煤氣泄漏的后果模擬分析

6.4.6 煤氣泄漏的后果模擬分析1、評價(jià)因子根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，項(xiàng)目生產(chǎn)過程中涉及的有毒有害物質(zhì)為一氧化碳， 因此確定本次風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)因子為有毒物質(zhì)一氧化碳。2、項(xiàng)源分析1）最大可信事故及概率根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別結(jié)果，煤氣發(fā)生爐最大可信事故為煤氣在生產(chǎn)、 使用時(shí)發(fā)生泄漏或爆炸。本次評價(jià)根據(jù)同類項(xiàng)目調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，煤氣爆炸的概率為 4.2×10-7。根據(jù)對煤氣的危險(xiǎn)性風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，設(shè)定本次最大可信事故為煤氣輸送管道發(fā)生破裂，設(shè)定泄漏口徑為管徑的 20%，煤氣中的一氧化碳?xì)怏w泄漏進(jìn)入環(huán)境，設(shè)定泄漏即排放持續(xù)時(shí)間為 30分鐘。2）事故源強(qiáng)計(jì)算泄露源強(qiáng)計(jì)算公式一氧化碳為氣態(tài)，氣體泄漏公式如下：式中：QG——?dú)怏w泄漏速度，kg/s；P——容器壓力，Pa；Cd——?dú)怏w泄漏系數(shù)，圓形裂口取 1；2A——裂口面積，m；M——分子量；R——?dú)怏w常數(shù)，J/mol.K；TG——?dú)怏w溫度，K；κ——?dú)怏w絕熱指數(shù)；Y——流出系數(shù)，臨界流取 1.0，次臨界流按下式計(jì)算：爆炸源強(qiáng)計(jì)算公式煤氣爆炸危害程度影響分析推薦采用 TNT當(dāng)量計(jì)算煤氣發(fā)生爐爆炸影響范圍。TNT當(dāng)量計(jì)算公式如下：1aWfQfWTNT=QTNT式中：WTNT——蒸汽云的TNT當(dāng)量，kg；Wf——蒸汽云中燃料的總質(zhì)量， kg；α——蒸汽云爆炸的效率因子，表明參與爆炸的可燃?xì)怏w的分?jǐn)?shù)， 一般取3%或4%；Qf——蒸汽的燃料熱，J/kg；QTNT——TNT的爆炸熱，一般取 4.52×106J/kg事故源強(qiáng)計(jì)算結(jié)果事故排放源強(qiáng)計(jì)算結(jié)果見表表事故排放源強(qiáng)指標(biāo)一氧化碳容器操作壓力MPa0.101CO分子量g/mol28操作溫度℃60管徑mm2000泄漏孔徑mm400CO泄漏速率即排放速率kg/s0.1798排放持續(xù)時(shí)間min30排放高度m34、事故后果計(jì)算分析1）預(yù)測模式采用《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》 HJ169-2004推薦的多煙團(tuán)模式進(jìn)行事故后果計(jì)算，設(shè)定 10秒釋放一個(gè)煙團(tuán)。煙團(tuán)公式如下：式中：C(x,y,0) ——下風(fēng)向地面(x,y) 坐標(biāo)處污染物濃度，mg/m3；x0,y0,z0——煙團(tuán)中心坐標(biāo)；σx、σy、σz——x、y、z方向的擴(kuò)散參數(shù)， m；Q——事故期間煙團(tuán)排放量， mg。設(shè)事故釋放持續(xù)時(shí)間為 T0（s），釋放總量為 Q0（mg），可假設(shè)等間距釋放N個(gè)煙團(tuán)，通常 N應(yīng)≥10。每個(gè)煙團(tuán)的釋放量可近似認(rèn)為相同并由下式給出：每兩個(gè)煙團(tuán)的釋放時(shí)間間隔 t（s）則可由下式給出：2事故結(jié)束時(shí)，所有煙團(tuán)在預(yù)測點(diǎn) (x,y,0) 造成的濃度貢獻(xiàn)，按下式計(jì)算：事故結(jié)束時(shí)，所有煙團(tuán)在某個(gè)預(yù)測點(diǎn) (x,y,0) 造成的時(shí)間積分濃度貢獻(xiàn)由下式給出：2）預(yù)測氣象條件選擇不利有風(fēng)1.5m/s、小風(fēng)0.5m/s和B、D、F三類穩(wěn)定度組合共 6種氣象條件。3）預(yù)測結(jié)果（1）泄漏事故預(yù)測結(jié)果不同氣象條件下，不同預(yù)測時(shí)刻，設(shè)定的項(xiàng)目最大可信事故造成的下風(fēng)向最大地面濃度及出現(xiàn)距離見表，隨著時(shí)間的推移，泄漏物質(zhì)形成的煙團(tuán)在風(fēng)力作用下向下風(fēng)向漂移，最大落地濃度也逐漸向下風(fēng)向漂移，同時(shí)濃度逐漸降低。表煤氣泄漏事故預(yù)測結(jié)果0.5m/s，大氣穩(wěn)定度B1.5m/s,大氣穩(wěn)定度B預(yù)測最大落地出現(xiàn)50IDLH最大落地出現(xiàn)50IDLH時(shí)間濃度LC濃度LC距離(m)（m）(m)距離（m）（m）(m)33(mg/m)(mg/m)5min1530.564.8--2561.9114.116.317.4101531.014.8--2561.9114.116.317.4151531.094.8--2561.9114.116.317.4201531.134.8--2561.9114.116.317.4251531.144.8--2561.9114.116.317.4301531.154.8--2561.9114.116.317.40.5m/s，大氣穩(wěn)定度D1.5m/s,大氣穩(wěn)定度D預(yù)測最大落地出現(xiàn)LC50IDLH最大落地出現(xiàn)LC50IDLH時(shí)間濃度濃度距離(m)（m）(m)距離（m）（m）(m)33(mg/m)(mg/m)53250.915.715.317.74195.3524.940.751.3103254.335.715.317.74195.3524.940.751.3153254.965.715.317.74195.3524.940.751.3203255.175.715.317.74195.3524.940.751.3253255.275.715.317.74195.3524.940.751.3303255.335.715.317.74195.3524.940.751.30.5m/s，大氣穩(wěn)定度F1.5m/s,大氣穩(wěn)定度F預(yù)測最大落地出現(xiàn)LC50IDLH最大落地出現(xiàn)LC50IDLH時(shí)間濃度濃度距離(m)（m）(m)距離（m）（m）(m)33(mg/m)(mg/m)51747.3814.5-17.64095.4244.381.2100.5101759.3714.5-18.14095.4244.381.2100.5151761.4314.5-18.24095.4244.381.2100.53201762.1314.5-18.24095.4244.381.2100.5251762.4514.5-18.24095.4244.381.2100.5301762.6214.5-518.24095.4244.381.2100.5（2）爆炸事故預(yù)測結(jié)果本項(xiàng)目考慮地面反射作用，假定蒸汽云中燃料的總質(zhì)量為半小時(shí)的供氣量，發(fā)生爆炸后的影響程度見表表煤氣發(fā)生爐爆炸預(yù)測結(jié)果蒸汽云的TNT當(dāng)量/kg死亡半徑/m重傷半徑/輕傷半徑/m財(cái)產(chǎn)損失半徑/mm81935.1969.4171.5307.7199.7圖 煤氣發(fā)生爐爆炸事故影響范圍4）事故后果分析物質(zhì)危害閾值煤氣的危害作用見表表一氧化碳對人體的危害作用3人體反應(yīng)濃度(mg/m)30GBZ2.1-2007工作場所有害因素職業(yè)接觸限值最高容許濃度1700IDLH立即危害生命與健康2069LC50大鼠吸入1400可致人于瞬間呼吸麻痹而窒息死亡。注：表中“IDLH”來自GB/T18664-2002附錄B提供的美國國家職業(yè)安全衛(wèi)生研究所（NIOSH）正式出版物No.90-117，表征該濃度可立即威脅生命與健康，或使人立即喪失逃生能力。并根據(jù) NIOSH最新版本進(jìn)行了更新。事故后果分析在擬定的6類氣象條件下，煤氣發(fā)生泄漏事故所造成致危害生命健康 IDLH及LC50的影響距離均小于泄露地點(diǎn)距最近居民點(diǎn)的距離；爆炸事故的最大影響范圍為307.7米，小于危險(xiǎn)源距居民區(qū)的最小距離（危險(xiǎn)源距最近居民區(qū)距離為米）。可見，在泄漏事故或者爆炸事故發(fā)生的情況下，建設(shè)單位如能在短時(shí)間內(nèi)將事故控制，則不會(huì)對周邊居民產(chǎn)生明顯不利影響。5、風(fēng)險(xiǎn)事故管理1）安全防護(hù)距離GB50016-2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范規(guī)定，煤氣發(fā)生爐與民用建筑滿足25m的4防火間距。結(jié)合后果計(jì)算的各項(xiàng)距離，確定煤氣發(fā)生爐的中毒安全防護(hù)距離以及爆炸安全防護(hù)距離，確保環(huán)境敏感點(diǎn)不受該事故的影響。本項(xiàng)目中煤氣發(fā)生泄漏半小時(shí) LC50的最大距離為 81.2m，IDLH的最大距離為100.5m，煤氣爐發(fā)生爆炸引起人員輕傷的半徑為 307.7m。因此，評價(jià)建議在煤氣站邊界外設(shè)置 350m的安全防護(hù)距離。2）風(fēng)險(xiǎn)防范措施除了對煤氣發(fā)生爐設(shè)置安全防護(hù)距離外，對煤氣發(fā)生爐采取風(fēng)險(xiǎn)防范措施也是必要的。（1）煤氣發(fā)生爐凈化設(shè)備布置在室外保持良好的通風(fēng)；（2）煤氣發(fā)生爐配備一氧化碳檢測儀，隨時(shí)檢測設(shè)備、管道的漏氣情況。配備空氣呼吸器、自動(dòng)蘇生器等救護(hù)設(shè)備，即可在發(fā)生以外情況時(shí)救護(hù)，也可在帶氣操作、搶修時(shí)用于安全防護(hù)；（3）在煤氣發(fā)生爐運(yùn)行過程中，采取以下措施，以確保安全生產(chǎn)：①在鼓風(fēng)機(jī)空氣總管末端安裝放散管及爆破膜，在煤氣低壓總管上設(shè)有爆破膜，在萬一遇到爆炸事故時(shí)起泄壓作用，以保護(hù)設(shè)備及管道系統(tǒng)；②在發(fā)生爐飽和蒸汽管上，安裝干式逆止閥，防止突然停電時(shí)煤氣倒入空氣管內(nèi)，形成混合氣體引起爆炸；③在發(fā)生爐煤氣出口管道上安裝鐘罩閥，當(dāng)煤氣壓力超過規(guī)定值時(shí)，鐘罩閥打開放散；④為使工藝參數(shù)在即將超過某一極限，或生產(chǎn)過程中將處于某一危險(xiǎn)狀態(tài)前，內(nèi)自動(dòng)將有關(guān)生產(chǎn)過程和設(shè)備置于安全的臨時(shí)狀態(tài)，以防釀成設(shè)備損壞、人員傷亡等重大事故，電器控制系統(tǒng)采用安全連鎖裝置。由連鎖保護(hù)（啟動(dòng)連鎖、停車連鎖、行動(dòng)連鎖）、信號(hào)報(bào)警組成；⑤負(fù)責(zé)對煤氣操作人員進(jìn)行技術(shù)、操作、安全培訓(xùn)，合格方可上崗；（4）發(fā)生爐內(nèi)設(shè)置專門的廢水渠道，雨污分流，嚴(yán)禁各種廢水直接排放；建消防廢水事故池，防止火災(zāi)發(fā)生時(shí)消防水夾帶煤氣站中的有害物質(zhì)進(jìn)入河涌。發(fā)生爐應(yīng)設(shè)統(tǒng)一的污水排放口，事故發(fā)生時(shí)應(yīng)立即關(guān)閉總排放口，事故后收集處理。3）事故應(yīng)急措施制定風(fēng)險(xiǎn)事故應(yīng)急預(yù)案的目的是為了在發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故時(shí)， 能以最快的速度發(fā)揮最大的效能，有序的實(shí)施救援，盡快控制事態(tài)的發(fā)展，降低事故造成的危害，5減少事故造成的損失。（1）煤氣爆炸事故的處理。在發(fā)生爐煤氣爆炸事故后，應(yīng)立即切斷煤氣，并迅速打開吹掃蒸汽閥門，向其內(nèi)通入蒸汽進(jìn)行氣體置換，直至內(nèi)部殘余氣體趕盡為止。由于有時(shí)爆炸時(shí)同時(shí)發(fā)生著火，此時(shí)就不能立即切斷煤氣，而要根據(jù)煤氣著火事故的處理方法進(jìn)行處理。在處理爆炸事故時(shí)，可能會(huì)因炸防爆膜后吸入空氣又產(chǎn)生第二次爆炸，在未通入蒸汽吹掃前，人員不能接近防爆孔以及站立在防爆孔的正前方。手持 CO監(jiān)測儀于下風(fēng)向進(jìn)行實(shí)時(shí)探測，超標(biāo)時(shí)組織下風(fēng)向人員疏散，直至空氣中的CO恢復(fù)到正常水平為止。（2）煤氣失火事故的處理。發(fā)生爐中常見的著火事故，可按下述方法處理：①設(shè)備及所屬管等輕微泄漏引起的著火事故，應(yīng)以黃泥粘水草袋、水濕麻袋等撲滅之；②煤氣大量泄漏引起著火時(shí)，應(yīng)將該支管煤氣來源之總閥關(guān)2/3以減低壓力，待人可靠近后再以黃泥等撲滅之；③道內(nèi)萘及焦油著火時(shí)，可將該管道所有入孔、放散孔及能進(jìn)入空氣部分立即密閉斷絕空氣，使之窒息熄滅后，再通入大量蒸汽；④發(fā)生爐如果被火燒裂，冒出煤氣引起著火時(shí)，可緊急停止生產(chǎn)，采取安全措施后，按第二條進(jìn)行處理；⑤發(fā)生爐煤氣發(fā)生著火事故時(shí)，禁止將煤氣切斷，以防、止因回火而引起爆炸。（3）煤氣中毒事故的處理。出現(xiàn)煤氣中毒時(shí)，應(yīng)根據(jù)中毒的程度不同，分別加以急救。①當(dāng)值班操作人員或維修人員發(fā)現(xiàn)有頭暈的情況，應(yīng)立即到空氣新鮮處，呼吸新鮮空氣，并打開室內(nèi)的窗戶和通風(fēng)設(shè)備，以加強(qiáng)空氣的對流，使室內(nèi)的一氧化碳濃度下降；②當(dāng)出現(xiàn)惡心，氣喘等癥狀時(shí)，應(yīng)至空氣新鮮處靜臥休息，放松衣著，注意保暖，并可直接送鄰近醫(yī)務(wù)室急救；③當(dāng)出現(xiàn)昏迷休克時(shí)，應(yīng)立