摘　要：對焦爐煤氣汽車加氣站的風(fēng)險因素進行識別及危害預(yù)測。風(fēng)險因素包括壓縮機房泄漏、焦爐煤氣凈化系統(tǒng)泄漏，對壓縮機房泄漏導(dǎo)致的爆炸危害、焦爐煤氣凈化系統(tǒng)泄漏導(dǎo)致的大氣擴散污染危害進行了預(yù)測。

關(guān)鍵詞：焦爐煤氣汽車加氣站；  風(fēng)險識別；  危害預(yù)測；  爆炸；  大氣擴散污染

Abstract：The risk factors for coke oven gas vehicle filling stations are identified and their hazards are predicted．Risk factors include gas leak in compressor room and gas leak from coke oven gas purification system．The explosion hazard caused by gas leak in conpressor room and the atmospheric diffusion pollution hazard caused by gas leak from coke oven gas purification system are predicted．

Keywords：coke oven gas vehicle filling station；risk identification；hazard prediction；explosion；atmospheric diffusion pollution

 

焦爐煤氣作為車用替代燃料，既能改善汽車排放對環(huán)境的影響，又能解決焦爐煤氣未被充分利用的問題。焦爐煤氣汽車加氣站(以下簡稱加氣站)存在較高的事故風(fēng)險，有必要對焦爐煤氣加氣站運營中存在的風(fēng)險因素進行識別和危害預(yù)測。

國內(nèi)對氫氣、壓縮天然氣(CNG)等替代燃料加氣站環(huán)境風(fēng)險進行了較為廣泛的研究，K．Eunjung等人^[1]對氫氣加氣站泄漏爆炸風(fēng)險進行了研究，通過對氫氣爆炸方式的模擬，確定了氫氣加氣站設(shè)施之間的安全距離。侯向秦等人^[2]對CNG加氣站火災(zāi)爆炸危險性進行了分析，采用指數(shù)評價法進行了定量評價。譚金會等人^[3]對CNG加氣站安全風(fēng)險評價中的關(guān)鍵問題進行了研究，明確了風(fēng)險評價應(yīng)從站內(nèi)擴展到站外，并對儲氣型式的安全風(fēng)險評價提出了新標準。喬蓓等人^[4]針對CNG加氣站的風(fēng)險識別與評價，提出CNG加氣站安全生產(chǎn)的管理措施。胡晨等人^[5]針對液化石油氣加氣站，采用定量分析法辨識了主要風(fēng)險。本文對焦爐煤氣加氣站風(fēng)險因素識別與危害預(yù)測進行探討。

在焦爐煤氣加氣站中，焦爐煤氣經(jīng)計量調(diào)壓后，進入凈化系統(tǒng)，經(jīng)過脫硫、脫焦油、脫苯脫萘、脫水處理后，再進入壓縮系統(tǒng)，壓縮后進入儲氣裝置儲存，儲氣裝置內(nèi)的高壓焦爐煤氣供應(yīng)加氣機對汽車進行加氣。

焦爐煤氣加氣站運營過程中存在的主要風(fēng)險是焦爐煤氣泄漏引起的爆炸及大氣擴散污染，泄漏主要來自壓縮機房、焦爐煤氣凈化系統(tǒng)。壓縮機的振動易造成與緩沖罐連接的部件松動，在高壓狀態(tài)下易引起焦爐煤氣的泄漏。壓縮機房通風(fēng)不良，將造成焦爐煤氣的聚積，極易形成爆炸性蒸氣云，引發(fā)爆炸事故。焦爐煤氣凈化系統(tǒng)中的脫硫塔、脫萘塔、脫水裝置以及相連接的管子及閥門等，均可能由于密封失效或其他故障引起焦爐煤氣泄漏。由于焦爐煤氣凈化裝置多采用露天或半露天設(shè)置，焦爐煤氣的泄漏易造成大氣擴散污染。因此，危害預(yù)測對象確定為：壓縮機房泄漏引發(fā)的爆炸，焦爐煤氣凈化系統(tǒng)泄漏引起的大氣擴散污染。

①TNT當量和爆炸破壞半徑^[6-7]

蒸氣云爆炸的TNT當量mTNT計算式為：

 

式中mTNT——蒸氣云爆炸的TNT當量，kg

m——發(fā)生爆炸的焦爐煤氣質(zhì)量，kg，根據(jù)某焦爐煤氣加氣站壓縮機房容積估算為450kg

Qc——焦爐煤氣的燃燒熱，kJ／kg，取35800kJ／kg

QTNT——TNT的爆炸熱，kJ／kg，取4520kJ／kg

爆炸破壞半徑r的計算式為：

 

式中r——爆炸破壞半徑，m

Dp——超壓，kPa

由沖擊波一沖量準則確定的不同超壓范圍對建筑物的破壞程度、人體的傷害程度分別見表1、2。

 

②預(yù)測結(jié)果

以建筑物破壞程度作為基準，超壓選取不同建筑物破壞程度對應(yīng)的超壓最小值(并進行圓整)，由式(1)、(2)計算壓縮機房泄漏焦爐煤氣發(fā)生蒸氣云爆炸時，不同超壓對應(yīng)的爆炸破壞半徑，并判定對人體傷害程度，見表3。

①氣態(tài)污染物

在焦爐煤氣中的氣態(tài)污染物(一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、萘等)中，一氧化碳的體積分數(shù)較大，為主要氣態(tài)污染物，應(yīng)對其進行大氣擴散污染預(yù)測。

②預(yù)測方法

對于氣態(tài)污染物的大氣擴散污染預(yù)測，采取HJ／T l69—2004《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》推薦的多煙團模式預(yù)測方法，可預(yù)測在一定的泄漏條件、氣象條件下，任意時刻下風(fēng)向與泄漏點不同距離處地面空氣中污染物的質(zhì)量濃度。

③預(yù)測結(jié)果

泄漏條件：一氧化碳的泄漏質(zhì)量流量為0.76kg／s，泄漏持續(xù)時間為10min，泄漏點高度為3m，每10s釋放一個煙團。氣象條件：風(fēng)速為1.8m／s，大氣穩(wěn)定度為D級。采用多煙團模式預(yù)測方式的預(yù)測結(jié)果見表4。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，可分析不同時刻下風(fēng)向地面空氣中一氧化碳質(zhì)量濃度超標距離范圍。

焦爐煤氣泄漏是焦爐煤氣加氣站發(fā)生爆炸、大氣擴散污染的主要原因，是焦爐煤氣加氣站運營中必須考慮的風(fēng)險因素，據(jù)此采取積極的應(yīng)對措施。

 

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