液化天然气风险评价

1、8环境风险分析本工程为液化天然气项目，工程涉及的工艺装备、辅助工程及公用工程配套设施较多，而且本工程生产工程中所使用原料及产品，其中部分物质属于危险性物质，因此在其运输、贮存、生产等环节中存在事故隐患将会对环境产生一定的威胁。根据国家环境保护局（90）环管字第057号关于对重大环境污染事故隐患进行风险评价的通知和建设项目环境风险评价技术导则（hj/t169-2004）要求，必须对本工程存在的事故隐患及可能产生的环境影响进行分析，预测其影响的程度和范围，提出切实可行的事故防范、应急与减缓措施，使建设项目事故率达到可接受水平、损失和环境影响达到最小。8.1环境风险评价总则8.1.1环境风险评价的目

2、的环境风险评价的目的是分析和预测建设项目存在的潜在危险、有害因素，建设项目建设和运行期间可能发生的突发性事件或事故（一般不包括人为破坏及自然灾害），引起有毒有害和易燃易爆等物质泄漏，所造成的人身安全与环境影响和损害程度，提出合理可行的防范与减缓措施，使建设项目事故率、损失和环境影响达到可接受水平。8.1.2评价重点本次环境风险评价以发生环境风险事故引起厂界外人群的伤害、环境质量的恶化作为评价重点。1、筛选污染因子及事故工段；2、预测环境风险事故条件下，有毒有害物质扩散对评价区大气环境影响程度和范围；3、提出环境风险防范措施和应急预案。8.1.3评价的基本内容本次环境风险评价的基本内容主要包括：

3、风险识别、源项分析、风险计算和评价、风险防范措施以及应急预案几部分内容。8.2风险识别8.2.1风险识别的范围和类型 项目风险识别的范围包括生产过程所涉及的物质风险识别和生产设施风险识别，其中物质风险的识别主要包括原材料及辅助材料、燃料、中间产品、最终产品及生产过程排放的“三废”污染物等；生产设施的风险识别范围为主要生产装置、贮运系统、公用工程系统、工程环保设施系统及辅助生产设施等。8.2.2风险识别类型根据有毒有害物质放散起因，分为火灾、爆炸和泄漏三种类型。根据拟建工程所涉及的原料、生产工艺特征，同时类比调查同类项目，本项目的事故风险类型确定为液化天然气储罐泄露、火灾和爆炸等。8.2.3物质

4、危险性识别根据建设项目环境风险评价技术导则（hj/t169-2004）中物质危险性标准来判定物质的危险程度，衡量标准见表8.2-1。对该建设项目原料物质天然气（甲烷）、产品液化天然气（lng）、原料天然气净化过程中微量的杂质汞以及辅助生产所用的氮气的特性进行辨识分析，特性表分别见表8.2-28.2-4。 表8.2-1 物质危险性标准类别ld50（大鼠经口）mg/kgld50（大鼠经皮）mg/kglc50（小鼠吸入，4小时）mg/l有毒物质1510.0125ld502510ld50500.1lc500.5325ld5020050ld504000.5lc502易燃物质1可燃气体在常压下以气态存在并

5、与空气混合形成可燃混合物；其沸点（常压下）是20或20以下的物质2易燃液体闪点低于21，沸点高于20的物质3可燃液体闪点低于55，压力下保持液态，在实际操作条件下（如高温高压）可以引起重大事故的物质爆炸性物质在火焰影响下可以爆炸，或者对冲击、摩擦比硝基苯更为敏感的物质表8.2-2 天然气（甲烷）特性表标识中文名：甲烷；沼气 分子式：ch4英文名：methane;marsh gas危险性类别：第2.1类 易燃气体危险货物包装标志：4un编号：1971危险货物编号：21007rtecs号：pa1490000cas号：74-82-8理化特性外观与性状：无色无臭气体溶点/： -1825 沸点/：-16

6、15溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚。侵入途径：吸入相对密度(空气=1)：0.55燃烧爆炸危险性燃烧性：易燃燃烧分解产物： 一氧化碳、二氧化碳。聚合危害 不能出现闪点/： -188自燃温度()：538爆炸上限(v%)：15稳定性：稳定禁忌物：强氧化剂、氟、氯。爆炸下限(v%):5.3临界温度()：-82.6临界压力(mpa)：4.59燃烧热(kj/mol) ：889.5危险特性：与空气混合能形成爆炸性混合物，遇点火源、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等能发生剧烈的化学反应。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。灭火方法：切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，

7、可能的话将容器从火场移至空旷处。雾状水、泡沫、二氧化碳。健康危害空气中甲烷浓度过高，能使人窒息。当空气中甲烷达2530时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、精细动作障碍等，甚至因缺氧而窒息、昏迷。急救吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖，呼吸困难时给输氧。呼吸及心跳停止者立即进行人工呼吸和心脏按压术。就医。防护工程控制：生产过程密闭，全面通风。呼吸系统防护：高浓度环境中，佩带供气式呼吸器。眼睛防护：一般不需特殊防护，高浓度接触时可戴安全防护眼镜。防护服：穿工作服。手防护：一般不需特殊防护，高浓度接触时可戴防护手套。皮肤接触 ：若有冻伤，就医治疗。泄漏处理迅速撤离泄漏污染

8、区人员至上风处，并隔离直至气体散尽，切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿一般消防防护服。切断气源，喷雾状水稀释、溶解，抽排(室内)或强力通风(室外)。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处，注意通风。漏气容器不能再用，且要经过技术处理以清除可能剩下的气体。储运易燃压缩气体。储存于阴凉、通风仓间内。仓温不宜超过30。远离火种、热源。防止阳光直射。应与氧气、压缩空气、卤素(氟、氯、溴)等分开存放。切忌混储混运。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，开关设在仓外。配备相应品种和数量的消防器材。罐储时要有防火防爆技术措施。露天贮罐夏季要有降温措

9、施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。验收时要注意品名，注意验瓶日期，先进仓的先发用。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。其他工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐或其它高浓度区作业，须有人监护。表8.2-3 液化天然气（lng）特性表项目性质分类特 性lng的一般性质组成lng是以甲烷为主要组分的烃类混合物，其中含有通常存在于天然气中少量的乙烷、丙烷、氮等其他组分。密度lng的密度取决于其组分，通常在430 kg/m3470 kg/m3之间，但是在某些情况下可达520kg/m3。密度还是液体温度的函数，其变化梯度约为1.35 kg/m3。温度lng的沸腾温度取决于其组分，在大气压力下通

10、常在-166到-157之间。沸腾温度随蒸气压力的变化梯度约为1.2510-4pa。lng蒸发气的物理性质lng作为一种沸腾液体大量的储存于绝热储罐中。任何传导至储罐中的热量都会导致一些液体蒸发为气体，这种气体称为蒸发气。其组分与液体的组分有关。一般情况下，蒸发气包括20的氮，80的甲烷和微量的乙烷。其含氮量是液体lng中含氮量的20倍。当lng蒸发时，氮和甲烷首先从液体中气化，剩余的液体中较高相对分子质量的烃类组分增大。对于蒸发气体，不论是温度低于-113的纯甲烷，还是温度低于-85含20氮的甲烷，它们都比周围的空气重。在标准条件下，这些蒸发气体的密度大约是空气的0.6倍。lng的溢出特征当l

11、ng倾倒至地面上时(例如事故溢出)，最初会猛烈沸腾，然后蒸发速率将迅速衰减至一个固定值，该值取决于地面的热性质和周围空气供热情况。当溢出发生时，少量液体能产生大量气体，通常条件下1个体积的液体将产生600个体积的气体。当溢出发生在水上时，水中的对流非常强烈，足以使所涉及范围内的蒸发速率保持不变。lng的溢出范围将不断扩展，直到气体的蒸发总量等于泄漏产生的液态气体总量。着火和爆炸对于天然气空气的云团，当天然气的体积浓度为5-15时就可以被引燃和引爆。包容天然气在常温下不能通过加压液化，实际上，必须将温度降低到约-80以下才能在任意压力下液化。这意味着包容任何数量的lng，例如在两个阀门之间或无孔

12、容器中，都有可能随着温度的提高使压力增加，直到导致包容系统遭到破坏。因此，成套装置和设备都应设计有适当尺寸的排放孔或泄压阀。其他物理现象翻滚在储存lng的容器中可能存在两个稳定的分层或单元，这是由于新注入的lng与密度不同的底部lng混合不充分造成的。在每个单元内部密度是均匀的，但是底部单元液体的密度不大于上部单元液体的密度。随后，由于热量输入到容器中而产生单元间的传热、传质及液体表面的蒸发，单元之间的密度将达到均衡并且最终混为一体。这种自发的混合称之为翻滚，而且与经常出现的情况一样，如果底部单元液体的温度过高（相对于容器蒸汽空间的压力而言），翻滚将伴随着蒸汽逸出的增加，有时这种增加速度快且量

13、大。在有些情况下，容器内部的压力增加到一定程度将引起泄压阀的开启。快速相变当温度不同的两种液体在一定条件下接触时，可产生爆炸力。当lng与水接触时，这种称为快速相变的现象就会发生。尽管不发生燃烧，但是这种现象具有爆炸的所有其他特征。沸腾液体膨胀蒸气爆炸沸腾液体膨胀蒸气爆炸在lng装置上发生的可能性极小。这是由于储存lng的容器将在低压下发生破坏，而且蒸气产生速率很低；或者是由于lng是在绝热的压力容器和管道中储存和输送，这类容器和管道具有内在的防火保护能力。健康危害窒息 天然气是一种窒息剂。氧气通常占空气体积的20.9。大气中的氧气含量低于18时，会引起窒息。在空气中含高浓度天然气时由于缺氧会

14、产生恶心和头晕。然而一旦从暴露环境中撤离，则症状会很快消失。冷灼伤lng接触到皮肤时，可造成与烧伤类似的起疱灼伤。从lng中漏出的气体也非常冷，并且能致灼伤。如暴露于这种寒冷气体中，即使时间很短，不足以影响面部和手部的皮肤，但是，象眼睛一类脆弱的组织仍会受到伤害。人体未受保护的部分不允许接触装有lng而未经隔离的管道和容器，这种极冷的金属会粘住皮肉而且拉开时将会将其撕裂。冻伤严重或长时间地暴露在寒冷的蒸气和气体中能引起冻伤。局部疼痛经常给出冻伤的警示，但有时会感觉不到疼痛。表8.2-4 氮气特性表标识中文名：氮；氮气英文名：nitrogen危险性类别：第22类 不燃气体危险货物包装标志：5un

15、编号：1066危险货物编号：22005rtecs号：qw9700000cas号：7727379理化特性外观与性状：无色无臭气体溶解性：微溶于水、乙醇侵入途径：吸入溶点/： -2098沸点/ -1956相对密度（水=1）：081-196相对密度（空气=1）：097燃烧爆炸危险性燃烧性 ：不燃燃烧分解产物： 氮气稳定性： 稳定闪点/ ： 无意义聚合危害： 不能出现危险特性：有毒，有窒息性，在密闭空间内可将人窒息死亡。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。灭火方法： 切断气源，喷水冷却容器。毒性美国twa：acgih 窒息性气体对人体危害氮气过量，使氧分压下降，会引起缺氧。大气压力为392kp

16、a表现爱笑和多言，对视、听和嗅觉刺激迟钝，智力活动减弱；在980kpa时，肌肉运动严重失调。潜水员深潜时，可发生氮的麻醉作用；上升时快速减压，可发生“减压病”。急救吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时，立即进行人工呼吸。就医。防护工程控制：密闭操作。提供良好的自然通风条件。呼吸系统防护：高浓度环境中，佩带供气式呼吸器。眼睛防护：一般不需特殊防护。防护服：穿防护服。手防护：必要时戴防防护手套。泄漏处理迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并隔离直至气体散尽，建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿相应的工作服。切断气源，通风对流，稀释扩散。漏气容器不能再用，且要经过技

17、术处理以清除可能剩下的气体。储运不燃性压缩气体。储存于阴凉、通风仓间内。仓温不宜超过30。远离火种、热源。防止阳光直射。验收时要注意品名，注意验瓶日期，先进仓的先发用。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。表8.2-5 苯特性表项目性质分类特 性危规号：32050 un .no.：1114理化特性外观与性状无色透明液体，有强烈芳香气味；不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。主要用途用作溶剂及合成苯的衍生物、香料、染料、塑料、医药等。熔点5.5饱和蒸气压13.33kpa（26.1）沸点80.1相对密度：水=1：0.88（20）； 空气=1：2.77危险特性闪点11最小点火能0.20mj引燃温度

18、560燃烧热3264.4kj/mol爆炸极限1.2%8.0%最大爆炸压力0.880mpa危险类别第3.2类，中闪点易燃液体毒性高毒特性易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物；遇明火、高温极易燃烧爆炸；与氧化剂能发生强烈化学反应；易产生和聚集静电，有燃烧爆炸危险；其蒸气比空气重，能扩散到较低相当远的地方。健康危害本品对中枢神经系统有麻醉作用，可引起急性中毒；长期接触对造血功能有损害。储运措施储存于阴凉、通风的仓间内，最高仓温不宜超过30，远离火种、热源，防止阳光直射；应与氧化剂分仓间存放；储存间内的照明、通风设施应采用防爆型；灌装时应注意流速（不超过3m/s）；搬运时应轻装轻卸，防止损坏和泄漏；夏

19、季运输应早晚进行，防止日光曝晒，并按规定路线行驶。运输时配齐必要的堵漏和个人防护设施。事故处置泄漏处置疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入，切断火源。建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿防静电消防防护服。在确保安全情况下堵漏。喷水雾可以减少蒸发，但不能降低泄漏物在受限制空间内的易燃性。用活性炭或其它惰性材料吸收，然后使用无火花工具收集运至废物处理场所。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，经稀释的洗液放入废水系统。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。消防措施可用的灭火剂为泡沫、二氧化碳、干粉、砂土，用水无效。急救措施迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道畅通；如呼

20、吸困难，给输氧；如呼吸停止，立即进行人工呼吸，并立即就医。如果皮肤接触，立即脱去被污染的衣着，并用大量流动的清水冲洗，至少15分钟；严重的立即就医。如果眼睛接触，立即翻开眼睑，并用大量流动的清水或生理盐水冲洗，至少15分钟；严重的立即就医。表8.2-6 汞特性表标识中文名：汞；水银英文名：mercury危险性类别：第8.3类 其它腐蚀品危规号：83505包装标志：20cas号：7439-97-6un编号：2809rtecs号：ov4550000理化特性外观与性状：银白色液态金属，在常温下可挥发。洒落可形成小水珠。溶点/ -389溶解性：不溶于水、盐酸、稀硫酸，溶于浓硝酸，易溶于王水及浓硫酸。沸

21、点/ 356.9相对密度（水=1）：7.0侵入途径：吸入 食入 经皮吸收饱和蒸汽压(kpa)：0131262燃烧爆炸危险性燃烧性 不燃燃烧分解产物 氧化汞。稳定性 稳定聚合危害 不能出现包装类别 禁忌物 氯酸盐、硝酸盐、硫酸。危险特性 常温下有蒸气挥发，高温下能迅速挥发。与氯酸盐、硝酸盐、热硫酸等混合可发生爆炸灭火方法 不燃健康危害急性中毒：病人有头痛、头晕、乏力、多梦、发热等全身症状，并有明显口腔炎表现。可有食欲不振、恶心、腹痛、腹泻等。部分患者皮肤出现红色斑丘疹，少数严重者可发生间质性肺炎及肾脏损伤。慢性中毒：最早出现头痛、头晕、乏力、记忆减退等神经衰弱综合征；汞毒性震颤；另外可有口腔炎，

22、少数病人有肝、肾损伤。急救皮肤接触：脱去污染的衣着，立即用流动清水彻底冲洗。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水冲洗。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖，必要时进行人工呼吸。就医。食入：误服者立即漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。防护工程控制 ：严加密闭，提供充分的局部排风。采取降温措施。呼吸系统防护可能接触其蒸气时，应该佩带防毒口罩。必要时建议佩带自给式呼吸器。眼睛防护：戴安全防护眼镜。防护服：穿相应的防护服。手防护：戴防化学品手套。泄漏处理疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，在确保安全情况下堵漏。

23、收集转移回收。无法收集的可用多硫化钙或过量的硫磺处理。储运储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。防止阳光直射。保持容器密封。应与易燃、可燃物，酸类等分开存放。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。分装和搬运作业要注意个人防护。8.2.4生产过程风险因素识别本项目生产及配套工程生产过程具有工艺过程复杂、技术条件严格、低温、高压特点，存在潜在的燃烧、爆炸特性的危险，国内外生产经验表明，自然因素、设备故障及操作失误都可能发生物料泄漏，燃烧爆炸，危害人生安全，污染环境。1、危险源分析根据本项目的建设特点及项目的各个单元，对工程在运行时进行危险分析，见表8.2-7。表8.2-7 运行时危险类型分布序号

24、系统（单元）危险类型1原料气计量稳压单元火灾、爆炸 、窒息、泄漏2天然气净化单元火灾、爆炸、窒息、泄漏3天然气液化单元火灾、爆炸、窒息、泄漏4冷剂循环单元火灾、爆炸、窒息、冻伤、泄漏5装车、运输过程火灾、爆炸、窒息、冻伤、泄漏2、生产设施的危险性分析通过对本建设项目各评价单元主要工艺设备特性及参数等性质分析，对主要生产设备有害因素及危险性进行识别，见表8.2-8。表8.2-8 主要生产设备有害及危险性分析表序号名称涉及物质abcd1原料气气液分离罐天然气2过滤分离器天然气3进口气液分离器天然气4原料气换热器天然气5原料气冷却器天然气6吸收塔天然气7贫液泵mdea8脱汞塔天然气9干燥塔天然气10

25、再生加热器天然气11重烃分离器天然气及重烃12lng分离器lng13增压透平膨胀机lng14增压机后冷却器lng15氮气循环压缩机氮气16lng储罐lng17氮气储罐氮气注：表中为主要设备存在的危险及有害因素；a火灾、爆炸，b窒息，c泄漏，d冻伤8.2.5重大危险源识别根据建设项目环境风险评价技术导则(hj/t1692004)中的有毒物质、易燃物质及爆炸性物质名称及临界量的规定，结合本项目生产工艺特征及本评价确定的环境风险评价因子，对本项目重大危险源进行识别，见表8.2-9。表8.2-9 重大危险源识别表序号单元名称危险物质临界量 t实际量t备 注生产场所贮存区生产装置区罐区1贮运系统1.1l

26、ng贮罐lng1101720（最大）1个5000 m3全包容储罐，最大存储量为5d2生产装置区2.1原料气气液分离罐天然气11013.89t/h在线量2.2过滤分离器天然气11013.89t/h在线量2.3进口气液分离器天然气11013.89t/h在线量2.4原料气换热器天然气11013.89t/h在线量2.5原料气冷却器天然气11013.89t/h在线量2.6co2吸收塔天然气11013.89t/h在线量2.7脱硫脱汞塔天然气11013.89t/h在线量2.8干燥塔天然气11013.89t/h在线量2.10重烃分离器天然气11013.89t/h在线量2.11lng分离器lng11013.89

27、t/h 在线量本项目天然气在生产场所用量约为13.89t/h，储存区单罐的最大存储量为1720t，因此拟建储存区及生产场所均属于重大危险源。8.2.6评价工作等级及评价范围1、评价工作等级根据建设项目环境风险评价技术导则（hj/t169-2004）规定，本项目环境风险评价工作等级判别见表8.2-10。表8.2-10 环境风险评价工作等级划分表项目剧毒危险性物质一般毒性危险物质可燃、易燃危险性物质爆炸危险性物质重大危险源一二一一非重大危险源二二二二环境敏感地区一一一一由表8.2-10可见，根据本项目的生产过程的危险性特性，本项目的重大危险源识别，以及本项目危险物质的在线量，确定本项目环境风险评价

28、因子为：天然气。根据上述对本项目生产过程产生的物质危险性和重大危险源判定结果，结合建设项目生产特征等因素，确定本工程环境风险评价工作为一级。2、评价范围依据评价工作等级，确定环境风险评价范围为以项目储罐区为中心半径5km范围的圆形区域。风险保护目标见表8.2-11。表8.2-11 环境风险保护目标目标名称性质距离厂址位置人数厂址厂区85#（最近）居住n2.10km2500#（2户）村庄nw4.20km5#（2户）村庄se 3.82 km48.3源项分析8.3.1事故风险分析本项目属燃气供应业，经营对象为天然气。天然气属于一级易燃气体，能与空气形成爆炸性混合物。根据类似生产装置调查结果，采用类比

29、法对本项目可能出现的事故原因进行分析，可得出如下结论：1、 因操作不当，阀门封闭不严，管、罐腐蚀等造成的危险性物品泄漏，不仅污染环境，且可造成人员中毒、火灾等事故。2、因闪电雷击、静电、剧烈碰撞等引发的火灾与爆炸事故，易造成环境污染、人员伤亡与财产损失。3、装车、运输过程，在装车过程有槽车泄压有少量bog气体排放，存在一定风险，运输过程存在一定的交通事故引起运输储罐泄漏引起火灾爆炸的风险。天然气小量泄漏事故发生在减压环节，主要造成厂区局部污染。一般来说易于控制，可立即关闭阀门与相关管罐，并采取通风、高空排放等方式处理，使泄漏的天然气快速稀释或扩散，防止人员中毒与爆炸、火灾等事故的发生。一旦天然

30、气大量泄漏，不易控制，或则遇到强静电、雷击与剧烈的碰撞等，大量天然气可能将迅速进入大气环境中造成污染，并可能产生人员中毒，甚至引发爆炸、火灾等。此类污染事故影响的程度和范围不仅仅取决于排放量，还同当时的气象条件密切相关。确保罐区保持良好的通风，使槽车泄压过程产生的微量bog气体加快扩散；加大对运输过程的管理，用有运输危险物品资质的单位组织运输。 天然气既具有易燃性和可燃性，又均具有微毒性。当物料发生泄漏后，首要风险在于有毒有害物质在大气中的弥散以及对周边人群和环境的影响。8.3.2事故发生概率分析1、储罐区1950-1990年间，我国石化行业发生事故经济损失在10万元以上的有204起，其中经济

31、损失超过100万元的有7起。所公布的这204起事故原因分析见表8.3-1。在石化行业发生的事故中属于违章用火、用火不当、操作失误等明显人为因素造成的占65%左右。全国石化储运系统中事故起因和后果分布状况统计见表8.3-2。表8.3-1 事故原因分析事故原因违章用火、用火不当失误操作雷击、静电及电器仪表失灵设备损坏、腐蚀比例（%）4025151010表8.3-2 全国石油储运系统中事故起因和后果分布状况后果分析火灾爆炸人身伤亡设备损坏跑冒比例（%）30.89.859.4原因分析明火电器设备静电雷击其他比例（%）49.234.610.63.42.2 根据化工装备事故分析与预防一化学工业出版社(19

32、94)中统计1949年1988年的全国化工行业事故发生情况的相关资料，储罐发生事故的概率为1.210-6。根据表8.3-2，可知储罐发生火灾爆炸几率为1.210-60.3083.710-7。在本次评价工作中，选取火灾爆炸几率为蒸气云爆炸为3.710-7次/年。沸腾液体扩展蒸气爆炸（连锁爆炸事件）概率也取3.710-7次/年。2、一般事故概率一般事故是指那些没有造成重大经济损失和人员伤亡的事故，此类事故如处置不当，将对环境产生不利影响。本项目参照化工生产装置事故调查统计结果可知，因生产装置原因造成的事故中以设备、管道、贮罐破损泄漏占发生事故原因比例最大；因人为因素造成的事故中以操作失误、违章操作

33、、维护不当占发生事故原因比例不大，详见表8.3-3， 表 8.3-3 一般事故原因统计事故原因事故原因统计()贮罐、管道和设备破损52操作失误11违反检修规程10处理系统故障15其它12国际上先进化工生产装置一般性泄漏事故发生概率为0.06次/年，非泄漏性事故发生概率为0.0083次/年。参照国内化工企业生产和管理水平，确定本项目一般事故发生概率约为0.1次/年。8.3.3 火灾爆炸事故分析采用事故树方法对火灾爆炸其进行分析，将火灾爆炸作为顶上事件编制事故树。1、事故树分析方法简介事故树分析是一种表示与导致灾害事故有关的各种因素之间因果关系和逻辑关系的分析法。事故树是对某一种失效状态在一定条件

34、下进行逻辑推理和图形演绎,对可能造成系统事故或导致灾害后果的各种因素(包括硬件、软件、环境、人等)的层层分析，按工艺流程、先后次序和因果关系,把所有的失效原因、失效模式用逻辑和或逻辑积的关系绘制成的一个树形结构。通过定性和定量分析，判明灾害或功能故障的发生途经和导致灾害、功能故障的各种因素之间的关系，以及系统故障发生概率及其他定量指标(如结构重要度、概率重要度、临界重要度) ，最终找出系统的薄弱环节，采取相应措施加以改善，以提高系统的可靠性和本质的安全。2、事故树的分析程序事故树的分析程序，常因分析对象、分析目的、粗细程度的不同而异,其主要内容包括：熟悉系统、事故调查、确定顶上事件、原因时间调

35、查、建造事故树、修改和简化事故树、定性/定量分析、制定安全措施，如图8.3-1所示。确定顶上事件熟悉系统建造事故树修改简化事故树调查事故调查原因事件收集系统资料定量分析定性分析制定安全措施图8.3-1 事故树分析程序3、建立lng储罐火灾与爆炸事故树根据顶事件确定原则，取“lng储罐火灾、爆炸”作为顶事件。顶事件确定后，分析引起顶事件发生的最直接的、充分和必要的原因。引起lng储罐火灾、爆炸有两种原因：一是化学爆炸模式，即罐内lng泄漏，遇空气、火源发生火灾、爆炸；二是物理模式，即罐内压力急剧升高，罐体泄压系统失灵，压力超过罐体所能承受的压力，发生爆炸事故。然后把引起顶事件发生的各种可能原因又

36、分别看作顶事件，采用类似的方法继续推理往下分析，建立以逻辑门符号表示的lng储罐火灾、爆炸事故树，如8.3-4所示。该事故树共考虑了25个不同的底事件，各符号所代表的事件如下表所示。表8.3-4 事故树各符号代表事件符号事件类型符号事件类型符号事件类型t储罐火灾爆炸f13储罐静电x11防爆电器损坏p爆炸极限f14人体静电x12雷击f1有火源引起爆炸f15避雷器故障x13未安装避雷设施f2储罐超压爆炸f16接地失效x14接地电阻超标f3天然气气源存在x1罐区通风不良x15引下线损坏f4火源x2阀门密闭失效x16接地端损坏f5安全阀失效x3法兰密闭失效x17使用铁质工具工作f6lng泄漏x4罐体损

37、坏x18穿带铁钉的鞋f7明火x5误操作lng泄漏x19罐体静电聚集f8电火花x6使用未带阻火器的汽车x20未设静电接地装置f9雷击火花x7管区内吸烟x21作业中与导体接触f10撞击火花x8管区内违章动火x22未穿静电服工作f11静电火花x9使用电子通信工具x23储罐压力超过限f12避雷器失效x10未使用防爆电器x24安全阀弹簧损坏x25安全阀选型不当x20图8.3-2 lng储罐火灾、爆炸事故树x20x16x15x14x16x15x14+x130f15f15x199+x21x22+x5x4x3+x8x7x6+x11x10x9+x12f12+x17x18+f13f14f7f8f9f10f6x1+

38、f11x240x250+f3f4f5x239f1f2+tp4、定性分析定性分析是从事故树结构出发,分析各底事件的发生对顶事件发生所产生的影响程度。定性分析目的是找出事故树的所有最小割集,发现系统故障或导致顶事件发生的全部可能原因,并定性地识别系统的薄弱环节。最小割集是导致顶事件发生的必要且充分的底事件的集合。得到事故树的所有最小割集，如下：x1x2x6，x1x2x7，x1x2x8，x1x2x9，x1x2x10，x1x2x11，x1x2x17，x1x2x18，x1x2x21，x1x2x22，x1x3x6，x1x3x7，x1x3x8，x1x3x9，x1x3x10，x1x3x11，x1x3x17，x

39、1x3x18，x1x3x21，x1x3x22，x1x4x6，x1x4x7，x1x4x8，x1x4x9，x1x4x10，x1x4x11，x1x4x17，x1x4x18，x1x4x21，x1x4x22，x1x5x6，x1x5x7，x1x5x8，x1x5x9，x1x5x10，x1x5x11，x1x5x17，x1x5x18，x1x5x21，x1x5x22，x1x2x12x13，x1x2x12x14，x1x2x12x15，x1x2x12x16，x1x2x14x19，x1x2x15x19，x1x2x1619，x1x2x19x20，x1x3x12x13，x1x3x12x14，x1x3x12x15，x1x3x

40、12x16，x1x3x14x19，x1x3x15x19，x1x3x16x19，x1x3x19x20，x1x4x12x13，x1x4x12x14，x1x4x12x15，x1x4x12x16，x1x4x14x19，x1x4x15x19，x1x4x16x19，x1x4x19x20，x1x5x12x13，x1x5x12x14，x1x5x12x15，x1x5x12x16，x1x5x14x19，x1x5x15x19，x1x5x16x19，x1x5x19x20，x23x24，x23x25计算结果表明，lng储罐火灾、爆炸事故树有2个二阶最小割集；40个三阶最小割集；32个四阶最小割集。由割集理论可知，一般情

41、况下，割集中出现次数最多的因素，其结构重要度就越大，直接影响着系统的安全性、可靠性，为系统的薄弱环节。根据事故树分析，其中因素x1（罐区通风不良）出现的次数最多，对系统的安全性和可靠性影响最大。因此，要保证罐区有良好的通风，降低事故发生。 综上所述，本项目发生环境风险的最大可信事故为：液化天然气储罐发生泄露引发爆炸并形成火灾。8.4风险预测评价8.4.1 液化天然气泄漏模拟分析1、液化天然气泄漏速度计算液化天然气的泄漏是引发天然气火灾、爆炸的先导因素，储罐或管线封闭不严，或其他事故均可导致天然气泄漏，天然气泄漏的速度与流动状态有关。假如本项目lng储罐应故裂开一个半径为3cm的圆形小孔，其它参

42、数分别为：温度t=20，大气压力p0101.325kpa，储罐工作压力p111.325kpa，天然气的绝热指数k1.36。当时，天然气的泄漏速度为临界流，即属于音速流动。此时，天然气的泄漏速度可用下式计算：其中：q0：天然气泄漏速度，kg/s；cd：天然气泄漏系数，圆形裂口取值为1.0； a：储罐裂口面积，m2，本项目取0.0028；p：容器压力，取0.111325mpa；m：天然气分子量；r：天然气气体常数，j/（molk）；t：天然气的温度，k；y：流出系数，对于临界流y=1.0。因此，天然气泄漏速率的计算为： 0.32kg/s。由于上述计算是在一系列假设基础上模拟分析的，实际泄漏过程中压

43、力、温度等因素都会随时间而发生变化，因此其实际泄漏速度也是动态变化的。本项目在厂区内设有4座5000m3天然气储罐，最大储气量为6880t。按照上述的计算可知，一旦储罐发生开裂，那么在一瞬间天然气将会迅速泄漏。由于厂区车间安装有自动报警装置与人员常年值守，一旦发生泄漏，自动报警设备将会自动报警，并会自动关闭所有管线的阀门，也可手动关闭其它所有管线的阀门，以保证储罐与管线内的天然气不泄漏。2、液化天然气泄漏后果分析目前国内外尚没有天然气（甲烷）泄漏的人员疏散范围以及相关浓度限值规定，唯有前苏联曾经规定生产车间空气中甲烷的最高容许浓度为300mg/m3。当lng泄露至地面上时，最初会猛烈沸腾，然后

44、蒸发速率将迅速衰减至一个固定值，该值取决于地面的热性质和周围空气供热情况。当溢出发生时，少量液体能产生大量气体，通常条件下1个体积的液体将产生600个体积的气体。天然气属于轻气体，必将立刻上升，随风飘散，不会长时间弥漫在泄漏原地，不会对周围人群造成致命伤害。如果没有遇到点火源，则空气中甲烷的浓度可能会非常高，从而对溢出区附近人员、应急人员或者其他可能暴露于正在膨胀扩散的lng 气团中的人员造成窒息危害。而且超低温的lng可能会对溢出区域附近的人员和设备产生威胁。液态lng接触到皮肤会造成低温灼伤。如果本项目天然气管网发生少量长时间泄漏，可以立即切断气源，进行抢修。8.4.2 液化天然气储罐物理

45、爆炸后果模拟分析本项目为储罐储气，当发生爆炸时，其壳体将会破裂为许多大小不等的碎块四处飞散，并对人员、设备、管道造成不同程度的伤害。1、碎片对人的伤害碎片飞出时具有动能，动能的大小与每块碎片的质量以及速度的平方成正比，即：式中：e：碎片的动能； m：碎片的质量； v：碎片集中人（物）时的速度。根据罗勒（rhore）的研究：碎片击中人体时的动能在26j以上时，可制外伤；碎片击中人体时的动能在60j以上时，可制骨部轻伤；碎片击中人体时的动能在200j以上时，可制骨部重伤。经验表明：碎片飞离壳体时，一般具有80120m/s的初速，飞离容器较远的地方也有2030m/s的速度。假设本项目储罐内一个子罐爆

46、炸，其中一个碎片的质量为2kg，飞出击中人体的速度为20m/s，其具有的能量e为400j，由罗勒的研究结果可以判断，碎片飞出伤人的可能性非常大。2、碎片对周围设备的穿透破坏碎片飞出伤人的同时，还能穿透邻近的设备与管道，进而引发二次的火灾、爆炸事故。碎片的穿透能力与碎片击中时的动能成正比：式中：e：碎片击中物体时的动能； k：材料的穿透系数； s：碎片对材料的穿透量；a：碎片穿透方向的截面积。假如本项目一个子罐爆炸，其中一个碎片的质量为2kg，截面积为500mm2，水平飞出速度为100m/s，根据上式可以估算出其对钢板的穿透能力：本项目供气站内管线壁厚均小于20mm，从模拟分析结果看，如果碎片击

47、中站内管线，管线将被碎片穿透。8.4.3 液化天然气储罐化学爆炸后果模拟分析本次评价以危险性较大的lng储罐区作为分析对象。液化天然气lng一旦发生泄漏，会在围堰地方形成液池，池内液体发生初始闪蒸气化，瞬时产生大量蒸气。蒸气云内的物质难以在短时间内自发均匀分布，其分布特性由泄漏量、泄漏速度及泄漏地点等因素确定。当其体积比在爆炸极限(5 15)以内并遇点火源时，便发生蒸气云爆炸事故。故选用蒸气云爆炸伤害模型对火灾、爆炸事故造成人员伤亡的范围进行计算。室外的液池火灾，因为氧气供应充足，燃烧完全，燃烧产生的主要气体是co2，易扩散，热辐射是其主要危害。爆炸的伤害区域即为人员的伤害区域。为了估计爆炸所

48、造成的人员伤亡情况，将危险源周围划分为死亡区、重伤区、轻伤区。其后果采用tnt当量法和超压准则来预测。1、tnt当量的计算：假设一定比例的蒸气云参与爆炸过程，对形成冲击波有实际贡献，并以tnt当量来表示蒸气云爆炸的威力，即：wtnt = awfqf/qtnt 式中a蒸气云的tnt当量系数，取中值a=0.04；wf蒸气云中lng的总质量，kg；qflng取甲烷的燃烧热，55455kj/kgqtnttnt的爆热，取4520kj/kg。假设罐区1个lng储罐发生泄漏时，有5%的lng蒸气参与蒸气云爆炸，则lng的tnt当量为：wtnt =50000.800.431035%0.0455455/4520

49、=42204kg2、伤害半径的计算：爆炸中心与给定超压间的距离按下式计算:r=0.3967wtnt1/3exp3.5031-0.724lnp+0.0398(lnp)2p超压死亡半径按超压90kpa计算；重伤半径按超压44kpa计算；轻伤半径按超压17kpa计算。分别用r1、r2、r3代表死亡半径、重伤半径和轻伤半径。经计算：死亡半径r1=39.51m重伤半径r2=52.39m轻伤半径r3=81.19m项目风险评价损害半径示意图见图8.4-1：由此可以看出：液化天然气储罐发生事故时的危害极大，在半径39.51m范围内有死亡的危险，在半径52.39m的范围内有重伤危险，在半径81.19m的范围内有

50、轻伤损害危险。图8.4-1 项目风险评价损害半径示意图8.4.4液化天然气泄漏事故后果预测分析lng泄漏时，起初会发生猛烈沸腾蒸发，随后蒸发率将迅速衰减至一个固定值，蒸气沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量并逐渐上升和扩散，同时将周围的空气冷却至露点以下，形成一个可见云团。当没有点火源时，溢出的lng可能会形成蒸气云。蒸气云团扩散是一个复杂的问题，具体范围取决于溢出位置和现场气象条件。风和湍流是决定蒸气扩散稀释的最直接原因，风速越大，湍流越强，蒸气的扩散速度越快，气体浓度就越低，危险消除的就快。1、源项分析蒸发云源项分析见表8.4-1。表8.4-1 蒸气云扩散源项分析序号源强参数lng储罐泄露

51、1气体的绝热指数k1.362裂口面积（m2）（按周长10计）0.0028（30）3分子量m(kg/mol)0.0164气体温度tg（）205泄漏速率qg（kg/s）0.326泄漏持续时间（min）107生产车间空气中甲烷的最高容许浓度（mg/m3）3002、泄漏事故后果分析预测模式根据建设项目环境风险评价技术导则（hj/t169-2004）的多烟团预测模式和计算参数。 式中：c-下风向地面坐标处的空气中污染物浓度mg.m-3；-烟团中心坐标； q-事故期间烟团的排放量；x、y、z为x、y、z方向的扩散参数（m）。常取x =y对于瞬时或短时间事故，可采用下述变天条件下多烟团模式：式中：-第i个烟团在时刻（即第w时段）在点(x,y,0)产生的地面