危险化学品泄漏事故风险评估模型及应用研究

2017-10-13黄晓宇新疆恒泰安全技术咨询有限公司新疆乌鲁木齐830010

化工管理 2017年28期

关键词：液氨氨气储罐

黄晓宇(新疆恒泰安全技术咨询有限公司,新疆乌鲁木齐 830010)

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危险化学品泄漏是一种较为常见的化工事故，并可能引发火灾爆炸、中毒、窒息等次生、衍生事故，为企业带来严重的人员伤害和经济损失。本文以液氨为例，从危险化学品泄露事故风险评估模型入手，分析风险评估模型在化工生产中的实际应用。

危险化学品；泄露事故；风行评估模型；应用研究

化工行业的发展能够为社会发展带来巨大的经济财富，对环境的污染也是不容忽视的。危险化学品泄露事故是化工生产运行过程中最常见的一种事故，通过构建风险评估模型，尽可能降低危险化学品对企业、对社会的影响。

1 危险化学品泄漏事故风险评估模型

危化品发生泄漏事故通常有以下几种衍生形式：化学品发生泄漏后泄漏点呈现喷射火；泄漏一段时间后呈现闪火或者是汇集成蒸气云，最终发生爆炸；化学品泄漏扩散后会引起中毒、环境污染等现象。

不同危险化学品泄漏事故会造成不同程度的伤害，其火灾形式分为蒸气云火灾、火球、喷射火、池火等，对火灾类危险化学品泄漏风险事故构建评估模型时，需要根据火灾的不同类型，选取不同的伤害模型和热强度准则，科学、合理的计算出火灾影响范围和人员伤亡率；爆炸形式分为物理性爆炸、蒸气云爆炸、沸腾液体扩散蒸气爆炸等，对爆炸类危险化学品泄漏风险事故构建评估模型时，需要根据爆炸的不同类型，选取不同的爆炸模型和超压准则，科学、合理的计算出爆炸影响范围和人员伤亡率、物品损失情况；中毒形式需要根据化学物品泄漏形式、扩散形式、毒负荷准则对中毒影响范围和人员伤亡情况进行分析，其中泄漏形式为液体泄漏、气体泄漏、连续泄漏、损失泄漏等，扩散形式为非重气扩散、重气扩散等。

2 风险评估模型的应用

液氨是使用范围和使用量均较大的一种危险化学品。一般情况下，氨气是一种无色的气体，具有强烈的刺激性的恶臭味，其分子式为NH3，分子量为17.03，标况下NH3的密度为0.771g/L(密度比空气小)，自燃点为651.11℃、熔点为-77.7℃、沸点为-33.33℃。NH3十分容易液化，1标配的大气压能够将NH3冷却至-33.4℃，常规温度下对NH3施加7～8标配的大气压，能够将氨气冷凝成为无色液体，并有大量热量产生。根据相关资料显示，NH3属于五级危害气体，每立方米空气中的氨气含量在500～700mg时，容易导致人体中毒；每立方米空气中的氨气含量在3500～7500mg时，会导致人出现闪电式死亡；氨气与空气中其它物质进行混合，达到一定浓度后会引发爆炸或者燃烧。

NH3爆炸极限在16%～25%，液氨发生泄漏，流动到空气中形成“氨气”，氨气与空气发生混合，达到爆炸极限，如果遇到火源，将会引发火灾或者是爆炸，如果现场存在其他易燃可燃物质，将增加险情。导致NH3泄漏的风险因素有：高温天气，没有用喷淋装置对NH3储罐进行降温，造成NH3储罐的压力过高，使罐体发生开裂；NH3设备及管线的密封件或安全附件受到损坏，例如阀门损坏、液位计损坏、密封面磨损等；储罐中NH3充入量过大，导致罐内NH3溢出；施工人员操作不符合规范等，发生NH3泄漏事故；施工材料质量直接影响到NH3设备的密闭性。

NH3储罐泄漏后引起衍生事故概率计算公式如下：

液体：P=e-4.333m0.392；

气体：P=(e-4.16m0.342)(e-2.995m0.38)。

式中：P为中的点火概率；m为质量泄漏速率。

液氨储罐泄漏速率公式为：

式中：Qm为质量泄漏速率，kg/s；C0为泄漏系数；A为裂口的

面积，m2；P0为储罐内压，Pa；M为气体或者是蒸汽摩尔质

量，kg/mol；Rg为理想气体常数；T0为泄漏源温度，k；P

为泄漏处压力，Pa；r为绝热指数”。

从以上分析得知，当氨泄漏面积比较小时，液氨储罐内部压强不会快速下降，蒸气式爆炸就不会产生，如果氨泄漏点被引燃，会发生“喷射火”，氨喷射火概率为：

4.67×10-5×0.021=0.98×10-6

如果氨泄漏发生“喷射火”，会通过“热辐射”方式对周围环境造成一定的影响。火灾发生后，热辐射强度过大时，会导致周围物体变形或燃烧，会直接将设备烧毁、致人死亡。

根据相关材料显示：从建筑物角度来看，位于火灾现场的物体，例如建筑物、储罐等，均视为被破坏；若被破坏物体不在火灾现场之中，热辐射强度范围4kw/m2≤q≤25kw/m2内的建筑物属于危险状态，q＜4kw/m2内的建筑物属于安全状态。从钢结构材料角度分析，当q＜25kw/m2时，钢结构材料不会受到任何影响，故处于安全状态；当25kw/m2≤q＜37.5kw/m2时，钢结构材料会受到到影响，故处于危险状态；当37.5kw/m2＜q时，钢结构材料受影响较大，故正面临严重破坏；从人体承受能力来看，热辐射发生时人正位于火灾中，会直接导致人体死亡，即P(人体死亡率)=1；若人不位于火灾中，但所处环境中q≥35kw/m2时，同样会导致人体死亡，即P(人体死亡率)=1；若人不位于火灾中，但所处环境中q＜35kw/m2，喷射火对人热辐射影响程度被分为三个等级，即“一度烧伤”、“二度烧伤”和“死亡”。