天然气分布式能源站项目环境风险分析方案

天然气分布式能源站项目环境风险分析方案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、应急与减缓措施，以使建设项目事故率、损失和环境影响达到可接受水平。环境风险评价重点是事故对厂（场）界外人群的伤害、环境质量的恶化和对生态系统影响的防护。1.1风险评价基本情况1.1.1风险评价等级按《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ/T167-2004）所提供的方法，根据项目的物质危险性和功能单元重大危险源判定结果，以及环境敏感程度等因素确定项目风险评价工作级别。风险评价工作级别按下表1.1-1划分。表1.1-1风险评价工作级别（HJ/T167-2004）项目剧毒危险性物质一般毒危险性物质可燃、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 根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2009），项目使用燃料天然气（主要成分为甲烷＞99%，其余为氮气等）属于危险化学品。项目化学品使用和储存单元的重大危险源辨识见表1.1-2。表1.1-2本项目重大危险源辩识本项目最大存在量(t)临界量(t)是否重大危险源天然气2350否氨4.410否根据《重大危险源辨识》（GB18218-2009）及《危险化学品名录》，项目使用的天然气属于危险化学品。项目所有生产单元和储存单元均不构成重大危险源。项目所在区域环境不属规定的敏感区，故本次环境风险评价按二级进行。1.1.2风险评价范围根据风险评价导则，项目风险评价范围为以项目厂区周边3km范围内。1.2项目风险识别1.2.1物料危险性分析物料危险性判别标准见表1.2-1。（主要成分为甲烷＞99%，其余为氮气等）1.2-2。表1.2-1物质危险性标准类别序号LD50（大鼠经口）（mg/kg）LD50（大鼠经皮）（mg/kg）LD50（大鼠吸入，4h）（mg/l）备注有毒物质1＜5＜1＜0.01剧毒物质25＜LD50＜2510＜LD50＜500.1＜LD50＜0.5325＜LD50＜20050＜LD50＜4000.5＜LD50＜2一般毒物易燃物质1可燃气体：在常压下以气态存在并与空气混合形成可燃混合物；其沸点（常压下）是20℃或以下的物质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1.2-2主要危险物料特性一览表物质名称危险类别闪点（℃）引燃温度（℃）爆炸下限（%）爆炸上限（%）火灾危险性毒性特征毒性分级CH4易燃气体-1905955.315.1甲吸入-大鼠LC50:658mg/L,4小时无毒1.2.2项目生产过程中风险识别由于项目涉及的危险化学品为天然气，直接由园区管道提供，不在厂区内贮存，不构成重大危险源。从各物料特性和储存量分析，本项目若发生风险事故，容易对厂界内的工作人员造成一定程度的危害，对周围环境的影响不大。1.2.3潜在事故分析（1）生产过程的风险识别将生产环节可能存在的风险因素列于下表，详见下表。表1.2-3生产过程风险识别生产环节危险物质主要危害因素产生部位锅炉甲烷火灾泄漏、中毒燃气锅炉、管道、汽轮机等锅炉氨泄露、中毒氨水存放处、SNCR系统（2）运输工程中危险因素识别原料天然气通过管道输送至本项目，属短距离管线，其危险因素主要为管道泄漏引起的火灾、爆炸、中毒、污染等事故，详见下表。表1.2-4运输环节风险识别风险范围风险装置风险物质风险类型装置名称数量（个）容积m3运输系统天然气运输管道//天然气（CH4）泄漏、燃爆（3）其他因素可能引发事故风险的因素还有战争、自然灾害、人为破坏等因素。前两个因素为不可抗拒因素，后一个因素只要加强防范管理还是可以避免的。1.2.4同类事故回顾化工行业的突发性事故主要表现为反应器的爆炸或破裂和贮罐、管道的泄漏，以及原料、产品运输途中的泄漏、交通事故和爆炸事故。因此本风险评价着重对近两年国内外相关装置发生过的几起典型的事故案例。实例一：克里夫兰液化天然气储罐事故（ClevelandLNGtankaccident）是世界上首次天然气事故。在1944年10月20日美国俄亥俄州克里夫兰，属东俄亥俄州天然气公司的液化天然气陆上储罐发生泄漏，其原因是那时钢材含镍量非常低，这种脆性钢材暴露在极冷的液化天然气中时，发生裂缝引发着火。储罐周围没有设置挡土墙，蔓延到城市下水道系统，冲击面广，爆炸剧烈，造成128人死亡，200～400人烫伤。实例二：2007年11月24日，中国石油天然气股份有限公司上海销售分公司租赁经营的浦三路油气加注站，在停业检修时发生液化石油气储罐爆炸事故，造成4人死亡、30人受伤，周围部分建筑物等受损，直接经济损失960万元。这是一起因施工作业人员违章作业、工程项目管理混乱引发的较大生产安全责任事故。液化石油气储罐用氮气卸料后没有置换清洗，储罐内仍残留液化石油气；在进行管道气密性试验时，没有将管道与液化石油气储罐用盲板隔断，致使压缩空气进入了液化石油气储罐，储罐内液化石油气与压缩空气混合，形成爆炸性混合气体；因违章电焊动火作业，引发试压系统发生化学爆炸，导致事故发生。实例三：2007年6月5日，在国道314线高速公路新疆和硕县榆树沟路段，一辆车牌号为新J-13974的液化气车与一辆拉运牲畜的黑龙江牌照的货车发生追尾事故，导致液化气发生泄漏。车上装有19吨液化气，罐体出现裂缝，并发出很大的声音，距离事发现场1.5公里处都能听到。接到报警后，和硕至乌鲁木齐方向的高速公路开始封闭。交警在现场周围设置了三道封闭线，事发地1.5公里禁止行人和车辆通行。以上的事例的发生主要原因是管理不善，职工素质较低、经验不足、违规操作、安全意识淡漠以及设备陈旧等问题，事故后果是造成人员伤亡与财产损失。因此本工程必须严格按国家“安全生产”的要求和项目《安全预评价报告》的要求制定生产规章和规范，加强对职工的教育，制定应急预案，完善生产设备，最大限度的杜绝泄漏、爆炸事项的发生。在生产过程中只要严格遵守操作规程并定期检修、维护贮罐、设备及管道、阀门等设备的完好率，出现物料泄漏的几率是非常低的，项目发生有毒物质泄漏的风险隐患很低。1.3源项分析1.3.1事故统计及最大可信事故对拟建项目来说，事故可能发生的概率是非常重要的数据，利用相关型装置发生事故的类比统计资料，确定事故发生的频率。1.3.2事故树分析项目风险事故主要是泄漏、火灾及爆炸事故对环境的影响。储罐、管道系统事件树见图1.3-1。从图1.3-1中可知，燃烧爆炸是由两个“中间事件”(设备泄漏、火源)同时发生所造成的。防止设备物料泄漏是防止发生燃爆事故的关键。另外，加强管线安全管理，采取避雷和防静电措施，严禁吸烟和动用明火，防止铁器撞击，防止产生静电火花等，也是防止燃爆事故发生的必要条件。图1.3-1储罐管道系统事件树示意图从图1.3-1中可知，管道设备物料泄漏，可能引起燃爆危害事故或扩散污染事故。风险事故对环境的影响与泄漏时间及各种应急处理措施的有效性密切相关。1.3.3最大可信事故类型及概率本项目的风险物质是天然气（甲烷），所有危险品均有易燃易爆、泄漏中毒的风险隐患。本项目不设天然气贮罐，天然气由管道输送入厂后送锅炉使用，一旦天然气发生泄漏、遇火发生爆炸，对外界环境也会产生一定影响，因此本项目将天然气管道泄漏、燃爆作为环境风险评价的主要内容。据有关资料，化工企业主要类型及发生概率见表下表：表1.3-1化工企业主要事故发生概率统计表事故名称发生概率（次/年）备注管道、输送泵、槽车等损坏泄漏10-1可能发生管道、贮槽、反应釜等破损泄漏10-2偶尔发生管线、阀门、贮槽等严重泄漏10-3偶尔发生贮槽等出现重大爆炸、爆裂10-4极少发生重大自然灾害事故10-5～10-6很难发生由上表，管线、阀门、贮槽等发生重大事故的概率为10-3及以下。据有关资料统计，国内储罐物料泄漏事故概率约0.5～1×10-4。据中石化总公司编制的《石油化工典型事故汇编》中论述的1983～1993年间774例典型事故进行统计分析得知：国内石化企业四大行业炼油、化工、化肥、化纤的生产装置事故发生率占全行业比例分别为37.85%、16.02%、1.65%、9.04%。据《世界石油化工企业特大型事故汇编1996～1987年》，损失超过1000万美元的特大型火灾爆炸事故按装置分布统计分析见下表，事故原因分析见下表。表1.3-2世界石油化工企业特大型事故按装置分布装置类罐区聚乙烯等乙烯加工天然气输乙烯加氢催化空分比率16.89.51.71.47.37.37.3装置类烷基化油船焦化蒸馏溶剂脱沥橡胶合成氨比率6.36.34.23.163.161.11.1表1.3-3事故原因频率分布序号事故原因事故次数（件）事故频率（％）顺序1阀门管线泄漏3435.112泵设备故障1811.223操作失误1515.634仪表电气失灵1212.445反应失灵1010.456雷击自然灾害81.46由上表可知，阀门管线泄漏事故率最高35.1%，事故频率很低。根据《环境风险评价使用技术与方法》中统计数据，目前国内化工装置典型事故风险概率在1×10-5/年。本项目装置工艺较成熟，同时在生产中采取严格的安全防护措施，极大的降低了有毒有害物料泄漏事故的发生概率，故评价确定项目天然气管线泄漏事故概率为1×10-5/年左右。1.3.4热辐射危害预测液化天然气管道泄漏遇火时将发生燃爆事故，在燃烧时后将铲射功能热辐射，对一定距离范围内人员、建筑等造成伤害。（1）热辐射危害预测公式火灾事故的热辐射危害可采用穆尔斯（Moorhowse）和普里恰特（Prichard）提出的经验公式进行估算。热辐射的最大半径Rf(m)(火球半径)Rf(m)=2.665×M0.327式中，M为可燃物质释放的质量，kg。热辐射(火球)持续时间Tf(S)Tf=1.089×M0.327在火球持续时间内，距火球中心r米处的辐射能量H：式中，T为空气的传导系数，为保险起见可取T=1.0。；Q为燃烧时能量释放率，Q=η×He×M÷Tf，J/s；He为燃烧热（J/kg）；η为燃烧效率，η=0.27×P0.32，P为物质的饱和蒸气压，MPa。计算有关参数见表1.3-4表1.3-4危险物料的燃烧热与饱和蒸汽压物料甲烷He（106J/kg）49.4饱和蒸气压，MPa0.05332（2）计算结果用上述公式可估算本项目甲烷发生火灾事故后可能产生的危害情况，具体结果详见下表。表1.3-5热辐射危害范围地点甲烷可燃物质释放量(一个罐)(kg)910火球半径Rf（m）24.7火球持续时间Tf(S)10.1Q(J/s)470.34距火球不同距离处的辐射能量H(KW/m2)3.18m37.53.85m25.55.50m12.59.72m4.015.37m1.6（3）火灾后果评价热辐射造成的损害可由接受热辐射能量的大小来衡量，接受热辐射能量通常用单位面积受到的辐射功率大小来计。热辐射通量对应的损害情况见下表。表1.3-6热辐射通量对应的损害情况热辐射通量（KW/m2）对设备的损害对人体的损害危害级别37.5操作设备全部损坏1%死亡/10秒100%死亡/1分钟A25.5在无火焰，长时间辐射下，木材燃烧的最小能量重大损伤/10秒100%死亡/1分钟B12.5有火焰，木材燃烧塑料熔化的最低能量1度烧伤/10秒1%死亡/1分钟C4.020秒以上感觉疼痛D1.6长期辐射，无不舒服E从上表的预测结果可以看出，若本项目中液化天然气物料贮罐发生火灾，火球半径分别为15.37m。A级危害范围分别为0～3.18m，属于火灾严重危害区域；B级、C级危害范围为3.18～5.5m，属于中等危害区域；5.5m-9.72m属于一般危害区域；天然气火灾事故对距泄漏点15.37m内影响较严重。距本项目200m范围内保护目标为某市第一人民医院医院门诊楼、住院楼、行政科研楼，根据预测结果火灾最大影响半径为15.37m，厂区内无居住人群，仅有正常生产时的厂区生产员工，根据调查估算，该范围内的人员约13人（本项目工作人员）。1.3.5爆炸预测结果（1）蒸气云爆炸模型a)死亡半径R1该区内的人员如果没有防护，则被认为无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径为R0.5。R1＝13.6×（WTNT/1000）0.37；其中：WTNT—储罐爆炸的TNT当量。WTNT=αWfQf/QTNT×1.8WTNT—储罐爆炸TNT当量；Α—蒸气云当量系数；取0.04；Wf —储罐物质最大存量，kg；Qf —物质的爆热，KJ/kg；QTNT—TNT的爆热；4520kJ/kg；1.8—地面爆炸系数。b)重伤区该区内的人员如果没有防护，则绝大多数遭受严重伤害，极少数人可能死亡或受轻伤。其内径为R0.5，外径为Rd0.5，代表该处人员因冲击波作用，耳膜破裂地概率为0.5，它要求地冲击波峰值超过44000Pa。这里应用超压准则进行计算，即：ΔPS=44000/P0=0.4344ΔPS=0.137Z-3 +0.119Z-2+0.269Z-1-0.091 1<ΔPS>10;R—目标到爆源的水平距离，m；P0—环境压力，Pa；ΔPS—冲击波超压；c)财产破坏半径R财＝K·WTNT1/3/[1+(3175/WTNT)2]1/6其中：K—破坏系数，取K＝5.6；其他同前。（2）爆炸事故后果预测结果见下表表1.3-7蒸气云爆炸预测结果危险源爆热KJ/Kg储罐物质最大存量KgWTNT,kgTNT死亡半径，m重伤外径，m财产破坏半径，m甲烷164451700000×0.71979223.4341.572.63爆炸时以“无影响”的损害距离作为安全防护距离，即最近的建筑物到各类危险源外径的距离应分别为72.63m，也要求各危险源周围的安全距离达到以上距离。爆炸影响范围以影响程度最大的为标准。（3）爆炸冲击波危害后果根据以上计算结果，当天然气分别发生爆炸时，死亡半径为3.43米；重伤半径别为41.5米；财产破坏半径为72.63m，因此爆炸将会造成厂区内一定的人员人身伤害和经济损失。距本项目100m范围内保护目标为医院门诊楼、住院楼、行政科研楼，根据预测结果爆炸最大影响半径为72.63m，根据调查估算，该范围内的人员约1000人。1.3.6风险可接受水平分析风险值是风险评价表征量，包括事故的发生概率和事故的危害程度。定义为：各行业事故至死率参照英国各种行业事故致死率FAFR值，FAFR值与见风险值换算见下表。表1.3-8英国各种行业事故致死率表类型FAFR制衣和制鞋业0.15汽车工业1.3化工3.5钢铁行业8农业10捕鱼35煤矿40铁路45建筑67飞机乘务员250表1.3-9风险值与FAFR换算表工时风险值（死亡/年）FAFR一年工作300天1.80×10-51每天6h15.56×104一年工作300天2.38×10-51每天8h14.20×104由于本项目的主要风险源为天然气管道，因此本项目风险值参照化工行业风险值，经换算，项目可接受风险值为1.33×10-5死亡/年。根据最大可信事故的后果预测结果，及厂区周围人口分布情况，考虑天气条件概率，同时结合各类事故发生的概率，计算项目风险源泄漏的风险值。表1.3-10项目事故泄漏风险值计算结果类别泄漏事故备注事故发生概率1.0×10-5危害程度1000人按影响人数最多的情况计风速出现概率29.4%按大于1.5m/s的概率计大气稳定度出现概率22.93%按影响最严重的情况计风向出现概率1.3%（NNE风）按发生频率最大的情况计风险值Rmax1.7×10-5由表可见，项目最大风险值为1.7×10-5，小于项目可接受风险1.33×10-5，项目的环境风险水平可接受。1.4风险防范措施“安全第一，预防为主”是我国的安全生产方针，加强预防工作，从管理入手，把风险事故的发生和影响降到可能的最低限度。本项目设置的消防灭火系统有：室外消火栓灭火系统，室内消火栓灭火系统，自动喷淋灭火系统，建筑灭火器配置系统。消防用水量按本项目消防需水量最大的建筑物生产车间计算。消防用水量：室内消火栓用水量为30l/s，室外消火栓用水量为30l/s，火灾延续时间为1小时；自动喷淋用水量为20l/s，火灾延续时间为1小时；则一次灭火用水量为288m3。医院事故池容积864m3，常年空置，该事故池距本项目30m。因此本项目消防废水依托医院事故池可行。1.4.1化学品储存的风险防范措施氨水存放于氨水存放专区，设置于危废暂存间北侧，本环评要求：氨水存放区场地布置防水、防腐、通风措施。1.4.2风险防范措施及投资表1.4-1环境风险保护措施及投资类别项目治理措施投资风险防范消防事故水池配套864m3的消防事故水池，用于储存发生火灾的消防废水；平时保持空置状态，事故废水须处理达标后排放。依托医院药品库化学品专区存放，场地防雨、防渗、防流失、通风。5万元1.5风险事故应急预案1.5.1基本原则无论预防工作如何周密，风险事故总是难以根本杜绝