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化工園區生產安全事故多米諾效應影響分析(二)

作者平平安安

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化工園區多米諾效應考慮的主要因素


2.1 可能引發多米諾效應的危險源

化工園區多米諾效應分析重點關注的危險源可分為以下幾類:
(1)危險化學品重大危險源設施;
(2)毒性物質生產、儲存設施(主要考慮二次事故);
(3)除重大危險源之外的可燃氣體、烴類設施;
(4)移動危險源;
(5)化學品管廊;
(6)水庫、山體、地下油氣管道等外延危險源。
多米諾效應評估不考慮自然災害、地質災害等造成的影響。

2.2 可能發生的事故場景

事故場景應根據化工園區涉及的危險源、空間布局和自然地理條件確定,盡可能考慮每個危險源具代表性的事故場景。如,應根據化工園區地形、地勢高低、溝壑等考慮液體流淌火災或重氣擴散。保守情況下可考慮最不利場景。
火災應考慮池火、噴射火和火球,爆炸應考慮物理爆炸、蒸汽云爆炸(VCE)、沸騰液體擴展蒸汽爆炸(BLEVE)。
(1)可燃液體泄漏一般會發生池火、噴射火、閃火或蒸汽云爆炸事故后果。
(2)可燃氣體泄漏會發生噴射火、閃火或蒸汽云爆炸事故后果。
(3)液化烴類物質泄漏一般會發生池火、噴射火、閃火或蒸汽云爆炸事故后果。當容器內部的液化烴在受到其他事故火災影響時,還可能會發生BLEVE爆炸事故。

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圖2.2-1 易燃氣體瞬時釋放事件樹



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圖2.2-2 易燃氣體連續釋放事件樹




注:對于壓縮液化氣體釋放,云團可能發生液滴下落到(地)表面,點火時可能發生池火。
圖2.2-3 壓縮液化氣體瞬時釋放事件樹
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圖2.2-4 壓縮液化氣體連續釋放事件樹

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注1:對于可燃液體釋放,在到達地面前可能發生物質的蒸發。如果蒸發氣立即點火將形成噴射火。噴射火的物質量取決于蒸發氣中的物質量。
注2:在延遲點火時,除了閃火或爆炸,也將發生池火。
圖2.2-5 易燃液體釋放事件樹
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2.3 不同設備類型的泄漏概率

泄漏場景根據泄漏孔徑大小可分為完全破裂和孔泄漏兩大類,各泄漏孔徑的取值范圍和代表值見表2.3-1。當設備直徑小于150mm時,取小于設備直徑的孔泄漏場景以及完全破裂場景。
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泄漏場景的選擇應考慮設備(設施)的工藝條件、歷史事故和實際運行環境,各類設備泄漏場景的選擇如下:
(1)管線
管道泄漏場景如表2.3-1,對于完全破裂場景,如果泄漏位置嚴重影響泄漏量或泄漏后果,至少分別考慮管道上游、中游、下游三個位置的完全破裂。
(2)對于長管線,沿管線選擇一系列泄漏點,泄漏點的初始間距取為50m,泄漏點數確保當增加泄漏點數量時,風險曲線不會顯著變化。
(3)固定的帶壓容器和儲罐
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(4)固定的常壓容器和儲罐
當固定的容器或儲罐內部的絕對壓力小于或等于0.1MPa時,應考慮為常壓容器或儲罐,泄漏場景如表2.3-3。
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(5)泵和壓縮機
泵和壓縮機的泄漏場景取吸入管線的泄漏場景,當泵或壓縮機的吸入管線直徑小于150mm時,取小于吸入直徑的孔泄漏場景及完全破裂場景。
(6)換熱器
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(7)壓力釋放設施
諾壓力釋放裝置的排放氣直接排入大氣環境中,考慮壓力釋放裝置的泄漏風險,其泄漏場景取壓力釋放裝置以最大釋放速率進行排放。
(8)化學品倉庫
化學品倉庫考慮包裝單元和倉庫整體火災的可能性,取以下三種場景:
a)固體包裝單元的粉末擴散;
b)液體包裝單元的存量釋放;
c)火災(關注毒性燃燒產物和非火災燃燒產生的毒性物釋放)。
(9)槽車
企業內部鐵路槽車或汽車槽車的泄漏場景考慮槽車自身失效引起的泄漏、裝卸活動導致的泄漏和外部影響導致的泄漏。泄漏場景見表2.3-5。
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泄漏頻率可參照《危險化學品生產裝置和儲存設施外部安全防護距離確定方法》(GB/T37243-2019)中附錄3推薦的數據。

2.4 泄漏時間和泄漏量

泄漏時間是決定各個泄漏單元泄漏總量的重要參數。泄漏時間跟許多因素有關,如泄漏的位置、泄漏破孔尺寸、探頭的布置、環境因素(如風向、管理因素(如巡檢安排)、人員反應時間、安全系統的響應時間和可靠性等,這些因素都會影響到物料總的泄漏時間和泄漏總量。
項目泄漏時間的確定選取以下3項中最小值:
(1)60min;
(2)最大可能泄漏量與泄漏速率比值;
(3)基于探測及隔離系統等級的泄漏時間。

2.5 點火源與點火概率

(1)點火源
根據《危險化學品生產裝置和儲存設施外部安全防護距離確定方法》(GB/T 37243-2019),典型點火源分為:
a)點源,如加熱爐(鍋爐)、機車、火炬、人員;
b)線源,如公路、鐵路、輸電線路;
c)面源,如廠區外的化工廠、冶煉廠。
根據化工園區情況,點火源主要為人員靜電、違章動火、電氣設施、雷擊、機動車輛、使用工具(鐵質)不當產生火花以及外來火源等。
(2)點火概率
根據《化工企業定量風險評價導則》(AQ/T 3046-2013)附錄G,立即點火概率與裝置類型、物質種類及泄漏(釋放)有關,固定裝置可燃物質泄漏后,立即點火概率見下表。

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延遲點火的點火概率應考慮點火源特性、泄漏組分以及點火源處于蒸氣云團內的概率,不同點火源在1min內的點火概率見下表。

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