煤層氣液化項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評估評價課程

煤層氣液化項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評估評價課程煤層氣液化項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評估評價課程PAGE23山西省化工設(shè)計院·環(huán)評中心·電傳層氣液化項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評估評價課程環(huán)境風(fēng)險評價11.1評價原則11.1.1評價目的1.結(jié)合本工程主要建設(shè)內(nèi)容，分析生產(chǎn)過程中存在的潛在危險及有害因素，判別本項(xiàng)目火災(zāi)、爆炸、泄漏等風(fēng)險的種類、發(fā)生原因及幾率。2.根據(jù)本項(xiàng)目所采用生產(chǎn)工藝，涉及物料的性質(zhì)及成份，以及產(chǎn)品特點(diǎn)等因素，識別本項(xiàng)目風(fēng)險評價重點(diǎn)和主要風(fēng)險評價因子。3.計算主要事故污染物排放量，預(yù)測環(huán)境風(fēng)險的影響程度和范圍。4.針對本工程總圖布置及生產(chǎn)操作情況和周邊環(huán)境概況，特別是敏感因素分布情況，提出相應(yīng)可行的風(fēng)險防范、應(yīng)急和減緩措施。11.1.2評價重點(diǎn)本次風(fēng)險評價重點(diǎn)關(guān)注工程潛在風(fēng)險事故的出現(xiàn)對廠址周圍廠界外環(huán)境的影響程度和影響范圍，并與正常生產(chǎn)相比，說明環(huán)境影響的變化程度，提出可行的防護(hù)措施。11.2風(fēng)險識別11.2.1風(fēng)險識別的范圍和類型本次評價風(fēng)險識別范圍主要從生產(chǎn)設(shè)施風(fēng)險識別和生產(chǎn)過程所涉及的物質(zhì)風(fēng)險識別兩方面著手。其中生產(chǎn)設(shè)施風(fēng)險識別包括主要生產(chǎn)裝置和貯運(yùn)系統(tǒng)兩部分。其中，主要生產(chǎn)裝置包括液化天然氣的脫碳單元、脫水脫汞單元、液化單元以及冷劑循環(huán)系統(tǒng)，以及加氣站的LNG潛液泵撬裝置、加氣機(jī)。貯運(yùn)系統(tǒng)包括原料和產(chǎn)品兩方面。物質(zhì)風(fēng)險識別著重于原料煤層氣、冷劑（乙烯、丙烷、異戊烷）、產(chǎn)品液化天然氣（LNG）和重?zé)N。通過對主要生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)過程的分析，結(jié)合原料、中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品的物性及特點(diǎn)，本項(xiàng)目常見的風(fēng)險類型主要包括火災(zāi)、爆炸和泄漏三種類型。生產(chǎn)設(shè)施物質(zhì)風(fēng)險識別的具體分析結(jié)果詳見表11.2-1。11.2.2物質(zhì)危險性識別根據(jù)風(fēng)險評價導(dǎo)則，綜合考慮本項(xiàng)目涉及物質(zhì)特性，最終確定本項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評價因子為LNG和異戊烷。本項(xiàng)目主要物料的性質(zhì)與火災(zāi)危險性類別見表11.2-2,主要物料的理化性質(zhì)、毒性及危害性見表11.2-3。表11.2-1風(fēng)險識別范圍及類型分析表序號生產(chǎn)設(shè)施風(fēng)險識別范圍物質(zhì)風(fēng)險識別范圍風(fēng)險類別1生產(chǎn)裝置液化天然氣脫碳單元爆炸、火災(zāi)、泄漏2脫水脫汞單元爆炸、火災(zāi)、泄漏3液化單元CH4、C5及以上重?zé)N爆炸、火災(zāi)、泄漏4冷劑循環(huán)系統(tǒng)LNG、乙烯、丙烷、異戊烷爆炸、火災(zāi)、泄漏5加氣站LNG爆炸、火災(zāi)、泄漏6LNG爆炸、火災(zāi)、泄漏7貯運(yùn)系統(tǒng)液化天然氣LNG儲罐LNG爆炸、火災(zāi)、泄漏8乙烯儲罐乙烯爆炸、火災(zāi)、泄漏9丙烷儲罐丙烷爆炸、火災(zāi)、泄漏10異戊烷儲罐異戊烷爆炸、火災(zāi)、泄漏11加氣站LNG儲罐LNG爆炸、火災(zāi)、泄漏12原料氣輸送管線直徑Φ300，長度1.5km煤層氣爆炸、火災(zāi)、泄漏表11.2-2主要物料燃燒性質(zhì)與火災(zāi)危險性物質(zhì)名稱爆炸極限（%）爆炸危險度自燃點(diǎn)（℃）火災(zāi)危險性分類下限上限甲烷5.014.82.0538甲類乙烯2.736.09.6425甲類丙烷450甲類異戊烷420甲類表11.2-3主要物質(zhì)的物化性質(zhì)、毒性及危害性物料名稱理化性質(zhì)毒性及危害性甲烷無色無臭氣體，蒸汽壓：53.32kPa/-168.8℃，閃點(diǎn)：-188℃，沸點(diǎn)：-161.5侵入途徑：吸入。健康危害：甲烷對人基本無毒，但濃度過高時，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。急性毒性：小鼠吸入42%濃度×60分鐘，麻醉作用；兔吸入42%濃度×60分鐘，麻醉作用。危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與五氧化溴、氯氣、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它強(qiáng)氧化劑接觸劇烈反應(yīng)。爆炸上限為15.0%，爆炸下限為5.0%。燃燒(分解)產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳。丙烷無色氣體，純品無臭，蒸汽壓：,53.32kPa/-55.6℃，閃點(diǎn)：-104℃，沸點(diǎn)：-42.1℃，相對密度：0.5853侵入途徑：吸入、食入、經(jīng)皮吸收。健康危害：本品有單純性窒息及麻醉作用。人短暫接觸1%丙烷，不引起癥狀；10%以下的濃度，只引起輕度頭暈；接觸高濃度時可出現(xiàn)麻醉狀態(tài)、意識喪失；極高濃度時可致窒息。危險特性：易燃?xì)怏w。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與氧化劑接觸猛烈反應(yīng)。氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會著火回燃。燃燒(分解)產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳。異戊烷無色透明的易揮發(fā)液體，

相對密度(水=1):0.62蒸汽壓：79.31kPa/21.1℃，閃點(diǎn)：-56℃，沸點(diǎn)：侵入途徑：吸入。健康危害：主要有麻醉及輕度刺激作用?？梢鹧酆秃粑赖拇碳ぐY狀，重者有麻醉癥狀，甚至意識喪失。慢性影響：眼和呼吸道的輕度刺激。皮膚長期接觸可發(fā)生輕度皮炎危險特性：極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑接觸發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng),甚至引起燃燒。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會著火回燃。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。[燃燒(分解)產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳。乙烯無色稍有氣味的氣體，相對密度：（水=1）：0.91蒸汽壓：4083.4kPa/0℃，沸點(diǎn)：侵入途徑：吸入。健康危害：具有較強(qiáng)的麻醉作用。急性毒性：吸入高濃度乙烯可立即引起意識喪失，無明顯的興奮期，但吸入新鮮空氣后，可很快蘇醒。對眼及呼吸道粘膜有輕微刺激性。液態(tài)乙烯可致皮膚凍傷。危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。與氟、氯等接觸會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。燃燒(分解)產(chǎn)物：一氧化碳汞常溫下為銀白色液體液體金屬，凝固點(diǎn)-38.8℃沸點(diǎn)356.7℃密度13.6g/cm3水銀是常溫下惟一呈液態(tài)的金屬，含有它的用品一旦被打碎，水銀就會蒸發(fā)。而且，它的吸附性特別好。水銀蒸氣易被墻壁和衣物等吸附，成為不斷污染空氣的源頭。雖然少量吸入它不會對身體造成太大的危害，但長期大量吸入，則會造成汞中毒。汞中毒分急性和慢性兩種：急性中毒有腹痛、腹瀉、血尿等癥狀；慢性中毒主要表現(xiàn)為口腔發(fā)炎、肌肉震顫和精神失常等。11.2.3生產(chǎn)設(shè)施風(fēng)險識別爆炸事故風(fēng)險識別爆炸事故多發(fā)生在貯存或運(yùn)輸高壓高溫物料的設(shè)備，因爆炸后設(shè)備中貯存的物料將在短時間內(nèi)釋放，會形成瞬間高濃度區(qū)，對周圍環(huán)境和人群健康威脅較大；就排放量而言，爆炸后外排污染物數(shù)量和組成視發(fā)生爆炸設(shè)備的部位不同而不同，即使是同一設(shè)備事故，也可因不同的操作狀況而產(chǎn)生不同的影響。爆炸事故發(fā)生的原因主要有以下幾個方面：1.由于生產(chǎn)過程中可燃物料在操作不當(dāng)混入空氣后，造成可燃物料在設(shè)備或管道內(nèi)的爆炸事故；2.可燃物料泄漏時與空氣混合發(fā)生爆炸或因氣體高速噴出摩擦產(chǎn)生靜電而導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸發(fā)生；3.設(shè)備老化、維修不善和違章操作也是事故發(fā)生的主要原因；4.生產(chǎn)過程中反應(yīng)器操作溫度控制不當(dāng)，設(shè)備超壓后卸壓不及時也會引起生產(chǎn)裝置的爆炸事故發(fā)生。根據(jù)國外對化工生產(chǎn)事故的多年統(tǒng)計資料分析，化工生產(chǎn)中極端事故發(fā)生概率相對較小，極端事故概況統(tǒng)計見表11.2-4。表11.2-4極端事故概率表事故原因事故級別事故概率持續(xù)時間(min)次/30年次/年設(shè)備及操作不正當(dāng)大80.2673～5國內(nèi)企業(yè)爆炸事故統(tǒng)計結(jié)果見表11.2-5。表11.2-5著火爆炸事故分析表火源種類產(chǎn)生原因發(fā)生率(%)合計(%)明火火電焊22.5047.50加熱用火18.75機(jī)械火星6.25高溫表面及高熱物赤露高壓蒸汽5.0030.00自身溫度高22.50靜電火花電收塵靜電火花8.7510.00搖表靜電火花2.25摩擦盲板與法蘭摩擦2.505.00鉆頭鉆眼2.50電氣火花電機(jī)不防爆1.255.00燈泡不防爆1.25起火雷電起火2.502.25物料泄漏風(fēng)險識別根據(jù)生產(chǎn)物質(zhì)危險性分析和以往事故調(diào)查，物料輸送管路系統(tǒng)及貯運(yùn)系統(tǒng)是最有可能發(fā)生泄漏的地方。物料泄漏產(chǎn)生的直接后果為泄漏物料通過蒸發(fā)擴(kuò)散至外環(huán)境，處理事故時泄漏的液體進(jìn)入水體等，這些情況都可能造成較為嚴(yán)重的環(huán)境危害，甚至威脅到周邊居民的安全。1.煤層氣輸送管路系統(tǒng)事故煤層氣送管道與設(shè)備相連接的法蘭、接頭、彎頭產(chǎn)生松動、脫落或管口焊縫開裂造成的泄漏。2.儲運(yùn)系統(tǒng)事故主要包括貯存容器破裂造成的泄漏，各類接頭破裂產(chǎn)生的泄漏。罐體和罐區(qū)是重點(diǎn)防范的主要區(qū)域。罐體發(fā)生泄漏、爆炸的原因有以下幾個方面：罐體較大泄漏、爆炸：由于罐體銹蝕、地震或其它自然原因造成罐體變形泄漏，有可能造成對周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染，危及當(dāng)?shù)厝诵蟮慕】岛桶踩踔量赡馨l(fā)生爆炸和火災(zāi)，造成重大損失。當(dāng)人為管理不當(dāng)或疏忽時也可能造成上述后果。發(fā)生此類事故持續(xù)時間較短、源強(qiáng)較大。類比國內(nèi)外其他生產(chǎn)廠家，該種事故發(fā)生概率極小。罐體較小泄漏：貯存過程造成的污染，主要為貯罐破損或裝罐過程產(chǎn)生的污染。在加強(qiáng)管理和定期檢查的情況下，貯罐破損事故可基本消除，但裝罐過程泄漏現(xiàn)象不可避免。因此裝罐過程中的泄漏是主要的泄漏源，主要產(chǎn)生于管理不當(dāng)或罐體老化在管道接口處有較小泄漏，會對生產(chǎn)工人造成危害，嚴(yán)重者中毒。罐區(qū)事故風(fēng)險：生產(chǎn)過程中由于管理不善、設(shè)備失修、意外跳閘、儀表失靈、技術(shù)水平低等原因，可能有個別處發(fā)生跑冒滴漏現(xiàn)象，會對工人有不利影響，甚至引發(fā)中毒，也可能在某死角集聚發(fā)生火災(zāi)或爆炸。廢水事故排放廢水事故排放主要表現(xiàn)在3個方面：1.廢水處理裝置故障無法處理生產(chǎn)廢水，導(dǎo)致污水超標(biāo)排放；2.初期雨水未經(jīng)收集處理便直接外排；3.發(fā)生火災(zāi)時大量消防廢水外排。11.3重大危險源判定根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源辨識》（GB18218-2009）和《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》附錄A1表2、表3、表4，對本工程潛在的危險單元進(jìn)行判斷，確定LNG儲罐和異戊烷儲罐為重大危險單元，分析內(nèi)容見表11.3-1。表11.3-1重大危險源分析表單元設(shè)備物質(zhì)名稱臨界量t本工程用量t結(jié)論儲運(yùn)系統(tǒng)液化天然氣LNG儲罐LNG504370重大危險源異戊烷儲罐異戊烷1012.4重大危險源乙烯儲罐乙烯5045.5一般危險源丙烷儲罐丙烷5011.7一般危險源加氣站LNG儲罐LNG5026.22一般危險源煤層氣輸送管道天然氣505.19一般危險源11.4區(qū)域環(huán)境敏感特征識別根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價分類管理名錄》中有關(guān)環(huán)境敏感地區(qū)的特征描述，結(jié)合本工程環(huán)境風(fēng)險評價區(qū)域范圍的環(huán)境特征，對區(qū)域環(huán)境敏感因素特征進(jìn)行分析并予以識別。識別結(jié)果見表11.4-1。表11.4-1區(qū)域環(huán)境敏感特征分析與識別《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價分類管理名錄》規(guī)定的敏感區(qū)區(qū)域敏感特征識別結(jié)果自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、世界文化和自然遺產(chǎn)地、飲用水水源保護(hù)區(qū)無無基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)、基本草原、森林公園、地質(zhì)公園、重要濕地、天然林、珍稀瀕危野生動植物天然集中分布區(qū)、重要水生生物的自然產(chǎn)卵場及索餌場、越冬場和洄游通道、天然漁場、資源性缺水地區(qū)、水土流失重點(diǎn)防治區(qū)、沙化土地封禁保護(hù)區(qū)、封閉及半封閉海域、富營養(yǎng)化水域無無以居住、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研、行政辦公等為主要功能的區(qū)域，文物保護(hù)單位，具有特殊歷史、文化、科學(xué)、民族意義的保護(hù)地近距離村莊居住區(qū)由上表可知，本工程區(qū)域環(huán)境風(fēng)險關(guān)注的環(huán)境敏感因素包括廠址周邊村莊等人口密集區(qū)，主要涉及大氣環(huán)境和地表水環(huán)境的敏感問題。為此，環(huán)境風(fēng)險評價主要針對大氣環(huán)境和地表水環(huán)境展開。11.5評價等級與范圍按照《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T169-2004）規(guī)定，依據(jù)項(xiàng)目涉及的有毒及易燃易爆物質(zhì)危險性識別，本項(xiàng)目的液化天然氣和異戊烷屬于“導(dǎo)則”附錄A中表3所列的易燃易爆物質(zhì)，結(jié)合項(xiàng)目功能單元重大危險源判定結(jié)果，以及環(huán)境敏感程度等因素，將環(huán)境風(fēng)險評價工作確定為一級。確定本次工程環(huán)境風(fēng)險評價范圍為以LNG儲罐為中心，距離5.0km范圍。11.6源項(xiàng)分析11.6.1風(fēng)險源項(xiàng)通過對國內(nèi)外同類裝置事故統(tǒng)計資料的分析，類比確定本工程可能發(fā)生的事故類型、發(fā)生概率和事故源強(qiáng)。11.6.2可能產(chǎn)生的事故及原因簡析本項(xiàng)目主要風(fēng)險類型及原因見表11.6-1。表11.6-1本項(xiàng)目主要風(fēng)險類型及原因表工藝環(huán)節(jié)風(fēng)險類型事故危害原因簡析生產(chǎn)裝置泄漏火災(zāi)爆炸人體健康①工藝設(shè)計不合理，操作中關(guān)鍵參數(shù)控制要求不嚴(yán)格；②設(shè)備本身缺陷，材料及安裝質(zhì)量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；③違章操作、誤操作、缺少必要的安全生產(chǎn)和崗位技能知識；④外來物體的打擊、碰撞?；馂?zāi)、爆炸財產(chǎn)損失人員死亡環(huán)境污染儲運(yùn)系統(tǒng)泄漏火災(zāi)爆炸人體健康①儲罐及其連接管道、閥門破裂；②儲罐冒頂跑氣；③誤操作火災(zāi)、爆炸財產(chǎn)損失人員死亡環(huán)境污染①物料泄漏，油氣大量揮發(fā)；②高溫明火引燃天然氣，著火爆炸；③機(jī)械、電氣等引天然氣，著火爆炸11.6.3最大可信事故分析及確定LNG儲存場地隨著防災(zāi)技術(shù)的不斷提高，事故率及作業(yè)傷亡人數(shù)在不斷降低。以一億工作小時事故死亡人數(shù)比較，遠(yuǎn)低于建筑業(yè)和礦業(yè)等。雖然如此，因燃料引發(fā)的事故發(fā)生率仍然較高。儲罐區(qū)是事故較常發(fā)生的地方。儲罐區(qū)的事故主要是因泄漏和火災(zāi)等。根據(jù)國內(nèi)外儲罐事故概率分析，儲罐及儲存物質(zhì)發(fā)生火災(zāi)爆炸等重大事故的概率為8.7×10-5次/年。根據(jù)以上，確定本項(xiàng)目最大可信事故為——LNG泄漏后引起的火災(zāi)爆炸影響，通過事件概率類比，確定LNG發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的概率為8.7×10-5次/年。本工程最大可信事故類型及概率見表11.6-2。表11.6-2最大可信事故及發(fā)生的概率裝置事故類型概率次／年LNG儲罐泄漏引起火災(zāi)8.7×10-511.6.4泄漏1.LNG儲罐泄漏本次項(xiàng)目擬建設(shè)2臺5000m3LNG本工程貯存的LNG在10kPa下貯存，其狀態(tài)為液態(tài)，由于液化天然氣的泄漏往往發(fā)生在貯罐的液相空間，這將導(dǎo)致氣、液兩相泄漏。泄漏速度按《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》附錄A2.1公式計算：QLG=CdA[2ρm(P-PC)]1/2式中：QLG―兩相流泄漏速率，kg/s；Cd―兩相流泄漏系數(shù)，可取0.8；A―裂口面積，m2；P―操作壓力或容器壓力，Pa；PC―臨界壓力，Pa，可取PC=0.55P；ρm―兩相混合的平均密度，kg/m3，由下式計算：式中：ρ1―液體蒸發(fā)的蒸汽密度，kg/m3；ρ2―液體密度，kg/m3；FV―蒸發(fā)的液體占液體總量的比例，由下式計算：式中：CP―兩相混合物的定壓比熱，J/（kg·K）；TLG―兩相混合物的溫度，K；TC―液體在臨界壓力下的沸點(diǎn)，K；H―液體的氣化熱，J/kg。由以上公式計算出的LNG:QLG=8.8kgLNG儲罐泄漏源強(qiáng)參數(shù)列于表11.6-3表11.6-3LNG儲罐泄漏源強(qiáng)參數(shù)一覽表序號源強(qiáng)參數(shù)LNG儲罐1Cd―兩相流泄漏系數(shù)，0.8；2A―裂口面積，m2；0.007853P―操作壓力或容器壓力，Pa；100004PC―臨界壓力，Pa，0.555ρ1―液體蒸發(fā)的蒸汽密度，kg/m3；0.711156ρ2―液體密度，kg/m3；4347CP―兩相混合物的定壓比熱，J/（kg·K）；4.68TLG―兩相混合物的溫度，℃259TC―液體在臨界壓力下的沸點(diǎn)，℃-161.510H-液體的氣化熱，J/kg。531109.72.異戊烷儲罐泄漏本工程貯存的異戊烷貯存壓力為0.7MPa，異戊烷在常溫下為液體，故貯罐泄漏為液體泄漏，液體泄漏速度按《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》附錄A2.1公式計算：式中：QL―――液體泄漏速率，kg/s；Cd―――液體泄漏系數(shù)，此值常用0.6～0.64；A―――裂口面積，m2；P―――容器內(nèi)介質(zhì)壓力，Pa；P0―――環(huán)境壓力，Pa；g―――重力加速度，m/s2；ρ―――液體的密度，kg/m3；h―――裂口之上液位高度，m。由以上公式計算出的QL=6.77kg異戊烷儲罐泄漏源強(qiáng)參數(shù)列于表11.6-4表11.6-4異戊烷儲罐泄漏源強(qiáng)參數(shù)一覽表序號源強(qiáng)參數(shù)LNG儲罐1Cd―――液體泄漏系數(shù)，0.62A―――裂口面積，m2；0.007853P―――容器內(nèi)介質(zhì)壓力，Pa；17700004P0―――環(huán)境壓力，Pa；1013255g―――重力加速度，m/s2；9.86ρ―――液體的密度，kg/m3；0.627h―――裂口之上液位高度，m。411.6.51.LNG貯罐泄漏由于LNG在常溫常壓下為氣體，一旦泄漏到空氣中會在常壓下迅速蒸發(fā)，并擴(kuò)散到大的空間范圍，因此假定LNG在泄漏時全部蒸發(fā)，而不考慮形成液池。2.異戊烷貯罐泄漏異戊烷常溫常壓為液體，發(fā)生泄漏后，受圍堰阻擋，形成液池。由于異戊烷的沸點(diǎn)高于環(huán)境境溫度（20℃式中：Q3——質(zhì)量蒸發(fā)速度，kg/s；α,n——大氣穩(wěn)定度系數(shù)，見《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》附錄表A2-2；p——液體表面蒸氣壓，Pa；R——?dú)怏w常數(shù)；J/mol·k；T0——環(huán)境溫度，k；u——風(fēng)速，m/s；r——液池半徑，m。由以上公式計算出的異戊烷:Q3=1.6kg11.6.6由于天然氣屬于易燃易爆且無毒類的物質(zhì)，所以本次風(fēng)險預(yù)測主要考慮LNG儲罐泄漏后遇明火引起火災(zāi)所產(chǎn)生的次生災(zāi)害對環(huán)境的影響，本次LNG儲量為4370噸，儲量較大，因此發(fā)生火災(zāi)事故在氧氣缺少的情況下，不完全燃燒產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，而本次預(yù)測主要考慮不完全燃燒產(chǎn)生CO對周圍環(huán)境的影響。在計算式LNG儲罐泄漏面積按管徑徹底斷裂計算。面積為78.5cm2火災(zāi)伴生/次生中一氧化碳產(chǎn)量的計算：Gco=2330qC式中：Gco―――氧化碳的產(chǎn)生量，g/kg；C―――物質(zhì)中碳的質(zhì)量百分比含量，%；q―――化學(xué)不完全燃燒值，%。取5%-20%。本次計算化學(xué)不完全燃燒值q取20%，根據(jù)以上兩公式計算得出CO的泄漏速率為：QLG=3.08kg11.7后果計算11.7.1預(yù)測模式氣體擴(kuò)散采用《導(dǎo)則》（HJ/T2.2-93）中的模式，t時刻地面任何一點(diǎn)（X，Y）的濃度為：式中：--下風(fēng)向地面（x，y）坐標(biāo)處的空氣中污染物濃度（mg.m-3）；--煙團(tuán)中心坐標(biāo)；Q--事故期間煙團(tuán)的排放量；σX、σy、σZ--為X、Y、Z方向的擴(kuò)散參數(shù)（m）。常取σX=σY對于瞬時或短時間事故，可采用下述變天條件下多煙團(tuán)模式：式中：--第i個煙團(tuán)在時刻（即第w時段）在點(diǎn)(x,y,0)產(chǎn)生的地面濃度；--煙團(tuán)排放量（mg），為釋放率（mg.s-1），為時段長度（s）；、、--煙團(tuán)在w時段沿x、y和z方向的等效擴(kuò)散參數(shù)（m），可由下式估算：式中：和--第w時段結(jié)束時第i煙團(tuán)質(zhì)心的x和y坐標(biāo)，由下述兩式計算：各個煙團(tuán)對某個關(guān)心點(diǎn)t小時的濃度貢獻(xiàn)，按下式計算：式中n為需要跟蹤的煙團(tuán)數(shù)，可由下式確定：式中，f為小于1的系數(shù)，可根據(jù)計算要求確定。11.7.2預(yù)測結(jié)果預(yù)測結(jié)果見表11.7-1和表11.7-2。表11.7-1事故狀態(tài)下LNG儲罐泄漏時排放甲烷的小時軸線濃度（mg/Nm3）100235.596386.256423.351135.0199864.677864.677864.67701064.6771064.6771064.67702006.50643.312102.7170.6272272.22272.22272.220301.77301.77301.7703000.103.79620.84461.08478.33496.0508102.05040198.156198.156198.15604000.000.1566.84253.12540.31066735.017272.81440141.34141.388141.38805000.000.0231.9535.25630.0113335.768454.90880102.388106.62106.6206000.000.000.46621.92410.0006670.6143.0428057.33683.64683.64607000.000.000.09211.57280.000.055633.76040.03420.00267.60267.60208000.000.000.0162.81360.000.005222.8981.05484.73655.8555.91809000.000.000.0020.2440.000.000411.6025.90040.88846.01247.174010000.000.000.000.1160.000.004.365212.69320.14634.73640.502011000.000.000.000.0540.000.001.30216.49360.02421.65435.212012000.000.000.000.0240.000.000.332416.83160.00410.78630.938013000.000.000.000.010.000.000.077215.60120.004.40427.432014000.000.000.000.0040.000.000.016814.04880.001.54224.516015000.000.000.000.0020.000.000.003612.5840.000.48422.064016000.000.000.000.000.000.000.000811.18880.000.14219.978017000.000.000.000.000.000.000.00049.64040.000.0418.184018000.000.000.000.000.000.000.007.7660.000.0116.6020.00419000.000.000.000.000.000.000.005.68240.001240.415.1080.03820000.000.000.000.000.000.000.003.73360.000.0011.710.1822000.000.000.000.000.000.000.001.20080.000.007.2341.45224000.000.000.000.000.000.000.000.28160.000.003.3264.23826000.000.000.000.000.000.000.000.0540.000.001.1726.78228000.000.000.000.000.000.000.000.00920.000.000.3367.81630000.000.000.000.000.000.000.000.00120.000.000.017.71835000.000.000.000.000.000.000.0000.000.000.006.2940000.000.000.000.000.000.000.0000.000.000.005.05845000.000.000.000.000.000.000.0000.000.000.003.64450000.000.000.000.000.000.000.0000.000.000.001.672表11.7-2事故狀態(tài)下LNG儲罐泄漏發(fā)生火災(zāi)時排放CO的小時軸線濃度（mg/Nm3）2388.7693296.0883612.433669.5382650.4862650.4862650.4862650.486759.2259759.2259759.2259759.225969.6681497.7199879.6254959.33671666.4681670.2971670.2971670.297524.0144524.0144524.0144524.01440.277460.2872323.2563417.9328837.6661152.8321152.8321152.832385.1517385.1517385.1517385.15170.00013.764127.3921223.5939146.9514846.8785847.3339847.3339296.1714296.1723296.1723296.172300.103147.1474131.928612.237614.4927651.5791651.5791235.1093235.5825235.5825235.582500.001215.323781.51040.7985316.8594518.2816518.2816181.395192.3601192.3601192.3601004.209551.17920.052895.9219423.1922423.1922112.2246160.3771160.3771160.3771000.954732.03640.003919.5921352.8297352.829749.1118136.1526136.1527136.1527000.176119.73040.00033.2144299.5117299.535915.7747117.4946117.5017117.5017000.026111.842800.4707257.6622258.50374.061102.3768102.5918102.5918000.00316.879400.0668217.8332225.70190.910688.437490.467790.4677000.00033.846800.0096168.487199.02890.189271.959580.463680.46360002.062200.0015110.951259.00950.03851.787372.103372.10330001.056400.000260.726853.81920.007631.878565.038565.03850000.51580028.076521.92410.001516.816859.009559.00950000.23950011.322311.57280.00037.764753.819253.81920000.1056004.11732.81360.00013.222436.53149.31580000.0442001.391.120901.232931.976745.38080000.0175000.44610.005300.446229.455142.07950000.0066000.1392000.052327.70736.5340000.0008000.013000.005725.865930.07850000.0001000.0012000.000611.572828.43810000000000.00022.813626.86100000000000.001224.1001000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000PAGE11.8風(fēng)險計算和評價11.8.1事故風(fēng)險影響評價標(biāo)準(zhǔn)任何一種毒物泄漏，從吸入途徑造成的效應(yīng)包括：感觀刺激或輕度傷害、確定性效應(yīng)（急性致死）、隨機(jī)效應(yīng)（致癌或非致癌等效致死率）。事故排放情況下，人群接觸毒物的特點(diǎn)表現(xiàn)為急性、高濃度、短時間接觸。因此，采用《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》（GBZ2-2002）規(guī)定的短時間接觸容許濃度作為風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)。同時，本次評價考慮事故對周圍環(huán)境造成的急性危害，采用LC(50)濃度來分析毒性影響。評價標(biāo)準(zhǔn)見表11.8-1和11.8-2。表11.8-1風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)CO濃度（mg/m3）GBZ2-2002職業(yè)接觸限值30LC50（半致死濃度）LC50：mg/m34小時大鼠吸入）表11.8-2風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)甲烷濃度（mg/m3）中國MAC職業(yè)接觸限值25011.8.2環(huán)境空氣風(fēng)險評價1.LNG儲罐發(fā)生泄漏影響分析由表11.7-1可知，LNG在0.5m/s風(fēng)速段的最大值為423.351mg/m3，出現(xiàn)于距源強(qiáng)100m處、10分鐘左右，超標(biāo)倍數(shù)1.69倍；2.5m/s風(fēng)速段的LNG的最大值為864.677mg/m3，出現(xiàn)于距源100m處、3至10分鐘之間，超標(biāo)倍數(shù)3.45倍；5.5m/s風(fēng)速段的最大值為1064.677mg/m3，超標(biāo)倍數(shù)4.26倍，出現(xiàn)于距源100m處、3至10分鐘左右。以上分析說明，在LNG罐發(fā)生突爆泄漏時，若得不到迅速有效的控制，罐區(qū)周圍將存在LNG高濃度區(qū)。在0.5m/s、2.5m/s、5.5m/s三個風(fēng)速段下，LNG分別在10min、10min、10min時間段下，距離源點(diǎn)100m、200m、由表11.6-3可見，LNG泄漏事故在最不利氣象條件下，一旦發(fā)生此類事故將波及200m表11.8-3發(fā)生LNG泄漏時的事故風(fēng)險影響分析項(xiàng)目風(fēng)速(m/s)濃度大于250mg/m3時間(min)最遠(yuǎn)距離(m)0.5101002.5102005.5102002.LNG發(fā)生火災(zāi)爆炸產(chǎn)生CO時的事故風(fēng)險影響分析根據(jù)上述預(yù)測模式，在風(fēng)速分別為0.5m/s(小風(fēng))、2.5m/s（平均風(fēng)速）、5.5m/s（大風(fēng)）下，計算在最多穩(wěn)定度D、最多風(fēng)向N下，距離源點(diǎn)不同距離處CO地面一次軸線濃度分布值，詳見表11.7-1。由表可知，在事故發(fā)生的持續(xù)排放時間內(nèi)，最大濃度出現(xiàn)在近距離范圍內(nèi)，隨著擴(kuò)散時間的增加，最大濃度出現(xiàn)的距離由近而遠(yuǎn)，濃度也急劇減少，即擴(kuò)散時間越長，最大濃度越小，出現(xiàn)距離越遠(yuǎn)。由表11.7-2可知，在同一風(fēng)速段下，隨著事故排放時間的延續(xù)，污染范圍逐漸擴(kuò)大，并達(dá)到污染物濃度極值。在不同風(fēng)速段下，污染物的一次軸線濃度最大預(yù)測值將會有所不同。LNG泄漏遇明發(fā)生火災(zāi)排放的CO在0.5m/s風(fēng)速段的最大值為3669.538mg/m3，出現(xiàn)于距源強(qiáng)100m處、20min左右，與《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》規(guī)定的短時間接觸容許濃度相比超標(biāo)122.3倍；2.5m/s風(fēng)速段最大值為2650.486mg/m3，出現(xiàn)于距源100m處、3至20分鐘之間，超標(biāo)88.34倍；5.5m/s風(fēng)速段的最大值為759.2259mg/m3，出現(xiàn)于距源100m處、3至20分鐘之間，超標(biāo)25.3倍。在0.5m/s、2.5m/s、5.5m/s三個風(fēng)速段下，CO分別在20min、10min、10min時間段下，距離源點(diǎn)800m、1300m、表11.8-4發(fā)生LNG火災(zāi)爆炸產(chǎn)生CO時的事故風(fēng)險影響分析項(xiàng)目風(fēng)速(m/s)濃度大于30mg/m3濃度大于2069mg/m3死亡人數(shù)時間(min)最遠(yuǎn)距離(m)時間(min)最遠(yuǎn)距離(m)0.5208002010012.51013001010015.5101800101001由表11.8-4看出，LNG火災(zāi)爆炸產(chǎn)生的CO事故影響范圍較大，在最不利氣象條件下，一旦發(fā)生此類事故將波及1800m范圍內(nèi)的人員。事故發(fā)生時，CO濃度超過半致死濃度值Lc（50）的范圍為100m儲罐泄漏遇明火發(fā)生火災(zāi)產(chǎn)生CO事故影響范圍圖見圖11.8-1。11.8.3地表水環(huán)境風(fēng)險評價本項(xiàng)目儲罐區(qū)直接風(fēng)險主要為LNG、異戊烷儲罐等泄漏可能引來的火災(zāi)爆炸事故，產(chǎn)生消防的事故廢水。貯罐發(fā)生泄漏的處置過程中，水的使用是必不可少的。在未發(fā)生火災(zāi)時，由于裝置區(qū)周邊的防火堤可貯存一定量的事故水，然后收集回用，一般不會影響周圍其它設(shè)施和外部環(huán)境。但若遇明火，發(fā)生火災(zāi)需消防撲救時，則應(yīng)考慮泄漏物質(zhì)的特性，對不同的物質(zhì)應(yīng)采取不同的措施。本工程若發(fā)生火災(zāi)需消防處理時，事故廢水量將大大增加。根據(jù)《水體污染防控緊急措施設(shè)計導(dǎo)則》(中國石化建標(biāo)[2006]43號)規(guī)定，本工程擬在廠區(qū)西南污水處理裝置旁建設(shè)一座3500m11.8.4地下水環(huán)境風(fēng)險評價本工程在建設(shè)期應(yīng)加強(qiáng)全廠防滲工作，使工程生產(chǎn)不會對地下水造成影響。結(jié)合本工程具體情況，本工程在建設(shè)期應(yīng)對生產(chǎn)裝置區(qū)、各儲罐區(qū)、固廢臨時堆存點(diǎn)、污水處理裝置區(qū)等進(jìn)行防滲處理。同時，重視廢水儲存池和輸送管道的防滲工作，保證滲透系數(shù)小于10-10防滲設(shè)計及施工應(yīng)嚴(yán)格按照《地下水工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108-2001）中有關(guān)規(guī)定實(shí)施。對裝置區(qū)不敏感部位，應(yīng)進(jìn)行硬化或綠化，保證工程建成后無裸露地坪。在加強(qiáng)各裝置區(qū)防滲措施后，生產(chǎn)中無組織泄漏基本不會對地下水環(huán)境產(chǎn)生不利影響。11.9事故防范與應(yīng)急處理措施11.9.1風(fēng)險防范措施11.91.本項(xiàng)目廠址位于侯馬市澮南工業(yè)園區(qū)高村片區(qū)內(nèi)，新田鄉(xiāng)白店村西北800米處。2.全廠的總圖布置應(yīng)遵守《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等有關(guān)規(guī)定和其它安全衛(wèi)生規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，并充分考慮風(fēng)向因素，安全防護(hù)距離和疏散通道等。3.根據(jù)本項(xiàng)目各單項(xiàng)工程的爆炸和火災(zāi)危險性定類，本工程消防設(shè)計中各類專業(yè)均應(yīng)按照國家防火防爆有關(guān)規(guī)范執(zhí)行，對有爆炸危險的甲、乙類廠房采取防爆措施，各主要構(gòu)件、裝修材料的耐火性均應(yīng)符合防火規(guī)范內(nèi)相應(yīng)的耐火等級。對樓梯、出入口、防火防爆設(shè)計均按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》有關(guān)規(guī)定設(shè)置。11.9按照《儲罐區(qū)防火設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，罐區(qū)應(yīng)設(shè)置防護(hù)圍堤，防火堤高度、有效容積滿足相關(guān)規(guī)范要求，遠(yuǎn)離火種、熱源，并設(shè)置防日曬的固定式冷卻水噴霧系統(tǒng)。防火堤、防火隔堤須采用不燃燒材料，且必須密實(shí)閉合不滲漏。同時加強(qiáng)罐區(qū)的防滲處理，保證符合規(guī)范要求。罐外表面應(yīng)涂銀粉漆，以反射陽光，防止設(shè)備超溫。貯罐的操作要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，控制充裝量，并經(jīng)常保持液位計、溫度表及報警設(shè)施處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。防火堤內(nèi)設(shè)置集水設(shè)施，并設(shè)置安全可靠的可控制開閉的排水設(shè)施。11.91.對生產(chǎn)過程中的重要參數(shù)均有越限報警系統(tǒng)，自調(diào)系統(tǒng)在緊急狀態(tài)下均應(yīng)可以手動操作。對大型動力機(jī)組需安裝緊急停車裝置，以保證生產(chǎn)操作按規(guī)定的程序啟動和停止。防爆區(qū)應(yīng)采用防爆型設(shè)備和管件。壓力容器設(shè)計均嚴(yán)格按照我國現(xiàn)行的《鋼制壓力容器》和《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)范》執(zhí)行，并盡量放在室外。2.設(shè)備、管道盡可能露天布置，封閉廠房應(yīng)設(shè)置良好的通風(fēng)設(shè)施。加強(qiáng)生產(chǎn)過程中設(shè)備與管道系統(tǒng)的管理與維修，例如站內(nèi)設(shè)備和管道應(yīng)經(jīng)過防腐處理。使生產(chǎn)系統(tǒng)始終處于密閉化狀態(tài)，嚴(yán)格防止跑、冒、滴、漏現(xiàn)象的發(fā)生。3.設(shè)備選型中應(yīng)選擇質(zhì)量好，信譽(yù)高，并通過ISO9000質(zhì)量認(rèn)證的企業(yè)的產(chǎn)品，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。設(shè)備到貨后，要按照有關(guān)規(guī)程進(jìn)行嚴(yán)格的檢查驗(yàn)收，確系合格產(chǎn)品后方可使用。設(shè)備安裝施工必須委托持有相應(yīng)資格證書的單位進(jìn)行施工。設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)程進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一道工序。對設(shè)備管道及附件要定期進(jìn)行維護(hù)、檢修，努力消除生產(chǎn)中的跑、冒、滴、漏，使它們始終處于完好狀態(tài)，做到安全運(yùn)行。11.91.各車間、各工段均有儀表集中控制室，工人操作室和分析化驗(yàn)室均應(yīng)與工藝生產(chǎn)設(shè)備隔離，工人除短時間在現(xiàn)場巡回檢查外，大多數(shù)時間應(yīng)在操作休息室停留。2.所有含易燃易爆、有毒有害氣體的車間均應(yīng)設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，在易燃易爆區(qū)和散發(fā)有毒有害氣體場所應(yīng)設(shè)置火災(zāi)和有害氣體檢測報警，該系統(tǒng)的啟動應(yīng)根據(jù)氣體爆炸下限的50%確定。各檢測信號由控制室集中控制。在生產(chǎn)過程中，定期對車間和大氣中有害污染物的濃度進(jìn)行監(jiān)測分析，經(jīng)常對各密封點(diǎn)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時消除。.大檢修時，應(yīng)制定出完善的開、停車方案及檢修安全注意事項(xiàng)，并應(yīng)樹立高度的責(zé)任心，嚴(yán)格管理制度。2.檢修設(shè)備所在車間的負(fù)責(zé)人應(yīng)對安全開停車、加插盲板隔絕、清洗、置換、切斷電流等安全條件負(fù)責(zé)。特別是對高壓設(shè)備，卸壓后要換成低壓壓力表或水柱表來驗(yàn)證壓力確已卸完。在有毒、有害物質(zhì)排放干凈后，方可進(jìn)行檢修。3.檢修現(xiàn)場應(yīng)保持消防通道暢通，急救醫(yī)療組健全，達(dá)到備用狀態(tài)，以防意外。進(jìn)入檢修現(xiàn)場的人員必須正確穿戴勞動防護(hù)用品，必須戴安全帽。嚴(yán)禁赤膊、穿拖鞋、穿高跟鞋、穿裙子等違章行為。4.在開車、停車及檢修過程中，嚴(yán)防易爆、易爆介質(zhì)與空氣混合的一切環(huán)節(jié)，嚴(yán)防意外能量激發(fā)而造成著火、爆炸事故的一切因素。5.檢修結(jié)束后，各級負(fù)責(zé)人要認(rèn)真檢點(diǎn)檢修項(xiàng)目、檢測項(xiàng)目、探傷項(xiàng)目是否遺漏，歸檔檢查記錄檔案。并按照規(guī)定方案進(jìn)行試壓、試漏、試安全閥、試儀表和連鎖裝置，按照步驟進(jìn)行單體試車和聯(lián)動試車。交通運(yùn)輸安全防范措施(1)出車必須攜帶下列文件和資料使用證、危險品運(yùn)輸證、機(jī)動車駕駛執(zhí)照和準(zhǔn)駕證、押運(yùn)員證、準(zhǔn)運(yùn)證、定期檢驗(yàn)報告復(fù)印件、運(yùn)行檢查記錄本、裝卸記錄本。(2)充裝前應(yīng)進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)下列情況之一，不得充裝：①使用證或準(zhǔn)運(yùn)證已超過有效期：②末按規(guī)定進(jìn)行定期檢驗(yàn)；③防護(hù)用具、專用檢修工具或備品、備件未隨車攜帶；④隨車必帶文件和資料不齊或與實(shí)物不符；⑤罐內(nèi)余壓低于0.1MP；⑥相關(guān)部件、罐體(含管路閥門和安全附件等)有異常。(3)起運(yùn)前，必須將氣、液相接口及增壓器液相接口用裝卸盲板密封，以防運(yùn)輸途中的意外泄漏。(4)嚴(yán)格遵守國家交通管理法規(guī)的規(guī)定，并按規(guī)定的速度行駛，不得超速運(yùn)行。(5)嚴(yán)格注意與前車保持足夠的安全距離，并嚴(yán)禁違章超車，必須按規(guī)定路線行駛。(6)押運(yùn)員必須隨車押運(yùn)，并不得攜帶其他危險品，也嚴(yán)禁其他人員搭乘，車上嚴(yán)禁吸煙。(7)司押人員在槽車的行駛過程中，應(yīng)經(jīng)常觀察、檢查容器內(nèi)的壓力，發(fā)現(xiàn)異常情況及時妥善處理。當(dāng)壓力表讀數(shù)接近安全閥排放值前，應(yīng)將車開到人煙稀少，空曠處，打開放空閥，進(jìn)行排氣卸壓。卸壓時，必須注意冷態(tài)氣體形成的白霧不能影響其他車輛或人的安全。(8)如行駛途中發(fā)生故障，應(yīng)及時檢修，但如需要較長的時間或故障程度有可能危及安全時，應(yīng)立即將車轉(zhuǎn)移到安全場地，并聯(lián)系專業(yè)人員進(jìn)行檢修。(9)車的停放嚴(yán)格遵守國家交通管理法規(guī)的規(guī)定。途中停車時，駕駛員和押運(yùn)員不得同時離開車輛，并應(yīng)停放在安全地帶，應(yīng)避免其他車輛的碰撞或高空落物的砸損，在停車并向空氣泄放LNG液體時，請?jiān)谑孪却_定附近確實(shí)無明火易燃物以及無行人通過后進(jìn)行。(10)通過隧道、涵洞、立交橋等必須注意標(biāo)高并減速行駛。(11)應(yīng)避開鬧市區(qū)和人口稠密區(qū)。必須通