泄漏扩散分析报告1源模型

1、泄漏扩散分析泄漏源模型目 录前言1泄漏源模型介绍22.1.2.2.2.3.源模型概念2源模型作用2泄漏情况分析22.3.1.2.3.2.2.3.3.泄漏主要设备2造成泄漏的原因4泄漏6常见的泄漏源模型73.1.基本泄漏源模型73.1.1.3.1.2.3.1.3.平行圆板模型7三角沟槽模型7多孔介质模型73.2.储罐泄漏模型8气体泄漏8液体泄漏10管道泄漏模型113.3.3.3.1.3.3.2.3.3.3.气体或蒸气沿管道泄漏11液体沿管道泄漏12液体通过孔洞泄漏133.4.泄压元件泄放模型133.4.1.3.4.2.3.4.3.安全阀泄放模型14减压阀泄放模型14安全减压阀泄放模型15前言在本

2、项目中，会涉及到易燃、易爆及有害物质在生产、和过程中经常发生泄漏事故。事故的发生不仅会导致巨大的经济损失，而且还会造成严重的及环境生态的毒性和污染。更为严重的是可能会继而发生火灾或爆炸等，使得损失与破坏进一步加剧。建设项目环境风险评价技术导则(HJ/T169-2004)要求对建设项目建设和运行期间发生的可突发性事件或事故引起有害、易燃易爆等物质泄漏，或突发事故产生的新的有害物质，所造成的对人身安全与环境的影响和损害，进行评估，提出防范、应急与减缓措施。对事故泄漏源进行分析，主要是根据项目所涉及的物品的化学性质、事故下设备情况，采取相应的数学模型来估算泄漏物的排放量、排放时间等。在计算得到事故泄

3、漏源强参数后即可采用扩散模型进一步对事故泄漏对环境的影响进行分析。泄漏源模型介绍源模型概念源模型是根据描述物质时所来的物理化学过程的理论，或经验方程而建立的。对于较复杂的工厂，需要用多种源模型来描述。为了适用殊情况，通常需要对最初的模型进行改进和修正。结果往往仅是一种，这是因为物质的物理性质没有得到充分描述，或者是因为物理过程并没有得到充分的认识。如果存在不确定性，参数选择应该使速率和量最大化。这样就确保了设计是安全的。源模型作用事故通常由导致过程中的物质遭到损失的某一事件开始。这些物质可能具有毒性和等特性。典型的事件可能包括管线的破裂或者断裂、储罐或管道上的小孔、反应失控或外部火焰作用于容器

4、等。一旦知道了可能会发生的事件，就可以选择源模型来描述物质是怎么样从过程系统中泄放出来的，源模型给出了流出速率、流出总量和流出状态的表达。随后，可以进一步进行分析，为安全保障做好理论层面的模拟依据。泄漏情况分析根据机理，可以分为大孔和有限孔，一般大孔事件中，过程单元内形成大孔，短时间内大量物质，造成的损失是瞬间的。储罐的超压就是一个很好的大孔的例子。对于有限孔，物质以非常慢的速率，上游条件并不因此而立刻受到影响，也是在化工厂中常见的形式，往往就是小小的跑冒滴漏类型的泄漏导致大型的事故，因此有限孔的的源模型建立是非常重要的。泄漏主要设备根据各种设备泄漏情况分析，可将化工厂中易发生泄漏的设备分类，

5、通常归纳为：管道、挠性连接器、过滤器、阀门、压力容器或反应器、泵、压缩机、储罐、加压或冷冻气体容器及火炬燃烧装置或放散管等 10 类。每一种设备的典型损坏类型及其典型的损坏尺寸不同，具体如下：（1）管道。它包括管道、法兰和接头，其典型泄漏情况和裂口尺寸分别取管径的 20100、20和 20100。（2）挠性连接器。它包括软管、波纹管和铰接器，其典型泄漏情况和裂口尺寸为：1)2)3)连接器本体破裂泄漏，裂口尺寸取管径的 20100；接头处的泄漏，裂口尺寸取管径的 20；连接装置损坏泄漏，裂口尺寸取管径的 100。（3）过滤器。它由过滤器本体、管道、滤网等组成，其典型泄漏情况和裂口尺寸分别取管径的

6、 20100和 20。（4）阀。其典型泄漏情况和裂口尺寸为：1)2)3)阀壳体泄漏，裂口尺寸取管径的 20100；阀盖泄漏，裂口尺寸取管径的 20；阀杆损坏泄漏，裂口尺寸取管径的 20。（5）压力容器、反应器。包括化工生产中常用的分离器、气体洗涤器、反应釜、热交换器、各种罐和容器等。常见的此类泄漏情况和裂口尺寸为：1)2)3)4)5)6)容器破裂而泄漏，裂口尺寸取容器本身尺寸；容器本体泄漏，裂口尺寸取与其连接的粗管道管径的 100；孔盖泄漏，裂口尺寸取管径的 20；喷嘴断裂而泄漏，裂口尺寸取管径的 100；仪表管路破裂泄漏，裂口尺寸取管径的 20100；容器，全部破裂。（6）泵。其典型泄漏情况

7、和裂口尺寸为：泵体损坏泄漏，裂口尺寸取与其连接管径的 20100；密封压盖处泄漏，裂口尺寸取管径的 20。（7）压缩机。包括离心式、轴流式和往复式压缩机，其典型泄漏情况和裂口尺寸为：1)压缩机机壳损坏而泄漏，裂口尺寸取与其连接管道管径的 20100；2)压缩（8）储罐。露天封套泄漏，裂口尺寸取管径的 20。物质的容器或压力容器，也包括与其连接的管道和辅助设备，其典型泄漏情况和裂口尺寸为：1)2)3)罐体损坏而泄漏，裂口尺寸为本体尺寸；接头泄漏，裂口尺寸为与其连接管道管径的 20100；辅助设备泄漏，酌情确定裂口尺寸。（9）加压或冷冻气体容器。包括露天或埋地放置的器、压力容器或槽车等，其典型泄漏

8、情况和裂口尺寸为：1)2)3)露天容器气体使容器完全破裂，裂口尺寸取本体尺寸；容器破裂而泄漏，裂口尺寸取本体尺寸；焊接点(接管)断裂泄漏，取管径的 20100。（10）火炬燃烧器或放散管。它们包括燃烧装置、放散管、多通接头、气体洗涤器和分离罐等，泄漏主要发生在筒体和多通接头部位，裂口尺寸取管径的 20100。图 2-1 各种类型的有限孔泄漏造成泄漏的原因从人机系统来考虑造成各种泄漏事故的原因主要有 4 类。（1）设计基础设计错误，如地基下沉，造成容器底部产生裂缝，或设备变形、错位等；选材不当，如强度不够，耐腐蚀性差、规格不符等；布置不合理，如压缩机和输出管没有弹性连接，因振动而使管道破裂；选用

9、机械不合适，如转速过高、耐温、耐压性能差等；选用计测仪器不合适；储罐、贮槽未加液位计，反应器(炉)未加溢流管或放散管等。(2)设备原因加工不符合要求，或检验擅自采用代用材料；加工质量差，特别是不具有操作证的焊工焊接质量差；施工和安装精度不高，如泵和电机不同轴、机械设备不平衡、管道连接不严密等；选用的标准定型产品质量不合格；对安装的设备没有按机械设备安装工程及验收规范进行验收；设备长期使用后未按规定检修期进行检修，或检修质量差造成泄漏；计测仪表未定期校验，造成计量；阀门损坏或开关泄漏，又未及时更换；设备附件质量差，或长期使用后材料变质、腐蚀或破裂等。(3)管理原因没有制定完善的安全操作规程；对安

10、全漠不关心，已发现不及时解决；没有严格执行监督检查制度；指挥错误，甚至违章指挥；让培训的工人上岗，知识，不能判断错误；检修制度不严，没有及时检修已出现故障的设备，使设备带病运转。(4)人为误操作，操作规程；判断错误，如记错阀门位置而开错阀门；擅自脱岗；不集中；发现异常现象不知如何处理。泄漏泄漏一旦出现，其不单与物质的数量、易燃性、毒性有关，而且与泄漏物质的相态、压力、温度等状态有关。这些状态可有多种不同的结合，在分析中，常见的可能结合有 4 种：常压液体；加压液化气体；低温液化气体；加压气体。泄漏物质的物性不同，其泄漏也不同。(1)可燃气体泄漏。可燃气体泄漏后与空气混合达到燃烧极限时，遇到引火

11、源就会发生燃烧或。泄漏后起火的时间不同，泄漏也不相同。立即起火。可燃气体从容器中往外泄出时即被点燃，发生扩散燃烧，产生喷射性火焰或形成火球，它能迅速地危及泄漏现场，但很少会影响到厂区的外部。滞后起火。可燃气体泄出后与空气混合形成可燃蒸气云团，并随风飘移，遇火源发生或爆轰，能引起较大范围的破坏。(2)气体泄漏。气体泄漏后形成云团在空气中扩散，气体的浓密云团将笼罩很大的空间，影响范围大。(3)液体泄漏。一般情况下，泄漏的液体在空气中蒸发而生成气体，泄漏后果与液体的性质和条件(温度、压力)有关。常温常压下液体泄漏。这种液体泄漏后在防液堤内或地势低洼处形成液池，液体由于池表面风的对流而缓慢蒸发，若遇引

12、火源就会发生池火灾。加压液化气体泄漏。一些液体泄漏时将瞬时蒸发，剩下的液体将形成一个液池，吸收周围的热量继续蒸发。液体瞬时蒸发的比例决定于物质的性质及环境温度。有些泄漏物可能在泄漏过程中全部蒸发。低温液体泄漏。这种液体泄漏时将形成液池，吸收周围热量蒸发，蒸发量低于加压液化气体的泄漏量，高于常温常压下液体的泄漏量。无论是气体泄漏还是液体泄漏，泄漏量的多少都是决定泄漏严重程度的主要。常见的泄漏源模型基本泄漏源模型平行圆板模型平行圆板模型将流体介质通过密封点处的泄漏简化为介质通过间隙高度为h，由内径 r1 处流至外径 r2 处的定长、层流，其体积泄漏率为：气体通过垫片的泄漏率方程：炸，可认为气体瞬间

13、全部泄放到大气中，形成云团。液体泄漏对于高压(低温)液化储罐，当裂口处位于液相空间时，尽管液体流出并可能发生闪蒸，但由于液体的流出阻力大，内压下降速度缓慢，储罐内过热液体不会发生蒸气。闪蒸所需能量来自于过热液体中所的能量， 即： 管道泄漏模型若腐蚀、疲劳裂纹出现在流体输送管道上或者由于碰撞等原因导致管道断裂，同样会引起流体的泄漏，具体可分为以下 4 种情况：(1)气体或蒸气沿管道泄漏；(2)气体或蒸气通过管道上的孔洞泄漏；(3)液体沿管道泄漏；(4)液体通过管道上的孔洞泄漏。其中第二种情况同上述气体或蒸气通过罐壁上的孔洞泄漏类似，以下是其他3 种情况。气体或蒸气沿管道泄漏气体或蒸气沿管道可分为绝热和等温。绝热适合于蒸气流快速流过绝热管道，而等温适合于流经保持恒温的非绝热管道。真实的是介于两者之间的。对于绝热，随着流体的向前，压力下降并转化为动能，流体流速不断增加，当达到音速时(达到所谓的塞流)，流体将在余下的管程中以音速，且温度和压力不再发生变化。当塞流没有发