定性定量安全评价

1.第五章定性定量安全评价液氨储罐爆炸危急性分析依据爆炸破坏模型，可估量建筑物和设施的不同破坏程度，据此5-1其危害效应表冲击波破坏效应0.002某些大的椭圆形玻璃裂开0.003产生喷气式飞机的冲击音0.007某些小的椭圆形玻璃裂开0.01窗玻璃全部裂开0.02有冲击碎片飞出0.03民用住房稍微损伤0.05窗户外框损坏0.06屋基受到损坏0.08树木折枝，房屋需修理方能居住0.1承重墙损坏，屋基向上错动0.15屋基损坏，30%树木倾倒，动物耳膜破坏*0.290%树木倾倒，钢筋混凝土柱扭曲*0.3油罐开裂，钢柱倒塌，木柱折断*0.5货车倾覆，民用建筑五全部损坏，人肺部受伤。*0.7砖墙全部破坏*1.0油罐压坏18.5m³，液氨储罐蒸汽云爆炸计算过程如下：5.1.1根底数据选取在计算中，选取的参数：液氨的密度：p=600kg/m³液氨的燃烧热：Qc=18610kJ/kg液氨罐的灌装系数：k=0.8由此给出该单元爆源的总能量为：Eo=0.01kVpQc=0.01×0.80×18.5×600×18.61×106=16.52×108J爆源的当量TNTW=Eo/QTNT

=16.52×108/4.5×106=365.5kgTNT5.1.2冲击波超压对人体的损害冲击波超压对人体的损害具体如下：死亡半径为：R

=13.6(W

/1000)0.37=9.39m0.5 TNT〔2〕重伤半径由以下方程式求解：△P=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019SZ=R

)1/3=R

(1.013×105/5.08×109)1/3=0.0271R2 0 0 2 2△P=44000/P=44000/1.013x105=0.4344S 0R=49.61m2〔3〕轻伤半径由以下方程式求解：△P=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019SZ=R

)1/3=R

(1.013×105/5.08×109)1/3=0.0271R3 0 0 3 3△P=17000/P=17000/1.013x105=0.1678S 0R=121.86m35.1.3冲击波超压对四周设施破坏的分析

=13.6(W/1000)0.37和不同冲击波破坏效应下的冲击波0.5 TNT超压值，可计算出不同超压值的破坏半径R、R,R,以及不同液V1 V2 V55-218.5m³液氨罐总能量J16.52x10818.5m³液氨罐总能量J16.52x108JTNT当量kg365.5kg死亡半径R0.5m9.39重伤半径Re0.5m49.61轻伤半径Re0.01m121.86死亡区0-9.39重伤区9.39-49.61轻伤区49.61-121.86安全区＞121.86液氨储罐爆炸的影响分析18.5m³卧式液氨储罐储存液氨，液氨储存量掌握在＜80的损害程度。6-218.5m³液氨储罐发生爆炸事故时，距储罐中心位9.39m9.39-49.61内脏将严峻挫伤，并可能引起死亡；距储罐中心位置49.61-121.86m内的暴露人员将会消灭轻度或中度的损伤。6-1会造成建筑物损坏，危及其他设备的安全，导致生产停顿，造成巨额经济损失等。液氨储罐泄漏毒害危急性分析〔1〕液氨储罐发生裂开泄漏的毒害区域计算计算方法简述设液氨质量为W(kgt(℃)，液体介质比热为C(Kj/(kg℃)，当容器裂开时，器内压力降至1atm(0.1MPa),t

(℃)。此时全部液体所0放出的热量为：Q=WC(t-t0假设这些热量全部用于器内液体的蒸发。如它的汽化热为q(kJ/kg),则其蒸发量为：Q=WC(t-t0如介质的相对分子质量为M，则在沸点下蒸发的体积Vg(m³)为：Vg=224W(273+t)/273M=224W(t-t)C×(273+t)/273Mq0 0 0氨气危害半径的计算液氨的理化性质如下所述：氨的分子量：17； 点：-30℃；液氨的比热〔平均：4.6kJ/k℃；汽化热：1.379×103kJ/kg℃。氨气的危害浓度见下表所述：空气中氨的浓度〔mg/m³〕接触时间〔min〕危害程度〔STEL〕空气中氨的浓度〔mg/m³〕接触时间〔min〕危害程度〔STEL〕3070-14030210-35028呼吸变慢、眼和上呼吸道不适、恶心、头痛〔轻度〕呼吸及脉搏加速，鼻、眼刺激，有明显不适〔中度〕马上咳嗽、有猛烈刺激作用〔中度〕700 30马上死亡〔重度危害〕1750-450030〔0.85〕18.5m³液氨储罐内储存液20℃。当储罐发生裂开后，全部液氨气化挥发，计算泄漏集中的氨会造成的毒害后果。A、计算液氨全部气化蒸发热量Q=WC(t-t

)=9.4×103×4.6×[20-(-30)]=2.164×106Kj0计算液氨的蒸发量W′=Q/q=WC(t-t

)/q=2.164×106/1.379×1030=1.57×103kgB、计算液氨蒸发成气体体积Vg=224W(273+t)/273M=224W(t-t)C(273+t)/273Mq0 0 0=1818m³3m³STEL；0mg/³为有眼和呼吸道不适〔轻度危害；0mg/³为可引起咳嗽、有猛烈刺激作用〔中度危害；0mg/m³，为可以引起马上死亡〔重度危害。并假设在静风条件下，氨气初始云团按半球状在地面释放。30mg/m³的半径为：R=(3CgGg/2Pc)1/3=【(3×1.57×109)/(2×3.14×301/3=292m140mg/m³的半径为：R=(3CgGg/2Pc)1/3=【(3×1.57×109)/(2×3.14×140)】1/3=175m700mg/m³的半径为：R=(3CgGg/2Pc)1/3=【(3×1.57×109)/(2×3.14×700)】1/3=103m3500mg/m³的半径为：R=(3CgGg/2Pc)1/3=【(3×1.57×109)/(2×3.14×3500)】1/3=58m〔2〕液氨小口径泄漏2.16MPa20℃，承受气体“储罐接头泄漏裂口尺寸为与其连接收道管径的20%-100%算动身生液氨储罐管道泄漏破损时，液氨泄漏结果。具体见下表5-4。泄漏裂口尺寸〔mm〕泄漏速率〔kg/s〕泄漏持续时间〔min〕泄漏量〔kg〕泄漏裂口尺寸〔mm〕泄漏速率〔kg/s〕泄漏持续时间〔min〕泄漏量〔kg〕20%，4mm0.92301656推测模式氨气挥发集中的烟团模式：C(x,y,o)=[2Q/(2π)3/2ббб ]×exp[-〔x-x〕2/2б2]x y z 0 x×exp[-〔y-y〕2/2б2]×exp[-〔z-z〕2/2б2]0 y 0 z其中：C(x,y,o)-x,y〕坐标处的氨气浓度mg/x0,y0,z0—烟团中心坐标；Q—事故期间烟团的排放量：б、б、б 为Y、Z方向的集中参数。常б=б。x y z x y推测结果下风向地面氨浓度分布：依据上述计算模式，当液氨发生泄漏事故时，假设泄漏持续时间为30min，在工程所在地常见气象条件下〔稳定度D类，风速2.0m/，下风向地面氨气浓度推测结果如下表：6-5下风向地面氨气浓度推测结果最大落地浓最大落地浓半致死浓度半致死浓度短时间接触短时间接触度〔mg/m³〕度消灭距离〔m〕〔mg/m³〕〔m〕允许浓度〔mg/m³〕允许浓度消灭距离〔m〕656.31391390不会消灭3016003-13〔小口径泄漏656.3mg/m³，最大落地浓度消灭距离为事故源下风向139m；事故源下风向³〕1600m。〔3〕结论1atm(0.1MPa)，处于过热状态的液氨温度快速降至标准沸点-30℃，此时液氨挥发量为1570kg，挥发后有毒氨气以半球形向地面集中，则以储罐为中心的人员中毒死亡半径为58m，103m，292m。当液氨储罐发生腐蚀泄漏或者管道裂开事故〔小口径泄漏，氨气最大落地浓度为656.3mg/m³，最大落地浓度消灭距离为事故源范围；30mg/m³1600m。上述分析状况为抱负状况，在实际状况条件下，液氨储罐发生裂开的概率极低，是可以通过实行有效的安全技术措施和安全治理措施来加以掌握的。液氨泄漏的毒害区域估算可作为企业制定液氨泄漏应急预案和处置液氨泄漏事故时，人员疏散的参考使用。液氨泄漏后果格外严峻，在液氨生产、储存、运输等使用过程中，应实行必要的安全防范措施进展掌握。火灾爆炸危急指数评价拟建工程发生具有爆炸性、可燃性的化学品泄漏的可能性发生泄漏的可能性由化学品引发的火灾爆炸、人员中毒的事故多数是由于物料的泄漏引起的，导致泄漏的缘由可能是腐蚀、设备缺陷，材质选择不当、机械穿孔、密封不良以及人为操作失误等。依据相关资料，国内外由化学品引发的事故中因泄漏引发的事故平均约占整个事故总量的46.75%。因此，拟建工程发生自然气泄漏的可能性所占比例较大，一旦发生事故，将造成人员伤亡和财产损失。拟建工程在经营、储存过程中可能发生泄露事故的缘由主要是由于储罐、管道损坏、阀门等连接处密封不严、焊缝开裂、操作失误引起泄漏，泄漏的易燃易爆、有毒有害物质在遇到热源、明火等点火源会马上起火而导致火灾、爆炸等重大事故。因此，事故发生的可能性与设计匹配性、设备、管道本体质量、施工质量、维护保养状况等多方面因素相关。主要泄漏设备依据各种设备泄漏状况分析，拟建工程中易发生泄漏的部位有储罐、管道、阀门、法兰等。①储罐：包括与其连接的管道和关心设备，其典型泄漏状况和裂口尺寸为：A、罐体损坏而泄漏，裂口尺寸为本体尺寸；B20%～100%；C、关心设备泄漏，酌情确定裂口尺寸。②管道：其典型泄漏状况和裂口尺寸分别为管径的20%和20%～100%。③阀门：其典型泄漏状况和裂口尺寸为：A20%～100%；B20%；C20%。④放散管：包括加热装置、放散管等，泄漏主要发生在多通接头部位，裂口尺寸取管径的20%～100%。泄漏后果①马上起火。自然气从管道内泄出时即被点燃，发生集中燃烧，发生喷射性火焰或形成火球，它能快速的危及泄漏现场。②滞后起火。自然气泄出后与空气混合形成蒸气云团，并随风飘散，遇点火源发生爆炸或爆轰，能引起较大范围的破坏。火灾爆炸危急指数分析依据报告中对物质存在的危急有害因素分析可知，拟建工程在生产、储存过程中可能消灭的较大风险是火灾爆炸，造成火灾爆炸的主要缘由为危急化学品的严峻泄漏。在此运用《道化学火灾爆炸危急指数评价法〔第七版评价单元和代表物质的选择LNG热、物质闪点、物质爆炸极限等参数，气化站储存的易燃液体危急性LNGLNG烷、丙烷、丁烷，应选定作为甲烷作为具体的评价物质。物质危规号闪点最大储物质危规号闪点最大储物质燃烧热NFPA分级/℃存量(T)系数〔KBtu/lb〕NHNFNR氨23003/4548.0310计算单元工艺危急系数①计算一般工艺危急系数〔F〕1一般工艺危急系数是确定事故危急程度的主要因素，取值参数包括：根本系数、放热反响、吸热反响、物料处理与输送、封闭单元及室内单元、通道、排放和泄漏掌握六项内容，取值和计算过程见“火灾爆炸危急指数〔F&EI〕计算表”。②计算特别工艺危急系数〔F〕2特别工艺危急系数是影响事故发生的主要因素，特定的工艺条件是导致火灾爆炸事故的主要缘由。取值参数包括：毒性物质、负压操作、燃烧范围内或其四周的操作、粉尘爆炸、释放压力、低温、易燃和不稳定物质的数量、腐蚀、泄漏九项内容，取值和计算过程见“火灾爆炸危急指数〔F&EI〕计算表”。③计算工艺单元危急系数〔F〕3

〕为一般工艺危急系数3

〕与特别工艺危1

28。计算火灾、爆炸指数〔F＆EI〕火灾、爆炸危急指数是用来估量生产事故可能造成破坏的大小，的乘积，即F＆EI=F3×MF。

3暴露半径〔R〕：对已计算出的F＆EI，可以用它转换成暴露半径，按公式R=0.256×F＆EI，可求暴露半径R。计算暴露区域暴露半径打算了暴露区域大小，按A=πR2可计算暴露区域面积。确定安全措施补偿系数〔C〕F在运行过程中，实行了一系列安全措施，这些措施在肯定程度上降低了火灾爆炸发生的概率，并减轻了事故的危害程度。

1

〕三2 3个方面，总安全补偿系数Ｃ为全部被选取的安全补偿系数的乘积。计算补偿后的火灾、爆炸指数〔F＆EI′〕补偿后的火灾爆炸危急指数〔F＆EI′〕为火灾爆炸危急指数〔F与安全措施补偿系数〔C

〕之积。F确定火灾爆炸危急等级由计算所得火灾爆炸指数F&EI和F&EI′，依据道化学法〔七版〕火灾爆炸危急指数与危急等级对应表确定危急等级〔见表5-4〕。表5-7 道化学评价方法危急等级标准1～6061～9697～127128～158＞159最轻较轻中等很大格外大5-8火灾爆炸危急指数〔F&EI〕计算表评价单元评价单元LNG储罐区甲烷物质系数1．一般工艺危急

21危急系承受危数范围险系数根本系数 1.00 1.00 ——放热化学反响吸热反响C．物料处理与输送

0.30～1.250.20～0.400.25～1.05

0 储存过程中无化学反响0 无吸热反响0.50.3D．密闭式或室内工艺单 0.25～0.3元 0.90E．通道F．排放和泄漏掌握

0.20～0.350.20～0.50

0.30.5一般工艺危急系数〔F1〕 F1=1.00＋0.5＋0.3＋0.3+0.5=2.62．特别工艺危急根本系数 1.00 1.00A．毒性物质

0.20-0.80

0.2

NH=1B．负压〔＜500mmHg〕 0.50 0C．燃烧范围或其四周的 0.30～0.80⑴罐装易燃液体 0.50 0.5

储存过程为常压操作低温储罐储存⑵过程失常或吹扫故障⑶始终在燃烧范围内D．粉尘爆炸E．压力F．低温⑴工艺中的液体及气体⑵贮存中的液体及气体⑶贮存中的可燃固体及工艺中的粉尘H．腐蚀与磨损I．泄露—接头和填料

0.300.800.25-2.000.86-1.50.20-0.300.10-0.750.10-1.50

0001.00.301.000.10.3

无粉尘爆炸危急0.66MPa储存-192℃低温储存阀门密封处可能产生稍微0.3。J．使用明火设备K．热油、热交换系统L．转动设备

000.15-1.1050.50 0

无明火设备无热油交换系统储存过程中无使用转动设备特别工艺危急系数〔F2〕工艺单元危急系数〔F3F1×F2〕火灾、爆炸指数〔F&EI=F3×MF〕潜在火灾爆炸危急等级

F2=1.0+0.2+0.5+1.0+0.3+1.0+0.1+0.3=4.4F3=F1×F2=2.6×4.4=11.44F&EI=F3×MF=8×21=168格外大表5-9 安全措施补偿系数表补偿系数 承受补偿系范围 数*工艺掌握

取值说明a.应急电源b.冷却装置c.抑爆装置d.紧急迫断装置e.计算机掌握f.惰性气体保护

0.980.97～0.990.84～0.980.96～0.990.93～0.990.94～0.96

0.980.980.980.980.951

设置发电机作为应急电源设置冷却装置设置抑爆装置设置紧急停车装置设置计算机掌握系统无惰性气体保护g.操作规程/程序 0.91～0.99 0.95

制定有搬运、装卸操作规程h.化学活泼性物质0.91～0.98 1 无化学活性物质检查析i.其他工艺危急分 0.91～0.98 095析

员工经有资质机构危化品并考核合格，气化站按有关设计标准和治理规定实行相应的安全措施。C1**＝0.98×0.98×0.98×0.98×0.95×0.95×0.950.791物质隔离遥控阀卸料/排空装置c.排放系统d.连锁装置

0.96～0.980.96～0.980.91～0.970.98

0.9610.920.98

设置远距离掌握阀无