摘""""" 要： 通過(guò)ALOHA 軟件對(duì)某企業(yè)的液氨泄漏過(guò)程進(jìn)行仿真模擬研究，通過(guò)設(shè)定液氨泄漏的場(chǎng)景，在ALOHA中設(shè)置相應(yīng)的氨泄漏參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，得到該場(chǎng)景條件下的液氨泄漏、蒸氣云燃燒、爆炸、噴射火、BLEVE事故的受威脅區(qū)域。結(jié)果表明：ALOHA 軟件可以較好地實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景下危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏事故的仿真模擬，為事故的應(yīng)急疏散和救援提供輔助決策。

關(guān)" 鍵" 詞：液氨泄漏；ALOHA 軟件；仿真模擬；事故后果分析

中圖分類號(hào)：TQ086"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A"" """"文章編號(hào)： 1004-0935（2023）08-1204-04

根據(jù)最新的《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄》^[1]分類，液態(tài)氨被列為第二類危險(xiǎn)化學(xué)品，屬于壓縮氣體和液化氣體。在工業(yè)上，為了便于儲(chǔ)存，將氨轉(zhuǎn)化成液氨儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐或其他耐壓設(shè)備中。由于某些原因?qū)е氯萜髦械囊喊卑l(fā)生泄漏，造成火災(zāi)、爆炸、中毒事故，嚴(yán)重危及人身安全和企業(yè)發(fā)展，同時(shí)必定會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境也造成嚴(yán)重的危害。近年來(lái)， 越來(lái)越多?；沸孤U(kuò)散事故模擬軟件被開(kāi)發(fā)應(yīng)用于工藝中。它們可以通過(guò)模擬危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏后存儲(chǔ)物質(zhì)在空間的擴(kuò)散路徑，進(jìn)而計(jì)算出事故后產(chǎn)生的影響范圍和損害程度。這些軟件采用不同的模型，各有利弊，其中ALOHA軟件是一種事故后果模擬軟件，主要模擬的是危險(xiǎn)化學(xué)品的泄漏。ALOHA軟件^[2-3]最早是美國(guó)國(guó)家海洋局和大氣局事故應(yīng)急響應(yīng)的輔助工具，后經(jīng)逐步完善提升被應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和學(xué)術(shù)研究等方面。這些模型包括原理模型、有毒氣體擴(kuò)散模型、蒸氣云爆炸模型、熱輻射模"" 型^[4]等，根據(jù)模擬結(jié)果圖分析出危險(xiǎn)區(qū)域的""""" 范圍^[5-7]。

本文以遼寧省沈陽(yáng)市的某能源化工廠液氨儲(chǔ)罐為研究對(duì)象，在特定的事故場(chǎng)景下，應(yīng)用ALOHA軟件對(duì)液氨儲(chǔ)罐連續(xù)泄漏進(jìn)行事故后果分析。

1" 事故情景分析

1.1" 液氨的主要性質(zhì)及用途

液氨的主要性質(zhì)及用途如表1所示^[8-9]。每年國(guó)內(nèi)外化工行業(yè)因液氨引起的事故頻發(fā)，因此對(duì)人員和環(huán)境造成了十分惡劣的影響。

1.2" 可能發(fā)生的事故分析

液氨儲(chǔ)罐發(fā)生連續(xù)泄漏^[10-11]。由于儲(chǔ)罐內(nèi)壓力大，若泄漏出的液氨被立即點(diǎn)燃則會(huì)產(chǎn)生噴射火，在不考慮發(fā)生液池時(shí)，泄漏沒(méi)有被立即點(diǎn)燃，則擴(kuò)散到空氣中形成氣云，氣云被延遲點(diǎn)燃會(huì)產(chǎn)生閃火和蒸氣云爆炸，氣云沒(méi)有被延遲點(diǎn)燃會(huì)在大氣中持續(xù)擴(kuò)散，造成氨中毒事件。

1.3" 情景設(shè)置

遼寧省沈陽(yáng)市的某能源化工廠內(nèi)有一個(gè)20 m³液氨儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐底部有一個(gè)直徑為35 mm的圓型泄漏口，由泄漏口造成連續(xù)泄漏事故，事故發(fā)生時(shí)當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r良好，無(wú)雷雨、沙塵等惡劣的氣象條件，事故發(fā)生時(shí)溫度為15 ℃，濕度為25%，操作壓力為常壓（101.3 kPa），風(fēng)速2.5 m·s^-1，風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。以下是對(duì)有毒蒸氣云擴(kuò)散威脅范圍、蒸氣云爆炸、閃火、噴射火、BLEVE事故的模擬結(jié)果。

2" 事故后果仿真模擬

2.1 "有毒蒸氣云仿真模擬

液體氨儲(chǔ)罐泄漏后產(chǎn)生有毒蒸氣云，使用ALOHA軟件模擬這類事故，可以得到蒸氣云擴(kuò)散的有毒區(qū)域，如圖1所示。

由圖1可知，當(dāng)液氨儲(chǔ)罐泄漏后，以儲(chǔ)罐為原點(diǎn)，在下風(fēng)向3.8 miles （即6 115.507 m）以外的區(qū)域范圍，此區(qū)域?yàn)榘踩珔^(qū)域；當(dāng)氨氣體積分?jǐn)?shù)大于等于30 ppm（30×10^-6）即 AEGL-1水平時(shí)，在此濃度下暴露60 min，對(duì)人體不會(huì)造成不良影響，如圖1中黃色區(qū)域所示，即下風(fēng)向1.7～3.8miles" （2 735.885～6 115.507 m）的范圍內(nèi)；當(dāng)體積分?jǐn)?shù)大于等于160 ppm（160×10^-6），即 AEGL-2水平時(shí)，在此濃度下暴露60 min，可能會(huì)帶來(lái)不良影響，但是不會(huì)造成不可逆的傷害，如圖1中橙色區(qū)域所示，即下風(fēng)向0.55～1.7 miles（885.139～2 735.885m）的范圍內(nèi)；但是當(dāng)體積分?jǐn)?shù)大于等于1 100 ppm （1 100×10^-6），即 AEGL-3水平時(shí)，在此濃度下暴露60 min，則可能對(duì)生命安全造成威脅，產(chǎn)生致命的傷害，圖1中紅色區(qū)域所示，下風(fēng)向 0.55 miles（885.139 m）范圍內(nèi)。

2.2 "蒸氣云爆炸事故

液氨泄漏后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后如果被明火或其他火源點(diǎn)燃，會(huì)產(chǎn)生蒸氣云爆炸，其模擬后果如圖2所示。

由圖2可知，儲(chǔ)罐發(fā)生蒸氣云爆炸的范圍與圖中的黃色區(qū)域相同。根據(jù)設(shè)定條件，可得出該液氨儲(chǔ)罐泄漏產(chǎn)生的沖擊壓力，即所波及到的最遠(yuǎn)距離約為72 yards（65.837 m），若處于此范圍內(nèi)會(huì)有玻璃破碎的危險(xiǎn)，會(huì)導(dǎo)致人受傷，因此，在泄漏源下風(fēng)向的最遠(yuǎn)疏散距離至少應(yīng)設(shè)置為66 m。

2.3 "閃火事故

液氨儲(chǔ)罐泄漏后發(fā)生閃火事故，發(fā)生閃火后果的模擬結(jié)果如圖3所示。

2.4 "噴射火

液氨儲(chǔ)罐泄漏后發(fā)生噴射火事故，模擬結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，紅色區(qū)域表示的是對(duì)周圍環(huán)境和居民存在致命傷害的區(qū)域，近似為半徑15 yards（即13.716 m）所構(gòu)成的圓形區(qū)域，暴露在此范圍內(nèi)60 s會(huì)產(chǎn)生致命的傷害。橙色區(qū)域表示的是在此區(qū)域下暴露60 s會(huì)有產(chǎn)生二級(jí)燒傷的危險(xiǎn)，危害范圍在近似以15 yards（即13.716 m）以外，25 yards（即" 22.860 m）以內(nèi)所構(gòu)成的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。黃色區(qū)域表示的是暴露在此區(qū)域內(nèi)60 s會(huì)產(chǎn)生疼痛傷害，危害范圍在近似以25 yards（即22.860 m）以外，42 yards（即38.405 m）以內(nèi)所構(gòu)成的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。危害范圍在近似以15y ards（即13.716m）以外，25 yards（即22.860 m）以內(nèi)所構(gòu)成的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。

2.5" 沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸

氨儲(chǔ)罐泄漏后發(fā)生火球事故，模擬結(jié)果如圖5所示。從圖5可知液氨儲(chǔ)罐泄漏發(fā)生沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸的范圍。

圖5中紅色區(qū)域表示的是暴露在此范圍內(nèi)60 s會(huì)對(duì)周圍居民及工作人員產(chǎn)生致命傷害，危害范圍在以泄漏源為中心，半徑200 yards（即182.880 m）所構(gòu)成的圓形區(qū)域內(nèi)。橙色區(qū)域表示的是暴露在此范圍內(nèi)60 s會(huì)有二級(jí)燒傷的危險(xiǎn)，危害范圍在200 yards（即182.880 m）以外，290 yards（即265.176 m）以內(nèi)所構(gòu)成的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。黃色區(qū)域表示的是暴露在此范圍內(nèi)60 s，會(huì)產(chǎn)生疼痛傷害，危害范圍在290 yards（即265.176 m）以外至"""" 455 yards（即416.052 m）以內(nèi)構(gòu)成的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。由以上分析，根據(jù)設(shè)定條件，液氨儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏可能產(chǎn)生5種事故，其中噴射火的危害范圍最小，氨中毒的危害范圍最大。將ALOHA軟件模擬得到的結(jié)果與設(shè)定場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該液氨儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏都不會(huì)對(duì)附近的居民及建筑產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。但如果儲(chǔ)罐泄漏后擴(kuò)散到空氣中沒(méi)有相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行處理，則會(huì)使周圍居民發(fā)生氨中毒事件。無(wú)論該儲(chǔ)罐泄漏產(chǎn)生何種事故^[12-13]都會(huì)對(duì)廠區(qū)內(nèi)部產(chǎn)生極大的危險(xiǎn)。如果發(fā)生事故則可能造成無(wú)法挽回的傷害和損失，因此，在實(shí)際事故救援中應(yīng)采取有效便捷的應(yīng)急處理^[14]，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，盡可能做到無(wú)傷亡、無(wú)重大損失。

3 "結(jié) 論

通過(guò)上述的實(shí)例分析可知，ALOHA 軟件可以 根據(jù)特定背景條件下危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏事故的危害程 度進(jìn)行仿真模擬，得到該危險(xiǎn)化學(xué)品的泄漏、蒸氣云爆炸、閃火、噴射火、BLEVE事故范圍和影響區(qū)域的模擬結(jié)果。

通過(guò)改變不同的參數(shù)設(shè)置得到不同的仿真模擬結(jié)果，當(dāng)事故發(fā)生之后可以通過(guò)調(diào)整相關(guān)參數(shù)，得到事故可能的影響范圍，為事故的人群疏散和應(yīng)急救援決策的制定提供技術(shù)指導(dǎo)，最大可能地降低事故造成的人員傷亡數(shù)量和經(jīng)濟(jì)損失。

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Analysis and Evaluation of Liquid Ammonia Storage Tank

Accident Consequence Based on ALOHA Software

PAN Zhen-xiang， ZHANG Zhi-peng

（Mining Management of PetroChina Jilin Oilfield Company， Songyuan Jilin 138000， China）

Abstract：" ALOHA software was used to simulate the liquid ammonia leakage process of an enterprise. By setting the scene of liquid ammonia leakage， and setting the corresponding liquid ammonia leakage parameters and environmental parameters in ALOHA， the change law of the threatened area of liquid ammonia leakage accident under this scenario was obtained. The results showed that ALOHA software could better realize the simulation of hazardous chemicals leakage accident in specific scenarios， and provide auxiliary decision-making for emergency evacuation and rescue.

Key words： Liquid ammonia leakage; ALOHA software; Analogue simulation; Emergency evacuation