危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源車間在線量的計(jì)算

危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源車間在線量的計(jì)算摘要：重大危險(xiǎn)源,是指長期地或者臨時生產(chǎn)、搬運(yùn)、使用或者儲存危險(xiǎn)物品,且危險(xiǎn)物品的數(shù)量等于或者超過臨界量的單元(包括場所和設(shè)施)，根據(jù)相關(guān)法規(guī)、法規(guī)，文章提出一些在辨識過程中的計(jì)算方法及要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：重大危險(xiǎn)源；在線量；計(jì)算引言重大危險(xiǎn)源的辨識、分級根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識》GB18218-2018進(jìn)行，在該標(biāo)準(zhǔn)的第4.2節(jié)列出了辨識方法。在實(shí)際應(yīng)用過程中，準(zhǔn)確計(jì)算各生產(chǎn)、儲存單元物質(zhì)實(shí)際存在量是辨識過程的關(guān)鍵。儲存單元如儲罐、倉庫，其物質(zhì)存在量計(jì)算相對簡單，根據(jù)企業(yè)提供的設(shè)備數(shù)據(jù)、物料表可以很快計(jì)算得出。與儲存單元不同的是，車間涉及不同設(shè)備，設(shè)備內(nèi)物料種類多，因而生產(chǎn)單元車間在線量的計(jì)算就相對繁瑣。在工作中還遇到過有一部分工程人員對計(jì)算方法不熟悉，直接估算。對此，本文給出一些計(jì)算方法供參考。1推薦的計(jì)算方法反應(yīng)釜等生產(chǎn)設(shè)備根據(jù)生產(chǎn)裝置的容積、物質(zhì)密度及實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行估算，具體數(shù)值由企業(yè)提供，設(shè)備內(nèi)若涉及多種物質(zhì)，則根據(jù)投料量、物料平衡分別計(jì)算各具體物質(zhì)在線量。氣體的質(zhì)量計(jì)算采用理想氣體狀態(tài)方程（克拉珀龍方程）方法計(jì)算：PV=nRT（1）其中：P—壓力，單位：Pa；V—體積，單位m3；n--物質(zhì)的量，單位：mol；T--溫度，單位：K；R--摩爾氣體常數(shù)，8.3145J·mol-1·K-1。液體物料采用下列計(jì)算公式：m=ρV（2）其中：m—質(zhì)量，單位kg；ρ—密度，單位kg/m3；V—體積，單位m3下面以某廠合成氣凈化裝置為例，描述具體的計(jì)算過程。該合成氣凈化裝置列入辨識的物質(zhì)包括氫氣、氨、甲醇、硫磺等多種物質(zhì)，下面以涉及氫氣、液氨的部分設(shè)備為例，其規(guī)格參數(shù)見表1：表1涉及辨識物質(zhì)的設(shè)備規(guī)格一覽表（部分）序號設(shè)備名稱規(guī)格型號工作介質(zhì)操作壓力Mpa操作溫度℃數(shù)量材質(zhì)原料氣冷卻器ⅠDN2580×5300(H)，V=18.1m3管程：氨合成氣/純CO2/不純CO2殼程：原料氣粗煤氣管程：6.2/0.6殼程：6.2管程：10/30殼程：40/231SS304L液氨排放槽1.68m3氨,水+油0.2-30℃1/具體計(jì)算如下：氣體（以原料氣冷卻器Ⅰ為例）：首先根據(jù)表1，介質(zhì)為氫氣，查得V=18.1m3，T=35℃，P=5.6MPa；根據(jù)物料平衡表（來自企業(yè)提供的工藝包、環(huán)評等資料），原料氣冷卻器Ⅰ內(nèi)氫氣含量為52.308%；然后根據(jù)式（1），算得n=20923.82mol，再乘以相對分子質(zhì)量，即得在線量，為0.042t。液體（以液氨排放槽為例）：根據(jù)表1，介質(zhì)為液氨，查得V=1.68m3；根據(jù)T=-45℃，P=2.2MPa，查液氨溫度與壓力、密度對照表（參考相關(guān)設(shè)計(jì)手冊），得密度約為0.7t/m3；根據(jù)物料平衡表（來自企業(yè)提供的工藝包、環(huán)評等資料），液氨排放槽內(nèi)液氨含量為20%；然后根據(jù)式（2），算得在線量為0.24t。固體固體物料參照企業(yè)提供的原輔材料表即可。計(jì)算結(jié)果匯總見表2：表2生產(chǎn)單元計(jì)算結(jié)果匯總表序物質(zhì)名稱設(shè)備名稱成分含量相態(tài)容積操作狀態(tài)液相占比在線量t總計(jì)t溫度℃最高壓力MPa1氫氣原料氣冷卻器Ⅰ52.308氣18.1355.60/0.0420.102洗氨塔52.308氣24.4155.60/0.0604氨液氨排放槽100液1.68-452.2200.241.808液氨管道100液2.24//1001.568注：1、甲醇密度約為0.79t/m3，液氨密度約為：0.7t/m3；2、生產(chǎn)場所最大在線量是根據(jù)生產(chǎn)裝置的容積、物質(zhì)密度及實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行估算，具體數(shù)值由企業(yè)提供。表2中的液氨管道內(nèi)物料計(jì)算方法與生產(chǎn)設(shè)施計(jì)算類似，在此不再贅述。表2中液氨管道的容積為凈化裝置的生產(chǎn)單元所有液氨管道的總?cè)莘e，液氨管道具體參數(shù)見表3。表3凈化裝置的生產(chǎn)單元液氨管道參數(shù)設(shè)備名稱位號規(guī)格型號工作介質(zhì)容積m3總?cè)莘em3液氨管道B.LΦ150mm×117530mm氨2.0762.24液氨管道AL-110001Φ80mm×11090mm氨0.0557液氨管道AL-110001Φ50mm×11520mm氨0.0226液氨管道AL-110001Φ80mm×16480mm氨0.08282、特殊計(jì)算方法一、氣態(tài)物料對于管道內(nèi)氣體物料量的計(jì)算，還有兩種計(jì)算方法：1、管道系統(tǒng)內(nèi)的物料在線量按10分鐘計(jì)算。例如，某項(xiàng)目設(shè)置50000m3干式煤氣柜，管道系統(tǒng)中高爐煤氣在線量按10分鐘計(jì)算，高爐煤氣產(chǎn)生量1.36×109Nm3/a，高爐煤氣密度為1.30Kg/Nm3，年運(yùn)行時數(shù)8400h，計(jì)算過程如下：在線量=(1.36×109÷8400÷6)×1.30=35853.17Kg≈35.8t這種計(jì)算方法與采用理想氣體狀態(tài)方法計(jì)算相比，結(jié)果一般偏大，并且多見于安全評價(jià)報(bào)告中，在缺少設(shè)備、管道參數(shù)、物料平衡表等情況下，計(jì)算相對簡單，并且也能得到項(xiàng)目所在地應(yīng)急管理部門（原安監(jiān)部門）、當(dāng)?shù)貙＜业恼J(rèn)可。隨著新的重大危險(xiǎn)源辨識標(biāo)準(zhǔn)GB18218-2018的頒布實(shí)施及安全監(jiān)管的深入，這種方法使用的場景在逐步減少。2、按公式P1V1/T1=P2V2/T1計(jì)算上式實(shí)際上是式（1）的變形，其中下標(biāo)1為標(biāo)況狀態(tài)，2為實(shí)際狀態(tài)。采用該式得到計(jì)算標(biāo)況下氣體體積（即V2），乘以氣體密度即得到在線量。例如，某項(xiàng)目鍋爐房涉及天然氣，天然氣作為鍋爐房的燃料使用，不儲存，僅存在于管道內(nèi)，流量200m3/h，壓力5-20kPa（本次以20kPa計(jì)算），涉及到的天然氣管道以燃?xì)庹{(diào)壓箱切斷閥為本單元的界限，長度約60m，計(jì)算見下表：表3鍋爐房涉及的主要天然氣管路序號管路規(guī)格管路長度/m管道計(jì)算容積/m3工況MPa/℃天然氣密度kg/Nm3天然氣存有量Nm3/kg備注1DN80600.3014420kPa/常溫0.71740.0603136/0.0432128二、液體物料針對液體物料，也有將不超過一晝夜的暫存量作為車間內(nèi)在線量的做法，并且也能得到相關(guān)部門、專家的認(rèn)可，專家參照的條文是《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[2018年版]》GB50016-2014第3.3.6條。3、特殊規(guī)定部分車間涉及使用鋼瓶，如氧氣鋼瓶、液氨鋼瓶、乙炔鋼瓶等，在計(jì)算車間在線量也要一并計(jì)算，并需要考慮一些特殊規(guī)定。一、壓縮氣體鋼瓶如氧氣、氫氣、甲烷鋼瓶，鋼瓶充裝量僅與壓力有關(guān)，《壓縮氣體氣瓶充裝規(guī)定》GB/T14194-2017中第5.7條表1規(guī)定了壓縮氣體鋼瓶在指定溫度下的最大充裝壓力，因此計(jì)算鋼瓶內(nèi)物料量時按照GB/T14194-2017或者企業(yè)提供的資料確定壓力、容積，根據(jù)式（1），即可計(jì)算出鋼瓶內(nèi)物料量。二、液化氣體鋼瓶如液氯、液氨、丙烷鋼瓶，該類鋼瓶內(nèi)物料為氣液混合物，不能用式（1）計(jì)算，《液化氣體氣瓶充裝規(guī)定》GB14194-2009第5.5條表1、5.7條表2分別規(guī)定了低壓液化氣體、高壓液化氣體的充裝系數(shù)，根據(jù)充裝系數(shù)及企業(yè)提供的鋼瓶容積即可計(jì)算鋼瓶內(nèi)物料量。結(jié)束語車間在線量的計(jì)算繁瑣，在GB18218-2018實(shí)施以前，很多項(xiàng)目都是進(jìn)行簡單的估算，隨