定性定量安全評價

1.第五章定性定量安全評價液氨儲罐爆炸危急性分析依據(jù)爆炸破壞模型，可估量建筑物和設(shè)施的不同破壞程度，據(jù)此5-1其危害效應(yīng)表沖擊波破壞效應(yīng)0.002某些大的橢圓形玻璃裂開0.003產(chǎn)生噴氣式飛機的沖擊音0.007某些小的橢圓形玻璃裂開0.01窗玻璃全部裂開0.02有沖擊碎片飛出0.03民用住房稍微損傷0.05窗戶外框損壞0.06屋基受到損壞0.08樹木折枝，房屋需修理方能居住0.1承重墻損壞，屋基向上錯動0.15屋基損壞，30%樹木傾倒，動物耳膜破壞*0.290%樹木傾倒，鋼筋混凝土柱扭曲*0.3油罐開裂，鋼柱倒塌，木柱折斷*0.5貨車傾覆，民用建筑五全部損壞，人肺部受傷。*0.7磚墻全部破壞*1.0油罐壓壞18.5m3，液氨儲罐蒸汽云爆炸計算過程如下：5.1.1根底數(shù)據(jù)選取在計算中，選取的參數(shù)：液氨的密度：p=600kg/m3液氨的燃燒熱：Qc=18610kJ/kg液氨罐的灌裝系數(shù)：k=0.8由此給出該單元爆源的總能量為：Eo=0.01kVpQc=0.01×0.80×18.5×600×18.61×106=16.52×108J爆源的當(dāng)量TNTW=Eo/QTNT

=16.52×108/4.5×106=365.5kgTNT5.1.2沖擊波超壓對人體的損害沖擊波超壓對人體的損害具體如下：死亡半徑為：R

=13.6(W

/1000)0.37=9.39m0.5 TNT〔2〕重傷半徑由以下方程式求解：△P=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019SZ=R

)1/3=R

(1.013×105/5.08×109)1/3=0.0271R2 0 0 2 2△P=44000/P=44000/1.013x105=0.4344S 0R=49.61m2〔3〕輕傷半徑由以下方程式求解：△P=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019SZ=R

)1/3=R

(1.013×105/5.08×109)1/3=0.0271R3 0 0 3 3△P=17000/P=17000/1.013x105=0.1678S 0R=121.86m35.1.3沖擊波超壓對四周設(shè)施破壞的分析

=13.6(W/1000)0.37和不同沖擊波破壞效應(yīng)下的沖擊波0.5 TNT超壓值，可計算出不同超壓值的破壞半徑R、R,R,以及不同液V1 V2 V55-218.5m3液氨罐總能量J16.52x10818.5m3液氨罐總能量J16.52x108JTNT當(dāng)量kg365.5kg死亡半徑R0.5m9.39重傷半徑Re0.5m49.61輕傷半徑Re0.01m121.86死亡區(qū)0-9.39重傷區(qū)9.39-49.61輕傷區(qū)49.61-121.86安全區(qū)＞121.86液氨儲罐爆炸的影響分析18.5m3臥式液氨儲罐儲存液氨，液氨儲存量掌握在＜80的損害程度。6-218.5m3液氨儲罐發(fā)生爆炸事故時，距儲罐中心位9.39m9.39-49.61內(nèi)臟將嚴(yán)峻挫傷，并可能引起死亡；距儲罐中心位置49.61-121.86m內(nèi)的暴露人員將會消滅輕度或中度的損傷。6-1會造成建筑物損壞，危及其他設(shè)備的安全，導(dǎo)致生產(chǎn)停頓，造成巨額經(jīng)濟(jì)損失等。液氨儲罐泄漏毒害危急性分析〔1〕液氨儲罐發(fā)生裂開泄漏的毒害區(qū)域計算計算方法簡述設(shè)液氨質(zhì)量為W(kgt(℃)，液體介質(zhì)比熱為C(Kj/(kg℃)，當(dāng)容器裂開時，器內(nèi)壓力降至1atm(0.1MPa),t

(℃)。此時全部液體所0放出的熱量為：Q=WC(t-t0假設(shè)這些熱量全部用于器內(nèi)液體的蒸發(fā)。如它的汽化熱為q(kJ/kg),則其蒸發(fā)量為：Q=WC(t-t0如介質(zhì)的相對分子質(zhì)量為M，則在沸點下蒸發(fā)的體積Vg(m3)為：Vg=224W(273+t)/273M=224W(t-t)C×(273+t)/273Mq0 0 0氨氣危害半徑的計算液氨的理化性質(zhì)如下所述：氨的分子量：17； 點：-30℃；液氨的比熱〔平均：4.6kJ/k℃；汽化熱：1.379×103kJ/kg℃。氨氣的危害濃度見下表所述：空氣中氨的濃度〔mg/m3〕接觸時間〔min〕危害程度〔STEL〕空氣中氨的濃度〔mg/m3〕接觸時間〔min〕危害程度〔STEL〕3070-14030210-35028呼吸變慢、眼和上呼吸道不適、惡心、頭痛〔輕度〕呼吸及脈搏加速，鼻、眼刺激，有明顯不適〔中度〕馬上咳嗽、有猛烈刺激作用〔中度〕700 30馬上死亡〔重度危害〕1750-450030〔0.85〕18.5m3液氨儲罐內(nèi)儲存液20℃。當(dāng)儲罐發(fā)生裂開后，全部液氨氣化揮發(fā)，計算泄漏集中的氨會造成的毒害后果。A、計算液氨全部氣化蒸發(fā)熱量Q=WC(t-t

)=9.4×103×4.6×[20-(-30)]=2.164×106Kj0計算液氨的蒸發(fā)量W′=Q/q=WC(t-t

)/q=2.164×106/1.379×1030=1.57×103kgB、計算液氨蒸發(fā)成氣體體積Vg=224W(273+t)/273M=224W(t-t)C(273+t)/273Mq0 0 0=1818m33m3STEL；0mg/3為有眼和呼吸道不適〔輕度危害；0mg/3為可引起咳嗽、有猛烈刺激作用〔中度危害；0mg/m3，為可以引起馬上死亡〔重度危害。并假設(shè)在靜風(fēng)條件下，氨氣初始云團(tuán)按半球狀在地面釋放。30mg/m3的半徑為：R=(3CgGg/2Pc)1/3=【(3×1.57×109)/(2×3.14×301/3=292m140mg/m3的半徑為：R=(3CgGg/2Pc)1/3=【(3×1.57×109)/(2×3.14×140)】1/3=175m700mg/m3的半徑為：R=(3CgGg/2Pc)1/3=【(3×1.57×109)/(2×3.14×700)】1/3=103m3500mg/m3的半徑為：R=(3CgGg/2Pc)1/3=【(3×1.57×109)/(2×3.14×3500)】1/3=58m〔2〕液氨小口徑泄漏2.16MPa20℃，承受氣體“儲罐接頭泄漏裂口尺寸為與其連接收道管徑的20%-100%算動身生液氨儲罐管道泄漏破損時，液氨泄漏結(jié)果。具體見下表5-4。泄漏裂口尺寸〔mm〕泄漏速率〔kg/s〕泄漏持續(xù)時間〔min〕泄漏量〔kg〕泄漏裂口尺寸〔mm〕泄漏速率〔kg/s〕泄漏持續(xù)時間〔min〕泄漏量〔kg〕20%，4mm0.92301656推測模式氨氣揮發(fā)集中的煙團(tuán)模式：C(x,y,o)=[2Q/(2π)3/2ббб ]×exp[-〔x-x〕2/2б2]x y z 0 x×exp[-〔y-y〕2/2б2]×exp[-〔z-z〕2/2б2]0 y 0 z其中：C(x,y,o)-x,y〕坐標(biāo)處的氨氣濃度mg/x0,y0,z0—煙團(tuán)中心坐標(biāo)；Q—事故期間煙團(tuán)的排放量：б、б、б 為Y、Z方向的集中參數(shù)。常б=б。x y z x y推測結(jié)果下風(fēng)向地面氨濃度分布：依據(jù)上述計算模式，當(dāng)液氨發(fā)生泄漏事故時，假設(shè)泄漏持續(xù)時間為30min，在工程所在地常見氣象條件下〔穩(wěn)定度D類，風(fēng)速2.0m/，下風(fēng)向地面氨氣濃度推測結(jié)果如下表：6-5下風(fēng)向地面氨氣濃度推測結(jié)果最大落地濃最大落地濃半致死濃度半致死濃度短時間接觸短時間接觸度〔mg/m3〕度消滅距離〔m〕〔mg/m3〕〔m〕允許濃度〔mg/m3〕允許濃度消滅距離〔m〕656.31391390不會消滅3016003-13〔小口徑泄漏656.3mg/m3，最大落地濃度消滅距離為事故源下風(fēng)向139m；事故源下風(fēng)向3〕1600m?！?〕結(jié)論1atm(0.1MPa)，處于過熱狀態(tài)的液氨溫度快速降至標(biāo)準(zhǔn)沸點-30℃，此時液氨揮發(fā)量為1570kg，揮發(fā)后有毒氨氣以半球形向地面集中，則以儲罐為中心的人員中毒死亡半徑為58m，103m，292m。當(dāng)液氨儲罐發(fā)生腐蝕泄漏或者管道裂開事故〔小口徑泄漏，氨氣最大落地濃度為656.3mg/m3，最大落地濃度消滅距離為事故源范圍；30mg/m31600m。上述分析狀況為抱負(fù)狀況，在實際狀況條件下，液氨儲罐發(fā)生裂開的概率極低，是可以通過實行有效的安全技術(shù)措施和安全治理措施來加以掌握的。液氨泄漏的毒害區(qū)域估算可作為企業(yè)制定液氨泄漏應(yīng)急預(yù)案和處置液氨泄漏事故時，人員疏散的參考使用。液氨泄漏后果格外嚴(yán)峻，在液氨生產(chǎn)、儲存、運輸?shù)仁褂眠^程中，應(yīng)實行必要的安全防范措施進(jìn)展掌握。火災(zāi)爆炸危急指數(shù)評價擬建工程發(fā)生具有爆炸性、可燃性的化學(xué)品泄漏的可能性發(fā)生泄漏的可能性由化學(xué)品引發(fā)的火災(zāi)爆炸、人員中毒的事故多數(shù)是由于物料的泄漏引起的，導(dǎo)致泄漏的緣由可能是腐蝕、設(shè)備缺陷，材質(zhì)選擇不當(dāng)、機械穿孔、密封不良以及人為操作失誤等。依據(jù)相關(guān)資料，國內(nèi)外由化學(xué)品引發(fā)的事故中因泄漏引發(fā)的事故平均約占整個事故總量的46.75%。因此，擬建工程發(fā)生自然氣泄漏的可能性所占比例較大，一旦發(fā)生事故，將造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。擬建工程在經(jīng)營、儲存過程中可能發(fā)生泄露事故的緣由主要是由于儲罐、管道損壞、閥門等連接處密封不嚴(yán)、焊縫開裂、操作失誤引起泄漏，泄漏的易燃易爆、有毒有害物質(zhì)在遇到熱源、明火等點火源會馬上起火而導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等重大事故。因此，事故發(fā)生的可能性與設(shè)計匹配性、設(shè)備、管道本體質(zhì)量、施工質(zhì)量、維護(hù)保養(yǎng)狀況等多方面因素相關(guān)。主要泄漏設(shè)備依據(jù)各種設(shè)備泄漏狀況分析，擬建工程中易發(fā)生泄漏的部位有儲罐、管道、閥門、法蘭等。①儲罐：包括與其連接的管道和關(guān)心設(shè)備，其典型泄漏狀況和裂口尺寸為：A、罐體損壞而泄漏，裂口尺寸為本體尺寸；B20%～100%；C、關(guān)心設(shè)備泄漏，酌情確定裂口尺寸。②管道：其典型泄漏狀況和裂口尺寸分別為管徑的20%和20%～100%。③閥門：其典型泄漏狀況和裂口尺寸為：A20%～100%；B20%；C20%。④放散管：包括加熱裝置、放散管等，泄漏主要發(fā)生在多通接頭部位，裂口尺寸取管徑的20%～100%。泄漏后果①馬上起火。自然氣從管道內(nèi)泄出時即被點燃，發(fā)生集中燃燒，發(fā)生噴射性火焰或形成火球，它能快速的危及泄漏現(xiàn)場。②滯后起火。自然氣泄出后與空氣混合形成蒸氣云團(tuán)，并隨風(fēng)飄散，遇點火源發(fā)生爆炸或爆轟，能引起較大范圍的破壞?；馂?zāi)爆炸危急指數(shù)分析依據(jù)報告中對物質(zhì)存在的危急有害因素分析可知，擬建工程在生產(chǎn)、儲存過程中可能消滅的較大風(fēng)險是火災(zāi)爆炸，造成火災(zāi)爆炸的主要緣由為危急化學(xué)品的嚴(yán)峻泄漏。在此運用《道化學(xué)火災(zāi)爆炸危急指數(shù)評價法〔第七版評價單元和代表物質(zhì)的選擇LNG熱、物質(zhì)閃點、物質(zhì)爆炸極限等參數(shù)，氣化站儲存的易燃液體危急性LNGLNG烷、丙烷、丁烷，應(yīng)選定作為甲烷作為具體的評價物質(zhì)。物質(zhì)危規(guī)號閃點最大儲物質(zhì)危規(guī)號閃點最大儲物質(zhì)燃燒熱NFPA分級/℃存量(T)系數(shù)〔KBtu/lb〕NHNFNR氨23003/4548.0310計算單元工藝危急系數(shù)①計算一般工藝危急系數(shù)〔F〕1一般工藝危急系數(shù)是確定事故危急程度的主要因素，取值參數(shù)包括：根本系數(shù)、放熱反響、吸熱反響、物料處理與輸送、封閉單元及室內(nèi)單元、通道、排放和泄漏掌握六項內(nèi)容，取值和計算過程見“火災(zāi)爆炸危急指數(shù)〔F&EI〕計算表”。②計算特別工藝危急系數(shù)〔F〕2特別工藝危急系數(shù)是影響事故發(fā)生的主要因素，特定的工藝條件是導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的主要緣由。取值參數(shù)包括：毒性物質(zhì)、負(fù)壓操作、燃燒范圍內(nèi)或其四周的操作、粉塵爆炸、釋放壓力、低溫、易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量、腐蝕、泄漏九項內(nèi)容，取值和計算過程見“火災(zāi)爆炸危急指數(shù)〔F&EI〕計算表”。③計算工藝單元危急系數(shù)〔F〕3

〕為一般工藝危急系數(shù)3

〕與特別工藝危1

28。計算火災(zāi)、爆炸指數(shù)〔F＆EI〕火災(zāi)、爆炸危急指數(shù)是用來估量生產(chǎn)事故可能造成破壞的大小，的乘積，即F＆EI=F3×MF。

3暴露半徑〔R〕：對已計算出的F＆EI，可以用它轉(zhuǎn)換成暴露半徑，按公式R=0.256×F＆EI，可求暴露半徑R。計算暴露區(qū)域暴露半徑打算了暴露區(qū)域大小，按A=πR2可計算暴露區(qū)域面積。確定安全措施補償系數(shù)〔C〕F在運行過程中，實行了一系列安全措施，這些措施在肯定程度上降低了火災(zāi)爆炸發(fā)生的概率，并減輕了事故的危害程度。

1

〕三2 3個方面，總安全補償系數(shù)Ｃ為全部被選取的安全補償系數(shù)的乘積。計算補償后的火災(zāi)、爆炸指數(shù)〔F＆EI′〕補償后的火災(zāi)爆炸危急指數(shù)〔F＆EI′〕為火災(zāi)爆炸危急指數(shù)〔F與安全措施補償系數(shù)〔C

〕之積。F確定火災(zāi)爆炸危急等級由計算所得火災(zāi)爆炸指數(shù)F&EI和F&EI′，依據(jù)道化學(xué)法〔七版〕火災(zāi)爆炸危急指數(shù)與危急等級對應(yīng)表確定危急等級〔見表5-4〕。表5-7 道化學(xué)評價方法危急等級標(biāo)準(zhǔn)1～6061～9697～127128～158＞159最輕較輕中等很大格外大5-8火災(zāi)爆炸危急指數(shù)〔F&EI〕計算表評價單元評價單元LNG儲罐區(qū)甲烷物質(zhì)系數(shù)1．一般工藝危急

21危急系承受危數(shù)范圍險系數(shù)根本系數(shù) 1.00 1.00 ——放熱化學(xué)反響吸熱反響C．物料處理與輸送

0.30～1.250.20～0.400.25～1.05

0 儲存過程中無化學(xué)反響0 無吸熱反響0.50.3D．密閉式或室內(nèi)工藝單 0.25～0.3元 0.90E．通道F．排放和泄漏掌握

0.20～0.350.20～0.50

0.30.5一般工藝危急系數(shù)〔F1〕 F1=1.00＋0.5＋0.3＋0.3+0.5=2.62．特別工藝危急根本系數(shù) 1.00 1.00A．毒性物質(zhì)

0.20-0.80

0.2

NH=1B．負(fù)壓〔＜500mmHg〕 0.50 0C．燃燒范圍或其四周的 0.30～0.80⑴罐裝易燃液體 0.50 0.5

儲存過程為常壓操作低溫儲罐儲存⑵過程失常或吹掃故障⑶始終在燃燒范圍內(nèi)D．粉塵爆炸E．壓力F．低溫⑴工藝中的液體及氣體⑵貯存中的液體及氣體⑶貯存中的可燃固體及工藝中的粉塵H．腐蝕與磨損I．泄露—接頭和填料

0.300.800.25-2.000.86-1.50.20-0.300.10-0.750.10-1.50

0001.00.301.000.10.3

無粉塵爆炸危急0.66MPa儲存-192℃低溫儲存閥門密封處可能產(chǎn)生稍微0.3。J．使用明火設(shè)備K．熱油、熱交換系統(tǒng)L．轉(zhuǎn)動設(shè)備

000.15-1.1050.50 0

無明火設(shè)備無熱油交換系統(tǒng)儲存過程中無使用轉(zhuǎn)動設(shè)備特別工藝危急系數(shù)〔F2〕工藝單元危急系數(shù)〔F3F1×F2〕火災(zāi)、爆炸指數(shù)〔F&EI=F3×MF〕潛在火災(zāi)爆炸危急等級

F2=1.0+0.2+0.5+1.0+0.3+1.0+0.1+0.3=4.4F3=F1×F2=2.6×4.4=11.44F&EI=F3×MF=8×21=168格外大表5-9 安全措施補償系數(shù)表補償系數(shù) 承受補償系范圍 數(shù)*工藝掌握

取值說明a.應(yīng)急電源b.冷卻裝置c.抑爆裝置d.緊急迫斷裝置e.計算機掌握f.惰性氣體保護(hù)

0.980.97～0.990.84～0.980.96～0.990.93～0.990.94～0.96

0.980.980.980.980.951

設(shè)置發(fā)電機作為應(yīng)急電源設(shè)置冷卻裝置設(shè)置抑爆裝置設(shè)置緊急停車裝置設(shè)置計算機掌握系統(tǒng)無惰性氣體保護(hù)g.操作規(guī)程/程序 0.91～0.99 0.95

制定有搬運、裝卸操作規(guī)程h.化學(xué)活潑性物質(zhì)0.91～0.98 1 無化學(xué)活性物質(zhì)檢查析i.其他工藝危急分 0.91～0.98 095析

員工經(jīng)有資質(zhì)機構(gòu)危化品并考核合格，氣化站按有關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和治理規(guī)定實行相應(yīng)的安全措施。C1**＝0.98×0.98×0.98×0.98×0.95×0.95×0.950.791物質(zhì)隔離遙控閥卸料/排空裝置c.排放系統(tǒng)d.連鎖裝置

0.96～0.980.96～0.980.91～0.970.98

0.9610.920.98

設(shè)置遠(yuǎn)距離掌握閥無