為避免液化石油氣儲槽因外圍起火燃燒，一時無法撲滅而發生 BLEVE 現象，可採取之防救策略下列何者正確？

本題考點

液化石油氣儲槽在外圍火災下發生沸騰液體膨脹蒸氣爆炸(BLEVE)的機制,以及對應的防制策略。

正解理由

BLEVE 的成因是外部火焰持續加熱槽體,液面以上的氣相部因內側無液體帶走熱量,鋼板溫度急速升高、抗拉強度下降,同時槽內液體受熱汽化使內壓上升,當鋼板強度不足以承受內壓即破裂,槽內過熱液體瞬間閃蒸膨脹並形成火球。防制關鍵在「持續冷卻槽體、特別是氣相部外壁」,以固定式撒水設備在槽體形成水膜降溫最為直接有效,故選 A。

逐項排除

1. (A)

   以固定式撒水設備冷卻槽體外壁,可抑制氣相部鋼板升溫、維持材料強度並減緩內壓上升,是防止 BLEVE 的正規作法,敘述正確。

2. (B)

   防液堤的功能是侷限洩漏液體、避免流竄擴大延燒面積,對槽體受熱本身無冷卻作用,液體滯留槽體周圍燃燒反而使受火更持續。

3. (C)

   安全閥的作用是及時洩壓以抑制內壓上升,敘述卻導向「使內壓上升速度增加」,與洩壓目的自相矛盾,顯屬錯誤。

4. (D)

   隔熱層是延緩外部熱量傳入槽體的重要屏障,減薄隔熱層只會加快液體受熱與鋼板升溫,反而促成 BLEVE。

記憶點

BLEVE(Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion,沸騰液體膨脹蒸氣爆炸)是加壓液化氣體容器在受火下的典型破壞型態,其發生條件可拆成三項:①容器內盛裝的液體溫度已高於常壓沸點,處於過熱狀態 ②容器因受熱、腐蝕或外力而突然失去完整性 ③壓力瞬間釋放使過熱液體大量閃蒸,體積膨脹數百倍。若內容物可燃,閃蒸後的蒸氣雲隨即被外圍火焰引燃而形成火球,輻射熱可波及數十至上百公尺,造成大範圍傷亡。

特別要理解「為什麼破裂點在氣相部」:液相接觸的鋼板因液體沸騰帶走熱量,溫度受限於液體沸點附近;氣相部內側僅有蒸氣,熱傳係數低,鋼板溫度可在十餘分鐘內升至數百度,鋼材抗拉強度隨溫度上升而明顯衰減,於是先在液面上方鋼板產生鼓脹與撕裂。這也解釋了冷卻水為何要優先淋在液面以上的槽體外壁。

防制策略可整理成四類:熱源阻絕(隔熱塗層、覆土或埋設)、冷卻(固定式撒水或水霧設備形成連續水膜)、洩壓(安全閥容量須足以排放受火時的蒸發量)、以及配置管制(槽體間距、防液堤導流至遠離槽體的收集區、遠距射水陣地)。要注意防液堤在此的角色是防止液體外流與導流,而非防止 BLEVE 本身。

易混淆概念對照:BLEVE 屬物理性爆炸引發的後續燃燒現象;蒸氣雲爆炸(UVCE)是可燃氣體外洩後與空氣混合被引燃的化學性爆炸;噴射火焰(jet fire)則是加壓洩漏處的持續火炬。三者常在同一題組中出現,判別關鍵在於「容器是否破裂」與「爆炸能量來自相變或燃燒」。

相關考點連結:液化石油氣儲槽受火後可能於數十分鐘內發生 BLEVE,故命題也常涉及火球直徑與輻射熱推估、安全距離設定,以及儲槽區固定式冷卻撒水設備的設置目的。