【正文】 源項分析 由于設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，可能會導致火災、爆炸、中毒等重大事故的發(fā)生。對事故后果的分析通常是在一系列假設前提下進行的。根據《環(huán)境風險評價實用技術和方法》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。當物料發(fā)生泄漏時，化學廢氣直接擴散到空氣中，對周圍環(huán)境造成污染。物料泄漏時，大量泄漏的物料會蒸發(fā)到大氣中，污染周圍環(huán)境，如遇明火會燃燒、爆炸。當發(fā)生 液體 泄漏時，泄漏的液體將在罐區(qū)圍堰內蒸發(fā)或 形成池液，液體蒸發(fā)時對周圍大氣環(huán)境將造成一定程度的影響。 本次評價假定最大可信事故分別 甲醇儲罐 爆炸 、硝酸銨庫爆炸及 液氨貯罐的泄漏中毒事故 。風險假定最大可信事故 如下： ⑴ 甲醇儲罐爆炸事故 本項目有一個 5000m3的精甲醇儲罐和一個 5000m3的粗甲醇儲罐，甲醇儲罐為常溫、常壓浮頂儲罐，甲醇最大填裝系數為 ，最大儲存量 6715t，其儲存量 遠大于臨界量，屬于重大危險源。儲罐一旦發(fā)生泄漏，遇明火 或靜電 發(fā)生燃燒或 爆炸，嚴重影響周圍的空氣環(huán)境，從而損害周圍人群的身體健康，甚至會危及生命，對甲醇儲罐 主要 考慮爆炸對周 圍環(huán)境造成的影響。 由于甲醇儲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，其物料量按總儲存量的 10%計算，約為 。甲醇儲罐發(fā)生火災、爆炸事故樹見圖 72。 （ 2）硝酸銨庫區(qū)爆炸事故 硝酸銨屬于爆炸性物質，與還原劑、有機物、易燃物、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物，經磨擦、振動或撞擊可引起燃燒或爆炸。急劇加熱可也可發(fā)生爆炸。本項目硝酸銨庫存量約為 3500 噸，儲存量遠大于臨界量，為重大危險源。一旦硝酸銨發(fā) 生爆炸，其強大的沖擊波會對周圍環(huán)境造成較大的破壞，造成人員的傷亡。 （ 3） 氨儲罐 本項目設置一個 2020m3的常溫、加壓液氨儲罐，儲罐最大填裝系數為 ，最大儲存最為 1476 噸，儲存量遠大于液氨儲存的臨界量，為重大危險源。液氨儲罐通過管道與合成氨車間、硝酸車間、硝酸銨車間連接，當輸送管線的泵、閥門等發(fā)生泄漏時，可迅速關閉相應的控制閥，從而切斷泄漏源，使泄漏的物料量得到控制。而當與液氨儲罐相連接的閥門或管道發(fā)生泄漏時，由于其與罐體相連，沒有切斷泄漏物料的控制閥門，必須通過人工堵漏的方法堵住泄漏口，因此，其泄 漏時間相對較長，泄漏的液氨量也相對較多。并且，氨是加壓液化儲存的，液氨一旦泄漏后會迅速閃蒸成氨氣，揮發(fā)到空氣中，從而給周圍環(huán)境造成較大的危害。 事故發(fā)生概率確定 危險源發(fā)生事故均屬于不可預見性 ， 引發(fā)事故的因素較多 且由于 污染物排放的差異，對風險事故概率及事故危害的量化難度較大。 儲罐發(fā)生火災爆炸物料達可燃濃度火源達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物料自燃點汽油發(fā)動機尾氣危險區(qū)違章動火接地不良靜電積聚高位進物料，物料與空氣摩擦物料流速過快物料沖擊罐內金屬突出物或金屬浮標儲罐內物料達可燃濃度儲罐物料達可燃濃度儲罐內存在可燃物料儲罐內混入空氣儲罐內物料泄漏通風不良液體泄漏氣體泄漏操作失誤泄漏管線腐蝕泄漏儲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施不防爆或防避器損壞注：邏輯或門邏輯與門省略事件基本原因事件圖72 儲罐爆炸事故樹（FTA）圖 根據 《環(huán)境風險評價實用技術和方法》（胡二邦主編） 中統(tǒng)計數據，目前國內石化裝置典型事故風險概率在 1 105 次 /年左右，類比國內其他同類裝置的運行情況，本項目發(fā)生風 險事故的原因和概率應與國內現有裝置接近；因此本次風險評價確定最大可信事故發(fā)生的概率為 1 105次 /年。 泄漏時間確定 項目事故應急反應時間確定主要從以下幾個方面考慮： （ 1） 國內石化企業(yè)的事故應急反應時間 通過調查發(fā)現，目前國內石化企業(yè)事故反應時間一般在 10~30min之間。最遲在 30min 內都能作出應急反應措施 ， 包括切斷通往事故源的物料管線，利用泵等進行事故源物料轉移等。 （ 2） 導則推薦的相關資料的應急反應時間 參考《建設項目環(huán)境風險評價技術導則》 HJ/T1692020 中推薦的胡二邦 主編的《環(huán)境風險評價實用技術和方法》一書，有關石化企業(yè)事故泄漏案例中選用的石化企業(yè)事故泄漏反應時間也在 30min 內。 （ 3）國外石化企業(yè)的事故應急反應時間 依據美國國家環(huán)?？偸鹜扑]的有關石化企業(yè)風險事故物料泄漏時間的規(guī)定，美國國家環(huán)?？偸鹫J為，石化企業(yè)泄漏時間一般要控制在 10min內，儲罐內物料在參與風險事故，特別是爆炸事故時物料的量要控制在總量的 10％以內。 綜合考慮到事故發(fā)生時，預計項目發(fā)生事故時需要的應急反應時間要留有一定的余量。即使本項目較國內一般化 工 企業(yè)的設備、控制技術先進，但還是需要留有一定的余 量。本項目確定的事故應急反應時間為20min。 液氨儲罐泄漏量 的確定 液氨貯罐 壓力一般為 ，液氨儲存 溫度 不高于 303K，發(fā)生泄漏時裂口口徑管道口徑的 20%，為 3cm，裂口面積為 。 液氨儲罐泄漏量 按下式進行計算： 泄漏量?? )(2 0PpACQ d ?? 式中： Q—— 液體泄漏速度， kg/s； Cd—— 液體泄漏系數，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—— 容器內介質壓力， Pa； P0—— 環(huán)境壓力， Pa； 液氨儲罐泄漏量計算結果見表 712 表 712 液氨儲罐泄漏量計算 泄漏源 溫度（ K） 容器內壓力（ 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 泄漏速率（ kg/s） 泄漏持續(xù)時間（ min） 泄漏量（ t） 液氨罐 303 1202000 101325 820 圓形 20 通過上述計算可知，液氨儲罐發(fā)生泄漏時液氨的泄漏速率為 ，泄漏時間持續(xù) 20min 時，總的泄漏量為 。 由于液氨為壓力液化儲存，為過熱液體，因此，泄漏的液氨在泄漏口會立即揮發(fā)，其揮發(fā)量按下式計算 ： 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)時間， s； F—— 蒸發(fā)的液體占液體總量的比例；按下式計算 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， K； H —— 液體的氣化熱， J/kg。 由上式計算的 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。 對于液體是否被帶走目前尚沒有可接受的模型。有關實驗表明，如果 FV值大于 ，則液池不太可能形成。當 FV小于 時，可以假定帶走流體與 FV成線性關系。 FV=0，沒有流體被帶走； 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算 ： A、 當 Fvap≤ 時 D=5F vapQ L 地面液池內液體量： Ds＝（ 15F vap） Q L B、 當 Fvap≥ 時 液體被全部帶走，地面無液池形成。 液氨在常壓下的沸點為 ℃，液體定壓比熱為 4600J/（ kg K），液體氣化熱為 。經計算，在上述泄漏情況下，液氨會全部揮發(fā)。 考慮到企業(yè)對液氨儲罐泄漏采取了泄漏氣體報警和自動水噴淋吸收等應急措施，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)時間按 20min計算。 風險事故后果預測 與分析 后果預測 爆炸事故預測模型 甲醇儲罐爆炸和硝酸銨 爆炸 采用 TNT 當量 法進行計算： T N TffT N T WW / ?? 式中： WTNT―― 蒸氣云的 TNT 當量， kg； α―― 蒸氣云的 TNT 當量系數，取 3%； Wf―― 蒸氣云中燃料的總質量， 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 故時爆炸發(fā)生的 TNT當量。根據爆炸傷害的超壓－沖量準則（見表 714）， 超壓對人體的傷害如下： 表 714 沖擊波超壓對人體的傷害作用 超壓 kPa 傷害作用 超壓 kPa 傷害作用 20～ 30 輕微損傷 50～ 100 內臟嚴重損傷或死亡 30～ 50 聽覺器官損傷或骨折 100 大部分人員死亡 下面是常用的一個根據超壓－沖量準則和概率模型得到的死亡半徑公式。 )1000( TNTWR ? 死亡率取 50%，可以認為此半徑內