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.