徐 磊丁以斌馬榮勝徐明禮

1.江蘇省安全生產(chǎn)科學(xué)研究研院 2.安徽省安全生產(chǎn)科學(xué)研究研院

基于事故后果的重型防護(hù)應(yīng)急救援器材柜放置位置選擇的探討*

徐 磊1丁以斌2馬榮勝1徐明禮1

1.江蘇省安全生產(chǎn)科學(xué)研究研院 2.安徽省安全生產(chǎn)科學(xué)研究研院

基于事故后果模擬，對重型應(yīng)急救援器材柜放置位置選擇進(jìn)行初步探討。通過典型的事故后果計算和分析，對于液氨泄漏事故，其重型應(yīng)急救援器材柜的放置位置應(yīng)與儲罐區(qū)的距離100～500m較為合適，且應(yīng)位于儲罐區(qū)夏季最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。研究可為安全生產(chǎn)設(shè)計提供數(shù)據(jù)和參考。

液氨；事故后果；位置選擇；重型應(yīng)急救援器材柜；安全生產(chǎn)

液氨一旦泄漏，極易造成中毒、爆炸事故及人員傷亡?；谝喊毙孤┦鹿屎蠊M，為提高初始泄漏階段的應(yīng)急救援能力，對重型應(yīng)急救援器材柜放置位置選擇進(jìn)行初步探討。

從20世紀(jì)60年代以來，國內(nèi)外許多學(xué)者對危險氣體泄漏擴(kuò)散的理論和實驗進(jìn)行了研究，提出了許多計算模型。PHAST軟件運用UDM模型描述氣體泄漏擴(kuò)散的過程以及造成的影響，模擬結(jié)果與現(xiàn)實結(jié)果接近，因此具有重要的參考價值。

1 PHAST軟件模擬過程

PHAST軟件是一種定量的計算后果商用軟件，由挪威船級社公司獨立開發(fā)。該軟件通過輸入事故發(fā)生時的真實場景，包括設(shè)備類型、物質(zhì)種類、儲存參數(shù)、泄漏方式、大氣環(huán)境等設(shè)置，即可模擬裝置可能發(fā)生的火災(zāi)爆炸中毒事故的影響范圍及程度。其中泄漏模塊采用UDM模型，計算在某一時刻物質(zhì)泄漏擴(kuò)散的濃度分布、連續(xù)等濃度點描繪成等濃度線，求出事故發(fā)生后的安全區(qū)域和危險區(qū)域。針對不同區(qū)域采取不同的應(yīng)急措施，減小事故的影響。

2 液氨儲罐泄漏擴(kuò)散實例

2.1 工程概括

某液氨儲罐，儲罐體積5000m3，液氨濃度為99.9%，儲罐壓力1.5MPa，儲罐溫度-33℃。液氨具體的理化特性，見表1[1]。

表1 液氨的理化特性

2.2 典型事故模型的參數(shù)輸入

泄漏場景根據(jù)孔徑大小選擇小孔泄漏、中孔泄漏和大孔泄漏，具體，見表2[2]。

在計算擴(kuò)散時，選擇使用Pasquill計算大氣穩(wěn)定度[2]，F(xiàn)（1.5m/s），E（3m/s），D（5m/s）。

表2 泄漏場景

2.3 事故后果及分析

以重型防護(hù)服的穿衣需要時間作為泄漏時間參考，設(shè)為5min。泄漏時間為5min下不同泄漏孔徑和大氣穩(wěn)定下的液氨致死濃度擴(kuò)散最大范圍，見表3。

表3 不同泄漏孔徑和大氣穩(wěn)定度下的液氨致死濃度最大擴(kuò)散范圍（m）

從表3可以得出以下結(jié)論：

（1）液氨泄漏的事故后果主要由泄漏孔徑?jīng)Q定。5mm孔徑泄漏時，其影響范圍在100m左右；25mm孔徑泄漏時，其影響范圍迅速增加到300m以上；泄漏孔徑在100mm時，其影響范圍可達(dá)500m以上。

（2）氣象條件對不同泄漏孔徑的影響不同，對于小孔泄漏，風(fēng)速低時，其擴(kuò)散范圍最大為129.4m，是高風(fēng)速（5m/s）的1.7倍。對于中孔泄漏，擴(kuò)散范圍隨風(fēng)速先增加后降低；對于大孔泄漏，隨風(fēng)速增加其擴(kuò)散范圍顯著增加，高風(fēng)速（5m/s）其泄漏擴(kuò)散范圍是低風(fēng)速（1.5m/s）的1.9倍。

2.4 應(yīng)急救援器材柜放置位置選擇

從液氨泄漏事故后果可以看出，其典型事故狀態(tài)下小孔泄漏5min，致死濃度最大擴(kuò)散范圍約為100m，中孔泄漏5min致死濃度最大擴(kuò)散范圍約為300m，大孔泄漏5min致死濃度最大擴(kuò)散范圍5min為500m以上。其結(jié)果與《國家安全監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于印發(fā)首批重點監(jiān)管的危險化學(xué)品安全措施和應(yīng)急處置原則的通知》（安監(jiān)總廳管三[2011]142號）[3]中規(guī)定的液氨泄漏應(yīng)急處置原則較為一致。其中規(guī)定液氨小量泄漏，初始隔離30m，下風(fēng)向疏散白天100m、夜晚200m；大量泄漏，初始隔離150m，下風(fēng)向疏散白天800m、夜晚2300m。對于應(yīng)急救援人員來說，其穿戴重型應(yīng)急救援裝備時間內(nèi)，應(yīng)不受液氨泄漏事故的影響。因此，基于事故后果，重型應(yīng)急救援器材柜存放地點與儲罐區(qū)的距離宜為100m以上。重型應(yīng)急救援器材柜放置位置遠(yuǎn)離儲罐區(qū)，可以有效避免泄漏的液氨對應(yīng)急救援人員穿戴重型防護(hù)服期間的影響。但是較遠(yuǎn)的距離，應(yīng)急救援人員到達(dá)事故現(xiàn)場的時間就會增加，從而導(dǎo)致事故后果的擴(kuò)大。按照5min到達(dá)事故現(xiàn)場，人員步行速度為1.5m/s，則人步行距離為450m。依據(jù)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ.1-2010）[4]第5.2.1.4條，生產(chǎn)區(qū)宜選在大氣污染物擴(kuò)散條件好的地段，布置在當(dāng)?shù)厝曜钚☆l率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)；產(chǎn)生并散發(fā)化學(xué)和生物等有害物質(zhì)的車間，宜位于相鄰車間當(dāng)?shù)刈钚☆l率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)；非生產(chǎn)區(qū)布置在當(dāng)?shù)厝曜钚☆l率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，輔助生產(chǎn)區(qū)布置在兩者之間。一般氨泄漏以小孔泄漏和中孔泄漏為主，大孔泄漏不常見，因此綜合考慮，重型應(yīng)急救援器材柜放置位置與儲罐區(qū)的距離在100～500m較為合適，且宜布置在當(dāng)?shù)厝曜钚☆l率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。

3 結(jié)論

應(yīng)用PHAST計算模擬軟件，對液氨典型泄漏事故進(jìn)行了模擬，主要得到以下結(jié)論：

（1）液氨泄漏造成的事故后果大小主要由泄漏孔徑?jīng)Q定，相同氣象條件下，液氨致死濃度最大擴(kuò)散范圍隨泄漏孔徑的增加而迅速增加。

（2）氣象條件對不同泄漏孔徑的影響不同，對于小孔泄漏，風(fēng)速低時，其擴(kuò)散范圍最大，風(fēng)速高時，其擴(kuò)散范圍反而隨風(fēng)速增加而降低；對于中孔泄漏，擴(kuò)散范圍隨風(fēng)速先增加后降低；對于大孔泄漏，隨風(fēng)速增加其擴(kuò)散范圍顯著增加。

（3）對于液氨泄漏事故，重型應(yīng)急救援器材柜存放地點與儲罐區(qū)的距離以100～500m較為合適，且應(yīng)宜布置在當(dāng)?shù)厝曜钚☆l率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。

[1] 張海峰.危險化學(xué)品安全技術(shù)全書[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2007

[2] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.AQ/T 3046-2013,化工企業(yè)定量風(fēng)險評價導(dǎo)則[S].北京：煤炭工業(yè)出版社,2013

[3] 國家安全監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于印發(fā)《首批重點監(jiān)管的危險化學(xué)品安全措施和應(yīng)急處置原則》的通知，安監(jiān)總廳管三〔2011〕142號.2011-7-1

[4] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GBZ 1-2010,工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民衛(wèi)生出版社,2010

國家安全生產(chǎn)重大事故防治關(guān)鍵技術(shù)科技項目（anhui-0010-2016Q)；安徽省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局2016年專項基金項目