劉飛燕(湖南安全生產(chǎn)科學(xué)研究有限公司,湖南 長沙410007)
甲醇是甲類火災(zāi)危險(xiǎn)的易燃液體,是最基本的有機(jī)化工原料。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的工業(yè)企業(yè)涉及甲醇的生產(chǎn)、儲存和使用,因此,定量分析不同風(fēng)速條件下甲醇儲罐發(fā)生泄漏的影響范圍,提出應(yīng)急疏散距離,可為企業(yè)安全管理和應(yīng)急救援提供參考。
PHAST6.7 軟件是由挪威船級社DNL.GL 開發(fā)的定量風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算軟件,該軟件計(jì)算準(zhǔn)確度高,各個(gè)模塊都經(jīng)過實(shí)驗(yàn)認(rèn)證和比對。在PHAST6.7 軟件中輸入設(shè)備參數(shù)、工藝參數(shù)及天氣參數(shù),設(shè)定泄漏場景后,軟件可以根據(jù)不同風(fēng)速和大氣穩(wěn)定度判斷甲醇的擴(kuò)散范圍,并以圖文形式呈現(xiàn)不同泄漏場景下的甲醇擴(kuò)散遇點(diǎn)火源發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故的影響范圍[1]。PHAST軟件事故后果模擬流程見圖1。
甲醇儲罐全破裂泄漏擴(kuò)散后遇點(diǎn)火源,會發(fā)生晚期池火、閃火和晚期點(diǎn)火爆炸情景事故,其中池火的影響范圍一般以熱輻射通量來表征,閃火的影響范圍一般以危險(xiǎn)化學(xué)品的爆炸下限及爆炸下限的一半來表征,爆炸的影響范圍一般以超壓來表征,不同事故情景的事故表征參考值及致死率見表1,事故應(yīng)急撤離半徑按人員輕傷(1%死亡)考慮。
表1 事故情景、事故參考值及對應(yīng)致死率
泄漏情景 事故情景 事故參考值 致死率0.01 0.001閃火1 1 1晚期點(diǎn)火爆炸熱輻射強(qiáng)度12.5 kw/m2熱輻射強(qiáng)度4.0 kw/m2爆炸下限73000ppm爆炸下限的一半36500ppm超壓值0.2068 bar超壓值0.1379 bar超壓值0.02068bar 0.5 0.01
以1000m3 甲醇儲罐為分析對象,儲存系統(tǒng)0.85,密度0.79g/cm3,當(dāng)大氣穩(wěn)定度假定為D 時(shí),分別取風(fēng)速為2.4m/s、4.4m/s、6.4m/s,采用PHAST 軟件模擬分析1000m3 甲醇儲罐泄漏影響范圍,模擬泄漏場景及初始參數(shù)見表2。
表2 甲醇儲罐泄漏情景及初始參數(shù)輸入(不同氣象條件)
根據(jù)軟件計(jì)算結(jié)果可知:
(1)風(fēng)速對晚期池火的影響
圖1 PHAST軟件事故后果模擬流程圖
一旦甲醇儲罐發(fā)生泄漏產(chǎn)生晚期池火情景事故,風(fēng)速對其后果的影響不大。其中,風(fēng)速為6.4m/s 時(shí),1000m3甲醇儲罐全破裂泄漏后發(fā)生晚期池火情景事故的影響范圍最大,以甲醇儲罐為原點(diǎn),其周邊230.216m范圍內(nèi)的操作設(shè)備全部損壞、人員100%死亡,230.216 m 至355.245m 范圍內(nèi)的人員1%死亡,355.245m 至491.757m 范圍內(nèi)的人員感覺疼痛。風(fēng)速為6.4m/s時(shí),1000m3甲醇儲罐全破裂泄漏后發(fā)生晚期池火情景事故的應(yīng)急撤離半徑為355.245m。
(2)風(fēng)速對閃火的影響
一旦甲醇儲罐發(fā)生泄漏產(chǎn)生閃火情景事故,風(fēng)速越大閃火影響范圍越小,風(fēng)速對其后果的影響明顯。其中,風(fēng)速為2.4m/s時(shí),1000m3甲醇儲罐全破裂泄漏后發(fā)生閃火情景事故的影響范圍最大,以甲醇儲罐為原點(diǎn),其周邊164.832m 范圍內(nèi)的人員100%死亡,事故應(yīng)急撤離半徑為164.832m。
(3)風(fēng)速對晚期點(diǎn)火爆炸的影響
一旦甲醇儲罐發(fā)生泄漏產(chǎn)生晚期點(diǎn)火爆炸事故,風(fēng)速對其后果的影響明顯,風(fēng)速越大晚期點(diǎn)火爆炸影響范圍越小,這是因?yàn)轱L(fēng)速越大對甲醇擴(kuò)散云團(tuán)的稀釋作用越大,可以用來燃燒爆炸的甲醇就越少,因此晚期點(diǎn)火爆炸的影響范圍也就越小[3]。其中,風(fēng)速為2.4m/s時(shí),1000m3甲醇儲罐全破裂泄漏后發(fā)生晚期點(diǎn)火爆炸情景事故的影響范圍最大,以甲醇儲罐為原點(diǎn),其周邊76.0114m 范圍內(nèi)的人員100%死亡、大型鋼架結(jié)構(gòu)破壞,76.0114 m 至80.6926m 范圍內(nèi)的人員50%死亡、防震鋼筋混凝土破壞,80.6926m 至148.157m 范圍內(nèi)的1%死亡、墻體產(chǎn)生裂縫,事故應(yīng)急撤離半徑為148.157m。
(1)相同工藝條件、設(shè)備條件下,一旦甲醇儲罐發(fā)生泄漏產(chǎn)生晚期池火情景事故,風(fēng)速對其后果的影響不大;一旦甲醇儲罐發(fā)生泄漏產(chǎn)生閃火情景事故或者晚期點(diǎn)火爆炸情景事故,風(fēng)速對其后果的影響明顯,風(fēng)速越大其影響范圍越小。
(2)總體來說,一旦甲醇儲罐發(fā)生全破裂泄漏,引起晚期池火、閃火或晚期點(diǎn)火爆炸情景事故,其影響范圍均比較大,各工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)、使用、儲存甲醇的過程中,應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)安全措施,根據(jù)軟件模擬結(jié)果明確企業(yè)內(nèi)甲醇儲罐泄漏的事故應(yīng)急撤離半徑,盡可能減少事故對人員的影響。