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        基于事故樹分析的液氨泄漏風(fēng)險控制研究

        2016-03-13 05:22:42王涌川周文慧
        現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè) 2016年20期
        關(guān)鍵詞:液氨合成氨小徑

        李 歡 王涌川 方 枝 周文慧

        (中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院,湖北 武漢 430074)

        1 引言

        我國經(jīng)濟快速發(fā)展的同時,氨成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的必需品,根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫最新數(shù)據(jù)顯示,2014年我國合成氨產(chǎn)量約達(dá)5699.49萬噸。本文采用了事故樹分析法(Fault Tree Analysis,簡稱FTA)對液氨泄漏進行分析。

        2 液氨泄漏分析及泄漏量計算

        造成液氨泄漏的原因很多,液氨在泄漏時會使周圍空氣降溫,容易對人體造成凍傷;高濃度的液氨會對器官造成強烈刺激和腐蝕,嚴(yán)重可致死。當(dāng)濃度在15.7%-27%時,遇明火易發(fā)生爆炸。

        液氨從高壓罐體管道連接處泄漏至常壓大氣中,在噴口處氨液體全部蒸發(fā)成氣體,因此液氨泄漏以氣體形式存在。依據(jù)伯努利方程建立液體經(jīng)小孔泄漏的速度計算公式:

        式中Q為氣體泄漏速度,kg/s;Cd為氣體泄漏系數(shù);A為裂口面積,0.00196m2;P為容器壓力;M為分子量,17g/mol;R為氣體常數(shù);T為氣體溫度,278K;Y為流出系數(shù),取1.0。

        3 實例分析及風(fēng)險控制措施

        本文以江蘇靈谷化工合成氨為例,采用FTA方法得到導(dǎo)致液氨泄漏事故的主要風(fēng)險因素,從而尋找控制事故發(fā)生的最佳方案,為預(yù)防液氨泄漏提供技術(shù)支持和參考依據(jù)。

        3.1 事故樹的建立和分析

        FTA是從要分析的特定事故開始,層層分析其發(fā)生原因,直到找出事故的基本原因為止。本文綜合考慮了31個基本事件,各基本事件詳見表1。

        表1 事故樹的基本事件表

        (續(xù)表1)

        對事故樹進行分析,得出結(jié)果如下:

        (1)最小割集,共31個。

        K={{X0};{X1};…{X10,X8};{X11,X8}}

        (2)最小徑集,共2個。

        P1={X0,X1,…,X29,X30,X31}

        P2={X0,X1,X2,…,X30,X31}

        3.2 結(jié)果分析

        由分析結(jié)果得出,此事故樹的最小割集達(dá)31個,最小徑集有2個。無論從最小割集還是最小徑集分析,液氨儲罐均存在著極大的泄漏風(fēng)險。

        3.3 風(fēng)險控制措施

        本文從最小割集出發(fā),根據(jù)5E原則提出相應(yīng)的風(fēng)險控制措施。

        (1)制定科學(xué)、規(guī)范的液氨儲罐管理制度和操作規(guī)程,強化安全管理責(zé)任和意識;(2)優(yōu)化液氨儲罐的設(shè)計,減少因儲罐設(shè)計等缺陷導(dǎo)致液氨泄漏事故的發(fā)生;(3)加強對液氨儲罐檢查、維修、保養(yǎng),嚴(yán)防因安全閥或液位計失靈導(dǎo)致液氨泄漏。

        4 結(jié)論

        本文對液氨儲罐泄漏,采用FTA進行了專項分析,得出了導(dǎo)致液氨泄漏的基本風(fēng)險因素,并且分析得出:閥門失效、管道破裂等為導(dǎo)致液氨儲罐泄漏的主要風(fēng)險因素;然后根據(jù)5E原則制定風(fēng)險控制的措施。

        [1] Ling Zhongru.2014年中國合成氨產(chǎn)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析[EB/OL].中商情報網(wǎng),2015-02-08.

        [2] 林杰.合成氨企業(yè)環(huán)境風(fēng)險分析與對策措施建議——以福建三明某化工廠為例[J].化學(xué)工程與設(shè)備,2015,(06):251-255.

        [3] 張景林,崔國璋.安全系統(tǒng)工程[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2002.

        [4] 田水承,景國勛.安全管理學(xué)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.

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