危险化学品储罐

危险化学品储罐（精选五篇）

危险化学品储罐 篇1

大型浮顶储罐直径一般在60-100m,容量最大可达到15万m3,浮盘面积大,且直接暴露于大气中,直击雷击中率明显增加,浮盘受雷云影响可感应出大量静电荷,如果浮盘短时间内不能快速对地泄放雷电流和静电荷,油罐密封处将产生火花引燃油气造成雷击着火事故。据不完全统计,国内外529起油罐火灾事故中,因雷击所造成的火灾数占总数的32.5%[1]。浮盘上雷电流和静电荷的主要泄放通道是通过储罐二次密封上的导电片进行泄放。导电片沿罐壁四周每隔3m设置一个,要求浮盘与罐壁之间的导电片应尽可能的短,而且保持直接的传导路径[2]。

导电片通过螺栓固定在二次密封的支撑板上,依靠自身弹力或是靠橡胶刮板挤压两种方式与罐壁贴合。导电片作为雷电流的泄放通道应该具备连续可靠的电气连接,但是靠自身弹力和外面压力进行的连接并非可靠的电气连接[3]。在实际运行中,受气候、温度和油气的硫化腐蚀等作用影响,会引起储罐和浮盘几何尺寸的变化和二次密封上的橡胶刮板发生老化变形,浮盘随着油面的升降而上下移动,会造成浮盘在罐内产生一定的“漂移”,而且罐壁上很容易附着一些原油和产生铁锈,这些因素都会导致导电片与罐壁之间形成一定的空气间隙,如图1所示。在这种情况下,如果储罐造爱雷击时,那么导电片极易在空气间隙处发生空气击穿,出现打火现象。而且,导电片所处的空间油气浓度很大,极易达到爆炸下限,因此,一旦雷击产生火花,引起火灾事故的概率非常大[4]。

1 导电片间隙放电理论计算

导电片与罐壁间发生的间隙放电现象,可以采用气体放电理论计算两者之间的击穿电压。根据Townsend放电理论可知,均匀电场条件下,通过导电片与罐壁间的电流可以表示为[9]

i=i0eαd/[1-γ(eαd-1)] (1)

其中,α和γ分别为Townsend一次系数和二次系数[10],i0为初始电流,d为导电片与罐壁之间的间隙距离。

由于导电片和罐壁间的介质为空气,和电场E的关系可以表示为

α=APe-Bp/E (2)

其中,在标准大气压条件下,p=760Torr,A=8cm-1Torr-1,B=247cm-1Torr-1。

根据Paschen定律可知,导电片和罐壁间发生空气击穿放电的条件应满足

1-γ(eαd-1)=0 (3)

2 导电片火花放电实验

2.1 实验波形与环境

采用1.2/50μs冲击电压波进行导电片间隙放电实验(图2),实验室产生的1.2/50μs冲击电压波的波头时间为 1.2μs±30%,半峰值时间为50μs±20%。

在整个实验过程中,采用空调、除湿机等手段维持稳定的实验室环境,温度控制在20-25°C,相对湿度为55%-60%,气压为101.8kPa。

2.2 实验方案

图3为单个导电片间隙放电实验示意图。通过绝缘材料保证的储罐浮盘与罐底隔离,导电片通过螺栓与浮盘进行可靠的电气连接。采用冲击电压发生器给与导电片相连的储罐浮盘施加1.2/50μs冲击电压波,用Tektronix DPO4104示波器测量导电片与罐壁间的击穿电压。采用高速摄像机记录导电片的放电过程。

3 结果与讨论

图4为高速摄像机记录的导电片火花放电图。表1为不同间隙距离的导电片间隙放电击穿电压数据表,从表中可以看出,随着导电片与罐壁的间隙增大,击穿电压越大。这说明当导电片和罐壁贴合不良时,微小间隙比大间隙更容易产生火花放电危险。当d=0.1cm时,平均击穿电压仅为5280V,在遭受直击雷或是感应雷时非常容易产生火花放电。所以在储罐实际运行中,应尽量避免导电与罐壁出现微小间隙,加强导电片的检查与维修工作。

图5为根据式(2)和式(3)绘制出的不同间隙时导电片击穿电压曲线与三组实验数据对比图。从图5可以看出,实验数据和理论值吻合的很好,随着间隙的增大,击穿电压也随之增大,这为深入研究导电片的间隙放电提供了理论支持。

4 建议

考虑到实际运行过程中很难确保导电片与罐壁紧密贴合,很容易形成微小间隙,在这种情况下遭受雷击很容易产生间隙放电,出现打火现象。建议采取以下措施避免导电片产生间隙放电危险:

(1)在不能取消导电片的情况下,加强导电片的检查和维修工作,及时清理罐壁的油污和铁锈,确保导电片与罐壁贴合良好;

(2)对导电片所处的空间油气浓度进行例行检测;

(3)加强二次密封效果,及时更换老化的二次密封刮板,控制二次密封附近的油气浓度[12],消除火花放电引燃的气体环境;

(4)在条件许可的条件下,取消导电片,采用可靠的电气连接增加浮盘与罐壁的雷电流泄放通道,从根本上消除导电片间隙放电的危险因素。

参考文献

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《危险化学品重大危险源辨识》解读 篇2

《危险化学品重大危险源辨识》解读

摘要：GB 18218-2000<重大危险源辨识>作为国家标准化管理委员会下达的.2006年国家标准制修订计划项目,经全国安全生产标准化技术委员会组织起草、审查、报批,以2009年5月由国家标准批准发布的第4号公告颁布,更名为GB 18218-2009<危险化学品重大危险源辨识>.该标准将于2009年12月1日起实施.作 者：苏宏杰 作者单位：全国安全生产标准化技术委员会期 刊：劳动保护 Journal：LABOUR PROTECTION年，卷(期)：2009,“”(7)分类号：

危险化学品储罐 篇3

中海石油 (中国) 有限公司崖城作业公司南山终端的主要任务是处理由崖13-1气田海上平台输送过来的天然气和凝析油, 主要功能有对天然气进行脱水, 降低烃的露点, 经计量交付下游用户;对凝析油进行脱水, 处理为合格的LPG和重烃。主要设施有清管球接收器、段塞流捕集器、三甘醇加热炉、凝析油分离器、凝析油闪蒸罐、低温分离器、天然气压缩机组、脱C2塔、脱C4塔、LPG球罐等。

南山终端所建LPG球罐距离最近民居约1 000 m, 紧邻海边沙滩, 在整个终端处于相对较低位置。通向终端有一条双车道道路, 发生事故时外部专业救援力量有三亚市消防局、农垦医院等。

通过对新建LPG储罐后带来的潜在事故隐患和风险进行分析说明, 建立完善的事故预防措施, 以保障生产设施及周边居民的安全。

1储罐危险辨别

1.1容易导致事故的因素与部位

容易造成南山终端LPG储罐发生事故的原因有很多, 主要有:

质量因素:如设计规范选用不当, 选材不符, 制造及安装施工质量差, 阀门、附件质量不合格等。

工艺因素:如腐蚀破坏, 冷脆断裂, 材质老化, LPG中H2S、Fe S长期超标等。

管理因素:储罐及安全附件超期不检, 带病运行, 违章检修等。

操作因素:例如误开闭阀门, 对液位监测错误或不及时, 储罐超压, 导致储罐本体破裂或法兰垫片破裂泄漏等。

外来因素:如外来机械撞击、海啸、台风、地震等不可抗力因素造成的侧翻基础下沉或倾斜等。

容易导致储罐发生事故的部位有:罐体以及接管根部的焊缝因质量或缺陷的原因开裂泄漏;储罐的气相进出口、液相进出口、排污口、放空口、各仪表附件接口、阀门的密封等部位泄漏;LPG管道法兰连接密封部位泄漏。

1.2容易发生的事故类型

储罐易发生的事故类型主要有泄露事故和火灾爆炸事故, 其中火灾爆炸事故根据爆炸形式的不同又可分为两类:蒸汽云爆炸事故和沸腾液体膨胀爆炸事故。

根据泄漏位置不同可能会发生漏气和漏液两种情况的泄漏, 其中漏液比漏气更危险。发生漏气时, LPG在系统内气化吸热, 使系统内温度及压力下降, 有利于堵漏抢险作业。而漏液时LPG在系统外气化吸热, 系统内的压力和温度均没有下降, 不利于堵漏作业。

泄漏到空气中的LPG, 其蒸汽与空气混合形成可燃性云雾, 这种云雾的浓度处于爆炸范围内时, 遇到火源将发生爆炸, 产生冲击波, 对周围的人员及设施造成损害。这就是蒸汽云爆炸。

由于外来热辐射作用使得容器内处于过热状态, 容器内的压力超过对应温度下材料的破裂压力, 使剧烈沸腾的液体与迅速膨胀的蒸汽组成的气液两相爆炸性混合物瞬时释放, 称为沸腾液体膨胀爆炸事故。

2预防措施

通过上面对储罐危险辨别的分析, 制定出相应的预防措施, 可以分为硬件设施防护和措施预防两个方面。

2.1硬件防护

南山终端新建LPG储罐, 罐体上均设置消防固定喷水消防装置, 储罐液位计底部主要阀门和钢支柱也设有固定冷却喷淋装置, 并配以移动式消防冷却水系统作为辅助措施。同时, 罐区周围设置消防水炮、消火栓、消防水枪, 可以根据火灾大小和位置机动选择灭火设施和器材。

罐区共有8个灭火器, 分散设置在四面。为了保证LPG储罐的安全运行, LPG储罐上设置和安装压力表、液位计、温度计、安全阀, 排污管等仪表附件。每个LPG球罐均设置温度、压力及液位远传指示, 并设高低液位报警等安全附件。高高液位联锁关闭球罐进口的紧急切断阀。罐区还设置了可燃气体检测报警器, 在距罐壁10 m以外设置杠杆式平装雨淋报警阀。

LPG储罐区设有防火堤。防火堤排水管道上设有水封和闸阀。罐区按二类建筑防雷要求进行设计。工作接地、保护接地、防雷、防静电接地采用共用接地网系统, 其接地电阻设计小于4欧姆。

以上硬件防护设施都已通过检验合格, 现投入使用, 需定期测试维护, 防止其失效。

2.2措施性防护

(1) 泄露事故措施性预防。

针对各种可能引起泄露的情况可以制定出相应的应对措施进行预防, 具体预防措施如下:

(1) 泄漏点发生在LPG储罐的本体上, 如焊缝突然开裂。多是施工质量不合格引起的, 采取措施:强化施工质量, 严格控制LPG的充装量, 按时对检测仪表进行调校。定期测试压力及液位报警系统, 在超压、超高液位时能及时报警和采取果断措施。

(2) 工艺管线分支应力集中处, 容易发生金属疲劳断裂。采取的措施:要尽可能减少支线上的应力集中点。要加强设备及管线的应力集中区的检查, 发现错位管线及时停产整改, 必要时要进行无损检测。

(3) 与储罐相连的第一道法兰处泄漏。采取的措施:投用前对此处垫片进行严格检查, 选用优质可靠的法兰垫片, 并且在投产后定期检查测漏, 发现问题立即停产更换。

(4) 在储罐区设置应急放空系统。一旦发生难以控制的泄漏事故时, 立即启用, 将罐内的气体引到高压火炬有控制地烧掉, 防止发生灾难性事故。

(5) 严把罐体设计、施工、使用质量关。严格控制工艺参数, 防止罐内液体超压, 防止LPG储罐发生破裂或以其它方式泄漏。

(6) 防止人失误。对工艺操作人员进行相关知识和技术培训, 提高其业务水平和操作能力。

(7) 定期检查及维护设备。加强安全管理, 除了进行日常巡检外还要制定相应的定期检查制度。

(2) 火灾事故措施性预防。

(1) 遵守有关法律法规和技术标准对罐区罐体、管线、仪表附件、安全附件、电气设备等进行定期检查记录。

(2) 除了在储罐区设置固定式可燃气检测报警器之外, 工艺操作人员在巡检时需配备便携式可燃气检测报警器, 以便在气体泄漏扩散时设置安全警戒区。

(3) 控制点火源。禁止在罐区内吸烟;严格执行热工作业许可制度;禁止使用非防爆电器, 并要加强对防爆电器的检查。

(4) LPG大量泄露时, 所有的生产人员均要立即启动应急措施, 迅速切断一切电源和杜绝各种火源, 并做好堵漏的准备。启动洒水系统和消防泵, 并用水枪喷射雾状水驱赶气云, 使之在空气中扩散掉, 防止发生火灾爆炸。

(5) LPG球罐的支撑立柱进行防火涂料处理, 防止火灾时立柱受到烘烤而导致罐体坍塌。

2.3其他保障

(1) 建立完善的应急抢险专家库。

包括但不限于化工设备专家和三亚当地消防、地质、水文环境监测等相关部门的专家信息。根据应急工作需求, 确定其他的相关保障措施, 如交通保障、治安警戒保障、技术医疗保障、后勤支持保障等。

(2) 培训与演练。

根据南山终端应急管理要求, 定期开展LPG应急演习和培训, 并根据生产作业过程中可能出现的应急情况, 模拟LPG泄漏、火灾爆炸等场景开展应急演习, 不断提高LPG应急技能, 并将LPG培训和应急演练纳入南山终端年度安全主题培训和演习科目, 以便使现场员工及承包商了解LPG的危险特性、安全管理及应急处理措施。

3总结

南山终端新建LPG储罐如果发生泄漏, 引发火灾爆炸事故, 不但会对终端内部设备造成极大损害, 也会危及码头守护船和海边沙滩。因此只有全面的对储罐可能引发事故的因素, 及事故类型进行分析, 才能制定出严格的预防控制措施、操作规程以及应急反应措施, 在力图将事故消除在隐患阶段的同时做好处理最坏结果的准备。平时加强事故模拟应急演练, 在事故发生时做到不因慌乱或者应急不合理引发更大事故。只要遵循这些措施, 把安全当作一种责任, 就一定可以把危险消除在隐患阶段。

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危险化学品储罐 篇4

液氨为液化状态的氨气, 沸点-33.5℃, 一般储存于钢瓶或储罐中, 易液化, 在一个大气压下把氨冷却到-33.4℃, 或在常温下加压到7~8大气压, 氨就能冷凝成无色的液体并同时放出大量的热。液氨密度约为639g/cm3, 液氨同样也容易气化, 降低压力就急剧蒸发, 并吸收大量的热, 是一种常见的工业原料和制冷剂[1]。液氨又称无水氨, 有特殊的刺激性气味, 可燃, 引燃温度651℃但较难点燃, 爆炸极限15.7%~27.4%, 最易引燃浓度是17%。产生最大爆炸压力时的浓度是22.5%。据统计, 2002年之前国内发生的重 (特) 大典型事故中, 从事故发生频率和事故造成人员伤亡的角度, 氨泄漏危害仅次于氯气, 位居第二[2]。近年来, 液氨泄漏引发的火灾爆炸事故也时有发生, 如:2010年8月26日, 浙江舟渔公司的液氨泄漏爆炸造成1人死亡, 4人受伤多人被困;2012年12月27日, 山西省长治市长钢瑞达焦业有限公司脱硫液槽顶部进行焊接作业时产生火花引起脱硫液槽内氨气爆炸, 造成4人死亡, 2人受伤, 这两起事故为液氨汽化后遇到点火源形成的爆炸事故;2013年6月3日, 吉林宝丰公司的液氨泄漏事故是由于电气火灾点燃液氨的火灾事故, 造成121人死亡, 上百人受伤, 是国内因液氨泄漏造成伤害最大的安全生产事故。

从上世纪50年代起, 国内外对火灾爆炸模型就开始了大量的理论及实验研究, 池火灾、蒸气云爆炸[3,4]、沸腾液体扩展蒸气爆炸是几种广泛应用于罐区火灾爆炸危险分析的计算模型。Thomas[5]、Brotz[6]导出的经验公式描述了池火灾特征参数并对池火灾的热破坏准则和危险分析做出研究;Munday[7]提出TNT模型用来表示蒸气云爆炸产生的超压冲击波对周边环境的伤害作用;沸腾液体扩展蒸汽爆炸是液化气体瞬间汽化的伤害模式, 蒋军成[8]等人研究出的BLEVE时火球质量的模型方法缩小了数量化分析与实际的误差情况。在化工企业实际操作中, 化工罐区火灾爆炸事故发生的状况多变而复杂, 时常伴有多种火灾和爆炸模式相互引发的情况, 因此, 针对不同的事故模式, 选用不同模型对进行计算与分析, 有利于全面分析预测和评价事故后果及危险程度, 有助于企业安全管理人员针对不同事故类型制定相应的应急预案和安全保护措施。

液氨分为常温加压或低温常压存储两种形式, 泄漏后以气化、气液两相化或液化 (来不及气化或重新凝结) 三种形式存在;因泄漏方式和外部环境的不同, 会产生不同形式的导致火灾、火灾爆炸、有毒的环境, 灾害的形式也分为火灾、爆炸和中毒三种;比较容易导致泄漏的是连接管道、边沿、阀门和焊点, 罐体直接泄漏的形式少见;因连接管道、边沿、阀门和焊点形成的泄漏, 当液氨汽化外泄延滞一段时间, 与空气形成预混云而发生蒸气云爆炸[9,10];当瞬时汽化外泄时, 遇到点火源则会产生沸腾液体扩展蒸气爆炸[11];当罐区储罐内的液氨瞬时大量泄漏时, 还来不及形成汽化蒸气;或泄漏的液氨因自身特点 (气化率及自身温度低且易液化) 及外界因素重新凝结[9], 将会在围堤内泄漏区域形成液池, 遇点火源也会发生池火, 虽然液氨因其特性而难以点燃;另外, 因爆炸引起储罐破损并引发罐内液氨的二次火灾并形成稳定燃烧也是液氨的灾害形式之一。

因此, 本文选择天津某企业氨分解工序所对应的液氨存储罐区, 以上述蒸气云爆炸、沸腾液体扩展蒸气爆炸和池火三种灾害形式为基础, 分别建立液氨储罐的事故后果评估模型, 研究事故的后果与伤害范围, 为预防和减少事故损失提供依据。

1 案例基本情况

选择案例的液氨储罐位于厂区北侧, 储罐西侧为氨分解制氢间, 东侧废弃库房, 南侧为生产车间, 具体如表1所示。在半开敞的建筑内设有两个25m3的液氨卧式储罐, 尺寸为φ2600mm×9000mm, 两储罐间的最短距离为1.5m;液氨储罐与车间之间用管道相连 (阀门控制) , 储罐四周设有防液围堤和护栏, 防护围堤外侧高度2100 mm、内侧高度200mm, 围堤尺寸为14760 mm×6520mm;罐区内有水冷却系统和循环系统、液位计、温度表、压力表、安全阀等安全措施, 为了工艺需要储罐区内还设有汽化器等工艺装置。

2 液氨储罐火灾爆炸事故后果评估模型的构建

池火灾害模式分别假设单罐突然发生瞬时大量泄漏和因爆炸引起储罐破损并引发罐内液氨二次火灾两种形式, 前者在罐区围堤内形成液池, 遇点火源而在堤内形成池火;后者则形成罐内池火。

泄漏爆炸灾害模式以单罐持续泄漏50%的液氨且挥发后气体全部参与爆炸作为假设 (其泄漏量约为7250 kg) , 分别运用蒸气云爆炸事故计算模型、沸腾液体扩展蒸气爆炸事故计算模型进行计算和分析。

1) 根据池火灾事故模式建立池火计算模型

(1) 确定池火灾半径

对于因瞬时大量泄漏引起的罐外池火灾, 池火灾的半径为[12]:

对于储罐内的池火灾, 其火灾半径等于储罐半径。

(2) 确定燃烧速率

由于液氨的沸点为-33.5℃, 液氨储存温度为-33℃, 对应的密度为0.681382kg/L, 低于周围环境温度, 根据公式:

式中:m'单位表面积燃烧速度, Hc液氨燃烧热, 取18603.1k J/kg;Cp液氨的比定压热容, 取4.609k J/kg;H液氨的汽化热, 取1.37×103k J/kg;T0环境温度, Tb液体的沸点。

(3) 火焰高度

采用Thomas提出的经验公式计算火灾高度[13]:

式中, h火焰高度, ρ0周围空气密度, 取1.293;g重力加速度。

(4) 计算辐射通量

当燃烧时, 放出的总热辐射通量应按式 (4) 进行计算:

式中, Q总热辐射通量, η效率因子, 可取0.13~0.35, 本文取0.31。

导致不同伤害的基本距离根据目标入射热辐射强度公式

式中, I为入射热辐射强度通量, Q为总热辐射通量, tc为热传导系数, 在无理想的数据时, 可取值为1;x为目标点到液池中心的距离。

从热辐射的不同入射通量所造成的损失, 可以计算出导致人员不同程度伤害的目标点到泄漏中心点的距离。

2) 蒸气云爆炸事故计算模型[14]

蒸气云爆炸主要以爆炸冲击波和爆炸火球辐射热对人员、建构筑物和设备产生伤害, 且以冲击波危害为主, 并按照超压冲量准则 (见表2) 确定人员伤亡区域及财产损失区域。

TNT当量法是普遍运用的一种计算冲击波伤害范围的方法, 具体如下:

(1) 计算TNT当量

(2) 确定人员伤亡半径与财产损失半径

死亡半径:

重伤及轻伤半径:

财产损失半径:

在式 (6) - (10) 中, Wf为液氨参与蒸气云爆炸的质量, V为储罐的容积, ρ为在液态时的密度, η'为参与爆炸的液氨百分比, a为蒸气云当量系数, 取0.04;1.8为地面爆炸系数;WTNT为蒸气云爆炸的TNT当量, R0、R'0和R″分别为1000kg TNT爆炸时的重伤半径、轻伤半径和财产损失半径。

3) 沸腾液体扩展蒸气爆炸事故计算模型[15]

(1) 确定参与爆炸的燃料质量

(2) 计算热通量值

火球半径:

火球持续时间:

热辐射通量:

在式 (11) - (14) 中, Wr参与沸腾液体扩展蒸气爆炸的质量, q0为火球表面处辐射通量值, 柱形储罐取270k W/m2, 球形储罐取200k W/m2;r为目标位置与爆炸中心的水平距离。

(3) 确定人员伤亡半径与财产损失半径

死亡半径:

重伤及轻伤半径:

财产损失半径:

3 结果与讨论

围堤内池火的火焰高度为5.67m, 总热辐射通量为1.66MW;罐内池火的火焰高度为4.91m, 总热辐射通量1.14MW。在指定辐射强度下, 目标位置到火焰中心的距离与对人员/建筑设备的损害程度的计算结果如表3所示。

单罐泄漏发生蒸气云爆炸事故的TNT当量为1192.72kg;发生沸腾液体扩展蒸气爆炸事故时, 火球半径为56.1m, 火球持续时间为8.7s。两种爆炸伤害模式造成人员伤亡和财产损失的伤害半径总结如表4。

根据上述计算结果, 结合企业实际建构筑物的自身特性及平面布局, 分析得出:

1) 发生围堤堤内池火或罐内池火时, 液氨罐区建构筑物内的汽化器、管道等设备会因直接过火或热辐射大于12.5k W/m2导致损坏, 建筑内若有人员存在, 则会造成死亡事故发生;虽然罐区内两罐间距为1.5m, 符合《建筑设计防火规范》中对卧式乙类储罐0.8m的要求, 但是在灾害情况下, 另一罐体会受到大于37.5k W/m2的热辐射伤害, 如果不及时采取措施, 将会引发储罐结构变形导致更严重灾害 (二次灾害) 的发生, 应予以重点防范;与氨分解制氢间、废弃仓库和生产车间的间距分别为10m、20m和16m, 均大于无伤害的距离 (9.09m或7.53m) , 不会产生伤害;鉴于液氨易液化也易气化、难以点燃的特点, 因泄漏形成围罐外池火不是其常见的灾害形式, 形成池火并持续稳定燃烧进而导致另一液氨储罐受损形成二次灾害同样也不是其常见的灾害形式;而罐内池火的伤害影响范围, 则更小, 基本局限在罐区之内。

2) 发生蒸气云爆炸时, 产生的伤害相当于1192.72kg TNT爆炸的伤害;氨分解车间距离罐区为10m、生产车间距罐区16m, 伤害程度为人员死亡, 建构筑物严重受损;仓库距离罐区20m, 此距离小于重伤半径35.5m, 伤害程度为人员重伤, 建构筑物破坏大。由于发生此类爆炸的后果严重, 应重点防范, 防范的重点为液氨泄漏、点火源。

3) 发生沸腾液体扩展蒸气爆炸时, 火球半径可达56.1m, 持续时间8.7s, 以热辐射的形式对周边建筑及人员造成伤害, 死亡半径27.2m, 财产损失半径32.81m, 人员死亡和建构筑物严重损伤。这种灾害形式是在储罐受热或系统突然失效, 液体瞬时泄漏汽化并遇点火源而发生, 具有突发性且后果严重, 企业应高度重视并严格储罐及系统的定期检验与校验、密切关注系统的有效运行。

4 结论

危险化学品储罐 篇5

1 液氯储罐爆炸危险性分析[3,4]

1. 1 事故树分析方法

事故树分析法 ( Accident Tree Analysis, 简称ATA) 是从要分析的特定事故或故障 ( 顶上事件) 开始, 层层分析其发生的原因, 直到找出事故的基本原因 ( 底事件) 为止[5]。按照事故树的体系构成, 分析系统中存在的危险有害因素, 查找事故原因及其之间的逻辑关系, 为系统安全可靠运行提供重要的理论依据。

1. 2 液氯储罐爆炸事故树构成

液氯储罐爆炸事故树构成见图1。

1. 3 求解事故树的结构函数

求解液氯储罐事故树的最小割集:

得到22个最小割集:

求解氯气储罐事故树结构重要度:

由液氯储罐事故树结构重要度分析可知, 为防止液氯储罐爆炸事故的发生, 首先应防止雷击和静电; 其次防止阀门泄漏、法兰泄漏、液氯输送管道泄漏事件的发生; 第三, 罐体附件应防止明火, 撞击事件; 第四, 应对罐体耐压强度进行定期检验, 防止加注过满、超压输入液氯、阳光直射、热辐射, 新罐使用时应彻底进行惰性气体置换。同时, 防止通过液氯管道混入其它可燃性气体。

2 液氯泄漏事故伤害范围估算

2. 1 液氯泄漏事故模型

液氯泄漏是指在工业生产中人为破坏、违章操作、腐蚀破坏、发生强烈地震或在运输中汽车等运输工具相 撞而发生 的装置或 储罐泄漏 事故[6]。通常情况下, 通过高压液化的方式存储氯气, 当氯气发生泄漏时, 在常压环境下会大量气化并迅速膨胀, 在一定范围内形成半球状的蒸汽云。假设当储罐发生破裂后全部液氯气化挥发, 计算液氯泄漏扩散造成的伤害范围。

以30 m3液氯满载储罐为例, 其承装质量的计算公式为:

其中: M—液氯储罐的承装质量, 单位Kg;φ—为液氯储罐充装系数取值0. 9[7]; ρ—液氯的密度, 液氯密度为1 470 kg /m3; ν—为液氯储罐的体积, 单位m3。

液氯泄漏发生全部气化形成蒸汽云, 气化总量体积的计算公式为:

式中: V—液氯气化总体积, 单位m3; m—液氯总质量, 39 690 kg; M—气体的摩尔质量, 0. 071kg / mol。通过计算得出液氯泄漏气化的总体积为V = 12 521. 9 m3

2. 2 有毒气体扩散半径估算

液氯危险浓度如表1所示[8]:

氯气吸入5 ~ 10 min的致死浓度C为0. 09% , 其有毒气体 扩散半径R1为: R1= [ ( V / C ) /2. 094 4]1 /3= 187. 98 m; 氯气吸入0. 5 ~ 1 h的致死浓度C为0. 0035% , 其有毒气体扩散半径R2为: R2= [ ( V / C) /2. 094 4]1 /3= 554. 86 m; 氯气吸入0. 5 ~ 1 h的致重伤浓度C为0. 0014% , 其有毒气体扩散 半径R3为: R3= [ ( V / C ) /2. 0944]1 /3= 753. 06 m。按照液氯泄漏中毒死亡区的外径数值, 如果该区内的人员缺少防护或未及时应急疏散, 则认为严重伤害或死亡。

3 结 论

30 m3液氯储罐实际储存量为39. 69 t, 根据《危险化学品 重大危险 源辨识》 ( GB 18218—2000) 的规定, 使用液氯的质量已超过临界量标准, 构成重大危险源。

1) 液氯储罐及其附属管道在设计、制造和安装过程中, 要提高制造、焊接工艺水平和存储设施的承压能力。在日常使用过程中要注意对安全设施的管理维护和保养检修, 氯气存储场所应清除火源、可燃物, 严禁违章操作。生产过程中要确保密闭性, 提供充分的局部排风和全面通风。容器在投产运行前要进行耐压试验, 维护检修前要进行彻底的惰性气体置换。

2) 液氯储罐区设计时, 应严格按照《建筑设计防火规范》 ( GB 50016—2006) 的要求, 对储罐、厂房、泵房、变电室之间的安全距离进行设置, 并对储罐区防雷设施、防静电设施、消防设施等进行设计。

3) 通过液氯储罐区泄漏伤害范围计算, 确定了死亡、重伤半径分别为187. 98 m、554. 86 m、753. 06 m, 为制定科学有效的生产安全事故应急疏散及救援预案提供了科学的参照。

4) 当发生液氯储罐泄漏事故时, 应及时将人员疏散至上风位置, 设法切断泄漏源并进行隔离处置, 用二氧化碳冷却容器, 严禁用水冷方式对泄漏容器降温。

参考文献

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[3]吴宗之, 高进东, 魏利军, 等.危险评价方法及其运用[M].北京:冶金工业出版社, 2001.

[4]赵铁锤, 杨富.安全评价 (修订版) [M].北京:煤炭工业出版社, 2004.

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[6]刘崇芝, 李春孝.浅谈液氯泄漏事故特性及处置[J].山东消防, 2002, 50 (12) :40.

[7]李求进, 张萱.液氯储罐区泄漏定量风险评价[J].中国安全生产科学技术, 2008, 18 (2) :18-19.