液氨危害程度計算

4可能發(fā)生事故的種類及嚴重程度4.1事故發(fā)生的可能性該工程液氨在貯氨器、氨油別離器、中間冷卻器、低壓循環(huán)桶及管道中循環(huán),一旦某一點出現破損會引起液氨泄漏,另外如不按操作規(guī)程進行操作,如過量充裝,也會出現泄漏,因此應對設備、管道定期檢測,增強維護和保養(yǎng),職工嚴格根據操作規(guī)程進行操作,限制系統定期進行調試和維護保養(yǎng),那么出現泄漏的可能性較小.主要存在以下情況：1〕設計失誤①根底設計錯誤,如地基下沉,造成容器底部產生裂縫,或設備變形、錯位等；②選材不當,如強度不夠,耐腐蝕性差、規(guī)格不符等；③布置不合理,如管道沒有彈性連接,因振動而使管道破裂；④選用機械不適宜,如轉速過高、耐溫、耐壓性能差等；⑤選用計測儀器不適宜；⑥儲罐、貯梢未加液位計,反響器〔爐〕未加溢流管或放散管等.2〕設備原因①加工不符合要求,或未經檢驗擅自采用代用材料；②加工質量差,特別是不具備操作證的焊工焊接質量差；③施工和安裝精度不高,如泵和電機不同軸、機械設備不平衡、管道連接不嚴密等；④選用的標準定型產品質量不合格；⑤對安裝的設備沒有按?機械設備安裝工程及驗收標準?進行驗收；⑥設備長期使用后未按規(guī)定檢修期進行檢修,或檢修質量差造成泄漏；⑦計測儀表未定期校驗,造成計量不準；⑧閥門損壞或開關泄漏,又未及時更換；⑨設備附件質量差,或長期使用后材料變質、腐蝕或破裂等.3〕治理原因①沒有制定完善的平安操作規(guī)程；②對平安漠不關心,已發(fā)現的問題不及時解決；③沒有嚴格執(zhí)行監(jiān)督檢查制度；④指揮錯誤,甚至違章指揮；⑤讓未經培訓的工人上崗,知識缺乏,不能判斷錯誤；⑥檢修制度不嚴,沒有及時檢修已出現故障的設備,使設備帶病運轉.4〕人為失誤①誤操作,違反操作規(guī)程；②判斷錯誤,如記錯閥門位置而開錯閥門；③擅自脫崗；④思想不集中；⑤發(fā)現異常現象不知如何處理.4.2可能發(fā)生事故的危害程度氨燃燒后放出熱量的計算按儲罐的儲存系數按0.85計,液氨的相對密度為0.7〔水=1〕計算,液氨儲存量為：2.25X0.7X0.85=1.34t,氨氣的高燃燒熱值為17250kJ/m3=1.725X107J/m3,氨貯罐中氨燃燒后放出的熱量為：1.34X1000+17X22.4X1.725x107J/m3=3.04乂10、.氨相當于梯恩梯〔TNT〕的摩爾量的計算1千克梯恩梯炸藥釋放的能量為4.5x106焦耳,梯恩梯的摩爾質量為227.131g/mol.氨爆炸相當于梯恩梯(TNT的摩爾量為：(6.75x1011J)/(227.131g/molX4.5x103)=2.97x105mo1.氨蒸發(fā)泄漏后氨的泄漏速度假設氨蒸發(fā)泄漏,氨以氣態(tài)泄漏.氣體從設備的裂口泄漏時,其泄漏速度與空氣的流動狀態(tài)有關,因此,首先需要判斷泄漏時氣體流動屬于亞音速流動還是音速流動,前者稱為次臨界流,后者稱為臨界流.當有下式成立時,氣體流動屬于亞音速流動：員工廣P1當有下式成立時,氣體流動屬于音速流動：馬<(―)'"P-1上述兩式中PO,P的意義同前；不為比熱比,即定壓比熱CP定容比熱Cv之比.CPCv氣體呈亞音速流動時,泄漏速度Q.為：1Q°=YCdAP：(21廣氣體呈音速流動時,泄漏速度Q.為:TOC\o"1-5"\h\zQo=YCdAP.R(2)T(2尸

11上訴兩式中,Cd氣體泄漏系數,當裂口形狀為圓形時取1.00;三角形時取0.95;長方形時取0.90;Y-氣體膨脹因子,對于亞音速流動,12JY-(1)(1尸(PN1一(回一］-12F0P對于音速流動,Y=1P一泄漏液體密度,kg/m3;R—氣體常數,J/molk；T—氣體溫度,K.計算如下：P0=0.1013P=0.1013+1.3=1.313五E(2)君成立,TOC\o"1-5"\h\zP(1)氨氣的泄漏速度為：Q0=YCdAPjR^(-2-)T(-2-)7-4,112丫」(六乂匕嚴昌為-國1P0P=54,假設泄漏口為圓型,即G=1,裂口面積為A=0.01m2氨的分子量約為：M=17―一_3:=0.7kg/mR=8.3145J/(mol-K)氨的溫度為30C,T=30+273=303K氨的泄漏速度Q=11.66kg/s.氨罐泄漏后的影響范圍為了更好地了解裝置在發(fā)生氨氣泄漏事故時,可能造成的人員傷亡和財產損失的嚴重程度,為制定防范舉措提供參考依據,本評估報告以貯氨器泄漏來進行模擬計算.本次評估假設2.25m3貯氨器發(fā)生泄漏.1)根本數據的取值(1)液氨質量W按儲罐的儲存量為容量的85%液氨的相對密度為0.7(水=1)計,W=2.25X85%x0.7=1.34t=1.34x103kg;(2)液氨儲罐破裂前的介質溫度t取12C,即t=12C;(3)氨氣的沸點t0=-33C;(4)液氨的平均比熱c=4.6kJ/kg?C；(5)氨氣的分子量M=17(6)氨氣的氣化熱q=1374kJ/kg;(7)氨氣在空氣中的危險濃度值C(%:吸入5?10min致死的濃度：C=0.5%人吸入后發(fā)生強烈的刺激病癥,可耐受1.25min的濃度：0.0818%.2)中毒事故后果計算(1)當貯氨器破裂時,罐內壓力降至大氣壓,處于過熱狀態(tài)的液氨溫度迅速降至標準沸點,此時全部液體所放出的熱量為：Q=W?c(t-t0)=1.34Xl03kgX4.6kJ/kg?CX[12-(-33)]C__5=2.77X10kJ(2)設所放出的熱量全部用于罐內液氨蒸發(fā),那么在沸點下的蒸發(fā)蒸氣體積為：Vg=(22.4Q/Mq)X(273+t“/273=[22.4X2.77X105/(17X1374)]X[(273-33)/273]3=233.5m(3)假設氨氣以半球狀向地面擴散,擴散半徑為R^fViZC.2.0944將C=0.5燦入,得：R=28.15m將0.0818獻入,得：R=51.5s3)計算結果根據計算有毒氣體的半徑R可知：在28.15m的范圍內吸入泄漏氨氣5~10min可致死；在51.5m的范圍內人吸入后有強烈的刺激病癥,可耐受1.25min貯氨器泄漏中毒后果分析可為企業(yè)在制訂事故應急救援預案時,設置隔離區(qū)及制訂疏散路線等提供依據.氨蒸氣云爆炸的影響范圍液氨具有火災爆炸的危險性,采用蒸氣云爆炸事故模型對液氨泄漏進行計算.1)傷害半徑計算公式式中①死亡半徑公式：R=13.6(WW1000)0.37②重傷半徑公式:△P2=0.137Z2-3+0.119Z22+0.269Z2-1-0.019__/、1/3Z2=F2Z(E/R)AP2=AFS/P0式中：△FS-引起人員重傷的沖擊峰超壓值,取P.-環(huán)境壓力,取101300PqE-爆炸總能量(J),E=VMtXQnt③輕傷半徑公式：△P3=0.137Z3-3+0.119Z3-2+0.269Z3-1-0.019乙=RZ(E/P.)1/3AF3=AFS/F0式中：△FS-引起人員重傷的沖擊峰超壓值,取2)財產破壞半徑計算公式R財=(KuXWNt"3)/[1+(3175/Wnt)2]1/6式中：心-財產破壞系數,一般取K產5.6.3)TNT當量計算公式WNt=%xWfxQ/Qtnt:WNt-蒸汽云的TNT當量,kg;W?蒸汽云中燃料的總質量,kg;%—蒸汽云當量系數,統計平均值為0.04;Q一蒸汽的燃燒熱,J/kg；44000Pa;17000Pa;Qnt—TNT的爆炸熱,4500kJ/kg;對于地面爆炸,由于地面反射使用使爆炸威力幾乎加倍,一般應乘以地面爆炸系數1.8.4〕危險源根本情況表表4.2.5-1危險源根本情況表危險源危險物質儲存量〔t〕假設泄漏比例〔按一個罐〕泄漏量W〔kg〕液氨儲罐液氨1.34100%1340表4.2.5-2危險物質有關特性數據表危險物質沸點〔C〕燃燒熱Qf(kJ/kg)蒸氣壓〔kPa〕液氨-33.59180