【正文】 源項(xiàng)分析 由于設(shè)備損壞或操作失誤引起物料泄漏，大量釋放的易燃、易爆、有毒有害物質(zhì)，可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒等重大事故的發(fā)生。對(duì)事故后果的分析通常是在一系列假設(shè)前提下進(jìn)行的。根據(jù)《環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)用技術(shù)和方法》介紹的典型泄漏主要有容器損壞（全部破裂）和接頭泄漏（ 100%或 20%管徑）兩種。當(dāng)物料發(fā)生泄漏時(shí)，化學(xué)廢氣直接擴(kuò)散到空氣中，對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染。物料泄漏時(shí)，大量泄漏的物料會(huì)蒸發(fā)到大氣中，污染周?chē)h(huán)境，如遇明火會(huì)燃燒、爆炸。當(dāng)發(fā)生 液體 泄漏時(shí)，泄漏的液體將在罐區(qū)圍堰內(nèi)蒸發(fā)或 形成池液，液體蒸發(fā)時(shí)對(duì)周?chē)髿猸h(huán)境將造成一定程度的影響。 本次評(píng)價(jià)假定最大可信事故分別 甲醇儲(chǔ)罐 爆炸 、硝酸銨庫(kù)爆炸及 液氨貯罐的泄漏中毒事故 。風(fēng)險(xiǎn)假定最大可信事故 如下： ⑴ 甲醇儲(chǔ)罐爆炸事故 本項(xiàng)目有一個(gè) 5000m3的精甲醇儲(chǔ)罐和一個(gè) 5000m3的粗甲醇儲(chǔ)罐，甲醇儲(chǔ)罐為常溫、常壓浮頂儲(chǔ)罐，甲醇最大填裝系數(shù)為 ，最大儲(chǔ)存量 6715t，其儲(chǔ)存量 遠(yuǎn)大于臨界量，屬于重大危險(xiǎn)源。儲(chǔ)罐一旦發(fā)生泄漏，遇明火 或靜電 發(fā)生燃燒或 爆炸，嚴(yán)重影響周?chē)目諝猸h(huán)境，從而損害周?chē)巳旱纳眢w健康，甚至?xí)＜吧?，?duì)甲醇儲(chǔ)罐 主要 考慮爆炸對(duì)周 圍環(huán)境造成的影響。 由于甲醇儲(chǔ)罐爆炸參與爆炸的物料主要是甲醇蒸汽與空氣形成混合氣體后形成爆炸性氣體 遇明火 或靜電引起混合氣體爆炸，因此，參與爆炸的甲醇的物料量只是部分物料，其物料量按總儲(chǔ)存量的 10%計(jì)算，約為 。甲醇儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故樹(shù)見(jiàn)圖 72。 （ 2）硝酸銨庫(kù)區(qū)爆炸事故 硝酸銨屬于爆炸性物質(zhì)，與還原劑、有機(jī)物、易燃物、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物，經(jīng)磨擦、振動(dòng)或撞擊可引起燃燒或爆炸。急劇加熱可也可發(fā)生爆炸。本項(xiàng)目硝酸銨庫(kù)存量約為 3500 噸，儲(chǔ)存量遠(yuǎn)大于臨界量，為重大危險(xiǎn)源。一旦硝酸銨發(fā) 生爆炸，其強(qiáng)大的沖擊波會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成較大的破壞，造成人員的傷亡。 （ 3） 氨儲(chǔ)罐 本項(xiàng)目設(shè)置一個(gè) 2020m3的常溫、加壓液氨儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐最大填裝系數(shù)為 ，最大儲(chǔ)存最為 1476 噸，儲(chǔ)存量遠(yuǎn)大于液氨儲(chǔ)存的臨界量，為重大危險(xiǎn)源。液氨儲(chǔ)罐通過(guò)管道與合成氨車(chē)間、硝酸車(chē)間、硝酸銨車(chē)間連接，當(dāng)輸送管線(xiàn)的泵、閥門(mén)等發(fā)生泄漏時(shí)，可迅速關(guān)閉相應(yīng)的控制閥，從而切斷泄漏源，使泄漏的物料量得到控制。而當(dāng)與液氨儲(chǔ)罐相連接的閥門(mén)或管道發(fā)生泄漏時(shí)，由于其與罐體相連，沒(méi)有切斷泄漏物料的控制閥門(mén)，必須通過(guò)人工堵漏的方法堵住泄漏口，因此，其泄 漏時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，泄漏的液氨量也相對(duì)較多。并且，氨是加壓液化儲(chǔ)存的，液氨一旦泄漏后會(huì)迅速閃蒸成氨氣，揮發(fā)到空氣中，從而給周?chē)h(huán)境造成較大的危害。 事故發(fā)生概率確定 危險(xiǎn)源發(fā)生事故均屬于不可預(yù)見(jiàn)性 ， 引發(fā)事故的因素較多 且由于 污染物排放的差異，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事故概率及事故危害的量化難度較大。 儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)爆炸物料達(dá)可燃濃度火源達(dá)爆炸極限自燃火源電火花雷電火花撞擊火花靜電火花明火物料未冷卻到安全溫度達(dá)物料自燃點(diǎn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣危險(xiǎn)區(qū)違章動(dòng)火接地不良靜電積聚高位進(jìn)物料，物料與空氣摩擦物料流速過(guò)快物料沖擊罐內(nèi)金屬突出物或金屬浮標(biāo)儲(chǔ)罐內(nèi)物料達(dá)可燃濃度儲(chǔ)罐物料達(dá)可燃濃度儲(chǔ)罐內(nèi)存在可燃物料儲(chǔ)罐內(nèi)混入空氣儲(chǔ)罐內(nèi)物料泄漏通風(fēng)不良液體泄漏氣體泄漏操作失誤泄漏管線(xiàn)腐蝕泄漏儲(chǔ)罐與外界相通氣體揮發(fā)鐵制器具相互撞擊雷 擊避雷器失效電器設(shè)施不防爆或防避器損壞注：邏輯或門(mén)邏輯與門(mén)省略事件基本原因事件圖72 儲(chǔ)罐爆炸事故樹(shù)（FTA）圖 根據(jù) 《環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)用技術(shù)和方法》（胡二邦主編） 中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前國(guó)內(nèi)石化裝置典型事故風(fēng)險(xiǎn)概率在 1 105 次 /年左右，類(lèi)比國(guó)內(nèi)其他同類(lèi)裝置的運(yùn)行情況，本項(xiàng)目發(fā)生風(fēng) 險(xiǎn)事故的原因和概率應(yīng)與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有裝置接近；因此本次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)確定最大可信事故發(fā)生的概率為 1 105次 /年。 泄漏時(shí)間確定 項(xiàng)目事故應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間確定主要從以下幾個(gè)方面考慮： （ 1） 國(guó)內(nèi)石化企業(yè)的事故應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間 通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)石化企業(yè)事故反應(yīng)時(shí)間一般在 10~30min之間。最遲在 30min 內(nèi)都能作出應(yīng)急反應(yīng)措施 ， 包括切斷通往事故源的物料管線(xiàn)，利用泵等進(jìn)行事故源物料轉(zhuǎn)移等。 （ 2） 導(dǎo)則推薦的相關(guān)資料的應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間 參考《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》 HJ/T1692020 中推薦的胡二邦 主編的《環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)用技術(shù)和方法》一書(shū)，有關(guān)石化企業(yè)事故泄漏案例中選用的石化企業(yè)事故泄漏反應(yīng)時(shí)間也在 30min 內(nèi)。 （ 3）國(guó)外石化企業(yè)的事故應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間 依據(jù)美國(guó)國(guó)家環(huán)?？偸鹜扑]的有關(guān)石化企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)事故物料泄漏時(shí)間的規(guī)定，美國(guó)國(guó)家環(huán)?？偸鹫J(rèn)為，石化企業(yè)泄漏時(shí)間一般要控制在 10min內(nèi)，儲(chǔ)罐內(nèi)物料在參與風(fēng)險(xiǎn)事故，特別是爆炸事故時(shí)物料的量要控制在總量的 10％以?xún)?nèi)。 綜合考慮到事故發(fā)生時(shí)，預(yù)計(jì)項(xiàng)目發(fā)生事故時(shí)需要的應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間要留有一定的余量。即使本項(xiàng)目較國(guó)內(nèi)一般化 工 企業(yè)的設(shè)備、控制技術(shù)先進(jìn)，但還是需要留有一定的余 量。本項(xiàng)目確定的事故應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間為20min。 液氨儲(chǔ)罐泄漏量 的確定 液氨貯罐 壓力一般為 ，液氨儲(chǔ)存 溫度 不高于 303K，發(fā)生泄漏時(shí)裂口口徑管道口徑的 20%，為 3cm，裂口面積為 。 液氨儲(chǔ)罐泄漏量 按下式進(jìn)行計(jì)算： 泄漏量?? )(2 0PpACQ d ?? 式中： Q—— 液體泄漏速度， kg/s； Cd—— 液體泄漏系數(shù)，按 選?。? A—— 裂口面積， m2； ρ —— 泄漏液體密度， kg/m3； ρ 氨 =1470kg/m3， ρ 氨 =1070kg/m3； P—— 容器內(nèi)介質(zhì)壓力， Pa； P0—— 環(huán)境壓力， Pa； 液氨儲(chǔ)罐泄漏量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 712 表 712 液氨儲(chǔ)罐泄漏量計(jì)算 泄漏源 溫度（ K） 容器內(nèi)壓力（ Pa） 環(huán)境壓力 （ Pa） 裂口面積（ m2） 液體密度（ kg/m3） 裂口形狀 液體泄漏系數(shù) 泄漏速率（ kg/s） 泄漏持續(xù)時(shí)間（ min） 泄漏量（ t） 液氨罐 303 1202000 101325 820 圓形 20 通過(guò)上述計(jì)算可知，液氨儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏時(shí)液氨的泄漏速率為 ，泄漏時(shí)間持續(xù) 20min 時(shí)，總的泄漏量為 。 由于液氨為壓力液化儲(chǔ)存，為過(guò)熱液體，因此，泄漏的液氨在泄漏口會(huì)立即揮發(fā)，其揮發(fā)量按下式計(jì)算 ： Q1=FW T/t1 式中： Q1—— 閃蒸量， kg/s； WT—— 液體泄漏總量， kg； t1—— 閃蒸蒸發(fā)時(shí)間， s； F—— 蒸發(fā)的液體占液體總量的比例；按下式計(jì)算 HTTCF bLp ?? 式中： Cp—— 液體的定壓比熱， J/（ kgK ）； TL—— 泄漏前液體的溫度， K； Tb—— 液體在常壓下的沸點(diǎn)， K； H —— 液體的氣化熱， J/kg。 由上式計(jì)算的 FV一般都在 0～ 1 之間，這種情況下一部分液體將作為極小的分散液滴保留在蒸汽云中。隨著與具有環(huán)境溫度的空氣混合，部分液滴將蒸發(fā)。如果來(lái)自空氣的熱量不足以蒸發(fā)所有液滴，部分液體將降落地面形成液池。 對(duì)于液體是否被帶走目前尚沒(méi)有可接受的模型。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，如果 FV值大于 ，則液池不太可能形成。當(dāng) FV小于 時(shí)，可以假定帶走流體與 FV成線(xiàn)性關(guān)系。 FV=0，沒(méi)有流體被帶走； FV=，有 50%液體被帶走等。 因此，考慮到液滴被帶走的量，閃蒸帶走的液體量按下試計(jì)算 ： A、 當(dāng) Fvap≤ 時(shí) D=5F vapQ L 地面液池內(nèi)液體量： Ds＝（ 15F vap） Q L B、 當(dāng) Fvap≥ 時(shí) 液體被全部帶走，地面無(wú)液池形成。 液氨在常壓下的沸點(diǎn)為 ℃，液體定壓比熱為 4600J/（ kg K），液體氣化熱為 。經(jīng)計(jì)算，在上述泄漏情況下，液氨會(huì)全部揮發(fā)。 考慮到企業(yè)對(duì)液氨儲(chǔ)罐泄漏采取了泄漏氣體報(bào)警和自動(dòng)水噴淋吸收等應(yīng)急措施，有 50%的氨氣被水吸收，仍有 50%的氨氣揮發(fā)到大氣中。因此，液氨泄漏事故液氨的揮發(fā) 量按 ，揮發(fā)時(shí)間按 20min計(jì)算。 風(fēng)險(xiǎn)事故后果預(yù)測(cè) 與分析 后果預(yù)測(cè) 爆炸事故預(yù)測(cè)模型 甲醇儲(chǔ)罐爆炸和硝酸銨 爆炸 采用 TNT 當(dāng)量 法進(jìn)行計(jì)算： T N TffT N T WW / ?? 式中： WTNT―― 蒸氣云的 TNT 當(dāng)量， kg； α―― 蒸氣云的 TNT 當(dāng)量系數(shù)，取 3%； Wf―― 蒸氣云中燃料的總質(zhì)量， kg； Qf―― 燃料的燃燒熱， MJ/kg； QTNT――TNT 的爆熱，取 ； 由上式估算發(fā)生 甲醇和硝酸銨 爆炸事 故時(shí)爆炸發(fā)生的 TNT當(dāng)量。根據(jù)爆炸傷害的超壓－沖量準(zhǔn)則（見(jiàn)表 714）， 超壓對(duì)人體的傷害如下： 表 714 沖擊波超壓對(duì)人體的傷害作用 超壓 kPa 傷害作用 超壓 kPa 傷害作用 20～ 30 輕微損傷 50～ 100 內(nèi)臟嚴(yán)重?fù)p傷或死亡 30～ 50 聽(tīng)覺(jué)器官損傷或骨折 100 大部分人員死亡 下面是常用的一個(gè)根據(jù)超壓－沖量準(zhǔn)則和概率模型得到的死亡半徑公式。 )1000( TNTWR ? 死亡率取 50%，可以認(rèn)為此半徑內(nèi)