二氧化硫管道泄漏影響范圍模擬計(jì)算

1、二氧化硫管道泄漏影響范圍模擬計(jì)算?172?廣州化工2011年39卷第2o期二氧化硫管道泄漏影響范圍模擬計(jì)算曹倫(云南云天咨詢有限公司,云南昆明650032)摘要:采用有毒有害物質(zhì)泄漏擴(kuò)散事故模擬評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng),對(duì)硫磺制酸生產(chǎn)工藝中發(fā)生二氧化硫管道泄露可能造成的影響范圍進(jìn)行模擬計(jì)算,探討發(fā)生泄露可能造成的危害并提出相應(yīng)安全對(duì)策措施.關(guān)鍵詞:二氧化硫;泄露;模擬計(jì)算;安全對(duì)策措施simulationofsulfurdioxidepipelineleakageca0lun(yunnanyuntianconsultationco.,ltd.,yunnankunming650032,china)ab

2、stract:pipelineleakageofsulfurdioxideintheprocessofsulfuricacidproductionwassimulatedbythetoxicandharmfulsubstanceleakageaccidentsimulationandriskanalysissystem,possibleconsequenceswereanalyzed,andsafetyprecautionswereproposed.keywords:sulfurdioxide;pipelineleakage;simulation;safetyprecaution化工廠火災(zāi)爆炸

3、,人員中毒事故,很多是由于物料的泄漏引起的.導(dǎo)致泄漏的原因可能是腐蝕,設(shè)備缺陷,材質(zhì)選擇不當(dāng),機(jī)械穿孑l,密封不良以及人為操作失誤等.根據(jù)資料對(duì)國(guó)內(nèi)外的事故分析,國(guó)外化工廠設(shè)備故障引發(fā)的事故占23.5%,管道泄漏引發(fā)的事故占20.6%,閥門,法蘭泄漏引發(fā)的事故占14.7%,共58.8%;國(guó)內(nèi)化工廠管道破裂泄漏占4.1%,閥門,法蘭泄漏占6.1%,設(shè)備故障,缺陷占24.5%,共計(jì)34.7%.國(guó)內(nèi)外總的由泄漏引發(fā)的事故平均約占整個(gè)事故總量的46.75%.硫磺制酸生產(chǎn)工藝中存在危險(xiǎn)有害物質(zhì),如液體硫磺,硫化氫,二氧化硫,三氧化硫,五氧化二釩,硫酸,鹽酸,氫氧化鈉等.發(fā)生具有毒性,腐蝕性,可燃性的化學(xué)

4、品泄漏的可能性所占的比例相當(dāng)大,一旦發(fā)生事故,將會(huì)給企業(yè)造成較大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失.二氧化硫主要存在于焚硫,干吸和轉(zhuǎn)化等工段中.二氧化硫具有毒性,對(duì)眼及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用.輕度中毒時(shí),皮膚或眼接觸會(huì)發(fā)生炎癥或灼傷;嚴(yán)重中毒可在數(shù)小時(shí)發(fā)生肺水腫,喉水腫,聲帶痙攣而致窒息.長(zhǎng)期接觸二氧化硫,可有頭痛,頭昏,乏力等全身癥狀以及慢性鼻炎,支氣管炎,嗅覺和味覺減退,肺氣腫等;少數(shù)工人會(huì)有牙齒酸蝕癥.我國(guó)規(guī)定車間空氣中二氧化硫最高允許濃度為15mg/m.1泄漏影響范圍模擬分析1.1泄露事故參數(shù)本項(xiàng)目硫酸生產(chǎn)中二氧化硫輸送管道的管徑為dn1800mm,dn1600itim,dn140mm,絕對(duì)壓力

5、為121525pa,項(xiàng)目所在地區(qū)氣象與環(huán)境參數(shù)如下:平均溫度為l4.7;年平均風(fēng)速為2.1m/s;年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲?兩南風(fēng)向.選取管徑最大的dn1800mm的二氧化硫管道進(jìn)行模擬計(jì)算.1.2典型泄露事故情景的選取根據(jù)泄露物種,泄漏源,泄漏事故規(guī)模,發(fā)生泄漏時(shí)的作條件等因素,綜合泄漏事故情景.(1)泄露物種泄露物種為二氧化硫氣態(tài).(2)泄漏源該項(xiàng)目中發(fā)生二氧化硫泄漏的地方為管道泄漏,主要是管道,法蘭和接頭處.(3)泄漏事故規(guī)模泄露事故規(guī)模通常劃分為小型,中型,大型及特大型幾個(gè)等級(jí).重點(diǎn)考慮中型以上事故,即二氧化硫管道泄露事故.結(jié)合對(duì)國(guó)內(nèi)外二氧化硫管道輸送安全技術(shù)狀況及事故案例的調(diào)查,選取以下泄漏事

6、故作為計(jì)算對(duì)象:二氧化硫管道泄漏情況:管路系統(tǒng)出現(xiàn)子l徑0.036in的泄露孑l,連續(xù)泄漏,泄漏時(shí)間按10rain計(jì).1.3毒物危害等級(jí)二氧化硫在空氣中最高容許濃度為15mg/m,濃度超過(guò)15mg/m時(shí),人員將受到高度危害.1.4計(jì)算方法毒物泄漏擴(kuò)散濃度分布及危害距離與面積模擬計(jì)算結(jié)果通過(guò)采用易燃,易爆,有毒物質(zhì)泄露擴(kuò)散模型公式i2,口以計(jì)算出發(fā)生二氧化硫泄露擴(kuò)散事故時(shí),二氧化硫濃度的分布及對(duì)人體健康造成危害的距離,面積.本文選取安元科技一有毒有害物質(zhì)泄漏擴(kuò)散事故模擬評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng).二氧化硫管道泄漏事故模擬取值如圖1.作者簡(jiǎn)介:曹倫(1973一),男,注冊(cè)安全1一程師,注冊(cè)安全評(píng)價(jià)師,主要

7、從事企業(yè)安全技術(shù)研究,咨詢及服務(wù)t作.2011年39卷第20期廣州化工?173?圖1泄露事故模擬取值fig.1leaksimulationvalue2結(jié)果與討論2.1計(jì)算結(jié)果(1)泄漏模擬計(jì)算結(jié)果泄漏速度:0.214kg/s;氣體流動(dòng)情況分析:音速流動(dòng).(2)擴(kuò)散模擬計(jì)算結(jié)果下風(fēng)向中毒危害距離=118.9m;橫風(fēng)向中毒危害距離=11.9m.(3)近地面有害物質(zhì)濃度分布曲線如圖2.蠢謄黌0l02o30405o60708090100l10下風(fēng)向擴(kuò)散距離,m圈2近地面有害物質(zhì)濃度分布曲線網(wǎng)fig.2groundconcentrationofhamffulsubstancedistributioncu

8、rve2.2泄露造成的危害及應(yīng)采取的安全對(duì)策措施二氧化硫?qū)俪伤嵫趸?是一種具有強(qiáng)烈的特殊臭味的刺激性氣體,人若嗅之避之不及.故在硫酸生產(chǎn),檢修過(guò)程中,發(fā)生急性二氧化硫中毒死亡事故在國(guó)內(nèi)報(bào)道中尚屬罕見.本文選取一典型案例,教訓(xùn)極為深刻.案例如下:某廠氯磺酸分廠硫酸工段在檢修干燥塔過(guò)程中,因指揮協(xié)調(diào)不當(dāng)及違章作業(yè),發(fā)生一起急性二氧化硫中毒死亡事故.(1)事故經(jīng)過(guò)因硫酸生產(chǎn)不正常,經(jīng)分析認(rèn)為系統(tǒng)有堵塞,討論決定停車檢修.作取樣分析,辦理好各種安全作業(yè)手續(xù).檢修過(guò)程中,因安全帽前端帶子丟失,檢修人員不慎將安全帽掉落到塔內(nèi),徒手難于撿取.困焙燒爐溫已降至560以下,現(xiàn)場(chǎng)指揮人員指揮爐工啟動(dòng)風(fēng)機(jī),空燒升

9、溫.此時(shí)在干燥平臺(tái)上的檢修人員,戴上防毒面具爬進(jìn)人孑l,用鋼筋彎勾勾取安全帽.由于干燥塔內(nèi)毒物濃度過(guò)高,導(dǎo)致其中毒窒息,最終搶救無(wú)效死亡.(2)事故原因分析違章指揮,違章操作.焙燒爐空燒時(shí),大量二氧化硫有毒氣體進(jìn)人干燥塔內(nèi),使原作業(yè)環(huán)境完全改變.指揮者在人員尚未撤離檢修現(xiàn)場(chǎng),有害氣體不能嚴(yán)密隔絕的情況下,擅自指揮空燒;操作者也在明知已開始空燒的情況下,未重新辦理任何手續(xù),再次進(jìn)入干燥塔內(nèi)勾取安全帽,冒險(xiǎn)交叉作業(yè),導(dǎo)致急性二氧化硫中毒窒息.嚴(yán)重違反了化工安全生產(chǎn)禁令,進(jìn)入容器,設(shè)備的八個(gè)必須,是造成死亡事故發(fā)生的直接原因.組織不嚴(yán)密,安全管理不到位.分廠領(lǐng)導(dǎo)把此次檢修只看成一般日常小項(xiàng)目檢修,除

10、在晨會(huì)上布置工作外,無(wú)詳細(xì)的全面計(jì)劃,未指定項(xiàng)目檢修總指揮和安全負(fù)責(zé)人,人塔檢修與空燒交叉進(jìn)行.安全意識(shí)淡薄,組織協(xié)調(diào)不力,是造成事故發(fā)生的主要原因.隔離不嚴(yán)密.檢修前未按規(guī)定加裝盲板與焙燒爐安全隔絕,只是用插板隔離,導(dǎo)致二氧化硫氣體從縫隙泄漏人干燥塔內(nèi),也是造成事故的主要原因之一.防護(hù)不當(dāng).據(jù)事故發(fā)生后采樣分析,干燥塔內(nèi)二氧化硫含量達(dá)1300omg/m,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了過(guò)濾式防毒面具的適用范圍,防毒面具起不到安全防護(hù)作用;同時(shí),安全帽平時(shí)保管不善,前繩帶丟失,造成工作中安全帽掉落,為事故的發(fā)生留下了隱患.從上述事故中應(yīng)吸取的教訓(xùn)及采取的安全對(duì)策措施如下所述:(1)安全意識(shí)淡薄,習(xí)慣性違章指揮,違章

11、作業(yè)在焙燒爐未熄爐(壓火保溫)的情況下,未使用盲板進(jìn)行安全隔絕,僅以插板代替;指揮者在檢修人員未撤離現(xiàn)場(chǎng)的情況下,違章指揮交叉作業(yè),致二氧化硫氣體從縫隙中泄漏人干燥塔內(nèi).而操作者在明知已開始空燒,塔內(nèi)作業(yè)環(huán)境改變的情況下,未按規(guī)定要求重新進(jìn)行安全分析,僅憑經(jīng)驗(yàn)和麻痹心理冒險(xiǎn)蠻干,為了勾取安全帽,再次進(jìn)入干燥塔內(nèi),導(dǎo)致了事故的發(fā)生.應(yīng)從事故中吸取教訓(xùn),從嚴(yán)強(qiáng)化安全監(jiān)督檢查工作,對(duì)化工檢修應(yīng)開展危險(xiǎn)預(yù)測(cè)活動(dòng).通過(guò)識(shí)別危險(xiǎn)物質(zhì),危險(xiǎn)能量,危險(xiǎn)環(huán)境,危險(xiǎn)作為等在工作中發(fā)生意外的因素,提前采取有效對(duì)策,使預(yù)防工作從出發(fā)型向發(fā)現(xiàn)型轉(zhuǎn)變,真正做到防患于未然.(2)安全衛(wèi)生防護(hù)知識(shí)匱乏,防護(hù)器材使用不當(dāng)據(jù)事故

12、發(fā)生后采樣分析:干燥塔內(nèi)二氧化硫含量高達(dá)l3000mg/m,超過(guò)車問空氣中二氧化硫的最高容許濃度l59s8575655s453525l5?l74?廣州化工2011年39卷第20期(15mg/m的886倍;超過(guò)男性吸入量低中毒濃度(tclo)4mg/kg/1min的1137倍;超過(guò)人吸入最低致死濃度(tclo)1000mg/kg/10min的4.5倍.)在如此高濃度的環(huán)境中,過(guò)濾式防毒面具已根本無(wú)法起到防護(hù)作用.故檢修人員第二次進(jìn)塔后,立即發(fā)生閃電性猝死.說(shuō)明應(yīng)加強(qiáng)職工安全衛(wèi)生防護(hù)知識(shí)和勞動(dòng)防護(hù)器材的選擇,使用方法等方面的專業(yè)教育,避免防護(hù)不當(dāng)造成的事故;平時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)用品,器材的檢查,杜

13、絕安全器材中的不安全因素.(3)加大安全投入,配備必要的安全防護(hù)器材j為認(rèn)真吸取血的教訓(xùn),應(yīng)配置氧氣呼吸器和長(zhǎng)管式呼吸器.同時(shí),還應(yīng)加強(qiáng)化學(xué)事故應(yīng)急預(yù)案的演練,以備一旦發(fā)生事故時(shí)能迅速按預(yù)案開展救援工作.(4)預(yù)防二氧化硫中毒措施對(duì)在有二氧化硫產(chǎn)生的場(chǎng)所作業(yè)的人員,應(yīng)接受防中毒,急救安全知識(shí)教育.工作環(huán)境(設(shè)備,容器,井下,地溝等)氧含量必須達(dá)到20%以上,有毒有害物質(zhì)濃度符合國(guó)家規(guī)定時(shí),方能進(jìn)行工作.在有二氧化硫氣體存在的場(chǎng)所作業(yè)時(shí),必須佩戴防護(hù)用具,并有人監(jiān)護(hù).生產(chǎn)過(guò)程盡量在密閉的設(shè)備和容器內(nèi)進(jìn)行,加強(qiáng)通風(fēng)排毒設(shè)備,尾氣要高空排放.(5)事故應(yīng)急救援措施和器材,設(shè)備應(yīng)建立事故柜應(yīng)急器材柜,

14、建議在作業(yè)場(chǎng)所按下表配備相應(yīng)的應(yīng)急器材.表1作業(yè)場(chǎng)所救援物資配備tab.1emergencysuppliesofworkplace續(xù)表應(yīng)在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)作業(yè)崗位附近設(shè)置便于取用的應(yīng)急救援設(shè)備,并放置應(yīng)急照明電筒和醫(yī)療救護(hù)用品等.3結(jié)論從對(duì)二氧化硫管道泄露影響范圍模擬計(jì)算結(jié)果來(lái)看,在生產(chǎn),檢修過(guò)程中,一旦發(fā)生二氧化硫泄露,如果沒有采取有效的防護(hù)措施,將會(huì)給企業(yè)造成較大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失.因此,在日常的生產(chǎn)和檢修過(guò)程中,必須加強(qiáng)安全生產(chǎn)教育培訓(xùn),嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)操作規(guī)程,一旦發(fā)生生產(chǎn)安全事故,應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的安全對(duì)策措施,才能避免事故造成更大的人員和財(cái)產(chǎn)損失.參考文獻(xiàn)1王新,張延松,陳網(wǎng)樺,等.安全評(píng)價(jià)師(國(guó)家職業(yè)資格一級(jí))m.北