂行条例》根据法律适用的基本原则：新法优于旧法，上位法优于下位法，我更倾向于适用《产品质量法》定性处理。

二、查处的技巧

任何行为都会在时空环境中留下痕迹，倒卖成品油的行为也是一样，要善于捕捉行为人的蛛丝马迹，往往一个不起眼的环节可能是案件的重要突破口。下面重点讲一下倒卖成品油的取证技巧。

1、从当事人的会计资料、电脑开票系统入手（从内查）。

当事人比较配合，容易进入经营场所实施现场检查或可以调阅会计帐册时采取。对于具有一般纳税人资格的企业，其购进成品油需要对方的增值税专用发票抵扣联用来抵扣，销售时需开出增值税专用发票给购入方作为记帐和抵扣使用。在其电脑开票系统、原始记帐凭证或经税务部门认证的抵扣联上会明确记载其购销的货物的品种、价格、数量等详细情况，若从此入手，则当事人无资质倒卖成品油的行为会在其发票上暴露出来。另外，通过轧当事人的购销记录，可以查处是否搀杂使假、以次充好。假设当事人购进了100吨-10#柴油和100吨0#柴油，但买出了200吨-10#柴油，而没有0#柴油的销售或销售很少，那么说明当事人有将-10#和0#相互勾兑冒充-10#柴油对外销售的违法行为。

2、从当事人的销售网络入手（从外查）。

有一些狡猾的经营者为了逃避执法人员检查与法律的制裁，往往在自己的会计记帐凭证、发票上虚假记载或根本不记入财务帐，意图掩盖倒卖成品油的事实真相。如：在增值税发票上作模糊的记录，使用与成品油近似的用语“油料”、“燃料”或使用增值税发票弄虚作假。然而购入方入帐时一定会如实反映真实情况，因此，通过反查对方的财务帐就可以揪出狐狸的尾巴。我们查处的某一化工企业，开出的增值税发票上标注“材料一批”并附有对应的增值税发票销货清单，清单上列出的都是普通的原材料。在查处中我们可转换思路，从反查，如从购方查。购方入帐的销货清单上清晰地列出了“汽油、柴油、煤油”等成品油。增值税发票管理比较严格，不易做手脚，但销货清单可由企业随意打印。该企业正是利用了这一发票管理上的漏洞来掩盖其行为。所以遇到这种情况时，我们可从入手更能接近事实真相。

3、从国税局的发票管理系统入手（从国税查）。

在掌握一定的线索，当事人拒不配合，很难调取会计资料，使取证工作无法开展时，可以从国税局的增值税发票管理系统入手，避免被动。从该系统可以调出企业某一时间段的增值税发票的抵扣或存根的目录清单，清单上有一组重要的数据：购方的纳税人识别码。通过该识别码可以调出企业的销货单位的名单，掌握了其销售网络，取得了主动权，可从取证，迅速查清违法事实，甚至在当事人毫不察觉的情况下，取得其违法经营的第一手证据。

4、从当事人的银行帐户入手（从银行查）。

柴油的危险性分析篇（5）

双电源进线方式具体设计方案：以设计过的阳江胜利水泥有限公司年产100万吨水泥粉磨站工程为例，设计时只设计了一路电源进线，进线来自生活区变压器，现在修改为两路电源进线（如下图所示），另一路来自EPS电源，充当备用电源，因为这个项目没有柴油发电机房，如果大的项目设有柴油发电机房的，这路电源就可以来自柴油发电机。两路电源的切换是靠双电源切换开关实现的，至于双电源切换开关的工作原理，许多技术人员和相关文章都已谈过，在这不再详述。当来自生活区变压器的电源故障时，来自EPS的电源就能自动/手动投切上，保证全自动给水设备（即消防水泵）等负载的供电可靠性、连续性。当来自生活区变压器电源不故障时备用电源不投入使用，所以也达到了经济性的要求。

柴油的危险性分析篇（6）

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）02018501

1防爆柴油车的使用现状

随着我国煤矿机械化水平的发展，防爆柴油机车在煤矿井下使用越来越广泛。

从早期在硐室中使用的柴油动力装置，到现在的辅助运输防爆柴油机车，其发展速度很快，种类繁多。目前煤矿井下使用的无轨防爆柴油机车主要有防爆生产指挥车、防爆胶轮运人车、防爆无轨胶轮材料车、多功能铲运车、多功能吊车、支架搬运车、防爆皮卡、防爆中性货车、防爆洒水车、炸药运送车、LG80铲车等。随着防爆柴油车种类和数量的增多，导致矿井使用的防爆柴油机总功率空前膨胀，部分矿井已达到上万千瓦，这是以前的矿井通风设计不能预计的状况，因此对矿井通风与安全产生了极大的挑战。

2防爆柴油机车运输的优缺点

2.1材料运输

通过小坡度斜井或者平硐可以实现地面装车，直接运送到井下使用地点，减少了中间的转装环节，节约了时间和劳动量。同时材料车运输独立性强，调度方便，运输灵活，减少了辅助运输中间的冲突问题，可以多个地点交叉并行运输。此方面的特点也是矿井大量使用这种运输方式的一个主要原因。

2.2人员运输

工作人员从以前的下井步行到工作面变成了现在的由地面直接坐车到工作面，给矿井工作人员带来了巨大的方便，极大的降低了工作人员的无用功输出，降低了工人的劳动强度，缩短了上、下井时间，使工人把更多的精力投入到煤矿的安全生产中。

2.3工作面搬家

新型搬运设备的使用，采煤工作面搬家的效率大大提高，为矿井的采煤工作面接续赢得了时间，提高了矿井总效率。

2.4回收边角煤

铲、装、运车辆的使用，使得回收边角煤变得更加灵活，既提高了边角煤的回收率，又减少了边角煤回采对正常回采工作的影响。

以上四个方面是防爆柴油车使用带来的巨大优势，但是这种运输方式的使用也带来以下几个方面的缺点。

（1）大量尾气的排放导致矿井空气质量下降，有害气体超标；

（2）大量车辆在井下有限空间运行，易产生运输交通事故；

（4）车辆尾气流入工作面，对作业人员身体健康造成危害；

（5）车辆碾压洒落煤炭，扬起煤尘，机车防爆性能失效时，有引起煤尘爆炸的危险。

3对矿井通风安全的影响分析

防爆柴油机车的大量使用，给矿井运输带来方便的同时，也对矿井通风安全带来了多方面的危害。

3.1尾气中有害气体的危害

防爆柴油机车排出的尾气中主要含有一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）、碳氢化物等有害气体，其不同工况下的含量如下表1所示。尾气中CO成分会导致矿井空气中的CO含量超标，这种情况将带来两个方面的危害，其一是CO和人体的血红蛋白结合，降低血液的输氧能力，造成工作人员身体不适，甚至CO中毒和窒息。其次，CO是矿井自然发火预测的指标气体，尾气中CO会影响自然发火预测的准确性。氮氧化物中的NO2是井下毒性最强的有害气体，NO2遇水后形成硝酸，对眼睛、呼吸道黏膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可以引起肺水肿等疾病。这也是柴油车运输的矿井工人上班后眼睛发红，喉咙不舒服症状的主要原因。碳氢化物中包含多种烃类化合物，进入人体后会使人体产生慢性中毒，有些化合物会直接刺激人的眼、鼻粘膜，使其功能减弱。

3.2尾气中悬浮颗粒物的危害

柴油车尾气中还含有大量的碳烟颗粒，该颗粒物是柴油燃烧的产物，同时因为柴油燃烧产生碳烟颗粒含量远远大于汽油，所以井下的柴油车尾气排放碳烟颗粒的问题就更为突出。大量碳烟颗粒排入井下空气中给矿井通风安全带来两个方面的问题，一是增加了矿井通风的排尘量，排尘效果差将引起巷道能见度降低，造成安全生产事故。该问题在一些大断面低风速的巷道尤为突出，除了影响矿井空气质量还影响到运输的安全性。其二是碳烟粘附有SO2及致癌物苯并芘等有机化合物和臭气，对人的危害很大。一般来说2～10μm的碳烟吸入气管后可排出体外，对身体影响不大。2μm以下的炭烟吸入肺部后，会导致慢性病、肺气肿、皮肤病和变态性疾病。

颗粒越小，在空气中悬浮的时间越长，柴油机车排出的颗粒以质量计90%以上小于1μm。矿井巷道中风速低，颗粒物在井下停留的时间长，人接触和吸入的量大，危害越大。

3.3尾气余热的影响

随着柴油机车尾气排出的还有大量的热量，这些热量随着风流被带作业地点，使得作业地点的总热量增加，这将增加风流排热总量，增加了通风的总排热负担。

3.4需风量过大的危害

由于近年来部分矿井的柴油机车使用功率已达到了上万千瓦，按照煤矿设计规范，井下用柴油机车供风标准为第一台车按5.4m3/kw·min，第二台车按照第一台的75%进行配风，三台及三台以上的按照第一台标准的50%进行配风。忽略前两台的问题，都按照50%计算，功率上万千瓦的矿井风量也要达到27000m3/min以上，考虑到车辆的使用频率，再将这个风量值降低1/3，认为车辆使用最大量时排出尾气的需风量为18000m3/min，这个值已经大于该矿井其他形式计算风量的最大值及现有的供风值。

该运行状况的后果主要表现在两个方面，一是矿井在用车高峰期就会出现CO等有害气体超标的问题以及局部大断面低风速地点排烟效果差，能见度低等问题。另一方面，矿井风量增加过大后，矿井总阻力将明显增加，造成通风耗能大大地增加，增加了矿井的通风成本；风量过大，也将带来风速超限的问题，造成粉尘的二次飞扬，不利于防尘工作；风量过大还会引起漏风增加，增加自然发火的危险性。

3.5车辆失爆危害

防爆柴油机车在运行过程中，如果缺乏维护或者维护不当都有可能造成车辆防爆性不可靠，造成瓦斯及煤层爆炸的危险性。

4防爆柴油机车尾气危害的防治措施

为了保证矿井辅助运输正常进行，降低尾气的危害，可从以下几个方面提出对策措施。

（1）在组织管理中合理安排调度辅助运输的时间，避免井下车辆在短时间内过度集中，考虑错峰运输，尽量减少矿井最大用车量或最大用车功率。

（2）车辆保养维修要及时，发现尾气不达标的车辆及时维修，不让车辆带病工作，降低尾气的污染物排放量。

（3）严格控制超载现象，防止因超载引起的尾气排放超标。

（4）选择尾气排放标准较高的车辆，比如达到“国4”标准的车辆优先选用。

（5）合理控制井下车辆数量，减少一些不必要的车辆下井频率。

（6）进行车辆尾气净化技术，降低尾气中有害成分的含量。

（7）合理计算需风量，保证排出尾气需风量的同时不使矿井风量过大。

（8）合理布置通风系统，使有害气体含量较高的尾气直接排入回风巷，减小对作业人员危害的程度。

（9）增加个体防护用品的功能，使其满足尾气防治的功能。

（10）对工人定期体检，发现相关疾病尽快治疗或者调换岗位，降低尾气对人员的危害。

参考文献

[1] 王永安，李永怀.矿井通风[M].北京：煤炭工业出版社，2007.

[2] 张荣立，何国维，李铎.采矿设计手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003.

[3] 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2010.

柴油的危险性分析篇（7）

中图分类号：U664 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）015-000-02

危险源头往往是造成安全事故的本质因素，具体包括人们在日常的生活、生产中所存在的各类危险因素。火灾危险源即可引发火灾险情出现的各类危险因素，通常包括有各类可燃物质、烟气以及由于燃烧所形成的各类有毒气体等。火灾危险源往往会表现出一定的隐蔽性，难以被人们所察觉，往往只有出现火灾险情后才会暴露出来，因而不被人们所重视。因此，就针对舰艇舱室所存在的各类火灾危险源展开相关的分析与辨识工作，其意义重大，应当引起人们的重视与思考。据此，下文之中将主要就火灾危险源的分析与辨识方法展开了具体的分析，并针对定量计算予以了详细的说明。

一、舱室及火灾类型划分

依据国军标所作出的规定内容，舰艇的舱室通常依据其功能、结构以及消防等级程度的不同可被划分为以下几种类型：公共型舱室、船员起居舱室、服务型舱室、防爆舱室、机械舱室、楼梯、控制站等。依据《火灾分类》规定，舱室火灾被分为四种类型，即A、B、C、D及电力设备故障所引发的火灾与武器弹药所引发的火灾。

二、火灾危险源分析与辨识

在一特定情景之下对于问题内容作出具体的解决方案，舰艇舱室火灾危险源的安全监管体系及相应的保障措施大致相等，可以利用不同的方法策略来进行分析与辨识。舰艇舱室的失火危险源分析与辨识大致可通过两个阶段来实施。

（一）对照、经验法

首先在对舰艇舱室火灾危险源进行分析与辨识时，通常会首先应用对照与经验法，针对其整体舱室的安全性予以设计分析，其中涵括了舱室的结构、功能以及各类主要的火灾类型分布情况，运用统计学方法可针对各类可燃物质的特性采取综合性的评定分析。

（二）事故树分析法

其次即为应用事故树分析方法，针对舰艇舱室所导致的各类火灾原因情况予以调查，并对日常管理工作当中所出现的问题情况予以分析，同时对不合理性的损管组织技术予以评价。

三、定量计算

1.载荷计算

2.热释放速度计算

3.辐射热流量计算

如果某一舱室的可燃物质发生着火情况，因为火源与热烟气层当中的辐射作用，附近的可燃物质在经过一段时间的温度升高后便会被点燃，相应的热释放速率也会成倍增大，这是热释放速率，即为可燃物质热释放速率的互相累加。在和火源位置中心距离相距为R的位置所遭受的辐射热流量值为，在这一公式当中表示遭受火源辐射影响而产生出的热流量值，其数值单位采用表示；代表火源的热释放速度快慢程度，其数值单位采用表示；R表示和燃烧火源中心的间隔距离，采用m表示。

4.事故树结构计算

在事故树之中，基础事件其地位的差别也会对结构树产生不同的影响。为了探明各类基础事件针对最终导致火灾的影响性，便要针对事故树采取结构性的分析。在分析之时往往选用结构重要度分析法，依据对事故树当中最低径集排序原则的明确，来展开具体的分析。其中最低径集的结构重要度运算公式内容可表示为。在这一公式当中，表示第个基础时间的结构重要程度；则表示在第个基础事件所在的当中将基础事件均降低1； 表示的最低径集之中各基础事件的总量。

四、某舰艇机舱火灾危险源分析与辨识

（一）基本概况

某舰艇机舱长13m、宽11m、高13m，在舱体之中共有两台柴油设备、一个集控室和燃油供应系统，同时还有一些辅助机械和传统装置等。

（二）分析与辨识

运用对照、经验法针对火灾源进行分析与辨识：该舰艇舱室为A类舱室，其结构长度为13m、宽11m、高13m，所出现的火灾类型为上文所描述的A类、B类与电力火灾类型，驱动设备为柴油机3台、鼓风设备3台，其中危险性较大的物质包括有污油、柴油等，其较长存储位置为日用油柜及污油柜。

此外对于事故树分析法的应用应当由舰艇的消防设计、管理以及损坏管制等三方面进行考虑，来建立起舰艇机舱的火灾事故重要度树结构，并利用事故树分析法进行分析与辨识。

五、结束语

总而言之，对于舰艇舱室火灾危险源进行相关的分析以及辨识工作，是进行火灾危险程度评估、防火设计、消防安全管理等方面的重要基础。若应用单一的某一类方式对于实际的危险源很难做到具体的辨识，这和火灾危险源所具备的多样性具有十分密切的关联。依次应用对照组、经验法，以及事故树分析法这两类分析与辨识方式，能够由定量层面对舰艇舱室的载荷密度、热释放速度、辐射热流量等方面进行分析，从而给予舰艇舱室的失火管理打下了坚实的基础，有效提升了火灾预防及防损能力。

参考文献：

[1]罗江华，蒋以山，陈鲁宁等.舰艇舱室火灾有害烟气的特性与防控研究[J].海军医学杂志，2012，（2）.

柴油的危险性分析篇（8）

现有内河散货船均以柴油发动机为动力装置，船舶应用柴油-LNG双燃料后，在保持原有柴油机结构和燃烧方式不变的前提下，只需增加1套LNG供气系统和柴油-LNG双燃料电控喷射系统，通过电子转换开关，即可实现单纯柴油燃料状态下和柴油-LNG双燃料状态下2种运行模式。LNG是一种高效清洁的能源，燃烧后只产生二氧化碳和水，不产生对大气危害较大的物质，符合推动低碳经济、发展绿色航运及打造低碳船舶要求。但是，柴油-LNG双燃料混合动力船舶发生突发事件时，可能会导致LNG的意外泄漏。大量易挥发、易燃的LNG进入大气，将对周围环境和人员造成巨大危害。因此，做好柴油-LNG双燃料混合动力船舶LNG泄露事故后果分析研究，是保证柴油-LNG双燃料混合动力船舶安全营运的关键。

LNG泄漏事故危害性分析

1、火灾

LNG气体的燃烧取决于两个方面： LNG气体是否有足够的时间与空气混合；是否在LNG气体与空气混合后有点火源出现。因此，点火时间在评价热辐射的类型和范围有着重要的作用。

当LNG泄漏后，由于低温，LNG最初会形成重气云（天然气温度低于-108℃时，密度大于空气，在LNG泄漏初期的饱和温度-162℃，气体密度是空气的1.5倍）。重气云在地面漂浮。当重气云与空气混合换热后，再向大气中扩散。如果没被点燃，可燃蒸气云向下风方向扩散。直至稀释到蒸气浓度低于可燃下限以下（天然气的燃烧爆炸范围为5.3%～15%）。

LNG泄漏后，形成可燃蒸气的范围与泄漏量、泄漏率以及当时的气象条件等因素有关。在可燃范围内，如果天然气遇到点火源（如发生碰撞时的点火能量，本船、附近其他船舶或是岸上的点火能量等），将发生燃烧。燃烧有不同种形式，主要有池火（Pool fires）、喷射火（Jet fires）和闪火（Flash fires）。不同的泄漏情况以及环境条件，形成的火焰形式不同。

2、 LNG爆炸

当燃烧速度过快，产生过压破坏时，即形成“爆炸”。一般情况下，LNG泄漏到大气中后，如果被点燃，将发生闪火。如果燃烧发生在非限制空间，纯甲烷不会形成过压破坏（爆炸）。但是，当可燃范围内的LNG气团横穿或绕过某一障碍物时会被剧烈的扰动，或遇到高压点火源时，将引起燃烧速率快速的提高。随着燃烧剧烈程度的增加，会造成过压损坏。但一般破坏作用只会局限在泄漏源附近，而不能造成大范围的结构破坏。

如果燃烧发生在限制空间，或是扩散到限制空间中的甲烷被点燃，则可能产生过压破坏，将会严重毁坏建筑物。因此，当LNG泄漏到船壳之间时或泄漏到船上时，一旦LNG蒸发气与空气的混合气体在爆炸极限范围之内，遇火发生爆炸，不但会导致泄漏船舶严重损坏，且对周围的建筑物或船只也会产生很大的破坏作用。

3、中毒、窒息

天然气、烃类物质也具有一定的毒性，如果操作不慎或发生泄漏，会使操作人员接触其蒸气。当发生大量泄漏事件或工作人员长期接触天然气蒸气，都有造成中毒的可能性。-162℃的液体接触到的人体皮肤会导致低温灼伤，也会对工作人员造成伤害。

人员暴露在体积分数为9%的甲烷含量的环境中没有什么不良反应，当在空气中浓度增加至25%以上时，对人体产生窒息性危险，当天然气的体积分数达到50%以上，会对人体产生永久性伤害，如果吸进纯LNG蒸气，会迅速失去知觉，几分钟后死亡。

4、快速相变

快速相变是指液态LNG在与周围环境进行充分换热过程中，物质状态从液相瞬间转变为气相，由于体积的快速膨胀而造成周围环境的压力突变，形成所谓的物理爆炸。这种快速的相变会使泄漏源局部发生过压破坏，但不会造成大范围的结构损坏。

5、低温破坏

低温LNG一旦发生泄漏，会对船体、设备等造成破坏，低温LNG液体能使与其接触的低合金碳钢发生严重的脆性破裂。超低温液货和普通船体接触，由于局部冷却产生过度的热应力会使船体产生自发脆性破裂，失去延展性，从而危及整个船体结构。不管是何种类型的低碳钢，当它接触到低温LNG液体时，它的破裂韧性会降低。

LNG泄露原因分析与对策

LNG发生泄漏主要有两类模式：一类是LNG移动加液车、船用LNG储罐的管路泄漏，包括软管、各种阀门、压力表、法兰、管路等；另一类则是罐体或罐体上的设备，包括泄压阀、安全阀等的泄漏。

1、如果泄漏发生在LNG移动加液车段

加液过程中，发现移动加液车上的阀门或管路有漏气现象时，立即停止加液，关闭加液车出液阀，查出泄漏点，做好标记，上报，等待专业人员处理。

如果泄漏严重，要立即通知所有现场操作人员（包括加液车司机、押运人员），做好火灾预防、扑救准备。如有可能，将槽车转移至安全地带（必须确保不会引起火灾），派专人值守，设立警戒区，通知119、110等有关部门。

在对故障加液车进行维修时，一定要等放空后压力为零压，内罐温度升至常温，氮气置换后，方可进行维修工作，维修结束，一定要注入氮气，要进行气体充装前，用天然气置换后再进行充装。

2、 如果泄漏发生在船用LNG储罐区

补给过程中，发现船用LNG储罐上的阀门或管路有漏气现象时，立即停止加气，关闭槽车出液阀、船用LNG储罐的进液阀，等管内残余气体排完之后，卸下加气软管的对接法兰或快装接头。查出泄漏点，做好标记，上报，等待专业人员处理。

如果泄漏严重，要立即通知所有现场操作人员（包括加液车司机、押运人员），做好火灾预防、扑救准备。将槽车与软管的连接解除并转移至安全地带（必须确保不会引起火灾），关闭船上所有非防爆电器，派专人值守，设立警戒区，直到储罐内的LNG全部放空。放空过程中通知119、110等有关部门，做好现场预防措施。

发生LNG泄漏事故，现场人员在应急作业的同时，现场安全监管人员应防止群众进入作业区，组织其他无关人员向上风方向并离泄漏点50米外转移，海事部门相近航道进行航行管制，禁止其他船舶停靠或迫近。消防部门负责做好消防员灭火的引导工作；110或救护人员到达后，现场安全监管人员应做好引导和配合消防和救援人员对受伤人员、重大危险点、源的保护工作。

事故处理结束后，如果不需保留现场，经安全生产部门同意方可恢复生产。

3、船舶正常使用中出现储罐泄漏、着火

实际柴油-LNG双燃料动力船舶在航运过程中的最大风险是由于船舶碰撞、搁浅、撞击以及操作失误等各种原因而造成的LNG储罐泄漏，并由此而引发燃烧、热辐射以及爆炸等重大事故。

3.1轻微泄漏

轻微泄漏一般发生在阀门法兰间及各焊缝，当发生轻微泄漏时，操作人员应迅速切断泄漏位置的前后阀门。若无法切断泄漏位置的气源，应将故障储罐的LNG卸到备用罐上，该操作按照倒罐流程进行。

阻止泄漏时，操作人员必须使用有安全防护服和用具，在泄漏附近范围不允许有火源，以免发生爆炸。

3.2严重泄漏

当泄漏无法控制或有扩大的趋势时，操作人员须立即致电公安消防部门寻求协助，同时按照紧急事故的汇报程序进行汇报。为避免发生着火危险，熄灭船上所有火源。关闭所有非防爆电器，安排人员进行疏导。

当大量液化天然气泄漏情况不能制止，可能会引致气体与空气混合物而产生大量爆炸性气体时，所有人员及非抢险设施禁止进入现场，应疏散到安全地方。

3.3发生火灾

火警发生时，工作人员应沉着冷静，做到决策果断，措施准确，立即组织应急小组穿戴各种防护用具赶赴现场处理险情。及时用灭火器扑救初始火灾，将损失减少到最低限度。

当火势无法控制时，应向海事部门、110、 119报警求助。报警应清楚说明火灾地点、时间、火势大小及性质，并留联系电话和报告人姓名。

在消防部门到达前，由海事部门临时负责救火指挥，海事部门对附近船舶发出航行通（警）告，实施区域警戒和交通管制，组织附近船舶撤离。

船上任何地点发生自己不可扑灭的大火，必须开启消防泵喷淋储罐或通过消火栓用喷雾枪喷淋储罐，其目的是保护罐区内临近火灾的储罐不至于因受大火辐射热而升温，造成更大的危险。

在消防部门到来时，现场指挥交由交通部门负责，由工作人员提供与灭火有关的船内资料，协助救火。当大火影响运行时，应关闭紧急切断阀。甲板上人员撤离时应安静而有秩序并在安全地点集合，在未接到部门主管通知可以安全进入之前，所有人员不得重返火灾区域。

建议

目前试点船舶只绕过改装运行情况来看，具备安全航行条件。为了实现安全生产的长效机制，建议在今后的运行过程中继续做好以下工作：

对试点船舶和运行应当建立健全安全生产责任制及相应的安全规章制度、安全技术规程和作业安全规程。

按照《安全生产法》、《主产经营单位安全培训规定》（国家安全生产监督管理总局令[2006]第3号）、等法律法规规定，对试点船舶及相关船舶的作业人员进行培训、教育。特种作业和危险化学品操作等必须按照《中华人民共和国内河交通安全管理条例》等国家有关规定经专门安全作业培训，取得特种作业操作资格证书，方可上岗作业。

柴油的危险性分析篇（9）

一、引言

石油作为全球经济发展引擎的原材料，具有储量大、分布广等优势，长期以来在能源中占主导地位，是汽车、轮船等交通工具的优质动力燃料。但随着世界经济的飞速发展，人类对石油的需求越来越大，导致石油总储量逐年递减，能源危机日益加重，环境污染加剧等问题。

石油燃料发动机排放气体污染严重，特别是氮氧化物和硫氧化物及温室气体二氧化碳等气体的排放尤为突出。其中，汽车、船舶等燃油发动机所排放的颗粒污染物（PM）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）、硫氧化物（SOX）等有害物是大气污染的主要污染源，对人体和环境造成严重的损害[1]。为了控制石油燃料发动机废气排放并缓解能源危机等问题，各国都制定了严格的排放法规。同时，积极寻找新型、节能减排的替代燃料，开发新能源发动机。LNG-柴油双燃料发动机的推广使用，可以解决石油资源短缺的问题，减少有害气体排放，达到节能减排的目的。

二、LNG特性

（一）LNG基本特性

常温常压下天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀，是一种以饱和烃类为主的混合气体。其主要成分是甲烷，约含有85%-95%，并含有少量的氮气、硫化物。随着天然气的加工、储存、运输、应用等技术的不断成熟，天然气应用范围不断拓展，其中在汽车、船舶等发动机上的使用最为显著。

液化天然气（Liquefied Natural Gas简称LNG）是天然气经压缩、冷却，在-160℃下液化而成，主要成分是甲烷。天然气在液化过程中进一步净化，甲烷纯度高，几乎不含氮气和硫化物。其作为一种优质燃料，具有洁净、经济、高效、资源丰富和方便储运等优点。天然气用作汽车、船舶等设备的替代燃料，与汽油、柴油相比，其二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物的排放量明显降低，几乎不含颗粒物，是一种理想的发动机绿色替代燃料；其燃料、维护保养成本较低，具有显著的经济效益[2]。经过长期的发展，LNG产业已经形成了液化、储存、运输及终端使用一整套工艺技术和装备。

LNG的密度取决于其组分，由于LNG产地不同其密度通常在430kg/m3-470kg/m3之间。其主要特点如下[3]：

1、LNG体积是同质量天然气的1/625，重量仅为同体积水的45%，可以使用汽车、火车、轮船等常规设备运输。

2、LNG储存效率高，占地少。

3、LNG作为优质的发动机燃料与石油相比，它具有辛烷值高、抗爆性能好、燃料费用低、节能环保等优点。LNG-柴油双燃料发动机尾气中，HC减少72%，NOx减少39%，CO减少90%，几乎不含有Sox及颗粒物。

4、LNG汽化潜热高，液化过程中的冷量可回收利用。

（二）LNG燃烧特性

石油燃料燃烧排出的废气主要成分是NOX、CO、CO2、SOX和颗粒物等有害气体[4]。二氧化碳（CO2）加剧温室效应，温室效应导致海平面上升、土地面积减少，且使气温上升，厄尔尼诺现象严重，造成极大的经济损失。NOX和SOX在空气中氧化，生成NO2和SO2是酸雨形成的主要原因，大气中氮氧化物和硫氧化物浓度高了就会产生烟雾和酸雨，刺激人的呼吸道和肺部，引起肺炎和支气管炎。

LNG燃烧与汽油相比，CO2排放减少27%左右；与柴油燃烧相比，CO2排放减少35%左右。

（三）LNG发动机的类型及特点

根据最新国内内河船舶规范――2013年01月01日，《内河绿色船舶规范》船级社要求，内河船舶柴油机排放要求如下[5]：

1、氮氧化物（NOX）

凡输出功率超过130KW的柴油机（应急发动机以及安装在救生艇上或只在应急情况下使用的任何设备或装置上的柴油机除外），其NOX的排放量（按总的NOX加权排放量计算）应在下列限制内：

14.4g/kwh当n

40ng/kwh当130r/min

7、7g/kwh当n>2000r/min时

其中，n为柴油机额定转速

2、硫氧化物（SOX）

船上使用的任何燃油的含硫量，应不超过3.5%。也可采用清洁后处理装置将排放废气中SOX排放量控制在14.0g/kwh以下。因此，建设绿色船舶，节能减排是航运业面临的重大课题。

由于LNG-柴油所具有的优势，天然气发动机在汽车、船舶等领域得到推广应用。为了适应不同的应用要求，各机构和企业开发了多种燃料供给方式的天然气发动机，主要有进气道喷射、缸内直喷等方式[6]。

（1）进气道喷射：空气/天然气进气总管混合、柴油引燃双燃料发动机，天然气直接喷射入进气总管，天然气与空气混合均匀，有利于充分燃烧。缺点是未经燃烧的混合气容易进入排气管，造成气体浪费和排气管爆炸等危险。

（2）缸内直喷：发动机可燃烧较稀的混合气体提高经济性；发动机不安装节气门，节流损失小；可以抑制爆燃，可以采用较高的压缩比改善发动机经济性和动力性；可通过喷射正时、空燃比和点火提前角等手段优化匹配，改善燃烧过程。采用压燃式工作方式，喷入少量引燃柴油，该方式保留了柴油机高效率的特点，同时具有较好的机动性，天然气的使用又很好地达到了经济性和环保的目的。该类型的柴油机在原来发动机的基础上进行改造，只需增加一套燃气供给系统即可解决问题，这是目前柴油机改造和生产最主要的模式。

三、结论

根据实际装船使用的LNG-柴油双燃料发动机在运行中数据分析，LNG燃料替代柴油燃料平均替代率最高可达60%-70%[7]。同时，与柴油燃料相比，LNG-柴油双燃料发动机二氧化碳排放量可减少18%-22%，氮氧化物、硫氧化物减少均达到90%，颗粒物排放基本为零，运行成本减少30%左右。LNG-柴油双燃料发动机的使用很大程度上解决了船舶、汽车等运输工具的污染问题，同时也符合国家节能减排的要求。但因为LNG-柴油双燃料发动机需要在原燃油系统上增加一套供气系统，存在控制系统复杂，可靠性下降等问题，需要进一步完善。（作者单位：贵州交通职业技术学院）

参考文献：

[1] 曲伟东.重型LNG发动机配气相位及凸轮型线优化[J].武汉：武汉理工大学，2010.

[2] 王遇冬.天然气处理原理与工艺[M].北京：中国石化出版社，2007，221-222.

[3] 顾安忠，鲁雪生.液化天然气技术手册[M].北京：机械工业出版社，2010，21.

[4] 段长晓.LNG船主推进装置的选择和双燃料发动机的经济性研究[J].上海海事大学，2007.

柴油的危险性分析篇（10）

近年来，随着国家对煤矿安全生产监察力度的增大，应对创建和谐社会的要求，各中小型煤矿逐步增强了安全生产意识。国民经济的快速发展对能源需求的增加，各煤矿创造的效益已经能够对保障生产安全进行足够的投入。国家采取的取缔非法无证开采小煤矿，规范煤矿安全管理措施，提高煤矿机械化作业水平，降低工人劳动强度，淘汰不符合安全生产要求的过时装备的举措。在这种情况下，煤矿用防爆柴油机钢轮普轨机车正在成为中小型煤矿井下运输的主要装备。防爆柴油机由于自身严格按照《煤矿用防爆柴油机通用技术条件》和《防爆柴油机技术检验规范》制造，已经能够满足井下安全生产的需求。但为防止由于操作和使用过程中产生的各种不确定因素影响，根据规范要求，防爆柴油机应加装自动保护装置，以确保防爆柴油机安全、稳定、可靠地工作。

自动保护装置的基本原理是通过采集防爆柴油机（下简称柴油机）工作过程中影响使用及安全状态的参数和设定的安全数据进行比较，当任一可能影响柴油机安全工作的情况出现时，自动保护装置通过自动控制系统，在一分钟内自动停止柴油机的工作，并在故障或危险排除前，不能重新正常工作。目前，单缸柴油机自动保护装置并未加装瓦斯探头，只是要求用户在使用时自备便携式瓦斯报警仪。当环境条件变化导致报警仪报警时，手动停止柴油机工作，以保证柴油机和人员安全。单缸柴油机要求采用的自动保护项目为：柴油机最大表面温度、排气温度和工作冷却水位三项要求。通过对上述三项要求的实现，可有效保证柴油机的安全正常工作，下面就三项要求逐一进行说明。

最大表面温度，根据柴油机工作情况分析，最大温度应出现在柴油机气缸盖排气口附近，正常工作条件下，未加装防爆系统的柴油机排气温度应保持在600～700℃。但由于柴油机内部冷却循环水的作用，柴油机缸盖和机体表面不会出现高于150℃的情况。经夹层充水排气管时，其最大表面温度也不高于150℃。但当冷却水位过低或缺水时，则有可能出现温度超过150℃的情况，这时出现极端情况的可能性增加。故根据柴油机的工作状况，应加装最大表面温度监测仪器。最大表面温度探头安装在柴油机排气管附近，准确探测柴油机的表面温度值，通过与设定数值比较，确定柴油机是否处于正常工作状态。

排气温度，为保证柴油机在瓦斯含量超标时的工作安全，柴油机加装了尾气处理水箱。尾气处理水箱起到降尘、灭焰、降温的作用，当尾气箱有充足的水量时，排气温度不会超过70℃。但当水位过低时工作，短时间内就会使排气温度超过70℃，由于防爆栅栏的作用，即使继续工作，也不会影响安全。但为确保柴油机工作安全， 对排气温度进行监测。当排气温度超过70℃，自动保护装置动作，使柴油机在一分钟内自动停止工作。为保证排温探头不影响防爆性能，柴油机排气温度探头装于防爆栅栏外，排气气流经排气温度探头后排入周围环境。

水位保护，由于柴油机的最大表面温度有可能超过150℃，因此，柴油机冷却水位过低时工作，继续工作存在一定的风险。为此，加装水位保护是必要的。水位探头采用常开式结构，当水位低于要求的容积时，二触点结合，使自动保护装置开始动作。柴油机水位保护探头安装于冷却水箱上方，当水位低于水箱容积的1/3时，水位探头开始动作，并在通过防爆电磁阀使一分钟内使柴油机自动停止运转。

防爆电磁阀，是柴油机自动保护装置的执行机构。采用二位二通结构，为常开式，正常工作时，电磁阀不带电，增加了安全、可靠性。防爆电磁阀安装在柴油机的主油路上，并在靠近高压油泵的位置。当柴油机上述三项指标的任一项超标时，自动保护装置均输出执行信号，使防爆电磁阀动作，切断柴油机供油，使柴油机在一分钟内停止工作。

防爆柴油机自动保护装置的具体设定参数为：

排气温度：67±3℃；

表面温度：147±3℃；

冷却水温度：95±3℃；

防爆柴油机机油压力：≤200Kpa；

水位设定：低于水箱容积1/3时；

电磁阀动作时间：报警即时动作，实现60s内自动停车。

防爆柴油机自动保护装置采用的探头均为本质安全型，通过煤矿用阻燃电缆与自动保护装置联接；执行机构防爆电磁阀是一个独立的防爆器件，能够在具有爆炸性危险的场所正常工作。通过自动保护装置，可有效监测柴油机的工作情况。但自动保护装置只是能够保证柴油机在爆炸性工作环境下的安全，柴油机自身的工况并不能完全监测，故自动保护只是安全监测，不能代替柴油机的日常维护和保养。自动保护装置在动作时，会发出声光报警，并指示某一超标项，有利于操作人员判断出现报警的原因并及时排除。防爆电磁阀采用手动复位的方式，当产生报警的因素排除后，手动复位才能使柴油机进入正常工作程序，增加了使用过程的安全性。

自动保护装置采用的元器件均为通用器件，具有良好的经济性和实用性。温度探头采用的是高精度NTC热敏电阻，能有效满足自动保护装置的工作要求。为以防爆柴油机为动力的机械设备在煤矿的安全运行，起到了良好的保障作用。

参考文献：

[1]MT990-2006，《矿用防爆柴油机通用技术条件》 中华人民共和国发展与改革委员会.