李 歡 王涌川 方 枝 周文慧
(中國地質(zhì)大學工程學院,湖北 武漢 430074)
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。
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,嚴重可致死。當濃度在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。
本文以江蘇靈谷化工合成氨為例,采用FTA方法得到導致液氨泄漏事故的主要風險因素,從而尋找控制事故發(fā)生的最佳方案,為預防液氨泄漏提供技術支持和參考依據(jù)。
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}
由分析結果得出,此事故樹的最小割集達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險。
本文從最小割集出發(fā),根據(jù)5E原則提出相應的風險控制措施。
(1)制定科學、規(guī)范的液氨儲罐管理制度和操作規(guī)程,強化安全管理責任和意識;(2)優(yōu)化液氨儲罐的設計,減少因儲罐設計等缺陷導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),嚴防因安全閥或液位計失靈導致液氨泄漏。
本文對液氨儲罐泄漏,采用FTA進行了專項分析,得出了導致液氨泄漏的基本風險因素,并且分析得出:閥門失效、管道破裂等為導致液氨儲罐泄漏的主要風險因素;然后根據(jù)5E原則制定風險控制的措施。
[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)境風險分析與對策措施建議——以福建三明某化工廠為例[J].化學工程與設備,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[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.