知识泄漏风险(精选4篇)
知识泄漏风险 篇1
1引言
近年来, 随着我国蛋氨酸产能的迅速扩张, 其主要原料甲硫醇产量和储存规模随之剧增。甲硫醇易燃、易爆、气味恶臭, 在生产、储存、运输等方面存在较大风险, 大量泄漏可能造成严重人员伤亡和财产损失。如何采取有效的风险控制技术, 降低甲硫醇泄漏的风险程度, 是建设单位、设计单位和安全技术服务机构的一项重要任务。
通过对甲硫醇大量泄漏风险的研究, 利用其物质属性的规律, 采用减少储量、密闭低温储存、应急联动控制、设置喷淋、氧化、催化无害化焚烧等应急控制技术, 可有效降低与减弱甲硫醇泄漏事故的风险影响程度。
2甲硫醇泄漏的危害及风险程度
甲硫醇属于易燃易爆、有毒气体, 职业性接触毒物危害程度为高度危害, 浓度稍大和长时间吸入可引起头痛、恶心及不同程度的麻醉作用, 高浓度吸入可引起呼吸麻痹而导致死亡。一旦发生大量泄漏可能造成火灾、爆炸事故, 而且因其恶臭特性, 容易造成较大范围内人员恐慌。
3甲硫醇装置布置风险控制技术
3.1储存量控制
甲硫醇生产、储存过程中, 在满足工艺连续生产需要的前提下, 尽量减少甲硫醇的中间储存量。其中间储量可控制在0.5~1小时生产用量范围内, 以降低风险程度。
3.2总平面布置控制
在新建、扩建、改建蛋氨酸—甲硫醇项目时, 对甲硫醇中间储罐应尽量与其它生产设备分开布置, 尽量远离生产作业区、办公区, 避免在事故状态下对其他生产设施和工序造成风险影响。
甲硫醇储罐区与其他产品、原料储罐应分区布置, 这样可有效避免在事故状态下相互之间的影响, 同时也避免引发二次事故或次生灾害。
3.3储罐布置控制
为了有效控制甲硫醇大量外泄, 甲硫醇储罐宜布置于密闭空间内。密闭储罐间根据储存量大小设置, 确保可以密闭控制甲硫醇气体泄漏的空间。储罐间的门、窗、通风孔均应设有泄漏事故状态下可以自动关闭的装置, 以备在事故状态下起到密闭和承压的功能和作用。储罐间顶部应设有泄爆面, 以备在爆炸事故状态下起到泄压作用。储罐间地面向内要设置一定的坡度。
3.4储罐区通风设置
为加强储罐间的日常通风, 防止甲硫醇聚积, 密闭储罐间内设置常开通风装置。由于甲硫醇属重气 (相对空气密度为1.66) , 故通风装置采用低位吸风、高位排风的方式。同时, 为防止甲硫醇逸散, 储罐间的进风口设置在上部, 下部不设进风口, 开设的门窗日常应保持密闭。同时, 储罐间的进风口应设置事故状态下可以自行关闭的装置。
3.5防爆电气及静电接地系统
甲硫醇储罐区存在易燃、易爆的风险, 控制易燃、易爆的主要措施, 是杜绝点火源, 储罐区除禁止其他明火源外, 电气火花、静电火花是区域内应予高度重视的隐患之一, 选配防爆电气、做好防静电接地, 是有效防止因电气火花导致储罐区燃爆的重要措施。
4甲硫醇泄漏风险控制技术
4.1喷淋吸收处理
甲硫醇为硫醇类有机化合物, 在液相中显示一定的酸性, 易氧化。可使用氢氧化钠直接中和吸收法和次氯酸钠氧化处理法。
(1) 碱液喷淋吸收处理:
可采用20%~40%氢氧化钠溶液直接中和吸收处理。甲硫醇气体的吸收效果与氢氧化钠溶液的用量及浓度成正比关系, 接触反应时间会随着氢氧化钠浓度的增加而缩短。
(2) 次氯酸钠喷淋氧化处理:
次氯酸钠氧化处理法的原理是利用碱性条件下次氯酸钠的强氧化性, 将甲硫醇氧化成甲基磺酸钠。该方法的接触反应时间较长, 甲硫醇的吸收率较高。可用串联釜或串联填料吸收塔加以吸收。
(3) 喷淋吸收系统组成及原理:
甲硫醇泄漏喷淋吸收处理系统一般由密闭储罐间、泄漏吸收间、地下管沟、负压抽风装置、喷淋吸收塔、碱液箱等组成。其原理及储罐间布置如图1。
(4) 废水回收综合处理
在甲硫醇泄漏风险事故处置后, 特别是采用碱液和次氯酸钠喷淋处置技术, 会有大量甲硫醇钠溶液, 这些废水可集中处理。中和吸收法虽然使用方便, 成本低, 如遇甲硫醇大量泄漏或生产工艺中产生大量的甲硫醇碱性废液, 如不处理遇酸又重新产生甲硫醇气体, 因此, 必须对甲硫醇钠溶液进行综合利用。
4.2无害化焚烧处理
(1) 直接焚烧处理:
在密闭空间储罐区顶部, 除设有泄爆面外, 在事故状态下可将有毒、可燃气体, 通过罐区顶部放散管进行无害化焚烧排放, 无害化焚烧直接燃烧的温度一般在600~1000℃。在一般事故状态下, 如要启动该项功能, 需要大量的其它燃料, 同时必须是大量易燃气体泄漏, 而气体的易燃程度达到燃烧要求, 一般可用天然气或其他易燃气体起引燃或助燃作用。但是有毒、易燃气体无害化焚烧能耗较高, 在一般生产过程中不主张使用直接焚烧排放, 直接焚烧排放在我国很难得到推广, 目前仅在石化行业得到应用。甲硫醇大量泄漏的事故状态下, 直接燃烧法净化效果好。
(2) 尾气回收焚烧炉:
焚烧处理系统也可利用尾气锅炉, 但必须保证尾气锅炉能够满足事故状态下泄漏出甲硫醇焚烧的需要, 且尾气焚烧锅炉应按《危险废物焚烧污染控制标准》的相关要求, 设置二次燃烧室, 燃烧温度不低于1100℃, 烟气停留时间不低于2秒, 出口烟气中氧含量6%~12% (干气) , 确保甲硫醇能够充分完全燃烧, 焚烧分解率99.99%以上, 并转换为SO2。
(3) 催化燃烧法:
直接燃烧的温度最高, 通常要在1100℃以上。热力燃烧的温度对于绝大多数的有机物在760~820℃即可。气相催化氧化法是催化燃烧的方法, 是利用催化剂使废气中的有害组分在较低的温度下迅速氧化分解。催化燃烧的温度最低, 一般在200~400℃就可以使大部分的有机物和CO销毁。
4.3深冷直接回收
深冷回收系统亦只适合甲硫醇气体大量泄漏的情况下, 在储罐区有密闭条件且浓度较高的情况下才可以考虑使用深冷直接回收法。其最大的缺点是净化程度受温度影响很大, 在常温、常压和开敞环境下, 深冷回收受到很大条件限制, 该工艺需冷却的温度愈低, 所耗用的成本也就愈高。只有空气中所含气体浓度比较高时, 冷凝回收才能有效。
在密闭空间储罐区内可以设置深冷回收系统, 一般采用2~3级串联深冷冷却工艺进行效果最佳。对介质的选择也是在设计中需重点考虑的因素, 一般情况下不是连续生产使用, 而是在事故应急时备用。
4.4催化氧化处理
甲硫醇中的硫羟基具有不稳定性, 易发生氧化, 因而, 催化氧化法治理含硫有机废气, 是国内外环保科研的一个方向。该法是利用催化剂的强氧化性, 对甲硫醇被碱液吸收后的反应产物进行液相催化固定, 或是利用催化剂直接对甲硫醇进行催化氧化后再吸收固定的方法。
(1) 液相催化氧化法:
液相催化氧化法的工艺原理为:针对碱液直接中和吸收法产生的甲硫醇盐类与酸接触产生甲硫醇气体, 重新造成二次污染。因此, 尾气经碱液吸收塔和催化氧化塔吸收处理, 利用催化剂对其进行催化固定, 使甲硫醇钠转变为稳定的硫代硫酸钠。
(2) 气相催化氧化法:
气相催化氧化法是将含硫有机废气与空气混合预热后, 经装有固定床催化剂的氧化室, 发生氧化反应, 生成二氧化碳、二氧化硫和水。气相催化氧化法的工艺过程大致为:将尾气经真空抽出, 并经计量后入风机进口处, 风机将空气与甲硫醇尾气混合后进入预热器, 经预热后的气体再经二次加热到380℃左右后进入催化氧化室, 发生氧化反应, 使其生成一氧化碳、二氧化碳后直接排放。
4.5安全自动控制
甲硫醇储存区一般属于重大危险源, 风险较大, 因此, 在全厂自动控制大系统中, 应单设储存区小系统, 在一般事故状态下, 可通过自动控制小系统进行有效处理, 小系统与大系统链接应考虑程序、事故等级优先的原则设定。
4.6温度自动控制
由于甲硫醇沸点较低, 在常温下为气态, 储罐区温度偏低时, 甲硫醇储存及储罐压力有直接关系, 在工厂生产系统中一般都是将硫化氢气体与甲醇反应后, 将气体送入中间储罐。保持储罐区及密闭空间较低温度, 有利于甲硫醇储存安全和增加存量, 低温储存一般可采用2~3级串联深冷冷却工艺实现, 有效降低甲硫醇储罐区温度, 是防止事故发生的重要方法之一, 罐区设置温控系统可有效控制保障温度、湿度在合理区间的技术措施, 一般采用DCS或PLC自控技术, 均可以实现罐区温度探测, 数据采集, 高温报警和冷却系统联动响应, 从而实现罐区温度的合理控制。
4.7密闭空间温度自动控制
由于甲硫醇在常温下以气态方式存在, 储存区密闭空间内温度不宜过高, 最好应低于常温, 可有效避免甲硫醇气体溢出。在密闭空间中设置感温探头, 采用模块集成技术和计算机应用技术与其他联动控制技术相结合, 将密闭空间的温度控制在有效范围内, 使其储存环境适合甲硫醇固有属性的存放条件, 储罐区温控系统是必要的风险控制措施之一。
4.8压力自动控制
除温度对压力有直接影响外, 存量输入、过载、超压也是甲硫醇储罐压力增高的重要原因。在储罐上设置工作压力表, 并赋予正常工作压力值和冗余值, 当压力表与DCS自控系统连接时, 设置正常工作压力参数, 压力冗余参数, 超压报警或启动联动系统控制存量输入或增加存量输出功能, 使储罐压力始终保持在设定参数内运行。
4.9抽、送风自动控制
在储罐区首先设置灵敏有效的气压表, 应用模块集成、探测、传输和计算机运用技术, 有效地将密闭空间抽排风系统进行组合与链接, 始终保持密闭空间处于负压状态, 进风量始终小于出风量。特别是在事故状态下, 可有效关闭进风口, 使其储罐区密闭空间真正处于密闭状态, 抽风系统才可以将泄漏的甲硫醇气体送入无害化焚烧系统或喷淋系统进行应急处理。
4.10异常监测报警
在罐区内设置监测报警系统, 通过探测和传输技术, 管理系统在第一时间准确反映储罐区异常情况, 以便做出处置决策。
4.11系统应急响应
应急响应系统是自动控制系统二级单元, 当储罐区发生事故报警时, 自动控制系统可根据设定的应急程序进行工作, 程序的赋予或优先完全靠设计人员对事故或系统的分析与判断, 从而做出响应决策。甲硫醇储罐区应急响应的前提条件是发生了甲硫醇大量泄漏, 应急响应程序可以是:关闭进风口、报警疏散、切断输入阀、加大抽风量、启动喷淋系统或无害化焚烧系统等措施进行应急处置, 可有效降低事故风险及后果影响。
5甲硫醇泄漏应急技术
5.1气体防站及应急救护器材配置
(1) 气防站:
为有效控制甲硫醇泄漏风险, 甲硫醇生产企业应设置气防站, 并根据《化工企业安全卫生设计规定》 (HG20571-95) 的规定, 配置建筑设施和人员。
(2) 应急救护器材:
甲硫醇在空气中浓度超标时, 工作人员必须佩戴过滤式防毒面具 (全面罩) 或自给式呼吸器。紧急事态抢救或撤离时, 必须佩戴空气呼吸器, 穿防静电工作服, 戴防化学品手套。
5.2甲硫醇泄漏事故应急疏散
在甲硫醇泄漏事故中, 要有效降低事故风险, 必须及时做好周围人员及居民的紧急疏散工作。准确了解当地地质和气象条件, 迅速确定疏散距离, 是应急救援工作的一项重要课题。鉴于我国目前尚无这方面的详细资料, 参照美国、加拿大和墨西哥联合编制的《危险化学品泄漏事故中的疏散距离》 (ERG2000) 中的数据:
(1) 甲硫醇大量泄漏紧急隔离距离为95m, 白天疏散距离为下风向800m, 夜间疏散为下风向2700m。甲硫醇泄漏事故应急疏散区域示意图如图2。
(2) 紧急隔离区:以泄漏点为中心的半径95m的圆形区域, 非事故处理人员不得入内。
参考文献
[1]危险化学品泄漏事故中的疏散距离 (ERG2000) .美国
[2]四川源汇安全评价公司.10万吨/年蛋氨酸项目安全条件论证, 2009, 7
[3]北京维科尔安全技术咨询公司.10万吨/年蛋氨酸安全评价报告, 2009, 7
[4]牛星钢, 李群芬.化工工艺设施安全联锁有效性评价[J].中国安全生产科学技术, 2007, 3 (6) NIUXing-gang, LI Qun-fang.Evaluation on the validity of safety interlock on chemical craft facilities[J].Journal of Safety Science and Technology, 2007, 3 (6)
[5]许宁, 孟庆建, 郝立勇, 等, 氯氧化法处理甲硫醇尾气的工业试验[J].环境科学与技术, 2004, 27 (4) XUNing, MENG Qin-jian, HAO Li-yong, et al.Industrial Exper-iment on Treatment of Tail Gas of Methyl Mercaptan by Chlorine Oxidation Process[J].Environmental Science&Technology, 2004, 27 (4)
[6]李培彬.甲硫醇的生产、应用与发展[J].精细与专用化学品, 2005, 13 (12) LI Pei-bin.Production, Application and Development of Methan-thiol[J].Fine and Specialty Chemicals, 2005, 13 (12)
[7]丁道正.急性甲硫醇中毒事故报告[J].中国工业医学杂志, 2007, 20 (05) DING Dao-zheng.Accident report of acute methyl mercaptan poi-soning[J].Chinese Journal of Industrial Medicine, 2007, 20 (5)
液氯运输泄漏事故扩散风险分析 篇2
随着国民经济的飞速发展,氯气作为工业和相关行业的重要原料或加工辅料,其社会需求日益增多,运输压力也逐年增大。研究表明,氯气应用中有95%以上涉及异地运输问题,其中约80%又是通过公路运输[1,2]。运输过程中,存在众多不安全因素,由此导致的泄漏事故极易给沿途的生命财产和环境造成严重危害。如2005年3月18时50分,京沪高速江苏淮安段103km处发生的一起重大交通事故,导致肇事车辆槽罐内大量液氯泄漏,造成28名村民中毒死亡,350人住院治疗,270人留院观察,疏散15000余人[3]。因此,有必要对氯气运输泄漏事故后的毒性气体扩散风险进行分析,但是目前多数的研究是针对化工厂固定高压储罐泄漏或高架点源气体排放,即针对固定点源瞬时泄漏、固定点源连续泄漏的研究很丰富[4,5,6,7],然而,液氯在运输过程中受车辆运动状态的影响,其泄漏后的扩散机理要复杂得多,固定点源的扩散模型在液氯运输泄漏的应用中受到一定的限制。本文结合运输泄漏事故的特点,建立运输泄漏事故后有毒气体扩散模型,并通过数值模拟,计算出泄漏气体的地面浓度等值曲线,据此将危险区域按污染严重程度划分为4个区域,从而为人员紧急疏散、现场警戒和采取必要的应急措施提供科学依据。
1 液氯运输泄漏扩散研究
1.1 运输泄漏事故类型
根据泄漏事故过程中罐车的运动状态以及罐内物质泄漏完成时间的长短可将泄漏事故分为以下3类:固定点源瞬时泄漏、固定点源连续泄漏和移动点源连续泄漏。运输泄漏和扩散过程如图1所示。
1)固定点源瞬时泄漏是指罐内物质在固定地点泄漏,且泄漏的完成时间极短。泄出后,罐内物质通常形成云团并沿下风向移动,浓度场逐渐衰减;固定点源瞬时泄漏并不常见,约占运输泄漏事故的4%[8]左右。
2)固定点源连续泄漏是指泄漏过程发生在固定地点,液体或气体连续的泄漏;此类泄漏事故比较常见,占所有运输泄漏事故的95%[8]以上。
3)移动点源连续泄漏是指泄漏事故发生后,驾驶员未能及时发现险情,继续保持运输车辆运行,罐内物质就会出现连续泄漏;此类泄漏事故较少见,占所有运输泄漏事故的1%以下,但影响扩散过程的影响因素最多。
1.2 液氯运输泄漏扩散模型
Gaussian烟团模型的数学表达式为[9]:
式中,C(x,y,z)为空间一点(x,y,z)处污染物浓度,kg/m3;Q为事故期间烟团的排放量,kg;σx、σy、σz分别为X、Y、Z方向的扩散标准差,m;u为平均风速,m/s;H为有效源高,m。
假设一辆装载有液氯的罐式车辆沿着与风向成φ(φ≤90°)角的方向做匀速运动,运动速度为v,单位m/s;从泄漏开始时进行计时,泄漏起点的水平投影为原点,泄漏过程中总移动时间为tr,单位s。
液氯沿着车辆的移动方向泄漏,释放的烟流可看作由无数个时间间隔无限短的、依次排列的烟团所组成。从排放时刻开始,每个烟团均沿着风向移动。以时刻排放的一个烟团为研究对象,此时车辆运行距离为,烟团的初始坐标为;到t时刻,该烟团中心的坐标为为该烟团沿下风向传输的距离,其扩散过程如图2所示,该烟团的质量为:
式中,为时刻液氯的泄漏速率,kg/s。
根据扩散统计理论,时刻排放的烟团在有界条件下的三维Gaussian烟团扩散公式为:
由于连续点源排放在(x,y,z)处的浓度,可看成是tr时段内连续排放出的污染物对(x,y,z)处浓度的贡献之和,即可看成是无数个间隔时间为Δt的瞬时排放的叠加,因此:
2 危险区域的确定
氯气是一种有刺激性和窒息气味、毒性很强的黄绿色气体。氯气不可燃烧,但可以助燃,与许多物质反应或在阳光下与易燃气体混合都可引起燃烧和爆炸。氯气属于2.3类有毒气体,是剧毒品[10]。氯气会强烈刺激人的皮肤与眼睛,若人体吸入氯气,会造成上呼吸道黏膜炎性水肿、充血和坏死,严重者会陷入昏迷甚至窒息死亡[1]。
根据不同浓度氯气对人体的危害程度,同时适当考虑爆炸极限和防护器材等其他因素,将液氯运输泄漏事故的危害区域分为轻度、中度、重度和立即致死4个危险区域。各区域的边界浓度和特点如下:
1)轻度区。为了避免轻度区过大,增加救援量,其边界浓度稍高于车间最高容许浓度,氯气轻度区边界浓度为3~9mg/m;人在该区域内能耐受较长时间,有轻度刺激,但脱离危险区域后能自行恢复,救援人员只需做原则指导。
2)中度区。氯气中度区边界浓度为90 mg/m3;人有较严重症状,若能及时治疗,一般无生命危险;该区为救援队伍救人的重点区域,应优先采取避难措施,救援人员戴上过滤式面具可活动2~3小时。
3)重度区。氯气重度区边界浓度为300mg/m3;人有严重症状,若不及时脱离该区,不经紧急救治,半小时内有生命危险;救援人员需穿防毒衣且佩戴氧气或隔绝式面具。
4)立即致死区。氯气立即致死区边界浓度为2500 mg/m3,人吸入氯气后立即死亡。
3 实例应用
一辆装有25t液氯的罐式车辆行驶在平直公路上,假设发生了两种不同类型的泄漏事故:第一种是罐式车辆在静止时发生液氯泄漏,为固定点源连续泄漏;第二种是车辆以40km/h的恒定速度沿着风向行驶,驾驶员未及时发现险情,泄漏的污染物沿着公路形成一种线状浓度场,为移动点源连续泄漏。两种泄漏事故的其他参数相同,如下:泄漏点距地面高1m,初始泄漏速率为6.5kg/s,泄漏发生后到堵漏成功的时间为300s,泄漏总质量Q(t)为1.792t;大气稳定度为D级,平均风速为2m/s。
通过液氯运输泄漏扩散模型并利用MATLAB进行仿真,分别得出了两种不同类型泄漏事故所造成的不同时刻地面浓度等值曲线,如图3与图4所示。通过对比分析,可以发现:
1)固定点源连续泄漏事故发生后,从泄漏点到下风向300m的区域在150s和300s时氯气浓度均超过2500 mg/m3,为立即致死区;0~300s期间,轻度区、中度区和重度区都在不断扩大;300s以后,由于泄漏停止,地面有毒气体浓度峰值逐渐减小,重度区、中度区和轻度区向下风向移动,并逐渐扩大再降级,最后依次消失;1200s时,重度区消失,轻度区在下风向(1500,2700)区间。
2)移动点源连续泄漏事故发生后,危险区域沿着风向和罐式车辆移动方向移动;0~300s期间,重度区、中度区和轻度区迅速扩大;300s以后,由于泄漏停止,重度区、中度区和轻度区向下风向移动,并逐渐扩大再降级,最后依次消失;1200s时,重度区和中度区消失,轻度区在下风向(2300,5200)区间。
3)固定点源连续泄漏事故与移动点源连续泄漏事故相比,前者的地面有毒气体浓度峰值比后者大,但后者轻度区、中度区和重度区的纵深和区域面积通常比前者大。
4 结论
1)根据液氯道路运输泄漏事故的特点,建立了液氯运输泄漏事故发生后污染物的扩散模型,该模型具有建模简单、求解方便等特点,能为相应泄漏事故的扩散风险分析提供科学依据。
2)根据不同浓度氯气对人体的危害程度,将液氯运输泄漏事故的危害区域分为轻度、中度、重度和立即致死4个危险区域。以所建模型为基础,通过MATLAB软件对两种不同类型的泄漏事故进行仿真分析,分别划出各个危害区域。
3)液氯在运输过程中,固定点源连续泄漏事故的地面有毒气体浓度峰值比移动点源连续泄漏事故的大,但前者的影响范围通常比后者小。
参考文献
[1]杨琳,吴宗之.液氯槽罐车公路运输事故原因分析及建议措施[J].中国安全生产科学技术,2007,3(1):31-34YANG Lin,WU Zong-zhi.Countermeasures and cause analysis on the accident of liquid chlorine tank car transport[J].Journal of Safety Science and Technology,2007,3(1):31-34
[2]沈小燕,李小楠,谢培,等.886起危险品罐式车辆道路运输事故统计分析研究[J].中国安全生产科学技术,2012,8(11):43-48SHEN Xiao-yan,LI Xiao-nan,XIE Pei,et al.Statistical analysis on 886 road HAZMAT transportation accidents by the tank truck[J].Journal of Safety Science and Technology,2012,8(11):43-48
[3]王孔森.基于高斯模型对氯气泄漏浓度分布的快速估算方法研究[J].中国安全生产科学技术,2012,8(9):33-37WANG Kong-sen.Study on the method of fast estimating the concentration’s distribution of chlorine leakage based on the Gaussian model[J].Journal of Safety Science and Technology,2012,8(9):33-37
[4]M.A.Mcbride,A.B.Reeves,M.D.Vanderheyden,et al.Use of advanced techniques to model the dispersion of chlorine in complex terrain[J].Process Safety and Environmental Protection,2001,79(2):89-102
[5]Aurelia Dandrieux,Gilles Dusserre,James Ollivier.Small scale field experiments of chlorine dispersion[J].Journal of loss prevention in the process industries,2002,15(1):5-10
[6]王东东,刘茂,李剑峰,等.小区域氯气扩散的CFD模拟研究[J].安全与环境学报,2008,8(3):126-130WANG Dong-dong,LIUMao,LI Jian-feng,et al.CFD simulation of small-scale chlorine dispersion[J].Journal of Safety and Environment,2008,8(3):126-130
[7]王洪德,廖倩雯.天然气瞬时泄漏扩散规律及其影响因素研究[J].安全与环境学报,2014,14(2):51-55WANG Hong-de,LIAO Qian-wen.Study on the diffusion regularity of the instantaneous leakage of natural gas and its influence[J].Journal of Safety and Environment,2014,14(2):51-55
[8]刘凯峥.罐式车辆道路运输毒性气体泄漏扩散模型与风险评价研究[D].西安:长安大学,2011.101-105
[9]ROBINS A.Wind tunnel dispersion modeling some recent and not so recent achievements[J].Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,2003,91(12):1777-1790.
输油站阀门法兰泄漏风险等级评价 篇3
D—diameter:为阀门公称通径;P—pressure:为阀门公称压力;
C—control:为泄漏后可否控制;Z—zone:为是否在重点区域。
风险分值DS=D+P+C+Z。DS值越大,说明该阀门风险等级越高,需要增加相应安全措施。对这4个方面根据划分的数值,计算出不同阀门的风险等级。
1、阀门公称通径(D)(如表1.1所示)
2、阀门公称压力(P)(如表1.2所示)
3、阀门泄漏控制(C)(如表1.3所示)
4、阀门所处区域(Z)(如表1.4所示)
5、风险等级划分(如表1.5所示)
按照DPCZ评价法将站内所有阀门进行划分类别,具体分类情况见下表:
经过对阀门的分类,将全部阀门按类别承包到个人,并制定详细的要害部位巡回检查内容和日常保养明细,见表一和表二。
结论:
DPCZ评价法在一定程度上不够全面,应用时需考虑其局限性,将根据实际情况予以修正。
参考文献
城乡冷库液氨泄漏扩散的风险分析 篇4
因此, 预测城市和乡村不同地域情况下氨泄漏后的空间浓度分布, 可以有针对性的划分人员的中毒区域, 对应急疏散指挥决策起到指导作用。
1 扩散模型选取
该文以冷库液氨连续泄漏扩散为例, 采用高斯烟羽模型对泄漏扩散进行数值模拟, 高斯烟羽模型如下所示[1,2]:
式中:C (x , y , z ) 为泄漏物质在 (x , y , z ) 点处的质量浓度, mg/m3;u为风速, m/s;Q为泄漏源的泄放速度, mg/s;x , y , z为预测点坐标, m ;H为有效源高, m;δy, δz分别为y, z方向的扩散参数, 与大气稳定度和水平距离有关。
2 事故模型假设
冷库制冷作用的氨系统包括储罐、管线、阀门、连接法兰、泵的密封等, 容易发生泄漏事故的部位:液氨储罐的气相进出口、液相进出口、排污口、放散口、液面计接口、安全阀接口、压力表接口等接管、阀门、法兰连接密封等部位失效或泄漏。冷库及冷藏间等的氨管道法兰、阀门、法兰连接密封部位失效或泄漏。假设液氨储罐发生泄漏事故, 液氨储罐容积为40 m3, 工作压力为1.5 Mpa, 设计压力为2.16 Mpa, 工作温度为50 ℃。漏到大气中后, 因压力瞬间变为常压, 其中有一部分迅速蒸发为气体, 假定液氨泄漏时全部被蒸发, 此时根据泄漏源模型[3]的气体泄漏模型, 泄漏速率为4.9114kg/s。现场风速为5.4 m/s, 大气稳定度为D, 有效源高4 m。
3 泄漏扩散模拟
3.1 大气稳定度的确定
扩散系数与大气稳定度紧密相关, 通过天空中观测的风速、云量、云速和日照等天气资料, 将大气的扩散稀释能力分为A、B、C、D、E、F6个稳定度级别[4], 本例中根据风速和当时的天气情况确定大气稳定度等级为D。
3.2 扩散系数的选择
表1列出了大气稳定度为D时的连续泄漏扩散系数的计算公式[5]。本例中为评估城市和乡村不同位置的液氨泄漏扩散的危害范围, 选取城市和乡村两种情况下的泄漏扩散系数进行计算。
3.3 matlab及危害区域分析
根据matlab编写程序模拟在城市和乡村不同情况下液氨泄漏的扩散情况, 见图1。通过模拟可知, 城市情况下的浓度最高值约为11.656 g/m3, 出现在20 m处;乡村情况下的浓度最高值约为9.6613 g/m3, 出现在48 m处。对泄漏氨气进行毒性评估时, 根据文献[4]选取30, 140, 553, 1750和3500 mg/m3为危害质量浓度阈值, 分别代表氨气对人体无明显刺激、轻度危害、中度危害、强烈刺激、危及生命和即时死亡的质量浓度。
通过图1可知, 若冷库选址在乡村 (城市) 发生液氨泄漏事故, 浓度在距离泄漏源约48 m (20 m) 迅速增大为浓度最大值, 随后迅速下降随着距离的增加浓度值缓慢降低。
图2给出了液氨在乡村和城市不同场所泄漏后的等浓度曲线, 危及生命和即时死亡和强烈刺激的质量浓度曲线区域应做好隔离措施, 严禁进入;质量浓度为30 mg/m3以内的区域均为人员防护区域, 防护措施根据危害程度的增加防护等级逐渐增强。乡村和城市不同情况下估测泄漏源下风向分别为2119 m处和735 m氨气的扩散质量浓度值约为30 mg/m3。发生在乡村的液氨泄漏扩散危害范围比发生在城市的危害范围要大, 但是城市属于人口密集区, 因此在选址上应该避免在人口密集的城区建冷库。不管是在乡村还是城市都应该考虑液氨泄漏后对周边区域的影响, 根据其不同的危害区域做好应急预案。
4 结语
(1) 基于高斯烟羽模型对冷库液氨泄漏进行了数值模拟, 选取代表不同地表粗糙度的城市和农村两种不同情况下的扩散系数进行分析。通过数值模拟得出, 发生在城市的液氨泄漏的下风向地面质量浓度的最大值比乡村情况下大, 但是其危害区域比乡村情况小。
(2) 通过模拟, 把泄漏后的区域按照不同危险程度进行了划分, 可以为人员疏散和现场警戒提供理论依据, 应急预案的制定更要根据城市和乡村的不同情况划分不同的警戒区域。
摘要:针对冷库液氨泄漏事故, 采用高斯烟羽模型进行分析, 并分别针对城市和乡村不同的地表粗糙度情况分析下风向地面中心线的扩散质量浓度和危害区域。通过matlab数值模拟表明, 发生在城市的液氨泄漏的下风向地面扩散质量浓度的最大值高于乡村, 但是危害区域比发生在乡村的小;通过模拟, 划分了不同的危害区域, 可以为发生在城市和乡村不同的地域情况下的人员疏散和现场警戒提供理论依据。
关键词:液氨泄漏,高斯烟羽,地表粗糙度,matlab数值模拟
参考文献
[1]邓金华, 沈贤明, 张保平, 等.Matlab在化学危险性气体扩散模拟分析中的应用[J].中国安全生产科学技术, 2005 (5) :96-98.
[2]王洪德, 莫朝霞.基于高斯模型的液氨储罐泄漏扩散仿真分析[J].中国安全科学学报, 2012 (9) :31-36.
[3]潘旭海, 蒋军成.事故泄漏源模型研究与分析[J].南京工业大学学报 (自然科学版) , 2002 (1) :105-110.
[4]夏登友, 钱新明, 黄金印, 等.液氨泄漏扩散模拟及危害评估[J].中国安全科学学报, 2014 (3) :22-27.