黃曉宇(新疆恒泰安全技術(shù)咨詢有限公司,新疆 烏魯木齊 830010)

危險化學(xué)品泄漏事故風(fēng)險評估模型及應(yīng)用研究

黃曉宇(新疆恒泰安全技術(shù)咨詢有限公司,新疆 烏魯木齊 830010)

危險化學(xué)品泄漏是一種較為常見的化工事故，并可能引發(fā)火災(zāi)爆炸、中毒、窒息等次生、衍生事故，為企業(yè)帶來嚴(yán)重的人員傷害和經(jīng)濟(jì)損失。本文以液氨為例，從危險化學(xué)品泄露事故風(fēng)險評估模型入手，分析風(fēng)險評估模型在化工生產(chǎn)中的實際應(yīng)用。

危險化學(xué)品；泄露事故；風(fēng)行評估模型；應(yīng)用研究

化工行業(yè)的發(fā)展能夠為社會發(fā)展帶來巨大的經(jīng)濟(jì)財富，對環(huán)境的污染也是不容忽視的。危險化學(xué)品泄露事故是化工生產(chǎn)運(yùn)行過程中最常見的一種事故，通過構(gòu)建風(fēng)險評估模型，盡可能降低危險化學(xué)品對企業(yè)、對社會的影響。

1 危險化學(xué)品泄漏事故風(fēng)險評估模型

?；钒l(fā)生泄漏事故通常有以下幾種衍生形式：化學(xué)品發(fā)生泄漏后泄漏點呈現(xiàn)噴射火；泄漏一段時間后呈現(xiàn)閃火或者是匯集成蒸氣云，最終發(fā)生爆炸；化學(xué)品泄漏擴(kuò)散后會引起中毒、環(huán)境污染等現(xiàn)象。

不同危險化學(xué)品泄漏事故會造成不同程度的傷害，其火災(zāi)形式分為蒸氣云火災(zāi)、火球、噴射火、池火等，對火災(zāi)類危險化學(xué)品泄漏風(fēng)險事故構(gòu)建評估模型時，需要根據(jù)火災(zāi)的不同類型，選取不同的傷害模型和熱強(qiáng)度準(zhǔn)則，科學(xué)、合理的計算出火災(zāi)影響范圍和人員傷亡率；爆炸形式分為物理性爆炸、蒸氣云爆炸、沸騰液體擴(kuò)散蒸氣爆炸等，對爆炸類危險化學(xué)品泄漏風(fēng)險事故構(gòu)建評估模型時，需要根據(jù)爆炸的不同類型，選取不同的爆炸模型和超壓準(zhǔn)則，科學(xué)、合理的計算出爆炸影響范圍和人員傷亡率、物品損失情況；中毒形式需要根據(jù)化學(xué)物品泄漏形式、擴(kuò)散形式、毒負(fù)荷準(zhǔn)則對中毒影響范圍和人員傷亡情況進(jìn)行分析，其中泄漏形式為液體泄漏、氣體泄漏、連續(xù)泄漏、損失泄漏等，擴(kuò)散形式為非重氣擴(kuò)散、重氣擴(kuò)散等。

2 風(fēng)險評估模型的應(yīng)用

液氨是使用范圍和使用量均較大的一種危險化學(xué)品。一般情況下，氨氣是一種無色的氣體，具有強(qiáng)烈的刺激性的惡臭味，其分子式為NH3，分子量為17.03，標(biāo)況下NH3的密度為0.771g/L(密度比空氣小)，自燃點為651.11℃、熔點為-77.7℃、沸點為-33.33℃。NH3十分容易液化，1標(biāo)配的大氣壓能夠?qū)H3冷卻至-33.4℃，常規(guī)溫度下對NH3施加7～8標(biāo)配的大氣壓，能夠?qū)睔饫淠蔀闊o色液體，并有大量熱量產(chǎn)生。根據(jù)相關(guān)資料顯示，NH3屬于五級危害氣體，每立方米空氣中的氨氣含量在500～700mg時，容易導(dǎo)致人體中毒；每立方米空氣中的氨氣含量在3500～7500mg時，會導(dǎo)致人出現(xiàn)閃電式死亡；氨氣與空氣中其它物質(zhì)進(jìn)行混合，達(dá)到一定濃度后會引發(fā)爆炸或者燃燒。

NH3爆炸極限在16%～25%，液氨發(fā)生泄漏，流動到空氣中形成“氨氣”，氨氣與空氣發(fā)生混合，達(dá)到爆炸極限，如果遇到火源，將會引發(fā)火災(zāi)或者是爆炸，如果現(xiàn)場存在其他易燃可燃物質(zhì)，將增加險情。導(dǎo)致NH3泄漏的風(fēng)險因素有：高溫天氣，沒有用噴淋裝置對NH3儲罐進(jìn)行降溫，造成NH3儲罐的壓力過高，使罐體發(fā)生開裂；NH3設(shè)備及管線的密封件或安全附件受到損壞，例如閥門損壞、液位計損壞、密封面磨損等；儲罐中NH3充入量過大，導(dǎo)致罐內(nèi)NH3溢出；施工人員操作不符合規(guī)范等，發(fā)生NH3泄漏事故；施工材料質(zhì)量直接影響到NH3設(shè)備的密閉性。

NH3儲罐泄漏后引起衍生事故概率計算公式如下：

液體 ：P=e-4.333m0.392；

氣體 ：P=(e-4.16m0.342)(e-2.995m0.38)。

式中：P為中的點火概率；m為質(zhì)量泄漏速率。

液氨儲罐泄漏速率公式為：

式中：Qm為質(zhì)量泄漏速率，kg/s；C0為泄漏系數(shù)；A為裂口的

面積，m2；P0為儲罐內(nèi)壓，Pa；M為氣體或者是蒸汽摩爾質(zhì)

量，kg/mol；Rg為理想氣體常數(shù)；T0為泄漏源溫度，k；P

為泄漏處壓力，Pa；r為絕熱指數(shù)”。

從以上分析得知，當(dāng)氨泄漏面積比較小時，液氨儲罐內(nèi)部壓強(qiáng)不會快速下降，蒸氣式爆炸就不會產(chǎn)生，如果氨泄漏點被引燃，會發(fā)生“噴射火”，氨噴射火概率為：

4.67×10-5×0.021=0.98×10-6

如果氨泄漏發(fā)生“噴射火”，會通過“熱輻射”方式對周圍環(huán)境造成一定的影響。火災(zāi)發(fā)生后，熱輻射強(qiáng)度過大時，會導(dǎo)致周圍物體變形或燃燒，會直接將設(shè)備燒毀、致人死亡。

根據(jù)相關(guān)材料顯示：從建筑物角度來看，位于火災(zāi)現(xiàn)場的物體，例如建筑物、儲罐等，均視為被破壞；若被破壞物體不在火災(zāi)現(xiàn)場之中，熱輻射強(qiáng)度范圍4kw/m2≤q≤25kw/m2內(nèi)的建筑物屬于危險狀態(tài)，q＜4kw/m2內(nèi)的建筑物屬于安全狀態(tài)。從鋼結(jié)構(gòu)材料角度分析，當(dāng)q＜25kw/m2時，鋼結(jié)構(gòu)材料不會受到任何影響，故處于安全狀態(tài)；當(dāng)25kw/m2≤q＜37.5kw/m2時，鋼結(jié)構(gòu)材料會受到到影響，故處于危險狀態(tài)；當(dāng)37.5kw/m2＜q時，鋼結(jié)構(gòu)材料受影響較大，故正面臨嚴(yán)重破壞；從人體承受能力來看，熱輻射發(fā)生時人正位于火災(zāi)中，會直接導(dǎo)致人體死亡，即P(人體死亡率)=1；若人不位于火災(zāi)中，但所處環(huán)境中q≥35kw/m2時，同樣會導(dǎo)致人體死亡，即P(人體死亡率)=1；若人不位于火災(zāi)中，但所處環(huán)境中q＜35kw/m2，噴射火對人熱輻射影響程度被分為三個等級，即“一度燒傷”、“二度燒傷”和“死亡”。

3 結(jié)語

綜上所述，化學(xué)品通常具有易燃性、易爆性、毒性，一旦化學(xué)品發(fā)生泄漏就容易引發(fā)火災(zāi)、爆炸、中毒等事故。本文內(nèi)容以為NH3泄漏事故為例，從系統(tǒng)角度對危化品進(jìn)行分析與評估，結(jié)合相關(guān)資料與規(guī)定，推算出多種風(fēng)險情況。

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