輸氣站場泄漏事故后果模擬與定量風(fēng)險評價_圖文

1、第卷第期油氣儲運(yùn)輸氣站場泄漏事故后果模擬與定量風(fēng)險評價姜煥勇韓麗邵勇王學(xué)軍朱坤峰（中國石油天然氣管道工程有限公司）姜煥勇摘韓麗等：輸氣站場泄漏事故后果模擬與定量風(fēng)險評價，油氣儲運(yùn)，（）。要闡述了天然氣泄漏可能導(dǎo)致的火災(zāi)或爆炸后果。以某天然氣分輸站場為例，采用定量風(fēng)險評價軟件對其工藝設(shè)施和管道發(fā)生泄漏或破裂導(dǎo)致的主要事故類型進(jìn)行了后果模擬和定量風(fēng)險評價。認(rèn)為評價結(jié)果對于指導(dǎo)制訂和實(shí)施風(fēng)險降低措施具有積極意義。主題詞分輸站天然氣泄漏事故后果模擬定量風(fēng)險評價表不同泄漏情況下天然氣立即點(diǎn)燃的概率一，天然氣泄漏事故后果分析根據(jù)可燃性物質(zhì)的分類，天然氣的火災(zāi)危險性類別為甲類，屬易燃、易爆物質(zhì)，當(dāng)天然氣與空

2、氣的混合濃度達(dá)到時，遇火源即會發(fā)生燃燒或爆炸。天然氣連續(xù)泄漏，可能導(dǎo)致的后果包括噴射火、閃火、蒸氣云爆炸（）和安全擴(kuò)散。圖為天然氣連續(xù)泄漏事件樹。泄漏的天然氣如果被立即點(diǎn)燃，主要形成噴射火；泄漏的天然氣如果延遲點(diǎn)燃，形成的云團(tuán)可能導(dǎo)致閃火和蒸氣云爆炸，其結(jié)果取決于云團(tuán)的范圍和受限空間；如果泄漏的天然氣濃度很低，未被點(diǎn)燃，也可能安全擴(kuò)散。天然氣連續(xù)泄漏事是噴射火二、風(fēng)險評價實(shí)例分析、定量風(fēng)險評價軟件采用挪威船級社（）開發(fā)的定量風(fēng)險評價軟件包、和進(jìn)行定量風(fēng)險評價，其中，是用于計(jì)算各種石油化工裝置事故發(fā)生頻率的計(jì)算軟件，是用于定量風(fēng)險分析和危險性評價的計(jì)算軟件，則是分析的計(jì)算后果與影響評價因素的綜合

3、模塊。、項(xiàng)目描述立即點(diǎn)燃否卜形成爆黥??；玎。炸云團(tuán)閃火安全擴(kuò)散（）站場概況某天然氣分輸站站內(nèi)有站長件人，每班人，工作時間不固定，在站內(nèi)；有調(diào)度人，每班人，每天工作，夜班每周輪換；有維修工人，每班人，每天工作；保安人，每班人。站長、調(diào)度和維修工每工作天，休息天，每年在現(xiàn)場的時間比例為；保安每工作天，休息天，每年在現(xiàn)場的時間比例為。站內(nèi)設(shè)有個匯管區(qū)，匯管設(shè)計(jì)壓力，連通條支路（、）和匯管；匯管設(shè)計(jì)壓力，連通條支路（、）、匯管和匯管；匯管設(shè)計(jì)壓力圖天然氣連續(xù)泄漏事件樹立即點(diǎn)燃的發(fā)生概率由物質(zhì)的反應(yīng)活性所決定。天然氣屬低反應(yīng)活性物質(zhì)，不同泄漏情況下立即點(diǎn)燃的概率見表。延遲點(diǎn)燃的概率取決于點(diǎn)火源的強(qiáng)度、位

4、置、運(yùn)行系數(shù)以及蒸氣云團(tuán)在點(diǎn)火源位置所持續(xù)的時間。點(diǎn)火源可能是點(diǎn)源（火炬）、線源（公路、鐵路、高壓線等）及面源（點(diǎn)火源不確定的工業(yè)區(qū)等）。，河北省廊坊市和平路號，電話：（）。油氣儲運(yùn)年，連通條支路（、）和匯管，見圖。穩(wěn)定）、（不穩(wěn)定）、（弱不穩(wěn)定）、（中性）、（較穩(wěn)定）和（穩(wěn)定）六級，不同氣候下大氣穩(wěn)定度等級見表。在不同風(fēng)向條件下，不同風(fēng)速和大氣穩(wěn)定度的發(fā)生頻率見表。表示風(fēng)速為，大氣穩(wěn)定度為。（）點(diǎn)火概率點(diǎn)火源的點(diǎn)火概率見表。由于評價軟件可自動將區(qū)域內(nèi)的人員作為點(diǎn)火源進(jìn)行計(jì)算，因此表中點(diǎn)火源未列出“人員”一項(xiàng)。設(shè)食堂的操作白天為，晚上為。、失效模型（）單元劃分根據(jù)分輸站場的操作工藝流程，對探測

5、和切斷系統(tǒng)分級“，將其劃分為個單元，圖某天然氣分輸站場平面布置圖分別為（單元）、（單元）、（單元）、（）大氣穩(wěn)定度根據(jù)大氣穩(wěn)定度等級及擴(kuò)散（單元）、（單元）、（聯(lián)通線）、（參數(shù)的規(guī)定。，大氣穩(wěn)定度等級采用修訂的帕斯奎單元）、（單元）、（單元）、（聯(lián)通線）、爾（）穩(wěn)定度分級（簡記），分為（強(qiáng)不（單元）和（單元）。表大氣穩(wěn)定度的等級北北東北。東北東北東東東南東東南南東南南。南西南西南西西南西西西北西北北西北（）泄漏孔徑分類在進(jìn)行后果分析時，由于計(jì)表可能的泄漏情況。定義的泄漏孑徑類型見算所有泄漏尺寸所對應(yīng)的后果的計(jì)算量大，因此在表們。實(shí)際風(fēng)險計(jì)算中，往往采用一組離散的泄漏尺寸代（）泄漏時間結(jié)合設(shè)計(jì)文

6、件，確定各工藝單元第卷第期姜煥勇等：輸氣站場泄漏事故后果模擬與定量風(fēng)險評價不同泄漏孔徑對應(yīng)的泄漏時間，當(dāng)泄漏孔徑為時，泄漏時間為；當(dāng)泄漏孔徑為時，泄漏時間為；當(dāng)泄漏孔徑為時，泄漏時間為；當(dāng)泄漏孔徑為（站內(nèi)工藝設(shè)施或管道發(fā)生破裂）時，氣液聯(lián)動閥門自動切斷，將此時的泄漏時間設(shè)為。表點(diǎn)火源數(shù)據(jù)泄漏孑徑類型孔徑范圍代表性孑徑（）（）（）泄漏方向與方式工藝設(shè)施或管道內(nèi)高壓天然氣的泄漏可能有水平、垂直向上、垂直向下三種泄漏方向。對于橫截面為圓形的管道或容器，泄漏位置大致可分為個區(qū)域（見圖）。圖圓形管道或容器泄漏位置示意圖對于地上工藝設(shè)施的泄漏，當(dāng)泄漏點(diǎn)位于區(qū)域時，會形成垂直向上的無阻擋式泄漏，所占比例為。

7、當(dāng)泄漏點(diǎn)位于、區(qū)域時，會形成水平方向的泄漏，所占比例各為。根據(jù)周邊設(shè)施的阻擋情況，又可分為無阻擋式泄漏和水平撞擊式泄漏，其中水平無阻擋式泄漏占，水平撞擊式泄漏占。當(dāng)泄漏點(diǎn)位于區(qū)域時，會形成垂直向下的泄漏，初始的泄漏由于和地面發(fā)生碰撞，被地面削弱形成被動式泄漏，所占比例為。過濾器多為豎向結(jié)構(gòu)，其泄漏主要為水平泄漏，其中水平無阻擋式泄漏占，水平撞擊式泄漏占。對于埋地管道的泄漏方向，中、小孔徑為水平撞擊式泄漏；大孔徑和破裂泄漏水平撞擊占，動力。方向占。計(jì)算模擬時，設(shè)地上設(shè)施的泄漏點(diǎn)高度距離地面，埋地管道的泄漏點(diǎn)高度距離地面。、后果模擬（）噴射火利用軟件計(jì)算泄漏后果，、和單元破裂導(dǎo)致的水平泄漏在的氣象

8、條件下，形成噴射火的影響范圍最大，、熱輻射值的影響范圍分別達(dá)到、和。（）閃火利用軟件計(jì)算泄漏后果，、和單元破裂導(dǎo)致的向下泄漏在的氣象條件下，形成閃火的影響范圍最大，三個單元的。（爆炸下限，指天然氣與空氣組成的混合物遇火源發(fā)生爆炸的最低濃度）和的影響范圍分別達(dá)到和。（）蒸氣云爆炸發(fā)生蒸氣云爆炸必須滿足兩個條件，一是從燃料開始泄漏至點(diǎn)燃蒸氣云應(yīng)該有一段延遲時間，以形成達(dá)到爆炸極限的預(yù)混蒸氣；二是必須存在強(qiáng)的點(diǎn)火源或某些火焰加速機(jī)理，才能形成強(qiáng)的爆炸波。根據(jù)國外的泄漏事件統(tǒng)計(jì)和試驗(yàn)結(jié)果，少量蒸氣云不足以形成，只會形成閃火；在受限空間和蒸氣云發(fā)生擾流時才會發(fā)生破壞性超壓。蒸氣云必須達(dá)到一定的質(zhì)量，才會

9、發(fā)生破壞性超壓。蒸氣云的量由其組分而定，某些具有高燃燒速率、活性比較高的物質(zhì)，例如氫氣、乙炔可能產(chǎn)生破壞性爆炸。大的化工裝置或建構(gòu)筑物可提供部分受限環(huán)境并增加擾流的機(jī)會，閃火轉(zhuǎn)變成蒸氣云爆炸的可能性大。根據(jù)軟件的模擬結(jié)果，工藝設(shè)施或管道泄漏形成的蒸汽云云團(tuán)的質(zhì)量很低，且站場周邊無大型的建構(gòu)筑物，天然氣泄漏后形成受限空間的可能性較小，一般不會發(fā)生蒸氣云爆炸。、個人年度風(fēng)險評價個人年度風(fēng)險（）是指站場各作業(yè)崗位正常工作人員的平均死亡風(fēng)險，在計(jì)算過程中考慮了個體在白天和夜晚暴露于不同場所的時間系數(shù)。參考國外的風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國內(nèi)的實(shí)際情況，認(rèn)為為不可接受風(fēng)險，而為可忽略風(fēng)險。如果個人年度風(fēng)險高于，意味

10、著員工承受的風(fēng)險較高，需立即采取措施；如果個人年度風(fēng)險低于，意味著員工承受的風(fēng)險較低，無需采取進(jìn)一步的風(fēng)險降低措施；如果個人年度風(fēng)險介于之間，則意味著油氣儲運(yùn)員工承受的風(fēng)險水平處于最低合理可行區(qū)域事故進(jìn)行定量風(fēng)險模擬與評價，但需結(jié)合工程實(shí)際，（區(qū)域），站場可根據(jù)自身的實(shí)際情況確定對氣象條件、人口分布、點(diǎn)火源、事件樹分析、失效模是否采取特定措施。該準(zhǔn)則可用于指導(dǎo)定量評價分型等仔細(xì)推敲，確保各輸入項(xiàng)的合理性，從而使模型輸站員工的個人年度風(fēng)險值。更準(zhǔn)確地反映工程事故實(shí)際。根據(jù)站場作業(yè)崗位的設(shè)置和各崗位工作人員的（）目前，國內(nèi)的失效頻率數(shù)據(jù)庫尚未建立，開換班情況和工作流程，計(jì)算得出各崗位的個人年度展定

11、量風(fēng)險評價通常直接采用國外數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，有風(fēng)險值，見表。相對而言，個人年度風(fēng)險值偏高的關(guān)部門應(yīng)對事故進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，建立國內(nèi)的失效崗位是維修工，其風(fēng)險值為“，這主要頻率數(shù)據(jù)庫。是因?yàn)榫S修工接觸工藝設(shè)備區(qū)時間較長。站場內(nèi)各（）國內(nèi)尚未制訂可接受的風(fēng)險準(zhǔn)則，安監(jiān)部門作業(yè)崗位的個人年度風(fēng)險值均在區(qū)域內(nèi)。應(yīng)開展相關(guān)研究并制訂行之內(nèi)效的風(fēng)險準(zhǔn)則。表各作業(yè)崗位個人年度風(fēng)險值參考文獻(xiàn)崗位風(fēng)（險概率）崗位風(fēng)（險概率），石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范。站長維修工，調(diào)度保安，一環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境。三、結(jié)論與建議，（）采用定量風(fēng)險評價軟件可對石油化工裝置（收稿日期：一卜）（上接第頁）表上岸管道運(yùn)行記錄與數(shù)值計(jì)算結(jié)果對比圖管道出口海泥溫度場由于管道起點(diǎn)油流溫度高，熱力影響區(qū)域大，在管道周圍同樣位置處，管道起點(diǎn)海泥的溫度比管道末點(diǎn)海泥的溫